JPH11143072A - Deep ultraviolet-ray sensitive resin composition - Google Patents

Deep ultraviolet-ray sensitive resin composition

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JPH11143072A
JPH11143072A JP30460197A JP30460197A JPH11143072A JP H11143072 A JPH11143072 A JP H11143072A JP 30460197 A JP30460197 A JP 30460197A JP 30460197 A JP30460197 A JP 30460197A JP H11143072 A JPH11143072 A JP H11143072A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
meth
sensitive resin
acrylate
resin composition
deep
Prior art date
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Pending
Application number
JP30460197A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takanori Nakano
孝徳 中野
Makoto Sugiura
誠 杉浦
Masayuki Endo
昌之 遠藤
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JSR Corp
Original Assignee
JSR Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a deep UV sensitive resin compsn. suitable for use as a circuit pattern forming material for a semiconductor integrated circuit, etc., and suitable for use also as a permanent film forming material for an interlayer insulating film, a protective film for a color filter, etc. SOLUTION: The deep UV sensitive resin compsn. contains [A] a copolymer of (a-1) an unsatd. carboxylic acid, (a-2) an epoxy group-contg. radical polymerizable compd. and, optionally, (a-3) other radical polymerizable compd. copolymerizable with the compds. (a-1) and (a-2) and [B] an adhesion assistant.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、感深紫外線性樹脂
組成物に関する。さらに詳しくは、半導体集積回路(以
下、「IC」という)等の回路パターン形成材料として
好適な、さらには層間絶縁膜、カラーフィルター用保護
膜などの永久膜形成材料としても好適な感深紫外線性樹
脂組成物に関する。
[0001] The present invention relates to a deep UV-sensitive resin composition. More specifically, it is suitable as a material for forming a circuit pattern of a semiconductor integrated circuit (hereinafter referred to as “IC”) and the like, and is also suitable as a material for forming a permanent film such as an interlayer insulating film and a protective film for a color filter. It relates to a resin composition.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路の製造においては、高解
像度を有するとともに高感度を有するレジストとして用
いられる感深紫外線性樹脂組成物が求められている。従
来、ICの製造の際に用いられるレジストとしては、ノ
ボラック樹脂と1,2−キノンジアジド化合物とを含む
ポジ型レジストが知られている。しかしながら、このポ
ジ型レジストは、解像度には優れているが、ウェットエ
ッチングに耐えうる耐薬品性、さらには感度、基板との
密着性、耐熱性などについては充分に満足な特性を有し
ているとはいえない。
2. Description of the Related Art In the production of semiconductor integrated circuits, there is a demand for a deep UV-sensitive resin composition which can be used as a resist having high resolution and high sensitivity. Conventionally, a positive resist containing a novolak resin and a 1,2-quinonediazide compound has been known as a resist used in the manufacture of ICs. However, this positive resist has excellent resolution, but has sufficiently satisfactory chemical resistance to withstand wet etching, furthermore, sensitivity, adhesion to a substrate, heat resistance, and the like. Not really.

【0003】近年、急速に発展してきたLCDにおい
て、LCDの中でもとりわけ1画素ごとにTFTを組み
込んだアクティブマトリクス型LCD(以下、「AM−
LCD」という)はその応答速度の早さからブラウン管
に代わる次世代表示デバイスの本命であり、表示画面の
大面積化が進んでいる。このようなAM−LCDのTF
T回路の形成にも、ICの場合と同様にレジストが用い
られており、さらには、従来熱硬化性樹脂組成物を用い
て形成されている層間絶縁膜、カラーフィルター用保護
膜などの永久膜を、レジストと同様の組成物で形成しよ
うとする試みが行われている。
In recent years, among LCDs that have rapidly developed, an active matrix type LCD (hereinafter, referred to as “AM-
LCD ”) is the favorite of next-generation display devices to replace cathode-ray tubes due to its high response speed, and the display screen area is increasing. The AM-LCD TF
A resist is used for the formation of the T circuit as in the case of the IC, and further, a permanent film such as an interlayer insulating film and a protective film for a color filter, which is conventionally formed using a thermosetting resin composition. Has been attempted to be formed with the same composition as the resist.

