JPH075301A - Photosensitive composition for formation of microlens - Google Patents

Photosensitive composition for formation of microlens

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JPH075301A
JPH075301A JP14337793A JP14337793A JPH075301A JP H075301 A JPH075301 A JP H075301A JP 14337793 A JP14337793 A JP 14337793A JP 14337793 A JP14337793 A JP 14337793A JP H075301 A JPH075301 A JP H075301A
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JP
Japan
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resin
photosensitive composition
group
alkali
carbon atoms
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Application number
JP14337793A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshitaka Tsutsumi
義高 堤
Teruhisa Kamimura
輝久 上村
Masazumi Hasegawa
正積 長谷川
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Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
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Publication date
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To form a lens excellent in chemical resistance, etc., by incorporating an alkali-soluble resin, photosensitive agent comprising naphthoquinonediazido sulfonate, specified alicyclic epoxy thermosetting agent, and solvent. CONSTITUTION:This compsn. contains an alkali-soluble resin, photosensitive agent comprising 1,2,-naphthoquinonediazido sulfonate, thermosetting agent comprising a tetra-or higher functional alicyclic epoxy compd., and solvent. The alkali-soluble resin consists of, preferably, sturctural units expressed by formula or II. In formula I, II, R1 is a hydrogen atom or methyl group, R2 and R2 are hydrogen atoms, methyl groups, chlorine etc., A reprents OA1 (wherein A1 is hydrogen or alkyl group of 1-6 cardon number), k, m, z are intergers >1, and 1, n, x, y are integers including 0. By this method, a resist pattern with high sensitivity and high resolution can be obtd., and a lens having large refractive index, excellent transparency in a visible region, heat resistnace and chemical resistance can be obtd.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、カラー固体撮像素子、
カラー液晶表示素子等のカラーフィルター上に形成され
るマイクロ集光レンズ材料並びにマイクロレンズ状の凹
凸パターン及び熱硬化した凹凸パターンを利用する用途
に使用可能な感光性組成物に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a color solid-state image pickup device,
The present invention relates to a micro-condensing lens material formed on a color filter of a color liquid crystal display device, etc., and a photosensitive composition that can be used for applications using a micro-lens-shaped concavo-convex pattern and a heat-cured concavo-convex pattern.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、撮像素子を使用したカラービデオ
カメラの普及に伴い高画質撮像素子の需要が高まりつつ
ある。そして、高画質化に対応するため、マイクロ集光
レンズの形成が行われている。すなわち、マイクロ集光
レンズは、通常、撮像素子上に形成されるカラーフィル
ター層、中間膜、保護膜等の最上部に作製されており、
このレンズは特開平1−91103号、特開平1−24
6505号、特開平1−257901号、特開平1−2
63601号等に示されているように、素子の感度が向
上する、素子の出力信号の折り返し歪が減少する等の効
果があり、マイクロ集光レンズの形成はカラー固体撮像
素子の必須条件になっている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the spread of color video cameras using image pickup devices, the demand for high-quality image pickup devices is increasing. Then, in order to cope with high image quality, a micro condenser lens is formed. That is, the micro condenser lens is usually formed on the uppermost part of the color filter layer, the intermediate film, the protective film, etc. formed on the image pickup device,
This lens is disclosed in JP-A-1-91103 and JP-A-1-24.
6505, JP-A-1-257901, JP-A 1-2
As shown in Japanese Patent No. 63601 and the like, there are effects such as improvement in sensitivity of the element and reduction in aliasing distortion of an output signal of the element, and formation of a micro focusing lens is an indispensable condition for a color solid-state image pickup element. ing.

【0003】また、カラー液晶表示素子においても、マ
イクロレンズ形成の検討が進められており、原則として
撮像素子と同様の機能を必要とする。
Further, in color liquid crystal display elements, the formation of microlenses is being studied, and in principle, the same function as that of the image pickup element is required.

【0004】さらに、特開平4−315129号、特開
平5−34730号等に記載されているような液晶表示
素子の反射板又は特開平4−63351号等に記載され
ている薄膜磁気ヘッド用層間絶縁層等はパターニング、
熱硬化後形成される凹凸形状を利用できるものである。
マイクロレンズへの利用との相違は透明性や屈折率に関
する規制はないが、他の機能、特に、耐薬品性、耐熱性
等の耐久性については同等又はより厳しい仕様になると
予想できる。
Further, a reflector of a liquid crystal display element as described in JP-A-4-315129 and JP-A-5-34730, or an interlayer for a thin film magnetic head described in JP-A-4-63351 and the like. Insulation layer etc. are patterned,
The uneven shape formed after thermosetting can be used.
Although there is no regulation regarding transparency and refractive index, it is expected that the specifications will be the same or stricter with respect to other functions, especially durability such as chemical resistance and heat resistance.

【0005】マイクロ集光レンズを形成する方法は種々
あるが、例えば、特開平1−246505号、特開平3
−223702号のように、透明な感光性樹脂を表面保
護膜上に塗布し、フォトダイオードに対応する部分に樹
脂層が残るように露光、現像した後、パターンを熱処理
することによって形成できる。
There are various methods for forming a micro condenser lens, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 1-246505 and 3-53.
No. 223702, a transparent photosensitive resin is applied on the surface protective film, exposed and developed so that the resin layer remains in the portion corresponding to the photodiode, and then the pattern is heat-treated.

【0006】ところで、撮像素子の高性能化は日進月歩
で変化しており、マイクロ集光レンズに要求される特性
も日毎に厳しくなっている。レンズ形成用材料の基本的
必要特性は、屈折率が大きい、可視光域での透明性が高
い、パターン変形後の耐熱性、耐薬品性、耐光性が優れ
ていることに加えて、レンズ形成能が優れ、かつ高感
度、高解像度なレジスト機能を有していることがあげら
れる。特に、レンズ形成能については、昨今のフォトダ
イオードの微細化に伴い、充分な集光能力を備えた曲率
を有する必要があり、例えば、上記のパターンを熱処理
する形成方法では、パターンの寸法が変化せずに丸みを
持つことが理想に近づく。
By the way, the performance of the image pickup element is changing day by day, and the characteristics required for the micro condenser lens are becoming severer day by day. The basic required characteristics of lens forming materials are high refractive index, high transparency in the visible light range, excellent heat resistance after pattern deformation, chemical resistance, and light resistance. It has excellent resisting properties, high sensitivity and high resolution. In particular, regarding the lens forming ability, it is necessary to have a curvature with sufficient light collecting ability with the recent miniaturization of photodiodes. For example, in the forming method of heat-treating the above pattern, the dimension of the pattern changes. It is closer to the ideal to have roundness without doing it.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】例えば、半導体集積回
路用ポジ型フォトレジストをマイクロレンズ材料として
使用すると、塗布、プリベーク、露光、現像、熱処理に
よりマイクロ集光レンズが形成できる。
For example, when a positive type photoresist for semiconductor integrated circuit is used as a microlens material, a micro condenser lens can be formed by coating, prebaking, exposing, developing and heat treatment.

【0008】しかしながら、このレンズの実用的な使用
は不可能である。その理由は種々あるが、例えば、耐薬
品性に劣る、レンズ形成後再加熱するとパターンが流れ
る、透明性が極端に低下するという問題点が考えられ
る。
However, practical use of this lens is impossible. There are various reasons for this, but problems such as poor chemical resistance, pattern flow when reheating after lens formation, and extremely low transparency can be considered.