【0004】しかし、このようなLCDの永久膜には、
耐薬品性、基板との密着性、耐熱性、可視光領域におけ
る透明性などが要求されるが、上記のようなノボラック
樹脂とキノンジアジド化合物とを含む従来のポジ型レジ
ストでは、上記の理由により充分満足のいく永久膜を形
成することはできなかった。この点に関しては、特開平
7−248629号公報に見られるように、ノボラック
型ポリマーの代わりにビニル系ポリマーを用い、これと
1,2−キノンジアジド化合物を組み合わせることによ
り上記諸性能は大幅に改善されてきたが、近年の急速な
LCDの高品位、高性能化に伴い、さらなる高透明性、
高解像度が必要となってきている。
However, the permanent film of such an LCD includes:
Chemical resistance, adhesion to the substrate, heat resistance, transparency in the visible light region, etc. are required, but conventional positive resists containing novolak resins and quinonediazide compounds as described above are sufficient for the above reasons. A satisfactory permanent film could not be formed. In this regard, as can be seen in JP-A-7-248629, the above-mentioned various properties are greatly improved by using a vinyl polymer instead of the novolak polymer and combining it with a 1,2-quinonediazide compound. However, with the recent high quality and high performance of LCD, higher transparency,
High resolution is needed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、新規
な感深紫外線性樹脂組成物を提供することにある。本発
明の他の目的は、IC、LCD用TFT回路などの回路
製造用であって、耐薬品性、感度、現像性、残膜率、耐
熱性および基板との密着性に優れそしてアルカリ水溶液
からなる現像液によって現像しうるレジストとして好適
な感深紫外線性樹脂組成物を提供することにある。本発
明のさらに他の目的は、LCDの層間絶縁膜、カラーフ
ィルター保護膜、回路保護膜の如き永久膜を形成するた
めのものであって、耐熱性、基板との密着性、可視光領
域における透明性、耐薬品性などに優れた永久膜を与え
得る感深紫外線性樹脂組成物を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a novel deep UV-sensitive resin composition. Another object of the present invention is to produce a circuit such as a TFT circuit for an IC or LCD, which is excellent in chemical resistance, sensitivity, developability, residual film ratio, heat resistance and adhesion to a substrate, and is excellent in alkali aqueous solution. Another object of the present invention is to provide a deep UV-sensitive resin composition suitable as a resist developable with a developing solution. Still another object of the present invention is to form a permanent film such as an interlayer insulating film, a color filter protective film, and a circuit protective film of an LCD, and has a heat resistance, an adhesion to a substrate, and a visible light region. An object of the present invention is to provide a deep UV-sensitive resin composition capable of providing a permanent film having excellent transparency, chemical resistance and the like.

【0006】本発明のさらに他の目的および利点は以下
の説明から明らかになろう。
[0006] Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description.

【0007】[0007]

【発明を解決するための手段】本発明によれば、本発明
の上記目的および利点は、[A](a−1)不飽和カル
ボン酸、(a−2)エポキシ基を含有するラジカル重合
性化合物および必要に応じて(a−3)上記化合物(a
−1)および(a−2)と共重合しうる他のラジカル重
合性化合物の共重合体並びに[B]密着助剤を含有するこ
とを特徴とする感深紫外線性樹脂組成物によって達成さ
れる。以下、本発明を詳述するが、それにより本発明の
他の目的、利点および効果も明らかとなろう。以下、ま
ず本発明に係る感深紫外線性樹脂組成物に含まれる各成
分について説明する。
According to the present invention, the above objects and advantages of the present invention are as follows: [A] (a-1) an unsaturated carboxylic acid, (a-2) a radical polymerizable compound containing an epoxy group. Compound and, if necessary, (a-3) the compound (a
This is achieved by a deep UV-sensitive resin composition comprising a copolymer of another radically polymerizable compound copolymerizable with -1) and (a-2) and [B] an adhesion aid. . Hereinafter, the present invention will be described in detail, and other objects, advantages and effects of the present invention will become apparent. Hereinafter, first, each component contained in the deep UV-sensitive resin composition according to the present invention will be described.

【0008】共重合体[A] 本発明で用いられる共重合体[A]は、(a−1)不飽
和カルボン酸と(a−2)エポキシ基を含有するラジカ
ル重合性化合物と、必要に応じて(a−3)上記の(a
−1)、(a−2)と共重合しうる他のラジカル重合性
化合物との共重合体である。不飽和カルボン酸(a−
1)としては、エチレン性不飽和二重結合を有する不飽
和カルボン酸を好ましいものとして挙げることができ
る。
Copolymer [A] The copolymer [A] used in the present invention comprises (a-1) an unsaturated carboxylic acid and (a-2) a radical polymerizable compound containing an epoxy group, and (A-3) The above (a)
-1) and (a-2) are copolymers with other radically polymerizable compounds copolymerizable with (a). Unsaturated carboxylic acid (a-
As 1), an unsaturated carboxylic acid having an ethylenically unsaturated double bond can be mentioned as a preferable example.

【0009】このような不飽和カルボン酸(a−1)の
具体例としては、メタクリル酸、アクリル酸、クロトン
酸、o−ビニル安息香酸、m−ビニル安息香酸、p−ビ
ニル安息香酸などのモノカルボン酸;マレイン酸、フマ
ル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸、1,4
−シクロヘキセンジカルボン酸、3−ビニルフタル酸、
4−ビニルフタル酸、メチル−5−ノルボルネン−2,
3−ジカルボン酸、3,4,5,6−テトラヒドロフタル
酸、1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸、ジメチルテ
トラヒドロフタル酸などのジカルボン酸が挙げられる。
これらのうち、メタクリル酸、アクリル酸、イタコン酸
などが好ましく用いられる。
Specific examples of such unsaturated carboxylic acids (a-1) include monocarboxylic acids such as methacrylic acid, acrylic acid, crotonic acid, o-vinylbenzoic acid, m-vinylbenzoic acid and p-vinylbenzoic acid. Carboxylic acid; maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, mesaconic acid, itaconic acid, 1,4
-Cyclohexene dicarboxylic acid, 3-vinylphthalic acid,
4-vinylphthalic acid, methyl-5-norbornene-2,
Examples thereof include dicarboxylic acids such as 3-dicarboxylic acid, 3,4,5,6-tetrahydrophthalic acid, 1,2,3,6-tetrahydrophthalic acid, and dimethyltetrahydrophthalic acid.
Of these, methacrylic acid, acrylic acid, itaconic acid and the like are preferably used.

【0010】また、本発明では、不飽和カルボン酸(a
−1)として、カルボン酸基の一部が遊離のまま残存し
ている、上記不飽和カルボン酸の部分エステル化物また
は部分アミド化物、例えば不飽和ジカルボン酸のハーフ
エステルまたはハーフアミドを用いることもできる。こ
のような不飽和カルボン酸のハーフエステルまたはハー
フアミドとしては、イタコン酸モノメチル、イタコン酸
モノブチルなどが好ましく用いられる。これらの不飽和
カルボン酸は、単独であるいは2種以上組み合わせて用
いることができる。
In the present invention, the unsaturated carboxylic acid (a
As -1), a partially esterified or partially amidated unsaturated carboxylic acid, for example, a half ester or half amide of an unsaturated dicarboxylic acid, in which a part of the carboxylic acid group remains free, can also be used. . As such a half ester or half amide of an unsaturated carboxylic acid, monomethyl itaconate, monobutyl itaconate and the like are preferably used. These unsaturated carboxylic acids can be used alone or in combination of two or more.