【0009】そこで、この問題を解決するために、アル
カリ可溶性樹脂、感光剤として1,2−ナフトキノンジ
アジドスルホン酸エステル、加熱処理によりレンズを形
成する際に耐熱性及び耐薬品性を付与させる熱硬化剤、
特に、メラミン系硬化剤及び溶剤からなるマイクロレン
ズ用ポジ型感光材料を提供している(特開平3−223
702号)。
Therefore, in order to solve this problem, an alkali-soluble resin, 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid ester as a photosensitizer, and heat curing for imparting heat resistance and chemical resistance when forming a lens by heat treatment. Agent,
In particular, it provides a positive photosensitive material for microlenses, which comprises a melamine-based curing agent and a solvent (JP-A-3-223).
702).

【0010】しかし、このポジ型感光材料も耐薬品性等
の耐久性等に若干不満を抱えており、未だ十分ではな
い。
However, this positive type photosensitive material also has some dissatisfaction with respect to durability such as chemical resistance and is not yet sufficient.

【0011】本発明は、上記した問題点に鑑みてなされ
たものであり、その目的は上記した必要な特性を充分満
足する材料を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a material which sufficiently satisfies the above-mentioned required characteristics.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、このよう
な背景をもとに鋭意研究を重ねた結果、ベースポリマー
として芳香環成分とカルボン酸成分とを有するアルカリ
可溶性樹脂、又はビニルフェノール重合体、ビニルフェ
ノール共重合体、フェノール類とアルデヒド類との重縮
合物であるノボラック樹脂若しくは各樹脂の部分水素添
加物又は各樹脂の水酸基の一部を変性した樹脂を用いる
と透明性に優れており、かつ、ナフトキノンジアジド系
感光剤、熱硬化剤としてレンズ形成時、耐熱性、耐薬品
性を付与させる4官能以上の脂環式エポキシ化合物及び
溶剤から構成されるポジ型感光性組成物が上述の課題を
解決できることを見出し本発明を完成するに至ったもの
である。すなわち、本発明は、アルカリ可溶性樹脂、特
に、所定の一般式で示される構造単位からなる樹脂、又
はビニルフェノール重合体、ビニルフェノール共重合
体、フェノール類とアルデヒド類との重縮合物であるノ
ボラック樹脂若しくは各樹脂の水素添加物又は水酸基の
一部を変性した樹脂、感光剤として1,2−ナフトキノ
ンジアジドスルホン酸エステル、熱硬化剤として4官能
以上の脂環式エポキシ化合物及び溶剤を含有するマイク
ロレンズ形成用感光性組成物である。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted extensive studies based on such a background, and as a result, an alkali-soluble resin having an aromatic ring component and a carboxylic acid component as a base polymer, or vinylphenol. Excellent transparency when using polymers, vinylphenol copolymers, novolak resins that are polycondensates of phenols and aldehydes, partially hydrogenated products of each resin, or resins in which some of the hydroxyl groups of each resin are modified And a positive photosensitive composition composed of a naphthoquinonediazide-based photosensitizer, a tetrafunctional or more alicyclic epoxy compound that imparts heat resistance and chemical resistance during lens formation as a thermosetting agent, and a solvent. The inventors have found that the above problems can be solved and completed the present invention. That is, the present invention is an alkali-soluble resin, in particular, a resin comprising a structural unit represented by a predetermined general formula, or a vinylphenol polymer, vinylphenol copolymer, novolak which is a polycondensation product of phenols and aldehydes. A resin or a hydrogenated product of each resin or a resin in which a part of the hydroxyl group is modified, 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid ester as a photosensitizer, a tetrafunctional or more alicyclic epoxy compound as a thermosetting agent, and a micro containing a solvent It is a photosensitive composition for forming a lens.

【0013】以下、本発明をさらに詳細に説明する。The present invention will be described in more detail below.

【0014】本発明におけるアルカリ可溶性樹脂は、溶
剤に可溶であり、皮膜形成可能であれば特に限定するも
のではない。これは、感光性組成物としてのバインダー
及びアルカリ現像液溶解性の付与のためである。特に、
本発明のアルカリ可溶性樹脂は、再加熱時においても透
明性を維持するために、下記一般式(1)又は一般式
(2)で示される構造単位からなる樹脂であることが好
ましい。
The alkali-soluble resin in the present invention is not particularly limited as long as it is soluble in a solvent and can form a film. This is for imparting the solubility of the binder and the alkaline developer as the photosensitive composition. In particular,
The alkali-soluble resin of the present invention is preferably a resin having a structural unit represented by the following general formula (1) or general formula (2) in order to maintain transparency even when reheated.

【0015】[0015]

【化3】 [Chemical 3]

【0016】[式中、R1は水素又はメチル基を示し、
AはOA1又はNA23(A1、A2及びA3はそれぞれ水
素、炭素数1から6までのアルキル基、炭素数6から1
2までのアリル基又は炭素数7から12までのアラルキ
ル基を示す。)を示し、k及びmはそれぞれ1以上の整
数を示し、l及びnはそれぞれ0を含む整数を示す。]
[Wherein R 1 represents hydrogen or a methyl group,
A is OA 1 or NA 2 A 3 (A 1 , A 2 and A 3 are respectively hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and 6 to 1 carbon atoms)
An allyl group having up to 2 or an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms is shown. ), K and m each represent an integer of 1 or more, and l and n each represent an integer including 0. ]

【0017】[0017]

【化4】 [Chemical 4]

【0018】[式中、R1は水素又はメチル基を示し、
2及びR3はそれぞれ水素、メチル基、塩素又は臭素を
示し、AはOA1又はNA23(A1、A2及びA3はそれ
ぞれ水素、炭素数1から6までのアルキル基、炭素数6
から12までのアリル基又は炭素数7から12までのア
ラルキル基を示す。)を示し、x及びyは0を含む整数
を示し、zは1以上の整数を示す。] なお、上式におけるA1〜A3のアルキル基としては、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−アミ
ル基、イソアミル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル
基等をがあげられ、アリル基としては、フェニル基、ト
リル基、キシリル基、エチルフェニル基、ナフチル基等
があげられ、アラルキル基としてはベンジル基、フェネ
チル基等があげられ、ベンゼン環は塩素、臭素等のハロ
ゲン、ニトロ基、シアノ基等で置換されていてもよい。
[In the formula, R 1 represents hydrogen or a methyl group,
R 2 and R 3 each represent hydrogen, a methyl group, chlorine or bromine, A is OA 1 or NA 2 A 3 (A 1 , A 2 and A 3 are each hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, Carbon number 6
It shows an allyl group having 1 to 12 or an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms. ), X and y are integers including 0, and z is an integer of 1 or more. The alkyl group represented by A 1 to A 3 in the above formula is a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group,
Examples thereof include an n-butyl group, an isobutyl group, a t-butyl group, an n-amyl group, an isoamyl group, an n-hexyl group and a cyclohexyl group. Examples of the allyl group include a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group and ethylphenyl. Group, naphthyl group and the like, aralkyl group includes benzyl group and phenethyl group, and the benzene ring may be substituted with halogen such as chlorine and bromine, nitro group and cyano group.

【0019】また、アルカリ可溶性樹脂としては、ビニ
ルフェノール重合体、ビニルフェノール共重合体、フェ
ノール類とアルデヒド類との重縮合物であるノボラック
樹脂若しくは各樹脂の部分水素添加物又は各樹脂の水酸
基の一部を変性した樹脂も好適である。
Examples of the alkali-soluble resin include vinylphenol polymers, vinylphenol copolymers, novolak resins which are polycondensates of phenols and aldehydes, partial hydrogenated products of each resin, and hydroxyl groups of each resin. A resin partially modified is also suitable.