【0011】また、エポキシ基を含有するラジカル重合
性化合物(a−2)としては、例えばグリシジル(メ
タ)アクリレート、α−エチルグリシジル(メタ)アク
リレート、α−n−プロピルグリシジル(メタ)アクリ
レート、α−n−ブチルグリシジル(メタ)アクリレー
ト、2-メチルグリシジル(メタ)アクリレート、2-エ
チルグリシジル(メタ)アクリレート、2-プロピルグ
リシジル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシブチ
ル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシヘプチル
(メタ)アクリレート、α−エチル−6,7−エポキシ
ヘプチル(メタ)アクリレート等のメタクリル酸エステ
ル類;o−ビニルベンジルグリシジルエーテル、m−ビ
ニルベンジルグリシジルエーテル、p−ビニルベンジル
グリシジルエーテル、α−メチル−o−ビニルベンジル
グリシジルエーテル、α−メチル−m−ビニルベンジル
グリシジルエーテル、α−メチル−p−ビニルベンジル
グリシジルエーテル、2,3−ジグリシジルオキシメチ
ルスチレン、2,4−ジグリシジルオキシメチルスチレ
ン、2,5−ジグリシジルオキシメチルスチレン、2,6
−ジグリシジルオキシメチルスチレン、2,3,4−トリ
グリシジルオキシメチルスチレン、2,3,5−トリグリ
シジルオキシメチルスチレン、2,3,6ートリグリシジ
ルオキシメチルスチレン、3,4,5−トリグリシジルオ
キシメチルスチレン、2,4,6−トリグリシジルオキシ
メチルスチレン等のスチレン類などが挙げられる。これ
らのうち、グリシジル(メタ)アクリレート、2−メチ
ルグリシジル(メタ)アクリレート、o−ビニルベンジ
ルグリシジルエーテル、m−ビニルベンジルグリシジル
エーテル、p−ビニルベンジルグリシジルエーテルなど
が好ましく用いられる。これらの化合物(a−2)は、
単独であるいは2種以上組み合わせて用いることができ
る。
Examples of the radical polymerizable compound (a-2) containing an epoxy group include glycidyl (meth) acrylate, α-ethyl glycidyl (meth) acrylate, α-n-propyl glycidyl (meth) acrylate, -N-butyl glycidyl (meth) acrylate, 2-methyl glycidyl (meth) acrylate, 2-ethyl glycidyl (meth) acrylate, 2-propyl glycidyl (meth) acrylate, 3, 4-epoxybutyl (meth) acrylate, 3, Methacrylic esters such as 4-epoxyheptyl (meth) acrylate and α-ethyl-6,7-epoxyheptyl (meth) acrylate; o-vinylbenzyl glycidyl ether, m-vinylbenzyl glycidyl ether, p-vinylbenzyl glycidyl ether , Α-methyl -O-vinylbenzyl glycidyl ether, α-methyl-m-vinylbenzyl glycidyl ether, α-methyl-p-vinylbenzyl glycidyl ether, 2,3-diglycidyloxymethylstyrene, 2,4-diglycidyloxymethylstyrene, 2,5-diglycidyloxymethylstyrene, 2,6
Diglycidyloxymethylstyrene, 2,3,4-triglycidyloxymethylstyrene, 2,3,5-triglycidyloxymethylstyrene, 2,3,6-triglycidyloxymethylstyrene, 3,4,5-triglycidyloxymethylstyrene Styrenes such as glycidyloxymethylstyrene and 2,4,6-triglycidyloxymethylstyrene are exemplified. Of these, glycidyl (meth) acrylate, 2-methylglycidyl (meth) acrylate, o-vinylbenzyl glycidyl ether, m-vinylbenzyl glycidyl ether, p-vinylbenzyl glycidyl ether and the like are preferably used. These compounds (a-2)
They can be used alone or in combination of two or more.