【0020】本発明におけるアルカリ可溶性樹脂の合成
方法は特に限定するものではないが、例えば以下の方法
で合成できる。
The method for synthesizing the alkali-soluble resin in the present invention is not particularly limited, but it can be synthesized, for example, by the following method.

【0021】一般式(1)で示される構造単位からなる
アルカリ可溶性樹脂は、(α−メチル)スチレン/無水
マレイン酸共重合体を常法に従い、溶液又は塊状ラジカ
ル重合等により合成した後、アルコール、フェノール類
又はアミンとのエステル化又はアミド化反応により合成
できる。また、(α−メチル)スチレン/マレイン酸エ
ステル共重合体を常法に従い、溶液又は塊状ラジカル重
合等によっても合成できる。
The alkali-soluble resin composed of the structural unit represented by the general formula (1) is obtained by synthesizing an (α-methyl) styrene / maleic anhydride copolymer by solution or bulk radical polymerization according to a conventional method, and then alcohol. It can be synthesized by esterification or amidation reaction with phenols or amines. Further, the (α-methyl) styrene / maleic acid ester copolymer can be synthesized by a conventional method such as solution or bulk radical polymerization.

【0022】一般式(2)で示される構造単位からなる
アルカリ可溶性樹脂は、(α−メチル)スチレン/(メ
タ)アクリル酸、(α−メチル)スチレン/(メタ)ア
クリル酸エステル共重合体を常法に従い、溶液ラジカル
重合等により合成した後、エステル化、アミド化又は加
水分解することにより合成できる。また、エステル化又
はアミド化された単量体とを多元共重合する方法、さら
に、ポリ(メタ)アクリル酸をエステル化又はアミド化
する方法によっても合成できる。
The alkali-soluble resin composed of the structural unit represented by the general formula (2) includes (α-methyl) styrene / (meth) acrylic acid and (α-methyl) styrene / (meth) acrylic acid ester copolymer. According to a conventional method, it can be synthesized by solution radical polymerization or the like, and then esterification, amidation or hydrolysis. It can also be synthesized by a method of multi-component copolymerization with an esterified or amidated monomer, and a method of esterifying or amidating poly (meth) acrylic acid.

【0023】ビニルフェノール(共)重合体はラジカル
重合又はカチオン重合により合成でき、ノボラック樹脂
はフェノール、クレゾール類とホルムアルデヒド等のア
ルデヒド類との重縮合により合成できる。また、ビニル
フェノール重合体又はノボラック樹脂に水素添加する方
法は特に限定するものではないが、例えば、特開平1−
103604号、特開平2−4254号、特開平2−2
9751号、特開平2−9752号の方法で合成でき
る。ビニルフェノール重合体又はノボラック樹脂の水酸
基の変性に関しては、アルキル化、アシル化、スルホニ
ル化等の反応により合成できる。例えば、アルキル化は
樹脂とハロゲン化アルキルとを塩基性触媒下にて反応す
ることにより合成でき、アシル化及びスルホニル化は樹
脂とカルボン酸、スルホン酸、カルボニルハライド又は
スルホニルハライドとを酸触媒又は塩基性触媒下にて反
応することにより合成できる。さらに、ビニルフェノー
ル共重合体の共重合成分としてはラジカル共重合可能な
2重結合を有する単量体を使用でき、例えば、アクリル
酸メチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ヒドロキ
シエチル等の(メタ)アクリル酸エステル、アクリルア
ミド、メタクリルアミド等の酸アミド類、アクリロニト
リル、スチレン等を例示できる。
The vinylphenol (co) polymer can be synthesized by radical polymerization or cationic polymerization, and the novolac resin can be synthesized by polycondensation of phenol, cresols and aldehydes such as formaldehyde. Further, the method of hydrogenating the vinylphenol polymer or the novolac resin is not particularly limited.
103604, JP-A-2-4254, JP-A-2-2
It can be synthesized by the methods of 9751 and JP-A-2-9752. The modification of the hydroxyl group of the vinylphenol polymer or the novolak resin can be performed by a reaction such as alkylation, acylation, sulfonylation and the like. For example, alkylation can be synthesized by reacting a resin with an alkyl halide under a basic catalyst, and acylation and sulfonylation can be performed by reacting a resin with a carboxylic acid, sulfonic acid, carbonyl halide or sulfonyl halide with an acid catalyst or a base. It can be synthesized by reacting under a neutral catalyst. Further, as the copolymerization component of the vinylphenol copolymer, a monomer having a double bond capable of radical copolymerization can be used, and examples thereof include (meth) acrylic acid such as methyl acrylate, methyl methacrylate, and hydroxyethyl methacrylate. Examples thereof include acid esters, acid amides such as acrylamide and methacrylamide, acrylonitrile, and styrene.

【0024】本発明における感光剤としては、1,2−
ナフトキノンジアジドスルホン酸エステルであり、これ
はアルカリ現像液に対して、未露光部では溶解阻止、露
光部では溶解促進効果を付与するためである。
As the photosensitizer in the present invention, 1,2-
Naphthoquinone diazide sulfonic acid ester, which is for imparting a dissolution inhibiting effect to the alkali developing solution in the unexposed area and a dissolution promoting effect in the exposed area.

【0025】1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸
エステルのエステル成分としては特性を維持できるもの
であれば特に限定するものではないが、例えば、2,4
−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4−トリヒド
ロキシベンゾフェノン、2,3,4,4´−テトラヒド
ロキシベンゾフェノン、2,2´,3,4,4´−ペン
タヒドロキシベンゾフェノン、フェノール、1,3−ジ
ヒドロキシベンゼン、1,3,5−トリヒドロキシベン
ゼン、没食子酸メチル、没食子酸エチル、没食子酸フェ
ニル等があげられる。
The ester component of 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid ester is not particularly limited as long as it can maintain the characteristics, but for example, 2,4
-Dihydroxybenzophenone, 2,3,4-trihydroxybenzophenone, 2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone, 2,2 ', 3,4,4'-pentahydroxybenzophenone, phenol, 1,3-dihydroxy Examples thereof include benzene, 1,3,5-trihydroxybenzene, methyl gallate, ethyl gallate, and phenyl gallate.

【0026】本発明における熱硬化剤としては4官能以
上の脂環式エポキシ化合物であり、これは、加熱処理に
よりレンズを形成する際に耐熱性及び耐薬品性を付与さ
せるものであり、4官能以上の脂環式エポキシ基を含有
する化合物であれば特に限定するものではなく、例え
ば、下記一般式(3)に示すオリゴマー,ポリマー、4
官能脂環式エポキシ樹脂[市販品、エポリード(商標)
GT−400(ダイセル化学工業製)]等があげられ
る。本発明における熱硬化剤として、4官能以上の脂環
式エポキシ化合物を選んだのは、レンズ形状に優れ、硬
化物の耐薬品性向上のためである。
The thermosetting agent in the present invention is a tetrafunctional or higher-functional alicyclic epoxy compound, which imparts heat resistance and chemical resistance when a lens is formed by heat treatment, and is tetrafunctional. The compound containing the alicyclic epoxy group is not particularly limited, and examples thereof include an oligomer, a polymer, and a polymer represented by the following general formula (3):
Functional alicyclic epoxy resin [commercial item, EPOLIDE (trademark)
GT-400 (manufactured by Daicel Chemical Industries)] and the like. The alicyclic epoxy compound having a functionality of 4 or more is selected as the thermosetting agent in the present invention because it has an excellent lens shape and improves the chemical resistance of the cured product.