【0012】本発明で場合により用いられることのある
他のラジカル重合性化合物(a−3)の具体例として
は、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エ
チル、(メタ)アクリル酸−n−プロピル、(メタ)ア
クリル酸−i−プロピル、(メタ)アクリル酸−n−ブ
チル、(メタ)アクリル酸−sec−ブチル、(メタ)
アクリル酸−tert−ブチル、(メタ)アクリル酸−
2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、
(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ジシ
クロペンタニル、(メタ)アクリル酸イソボロニル、
(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル
酸2−メチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ジシ
クロヘキシル、(メタ)アクリル酸アダマンチル、(メ
タ)アクリル酸アリル、(メタ)アクリル酸プロパギ
ル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸
ナフチル、(メタ)アクリル酸アントラセニル、(メ
タ)アクリル酸シクロペンチル、(メタ)アクリル酸フ
リル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフリル、(メ
タ)アクリル酸ピラニル、(メタ)アクリル酸ベンジ
ル、(メタ)アクリル酸フェネシル、(メタ)アクリル
酸クレジル、(メタ)アクリル酸−1,1,1−トリフル
オロエチル、(メタ)アクリル酸パーフルオロエチル、
(メタ)アクリル酸パーフルオロ−n−プロピル、(メ
タ)アクリル酸パーフルオロ−i−プロピル、(メタ)
アクリル酸トリフェニルメチル、(メタ)アクリル酸ク
ミル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、
(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシプロピル、(メ
タ)アクリル酸−アミド、(メタ)アクリル酸−N,N
−ジメチルアミド、(メタ)アクリル酸−N,N−ジプ
ロピルアミド、(メタ)アクリル酸−アニリド、(メ
タ)アクリロニトリルなどの(メタ)アクリロイル基含
有ラジカル重合性化合物;アクロレイン、塩化ビニル、
塩化ビニリデン、N−ビニルピロリドン、酢酸ビニル、
スチレン、α−メチルスチレン、o−メチルスチレン、
m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−メトキ
シスチレン、p−メトキシメチルスチレン、p−ter
t−ブトキシスチレン、クロロメチルスチレン、ブタジ
エン、2,3−ジメチルブタジエン、イソプレンなどの
ビニル基含有ラジカル重合性化合物;マレイン酸ジエチ
ル、フマル酸ジエチル、イタコン酸ジエチルなどの不飽
和ジカルボン酸ジエステルなどが挙げられる。
Specific examples of other radically polymerizable compounds (a-3) which may be used in the present invention include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic acid. n-propyl, i-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, sec-butyl (meth) acrylate, (meth)
Tert-butyl acrylate, (meth) acrylic acid-
2-ethylhexyl, lauryl (meth) acrylate,
Dodecyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate,
Cyclohexyl (meth) acrylate, 2-methylcyclohexyl (meth) acrylate, dicyclohexyl (meth) acrylate, adamantyl (meth) acrylate, allyl (meth) acrylate, propargyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid Phenyl, naphthyl (meth) acrylate, anthracenyl (meth) acrylate, cyclopentyl (meth) acrylate, furyl (meth) acrylate, tetrahydrofuryl (meth) acrylate, pyranyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid Benzyl, phenesyl (meth) acrylate, cresyl (meth) acrylate, -1,1,1-trifluoroethyl (meth) acrylate, perfluoroethyl (meth) acrylate,
Perfluoro-n-propyl (meth) acrylate, Perfluoro-i-propyl (meth) acrylate, (meth)
Triphenylmethyl acrylate, cumyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate,
(Meth) acrylic acid-2-hydroxypropyl, (meth) acrylic acid-amide, (meth) acrylic acid-N, N
-(Meth) acryloyl group-containing radical polymerizable compounds such as -dimethylamide, (meth) acrylic acid-N, N-dipropylamide, (meth) acrylic acid-anilide, (meth) acrylonitrile; acrolein, vinyl chloride,
Vinylidene chloride, N-vinyl pyrrolidone, vinyl acetate,
Styrene, α-methylstyrene, o-methylstyrene,
m-methylstyrene, p-methylstyrene, p-methoxystyrene, p-methoxymethylstyrene, p-ter
Vinyl group-containing radically polymerizable compounds such as t-butoxystyrene, chloromethylstyrene, butadiene, 2,3-dimethylbutadiene and isoprene; unsaturated dicarboxylic acid diesters such as diethyl maleate, diethyl fumarate and diethyl itaconate; Can be