【0027】[0027]

【化5】 [Chemical 5]

【0028】[式中、R4は水素又はメチル基を示し、
aは4以上の整数を示す。] さらに、熱硬化剤として、特性を低下させない範囲で、
他の熱硬化剤、例えば、他のエポキシ系、メラミン系、
イソシアネート系、多官能不飽和化合物等を添加しても
よい。特に、充分な硬化特性を得るために、エポキシ
系、メラミン系が好ましく、例えば、他のエポキシ系硬
化剤としては、n−ブチルグリシジルエーテル、2−エ
トキシヘキシルグリシジルエーテル、フェニルグリシジ
ルエーテル、アリルグリシジルエーテル、エチレングリ
コールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジ
グリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシ
ジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、
ソルビトールポリグリシジルエーテル等のグリシジルエ
ーテル、アジピン酸ジグリシジルエステル、o−フタル
酸ジグリシジルエステル等のグリシジルエステル、3,
4−エポキシシクロヘキシルメチル(3,4−エポキシ
シクロヘキサン)カルボキシレート、3,4−エポキシ
−6−メチルシクロヘキシルメチル(3,4−エポキシ
−6−メチルシクロヘキサン)カルボキシレート、ビス
(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチ
ル)アジペート、ジシクロペンタジエンオキサイド、ビ
ス(2,3−エポキシシクロペンチル)エーテル等の脂
環式エポキシがあげられ、また、メラミン系硬化剤とし
ては、ヘキサメチロールメラミン、アルキル化ヘキサメ
チロールメラミン、部分メチロール化メラミン又はその
アルキル化体、テトラメチロールベンゾグアナミン、ア
ルキル化テトラメチロールベンゾグアナミン、部分メチ
ロール化ベンゾグアナミン又はそのアルキル化体等があ
げられる。
[In the formula, R 4 represents hydrogen or a methyl group,
a represents an integer of 4 or more. ] Further, as a thermosetting agent, as long as the characteristics are not deteriorated,
Other thermosetting agents, such as other epoxy-based, melamine-based,
You may add an isocyanate type | system | group, a polyfunctional unsaturated compound, etc. In particular, in order to obtain sufficient curing characteristics, epoxy type and melamine type are preferable. For example, other epoxy type curing agents include n-butyl glycidyl ether, 2-ethoxyhexyl glycidyl ether, phenyl glycidyl ether, and allyl glycidyl ether. , Ethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether,
Glycidyl ethers such as sorbitol polyglycidyl ether, adipic acid diglycidyl ester, o-phthalic acid diglycidyl ester and other glycidyl esters, 3,
4-epoxycyclohexylmethyl (3,4-epoxycyclohexane) carboxylate, 3,4-epoxy-6-methylcyclohexylmethyl (3,4-epoxy-6-methylcyclohexane) carboxylate, bis (3,4-epoxy-) Alicyclic epoxies such as 6-methylcyclohexylmethyl) adipate, dicyclopentadiene oxide, and bis (2,3-epoxycyclopentyl) ether can be mentioned, and as the melamine-based curing agent, hexamethylolmelamine and alkylated hexamethylol are used. Examples thereof include melamine, partially methylolated melamine or alkylated products thereof, tetramethylol benzoguanamine, alkylated tetramethylol benzoguanamine, partially methylolated benzoguanamine or alkylated products thereof.

【0029】本発明における感光性組成物に、さらに、
熱硬化を促進するための硬化助剤を添加することは、比
較的低温でかつ短時間で硬化を終了させることができ、
また、耐薬品性をさらに向上することができるので好ま
しい。
In addition to the photosensitive composition of the present invention,
The addition of a curing aid for promoting thermal curing can complete the curing at a relatively low temperature and in a short time,
Further, it is preferable because the chemical resistance can be further improved.

【0030】ここに、硬化助剤としては、保存安定性が
良好で充分な熱硬化性を有するものであれば特に限定す
るものではなく、例えば、潜在性熱酸発生剤、潜在性光
酸発生剤、多価カルボン酸無水物、多価カルボン酸、フ
ェノール系化合物、イミダゾール系化合物が使用でき
る。特に、潜在性熱酸発生剤が保存安定性の点で有効で
あり、また、多価カルボン酸無水物、多価カルボン酸、
フェノール系化合物も効果的である。具体的には、熱酸
発生剤としては、有機ハロゲン化合物、オニウム塩があ
げられ、各々、有機ハロゲン化合物としてトリハロメチ
ル基含有トリアジン化合物やオキサジアゾール化合物等
があげられ、オニウム塩としてアリルジアゾニウム塩、
(ジ)アリルヨードニウム塩、(ジ、トリ)アリルスル
ホニウム塩等があげられる。また、カルボン酸無水物
は、芳香族としては無水フタル酸、無水トリメリット
酸、無水ピロメリット酸、無水ベンゾフェノンテトラカ
ルボン酸等があげられ、脂肪族としては無水コハク酸、
無水マレイン酸等があげられ、脂環族としては無水メチ
ルナジック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒド
ロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、メ
チルテトラヒドロ無水フタル酸等があげられる。カルボ
ン酸は上記酸無水物の開環体があげられる。さらに、フ
ェノール系化合物としては(ポリ)ヒドロキシベンゾフ
ェノン、ビス[(ポリ)ヒドロキシフェニル]スルホ
ン、ビス[(ポリ)ヒドロキシフェニル]スルフィド、
ビスフェノールA、ビスフェノールF等があげられる。
The curing aid is not particularly limited as long as it has good storage stability and sufficient thermosetting property, and examples thereof include latent thermal acid generators and latent photoacid generators. Agents, polycarboxylic acid anhydrides, polycarboxylic acids, phenolic compounds, and imidazole compounds can be used. In particular, the latent thermal acid generator is effective in terms of storage stability, and also polyvalent carboxylic anhydride, polyvalent carboxylic acid,
Phenolic compounds are also effective. Specific examples of the thermal acid generator include organic halogen compounds and onium salts. Examples of the organic halogen compounds include trihalomethyl group-containing triazine compounds and oxadiazole compounds, and onium salts include allyldiazonium salts. ,
(Di) allyl iodonium salt, (di, tri) allyl sulfonium salt and the like can be mentioned. Further, carboxylic acid anhydrides include phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic dianhydride, benzophenone tetracarboxylic anhydride, etc. as aromatic, succinic anhydride as aliphatic,
Examples thereof include maleic anhydride, and examples of the alicyclic group include methyl nadic acid anhydride, hexahydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride and the like. Examples of the carboxylic acid include ring-opened products of the above acid anhydrides. Further, as the phenolic compound, (poly) hydroxybenzophenone, bis [(poly) hydroxyphenyl] sulfone, bis [(poly) hydroxyphenyl] sulfide,
Examples include bisphenol A and bisphenol F.

【0031】本発明の感光性組成物は、上記したように
アルカリ可溶性樹脂、感光剤として1,2−ナフトキノ
ンジアジドスルホン酸エステル、熱硬化剤として4官能
以上の脂環式エポキシ硬化剤及び溶剤を含有するもので
あり、その組み合わせに特徴がある。すなわち、アルカ
リ可溶性樹脂は芳香環成分とカルボン酸とを同時に持つ
ポリマー、又はビニルフェノール(共)重合体、ノボラ
ック樹脂若しくは各樹脂の部分水素添加物又は各樹脂の
水酸基の一部を変性した樹脂を用いることによって、ア
ルカリ可溶性で、屈折率が大きく、透明性が良好な系が
実現できる。しかも、耐熱性、耐光性に優れ透明性に変
化のないことが特徴になる。
The photosensitive composition of the present invention comprises, as described above, an alkali-soluble resin, a 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid ester as a photosensitizer, a tetrafunctional or more alicyclic epoxy curing agent as a heat curing agent, and a solvent. It is contained, and its combination is characteristic. That is, the alkali-soluble resin is a polymer having an aromatic ring component and a carboxylic acid at the same time, or a vinylphenol (co) polymer, a novolac resin or a partially hydrogenated product of each resin, or a resin obtained by modifying a part of the hydroxyl groups of each resin. By using it, a system which is soluble in alkali, has a large refractive index, and is excellent in transparency can be realized. Moreover, it is characterized by excellent heat resistance and light resistance, and no change in transparency.

【0032】感光剤は1,2−ナフトキノンジアジドス
ルホン酸エステルを用い、上記のアルカリ可溶性樹脂と
混合することによって、アルカリ現像液に膨潤しない高
解像度のレジストが実現できる。また、熱硬化剤として
の4官能以上の脂環式エポキシ硬化剤は耐熱性、耐薬品
性、良好な流動性を付与するために必要である。特に、
レンズ形成と同時に熱硬化を行うことができるため、工
程上非常に有利になる。
By using 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid ester as a photosensitizer and mixing it with the above-mentioned alkali-soluble resin, a high-resolution resist which does not swell in an alkali developing solution can be realized. Further, a tetrafunctional or higher functional cycloaliphatic epoxy curing agent as a heat curing agent is necessary for imparting heat resistance, chemical resistance and good fluidity. In particular,
Since the heat curing can be performed at the same time when the lens is formed, it is very advantageous in the process.

【0033】本発明の感光性組成物については、樹脂と
感光剤及び熱硬化剤との組成比は特性を維持できる範囲
内で種々変化させることが可能であるが、例えば、以下
の範囲が好ましい。感光剤は樹脂に対して10〜30重
量%、熱硬化剤は固形分に対して5〜30重量%が良好
である。この範囲内では、密着性、透明性、感度、解像
度、レンズ形成能が良好な安定した特性を発揮できる。
In the photosensitive composition of the present invention, the composition ratio of the resin to the photosensitizer and the thermosetting agent can be variously changed within the range in which the characteristics can be maintained, but for example, the following range is preferable. . The photosensitizer is preferably 10 to 30% by weight based on the resin, and the thermosetting agent is 5 to 30% by weight based on the solid content. Within this range, the adhesiveness, transparency, sensitivity, resolution, and lens forming ability are excellent and stable characteristics can be exhibited.

【0034】本発明の感光性組成物は、例えば、樹脂、
感光剤及び熱硬化剤を固形分が10〜40重量部になる
ように適当な溶剤に溶解して得られる。溶剤としては、
例えば、エチレングリコールモノアルキルエーテル又は
そのアセテート類、プロピレングリコールモノアルキル
エーテル又はそのアセテート類、ジエチレングリコール
モノ又はジアルキルエーテル類、プロピオン酸アルキル
又はそのアルコキシ類、メチルエチルケトン、メチルイ
ソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸
エチル、酢酸ブチル等の酢酸エステル類、トルエン、キ
シレン等の芳香族炭化水素類、乳酸エチル、ジアセトン
アルコール、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムア
ミド、N−メチルピロリドン等があげられる。これらの
溶剤は単独又は2種以上混合して用いることができる。
The photosensitive composition of the present invention comprises, for example, a resin,
It is obtained by dissolving a photosensitizer and a thermosetting agent in an appropriate solvent so that the solid content is 10 to 40 parts by weight. As a solvent,
For example, ethylene glycol monoalkyl ether or its acetates, propylene glycol monoalkyl ether or its acetates, diethylene glycol mono or dialkyl ethers, alkyl propionate or its alkoxys, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone and other ketones, acetic acid Examples thereof include acetic acid esters such as ethyl and butyl acetate, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, ethyl lactate, diacetone alcohol, dimethylacetamide, dimethylformamide, and N-methylpyrrolidone. These solvents can be used alone or in combination of two or more.

【0035】また、必要に応じて、塗布性を改良するた
めに、ノニオン系、フッ素系、シリコン系等の界面活性
剤を添加してもよい。さらに、必要があれば他の相溶性
のある添加物を配合してもよい。
If necessary, in order to improve the coating property, a nonionic, fluorine-based or silicon-based surfactant may be added. Furthermore, if necessary, other compatible additives may be added.

【0036】本発明の感光性組成物は、紫外線、遠紫外
線、電子線、X線等によるレジストパターン形成のため
に用いることができ、感度、解像度に優れている。特
に、パターン形成後にベーク処理を行うことによって、
集光レンズが形成できる。形成されたレンズは屈折率が
大きく、透明性、耐熱性、耐薬品性に優れている。
The photosensitive composition of the present invention can be used for forming a resist pattern by ultraviolet rays, far ultraviolet rays, electron beams, X-rays, etc., and has excellent sensitivity and resolution. In particular, by performing a baking process after pattern formation,
A condenser lens can be formed. The formed lens has a large refractive index and is excellent in transparency, heat resistance, and chemical resistance.

【0037】本発明の感光性組成物を用いて放射線照射
によるレジストパターンを形成する際の使用法は特に限
定するものではなく慣用の方法に従って行うことができ
る。また、レンズパターンはレジストパターン形成後加
熱処理を行うことによって得られる。
The method of using the photosensitive composition of the present invention to form a resist pattern by irradiation with radiation is not particularly limited and may be a conventional method. Further, the lens pattern can be obtained by performing a heat treatment after forming the resist pattern.

【0038】例えば、まず、感光性樹脂溶液は本発明の
アルカリ可溶性樹脂、感光剤及び熱硬化剤を溶剤に溶解
し、濾過(例えば、0.2μm孔径程度のフィルターに
て)によって不溶分を除去することにより調製される。
感光性樹脂溶液をシリコンウエハー等の基板上又はシリ
コンウエハー上にハードベークした樹脂上にスピンコー
トし、プレベークすることによって感光性樹脂膜が得ら
れる。その後、縮小投影露光装置、プロキシミティーア
ライナー、ミラープロジェクション、電子線露光装置等
にて露光を行い、現像、リンスすることによってレジス
トパターンを形成できる。現像液としては、水酸化ナト
リウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナト
リウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア等の無機ア
ルカリ水溶液、エチルアミン、n−プロピルアミン等の
第1アミン、ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミン等
の第2アミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミ
ン等の第3アミン、ジメチルエタノールアミン、トリエ
タノールアミン等のアルコールアミン、テトラメチルア
ンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒ
ドロキシド、コリン等の有機アルカリ水溶液を使用する
ことができる。さらに、上記アルカリ水溶液中にアルコ
ール類、界面活性剤を適量添加して使用することもでき
る。塗布、ベーク、露光、現像、リンス等その他の手法
は集積回路等を製造するためのレジストパターン形成に
おける常法に従うことができる。
For example, first, in the photosensitive resin solution, the alkali-soluble resin of the present invention, the photosensitizer and the thermosetting agent are dissolved in a solvent, and the insoluble matter is removed by filtration (for example, with a filter having a pore size of about 0.2 μm). It is prepared by
A photosensitive resin film is obtained by spin-coating a photosensitive resin solution on a substrate such as a silicon wafer or a resin hard-baked on a silicon wafer and pre-baking. Then, a resist pattern can be formed by performing exposure with a reduction projection exposure device, a proximity aligner, a mirror projection, an electron beam exposure device, etc., and developing and rinsing. Examples of the developer include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, an inorganic alkaline aqueous solution such as ammonia, a primary amine such as ethylamine and n-propylamine, diethylamine, di-n-butylamine. Secondary amines such as triethylamine, tertiary amines such as methyldiethylamine, alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, and organic alkaline aqueous solutions such as tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide and choline. it can. Furthermore, alcohols and surfactants may be added in appropriate amounts to the above alkaline aqueous solution before use. Other techniques such as coating, baking, exposure, development, and rinsing can follow conventional methods for forming resist patterns for manufacturing integrated circuits and the like.