【0013】これらのうち、スチレン、α−メチルスチ
レン、p−tert−ブトキシスチレン、(メタ)アク
リル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸メチ
ル、(メタ)アクリル酸−tert−ブチル、(メタ)
アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル
酸ベンジル、ブタジエン、イソプレンなどが好ましく用
いられる。これらの化合物を共重合成分として用いるこ
とにより、ポリマーのアルカリ溶解性、ガラス転移温
度、誘電率などをコントロールすることができ、その結
果、解像度、残膜率などのレジストとしての性能や、透
明性、耐熱性などの永久膜としての性能の向上を容易に
行なう場合がある。これらの化合物(a−3)は、単独
であるいは2種以上組み合わせて用いることができる。
さらに、上記共重合において、α−メチルスチレンダイ
マーなどの分子量調節剤を添加することもできる。
Of these, styrene, α-methylstyrene, p-tert-butoxystyrene, dicyclopentanyl (meth) acrylate, methyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, (meth) )
2-Hydroxyethyl acrylate, benzyl (meth) acrylate, butadiene, isoprene and the like are preferably used. By using these compounds as copolymer components, it is possible to control the alkali solubility, glass transition temperature, dielectric constant, etc. of the polymer, and as a result, the resist performance such as resolution and residual film ratio, and transparency In some cases, the performance as a permanent film such as heat resistance is easily improved. These compounds (a-3) can be used alone or in combination of two or more.
Further, in the above copolymerization, a molecular weight regulator such as α-methylstyrene dimer may be added.

【0014】本発明で用いられる共重合体[A]は、上
記の各化合物を共重合させることにより得られる。共重
合体は不飽和カルボン酸(a−1)成分を、好ましくは
5〜50重量%、特に好ましくは10〜40重量%の量
で、エポキシ基含有ラジカル重合性化合物(a−2)
を、好ましくは5〜90重量%、特に好ましくは30〜
70重量%の量で、そして他のラジカル重合性化合物
(a−3)の重合単位を、好ましくは70重量%以下、
特に好ましくは20〜60重量%の量で含有している。
The copolymer [A] used in the present invention can be obtained by copolymerizing the above compounds. The copolymer contains the unsaturated carboxylic acid (a-1) component in an amount of preferably 5 to 50% by weight, particularly preferably 10 to 40% by weight, and contains an epoxy group-containing radical polymerizable compound (a-2).
Is preferably from 5 to 90% by weight, particularly preferably from 30 to 90% by weight.
70% by weight, and polymerized units of the other radically polymerizable compound (a-3), preferably 70% by weight or less,
Particularly preferably, it is contained in an amount of 20 to 60% by weight.