【0039】以上のようにしてレジストパターンを形成
可能である。次に、レンズパターンは、形成したレジス
トパターンをまず、UV光にて全面露光を行い透明性を
付与した後、ホットプレート上又はコンベクションオー
ブン中にて100〜200℃、好ましくは130〜18
0℃の所定温度、1〜30分程度の所定時間で加熱処理
することによって形成できる。レンズの形状、曲率等は
設定条件により任意に選択することができる。
The resist pattern can be formed as described above. Next, for the lens pattern, the formed resist pattern is first exposed to UV light over the entire surface to impart transparency, and then 100 to 200 ° C., preferably 130 to 18 on a hot plate or in a convection oven.
It can be formed by heat treatment at a predetermined temperature of 0 ° C. for a predetermined time of about 1 to 30 minutes. The shape and curvature of the lens can be arbitrarily selected depending on the setting conditions.

【0040】[0040]

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳しく説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto.

【0041】実施例1 スチレン/無水マレイン酸共重合部分エステル体(共重
合比2/1、重量平均分子量5000(GPC測定値、
ポリスチレン換算)、アトケムインコーポレーテッド
製、SMA(商標)−2625)25g、2,3,4−
トリヒドロキシベンゾフェノンの1,2−ナフトキノン
ジアジドスルホン酸エステル(トリエステル体)6.0
g、4官能脂環式エポキシ樹脂(ダイセル化学工業製、
エポリード(商標)GT−400)4.0g及びジエチ
レングリコールジメチルエーテル65gを混合溶解した
後、0.2μmフィルターにて濾過を行い、レジスト溶
液を調製した。
Example 1 Styrene / maleic anhydride copolymerized partial ester (copolymerization ratio 2/1, weight average molecular weight 5000 (GPC measured value,
Polystyrene conversion), manufactured by Atochem Inc., SMA (trademark) -2625) 25 g, 2,3,4-
1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid ester of trihydroxybenzophenone (triester form) 6.0
g, 4-functional alicyclic epoxy resin (manufactured by Daicel Chemical Industries,
4.0 g of Epolide (trademark) GT-400 and 65 g of diethylene glycol dimethyl ether were mixed and dissolved, and then filtered with a 0.2 μm filter to prepare a resist solution.

【0042】次に、シリコン基板上にレジスト溶液を回
転塗布により、2.0μm厚のレジスト膜を作成し、9
0℃、90秒間ホットプレート上にてプリベークを行っ
た。その後、g線縮小投影露光装置(DSW−6300
A、GCA)にて露光し、1.2%テトラメチルアンモ
ニウムヒドロキシド水溶液で現像した。パターニングは
400mJ/cm2で0.8μmL/Sを解像すること
ができた。
Next, a resist solution having a thickness of 2.0 μm was formed by spin coating a resist solution on a silicon substrate, and
Prebaking was performed on a hot plate at 0 ° C. for 90 seconds. After that, a g-line reduction projection exposure apparatus (DSW-6300
A, GCA), and developed with a 1.2% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution. The patterning could resolve 0.8 μmL / S at 400 mJ / cm 2 .

【0043】次に、得られた6μmL/SパターンをU
V光(PLA−501、キャノン製)にて全面露光(L
I=30)を行った後、160℃、10分間ホットプレ
ート上にて加熱し、流動と硬化を同時に進行させレンズ
パターンを形成した。レンズパターン形成後、200℃
で加熱処理を行ってもパターンの変形は認められなかっ
た。
Next, the obtained 6 μmL / S pattern is U-shaped.
Full exposure with V light (PLA-501, Canon) (L
After performing I = 30), it was heated on a hot plate at 160 ° C. for 10 minutes to flow and cure simultaneously to form a lens pattern. After forming the lens pattern, 200 ℃
No deformation of the pattern was observed even when the heat treatment was carried out at.

【0044】レンズパターンの屈折率は1.57であ
り、レンズ材料として良好な値を示した。
The refractive index of the lens pattern was 1.57, which was a good value as a lens material.

【0045】また、レンズパターンの可視光域での透明
性は良好であり、例えば400nmでは97%であっ
た。200℃加熱後も透明性の変化は認められなかっ
た。
The transparency of the lens pattern in the visible light region was good, and was 97% at 400 nm, for example. No change in transparency was observed even after heating at 200 ° C.

【0046】耐薬品性は水、イソプロピルアルコール、
キシレン、メチルエチルケトンの溶剤に浸漬したところ
表面荒れは観察されなかった。また、200℃、1時間
加熱した試料については、硝酸、塩酸等の鉱酸に対する
耐性も全く変化が認められなかった。さらに、250
℃、1時間加熱した試料においても耐薬品性は良好で、
熱収縮、パターンの変形も認められず、耐熱性が非常に
高いことが確認された。
Chemical resistance is water, isopropyl alcohol,
When it was dipped in a solvent of xylene or methyl ethyl ketone, no surface roughness was observed. In addition, the samples heated at 200 ° C. for 1 hour showed no change in resistance to mineral acids such as nitric acid and hydrochloric acid. Furthermore, 250
Good chemical resistance even in samples heated at ℃ for 1 hour,
No heat shrinkage or pattern deformation was observed, and it was confirmed that the heat resistance was extremely high.

【0047】実施例2 実施例1のレジスト溶液に、さらに、ベンジル−p−ヒ
ドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフロロアン
チモネート(硬化助剤、三新化学製、SI−100)を
0.2g添加してレジスト溶液とした。
Example 2 To the resist solution of Example 1, 0.2 g of benzyl-p-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluoroantimonate (curing aid, Sanshin Chemical Co., SI-100) was further added to form a resist. It was a solution.

【0048】次に、実施例1と同様の方法により、パタ
ーニング、レンズ形成を行った。1.0%テトラメチル
アンモニウムヒドロキシド水溶液で現像したところ、6
00mJ/cm2で0.8μmを解像することができ
た。硬化条件は140℃/3分間(ホットプレート)で
行うことができ、その際のレンズ形状も良好であった。
耐薬品性も良好であった。
Next, patterning and lens formation were carried out in the same manner as in Example 1. When developed with a 1.0% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, 6
It was possible to resolve 0.8 μm at 00 mJ / cm 2 . The curing conditions were 140 ° C./3 minutes (hot plate), and the lens shape at that time was also good.
The chemical resistance was also good.

【0049】実施例3 ビニルフェノール/メチルメタクリレート共重合体(共
重合比1/1、重量平均分子量9000(GPC測定
値、ポリスチレン換算))25g、2,3,4−トリヒ
ドロキシベンゾフェノンの1,2−ナフトキノンジアジ
ドスルホン酸エステル(トリエステル体)6.0g、多
官能脂環式エポキシ樹脂(ダイセル化学工業製、サイク
ロマー(商標)M−100重合体、重量平均分子量50
00(GPC測定値、ポリスチレン換算))3.0g及
びジエチレングリコールジメチルエーテル90gを混合
溶解した後、0.2μmフィルターにて濾過を行い、レ
ジスト溶液を調製した。
Example 3 25 g of vinylphenol / methylmethacrylate copolymer (copolymerization ratio 1/1, weight average molecular weight 9000 (GPC measurement value, polystyrene conversion)), 1,2 of 2,3,4-trihydroxybenzophenone -Naphthoquinone diazide sulfonic acid ester (triester) 6.0 g, polyfunctional alicyclic epoxy resin (manufactured by Daicel Chemical Industries, Cyclomer (trademark) M-100 polymer, weight average molecular weight 50)
3.0 g (measured by GPC, calculated as polystyrene) and 90 g of diethylene glycol dimethyl ether were mixed and dissolved, and then filtered through a 0.2 μm filter to prepare a resist solution.

【0050】次に、実施例1と同様の方法により、パタ
ーニング、レンズ形成を行った。2.0%テトラメチル
アンモニウムヒドロキシド水溶液で現像したところ、6
00mJ/cm2で0.8μmを解像することができ
た。硬化条件は160℃/10分間(ホットプレート)
で行うことができ、その際のレンズ形状も良好であっ
た。耐薬品性も良好であった。
Next, patterning and lens formation were performed by the same method as in Example 1. When developed with a 2.0% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, 6
It was possible to resolve 0.8 μm at 00 mJ / cm 2 . Curing conditions: 160 ° C / 10 minutes (hot plate)
The lens shape at that time was also good. The chemical resistance was also good.

【0051】実施例4 実施例3のレジスト溶液に、さらに、4,4´−ビス
(4−ヒドロキシフェニル)スルホン(硬化助剤)を
1.0g添加してレジスト溶液とした。
Example 4 To the resist solution of Example 3, 1.0 g of 4,4'-bis (4-hydroxyphenyl) sulfone (curing aid) was further added to obtain a resist solution.

【0052】次に、実施例1と同様の方法により、パタ
ーニング、レンズ形成を行った。2.0%テトラメチル
アンモニウムヒドロキシド水溶液で現像したところ、5
00mJ/cm2で0.7μmを解像することができ
た。硬化条件は150℃/5分間(ホットプレート)で
行うことができ、その際のレンズ形状も良好であった。
耐薬品性も良好であった。
Next, patterning and lens formation were performed by the same method as in Example 1. When developed with a 2.0% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, 5
It was possible to resolve 0.7 μm at 00 mJ / cm 2 . The curing conditions were 150 ° C./5 minutes (hot plate), and the lens shape at that time was also good.
The chemical resistance was also good.

【0053】実施例5 スチレン/メタクリル酸共重合体(共重合比75/2
5、重量平均分子量6000(GPC測定値、ポリスチ
レン換算))25g、没食子酸メチルの1,2−ナフト
キノンジアジドスルホン酸エステル(トリエステル体)
6.0g、多官能脂環式エポキシ樹脂(ダイセル化学工
業製、サイクロマー(商標)M−100重合体、重量平
均分子量5000(GPC測定値、ポリスチレン換
算))3.0g及びジエチレングリコールジメチルエー
テル90gを混合溶解した後、0.2μmフィルターに
て濾過を行い、レジスト溶液を調製した。
Example 5 Styrene / methacrylic acid copolymer (copolymerization ratio 75/2
5, weight average molecular weight 6000 (GPC measured value, converted to polystyrene) 25 g, methyl gallate 1,2-naphthoquinonediazide sulfonate (triester form)
6.0 g, a multifunctional alicyclic epoxy resin (manufactured by Daicel Chemical Industries, Cyclomer (trademark) M-100 polymer, weight average molecular weight 5000 (GPC measured value, converted to polystyrene)) 3.0 g and diethylene glycol dimethyl ether 90 g were mixed. After the dissolution, the solution was filtered with a 0.2 μm filter to prepare a resist solution.

【0054】次に、実施例1と同様の方法により、パタ
ーニング、レンズ形成を行った。0.5%テトラメチル
アンモニウムヒドロキシド水溶液で現像したところ、3
00mJ/cm2で0.8μmを解像することができ
た。硬化条件は160℃/10分間(ホットプレート)
で行うことができ、その際のレンズ形状も良好であっ
た。耐薬品性も良好であった。
Next, patterning and lens formation were performed by the same method as in Example 1. When developed with a 0.5% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, 3
It was possible to resolve 0.8 μm at 00 mJ / cm 2 . Curing conditions: 160 ° C / 10 minutes (hot plate)
The lens shape at that time was also good. The chemical resistance was also good.

【0055】実施例6 実施例5のレジスト溶液に、さらに、ベンジル−p−ヒ
ドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフロロアン
チモネート(硬化助剤、三新化学製、SI−100)を
0.2g添加してレジスト溶液とした。
Example 6 0.2 g of benzyl-p-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluoroantimonate (curing aid, Sanshin Chemical Co., SI-100) was added to the resist solution of Example 5 to form a resist. It was a solution.

【0056】次に、実施例1と同様の方法により、パタ
ーニング、レンズ形成を行った。0.4%テトラメチル
アンモニウムヒドロキシド水溶液で現像したところ、5
00mJ/cm2で0.8μmを解像することができ
た。硬化条件は140℃/5分間(ホットプレート)で
行うことができ、その際のレンズ形状も良好であった。
耐薬品性も良好であった。
Next, patterning and lens formation were performed by the same method as in Example 1. When developed with a 0.4% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, 5
It was possible to resolve 0.8 μm at 00 mJ / cm 2 . The curing conditions were 140 ° C./5 minutes (hot plate), and the lens shape at that time was also good.
The chemical resistance was also good.

【0057】比較例1 熱硬化剤(4官能脂環式エポキシ樹脂)を添加しない以
外は実施例1と同様のレジスト溶液を用いて、実施例1
と同様の方法にて繰返した。レンズ形成までは充分可能
であったが、200℃で加熱した際にはパターンは流動
し、レンズの形状を維持できなかった。また、耐薬品性
においては、例えば、メチルエチルケトンに浸漬すると
溶解した。
Comparative Example 1 The same resist solution as in Example 1 was used except that the thermosetting agent (tetrafunctional alicyclic epoxy resin) was not added.
The same method was repeated. It was possible to form a lens, but when heated at 200 ° C., the pattern flowed and the shape of the lens could not be maintained. Regarding the chemical resistance, for example, it was dissolved when immersed in methyl ethyl ketone.

【0058】比較例2 熱硬化剤(4官能脂環式エポキシ樹脂)を2官能脂環式
エポキシ樹脂(ダイセル化学工業製、セロキサイド(商
標)2021)に変更した以外は実施例1と同様のレジ
スト溶液を用いて、実施例1と同様の方法にて繰返し
た。レンズ形成までは充分可能であったが、200℃で
加熱した際にはパターンは若干流動し、レンズの形状が
変化した。また、耐薬品性においては、例えば、メチル
エチルケトンに浸漬すると0.5μmの膨潤が認められ
た。さらに、250℃で加熱処理した場合には、熱収縮
によるレンズパターンの変形が観察された。
Comparative Example 2 The same resist as in Example 1 except that the thermosetting agent (tetrafunctional alicyclic epoxy resin) was changed to a bifunctional alicyclic epoxy resin (Ceroxide (trademark) 2021 manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.). The same procedure as in Example 1 was repeated using the solution. It was possible to form a lens sufficiently, but when heated at 200 ° C., the pattern slightly flowed and the shape of the lens changed. Regarding chemical resistance, for example, swelling of 0.5 μm was observed when immersed in methyl ethyl ketone. Further, when heat treatment was performed at 250 ° C., deformation of the lens pattern due to thermal contraction was observed.