【0015】不飽和カルボン酸(a−1)成分の含量が
5重量%未満であると、得られる被膜はアルカリ水溶液
からなる現像液に対する溶解性が低下し現像性が悪化し
て、感度が低下する場合がある。一方50重量%を超え
ると、得られる被膜はアルカリ水溶液に対する溶解性が
大きくなりすぎて、得られるレジストパターンの残膜率
が悪化する場合がある。また、エポキシ基化合物(a−
2)成分の含量が5重量%未満であると、得られる被膜
は架橋密度が不足して耐熱性や耐薬品性が劣ることがあ
り、一方90重量%を超えると、得られる被膜はアルカ
リ水溶液に対する溶解性が低下して現像性が悪化した
り、感度が低下する場合がある。さらに、他のラジカル
重合性化合物(a−3)成分の含量が70重量%を超え
る場合には、ポリマーのアルカリ水溶液からなる現像液
に対する溶解性のバランスが悪くなり、パターニングが
困難になる場合がある。
If the content of the unsaturated carboxylic acid (a-1) component is less than 5% by weight, the resulting coating film has poor solubility in a developing solution composed of an aqueous alkali solution, thereby deteriorating the developing property and the sensitivity. May be. On the other hand, if it exceeds 50% by weight, the obtained coating film has too high solubility in an aqueous alkali solution, and the residual film ratio of the obtained resist pattern may be deteriorated. Further, an epoxy group compound (a-
2) If the content of the component is less than 5% by weight, the resulting coating film may have insufficient crosslink density and thus may have poor heat resistance and chemical resistance, while if it exceeds 90% by weight, the resulting coating film may have an alkaline aqueous solution. In some cases, the solubility of the compound may be reduced to deteriorate the developability or the sensitivity may be reduced. Further, when the content of the other radically polymerizable compound (a-3) exceeds 70% by weight, the solubility of the polymer in a developing solution composed of an alkaline aqueous solution is poor, and patterning may be difficult. is there.

【0016】本発明で用いられる共重合体[A]は、ポ
リスチレン換算重量平均分子量(以下、「Mw」とい
う)が、通常、2×103〜1×105、好ましくは5×
103〜5×104であることが望ましい。Mwが2×1
3未満であると、得られる被膜は、現像性、残膜率な
どが低下したり、またパターン形状、耐熱性などに劣る
ことがあり、一方1×105を超えると、感度が低下し
たりパターン形状に劣ることがある。上記のような本発
明で用いられる共重合体[A]は、不飽和カルボン酸
(a−1)と、エポキシ基含有ラジカル重合性化合物
(a−2)と、場合によりさらに他のラジカル重合性化
合物(a−3)を、種々の重合方法により共重合させる
ことによって得られるが、溶媒中で、触媒(重合開始
剤)の存在下に共重合させる方法が好ましい。
The copolymer [A] used in the present invention has a weight average molecular weight in terms of polystyrene (hereinafter referred to as “Mw”) of usually 2 × 10 3 to 1 × 10 5 , preferably 5 ×.
Desirably, it is 10 3 to 5 × 10 4 . Mw is 2 × 1
If it is less than 0 3 , the resulting film may have poor developability, residual film ratio, and the like, and may be inferior in pattern shape and heat resistance. On the other hand, if it exceeds 1 × 10 5 , sensitivity will decrease. And the pattern shape may be inferior. The copolymer [A] used in the present invention as described above comprises an unsaturated carboxylic acid (a-1), an epoxy group-containing radical polymerizable compound (a-2), and optionally another radical polymerizable compound. The compound (a-3) is obtained by copolymerizing the compound (a-3) by various polymerization methods, and a method of copolymerizing the compound (a-3) in a solvent in the presence of a catalyst (polymerization initiator) is preferable.