【0059】比較例3 熱硬化剤(4官能脂環式エポキシ樹脂)を3官能脂環式
エポキシ樹脂(ダイセル化学工業製、エポリード(商
標)GT−300)に変更した以外は実施例1と同様の
レジスト溶液を用いて、実施例1と同様の方法にて繰返
した。レンズ形成は充分可能であり、200℃で加熱し
た際にもパターンの流動は認められなかった。しかしな
がら、耐薬品性においては、例えば、硝酸に対して、2
00℃、1時間処理を実施した試料においても0.3μ
mの膨潤が認められた。
Comparative Example 3 The same as Example 1 except that the thermosetting agent (tetrafunctional alicyclic epoxy resin) was changed to a trifunctional alicyclic epoxy resin (manufactured by DAICEL CHEMICAL INDUSTRIES, EPOLIDE (trademark) GT-300). The same procedure as in Example 1 was repeated using the resist solution in Example 1. Lens formation was sufficiently possible, and no pattern flow was observed even when heated at 200 ° C. However, in terms of chemical resistance, for example, nitric acid is 2
0.3μ even for samples that were treated at 00 ° C for 1 hour
Swelling of m was observed.

【0060】[0060]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
においては、アルカリ可溶性樹脂、1,2−ナフトキノ
ンジアジドスルホン酸エステルからなる感光剤、4官能
以上の脂環式エポキシ系熱硬化剤及び溶剤を含有するポ
ジ型感光性組成物を用いるので、高感度かつ高解像度な
レジストパターンを作成でき、パターニング後の加熱処
理によりレンズ能を有する凹凸パターンを形成すること
ができる。形成されたレンズは屈折率が大きく、可視光
域での透明性、耐熱性、耐光性、耐薬品性等に優れた特
性を有しているため、カラー固体撮像素子、カラー液晶
表示素子等のカラーフィルター上に形成されるマイクロ
集光レンズ材料として好適である。さらに、250℃の
耐熱性をも有しているため、硬化凹凸パターンを利用し
た、例えば、反射板、薄膜磁気ヘッド用層間絶縁膜とし
ても使用できる。
As is clear from the above description, in the present invention, a photosensitizer comprising an alkali-soluble resin, 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid ester, a tetrafunctional or higher alicyclic epoxy thermosetting agent, and Since the positive photosensitive composition containing a solvent is used, a highly sensitive and high-resolution resist pattern can be formed, and an uneven pattern having a lens function can be formed by heat treatment after patterning. The formed lens has a large refractive index, and has excellent properties such as transparency in the visible light range, heat resistance, light resistance, and chemical resistance, so that it can be used in color solid-state image pickup devices, color liquid crystal display devices, etc. It is suitable as a micro condenser lens material formed on a color filter. Further, since it also has a heat resistance of 250 ° C., it can be used as, for example, a reflection plate or an interlayer insulating film for a thin film magnetic head using a cured uneven pattern.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08G 59/40 NJM G02B 3/00 8106−2K G03C 1/695 9413−2H G03F 7/004 503 7/022 7/039 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location C08G 59/40 NJM G02B 3/00 8106-2K G03C 1/695 9413-2H G03F 7/004 503 7 / 022 7/039

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アルカリ可溶性樹脂、感光剤として1,
2−ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル、熱硬化
剤として4官能以上の脂環式エポキシ化合物及び溶剤を
含有することを特徴とするマイクロレンズ形成用感光性
組成物。
1. An alkali-soluble resin, 1, as a photosensitizer
A photosensitive composition for forming a microlens, comprising a 2-naphthoquinonediazide sulfonate, a tetrafunctional or higher functional alicyclic epoxy compound as a heat curing agent, and a solvent.
【請求項2】 アルカリ可溶性樹脂が下記一般式(1)
又は一般式(2)に示される構造単位からなることを特
徴とする請求項1に記載のマイクロレンズ形成用感光性
組成物。 【化1】 [式中、R1は水素又はメチル基を示し、AはOA1又は
NA23(A1、A2及びA3はそれぞれ水素、炭素数1
から6までのアルキル基、炭素数6から12までのアリ
ル基又は炭素数7から12までのアラルキル基を示
す。)を示し、k及びmはそれぞれ1以上の整数を示
し、l及びnはそれぞれ0を含む整数を示す。] 【化2】 [式中、R1は水素又はメチル基を示し、R2及びR3
それぞれ水素、メチル基、塩素又は臭素を示し、AはO
1又はNA23(A1、A2及びA3はそれぞれ水素、炭
素数1から6までのアルキル基、炭素数6から12まで
のアリル基又は炭素数7から12までのアラルキル基を
示す。)を示し、x及びyは0を含む整数を示し、zは
1以上の整数を示す。]
2. The alkali-soluble resin is represented by the following general formula (1):
Alternatively, the photosensitive composition for forming a microlens according to claim 1, comprising a structural unit represented by the general formula (2). [Chemical 1] [In the formula, R 1 represents hydrogen or a methyl group, A is OA 1 or NA 2 A 3 (A 1 , A 2 and A 3 are hydrogen and carbon atoms are 1 respectively.
And an alkyl group having 6 to 6 carbon atoms, an allyl group having 6 to 12 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms. ), K and m each represent an integer of 1 or more, and l and n each represent an integer including 0. ] [Chemical 2] [In the formula, R 1 represents hydrogen or a methyl group, R 2 and R 3 represent hydrogen, a methyl group, chlorine or bromine, respectively, and A is O
A 1 or NA 2 A 3 (A 1 , A 2 and A 3 are hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an allyl group having 6 to 12 carbon atoms or an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, respectively. Is shown), x and y represent an integer including 0, and z represents an integer of 1 or more. ]
【請求項3】 アルカリ可溶性樹脂がビニルフェノール
重合体、ビニルフェノール共重合体、フェノール類とア
ルデヒド類との重縮合物であるノボラック樹脂若しくは
各樹脂の部分水素添加物又は各樹脂の水酸基の一部を変
性した樹脂であることを特徴とする請求項1に記載のマ
イクロレンズ形成用感光性組成物。
3. An alkali-soluble resin is a vinylphenol polymer, a vinylphenol copolymer, a novolak resin which is a polycondensation product of phenols and aldehydes, a partial hydrogenation product of each resin, or a part of the hydroxyl groups of each resin. The photosensitive composition for forming a microlens according to claim 1, wherein the photosensitive composition is a resin modified from.
【請求項4】 請求項1ないし請求項3に記載のマイク
ロレンズ形成用感光性組成物に、さらに、硬化助剤を含
んでなることを特徴とするマイクロレンズ形成用感光性
組成物。
4. A photosensitive composition for microlens formation, which further comprises a curing aid in the photosensitive composition for microlens formation according to any one of claims 1 to 3.
【請求項5】 硬化助剤が潜在性熱酸発生剤、多価カル
ボン酸無水物、多価カルボン酸、フェノール系化合物か
ら選ばれる少なくとも1種からなることを特徴とする請
求項4に記載のマイクロレンズ形成用感光性組成物。
5. The curing aid according to claim 4, wherein the curing aid is at least one selected from a latent thermal acid generator, a polycarboxylic acid anhydride, a polycarboxylic acid, and a phenol compound. A photosensitive composition for forming a microlens.
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