【0017】共重合に用いられる溶媒の具体例として
は、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノー
ルなどのアルコール類;テトラヒドロフラン、ジオキサ
ンなどの環状エーテル類;メチルセロソルブアセテー
ト、エチルセロソルブアセテートなどのセロソルブエス
テル類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチ
レングリコールモノエチルエーテル、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、ジエチレングリコールジメチルエーテ
ル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、プロ
ピレングリコールモノメチルエーテルなどのグリコール
エーテル類;プロピレングリコールメチルエーテルアセ
テート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテー
ト、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート
などのプロピレングリコールアルキルエーテルアセテー
ト類;ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化
水素類;メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、2−
ヘプタノン、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタ
ノンなどのケトン類;2−ヒドロキシプロピオン酸エチ
ル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、
2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、エト
キシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキ
シ−3−メチルブタン酸メチル、3−メトキシプロピオ
ン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エ
トキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸
メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類;ジ
メチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドンなど
の非プロトン性極性溶媒が挙げられる。これらの溶媒
は、重合性化合物[(a−1)、(a−2)および(a
−3)]の合計100重量部に対して、通常20〜10
00重量部の量で用いられる。
Specific examples of the solvent used in the copolymerization include alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol; cyclic ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; cellosolve esters such as methyl cellosolve acetate and ethyl cellosolve acetate; ethylene. Glycol ethers such as glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether, and propylene glycol monomethyl ether; propylene glycol methyl ether acetate, propylene glycol ethyl ether acetate, propylene Glico Propylene glycol alkyl ether acetates such as propyl ether acetate; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene; ketone, cyclohexanone, 2-
Ketones such as heptanone and 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone; ethyl 2-hydroxypropionate, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate;
Ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl ethoxyacetate, ethyl hydroxyacetate, methyl 2-hydroxy-3-methylbutanoate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, Esters such as methyl 3-ethoxypropionate, ethyl acetate and butyl acetate; aprotic polar solvents such as dimethylformamide and N-methyl-2-pyrrolidone. These solvents include polymerizable compounds [(a-1), (a-2) and (a
-3)], usually 20 to 10 with respect to 100 parts by weight in total.
It is used in an amount of 00 parts by weight.

【0018】また、触媒としては、一般的にラジカル重
合開始剤として知られているものを広く用いることがで
き、例えば2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,
2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、
2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバ
レロニトリル)などのアゾ化合物;ベンゾイルパーオキ
シド、ラウロイルパーオキシド、t−ブチルパーオキシ
ピバレート、1,1’−ビス(t−ブチルパーオキシ)
シクロヘキサンなどの有機過酸化物および過酸化水素な
どを用いることができる。ラジカル重合開始剤として過
酸化物を用いる場合には、過酸化物を還元剤とともに用
いてレドックス型重合開始剤としてもよい。
As the catalyst, those generally known as radical polymerization initiators can be widely used. For example, 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobisisobutyronitrile
2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile),
Azo compounds such as 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile); benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, t-butylperoxypivalate, 1,1′-bis (t-butyl) Peroxy)
Organic peroxides such as cyclohexane and hydrogen peroxide can be used. When a peroxide is used as the radical polymerization initiator, the peroxide may be used together with a reducing agent to form a redox polymerization initiator.

【0019】上記共重合体[A]は、不飽和カルボン酸
(a−1)に由来するカルボキシル基とエポキシ基含有
化合物(a−2)に由来するエポキシ基とを有してお
り、アルカリ可溶性と自己架橋性とを有する。また、共
重合体[A]は、アルカリ水溶液に対して適度の溶解性
を有しており、高感度、高残膜率、現像性などに優れた
感深紫外線性樹脂組成物を与える。さらに共重合体
[A]を用いることによって得られるレジストパターン
は、耐熱性、基板との密着性、可視光域での透明性、耐
薬品性などの諸特性に優れる。
The copolymer [A] has a carboxyl group derived from the unsaturated carboxylic acid (a-1) and an epoxy group derived from the epoxy group-containing compound (a-2), and is alkali-soluble. And self-crosslinking properties. Further, the copolymer [A] has appropriate solubility in an aqueous alkaline solution, and gives a deep-sensitive ultraviolet-sensitive resin composition excellent in high sensitivity, high residual film ratio, developability, and the like. Further, the resist pattern obtained by using the copolymer [A] is excellent in various properties such as heat resistance, adhesion to a substrate, transparency in a visible light region, and chemical resistance.

【0020】密着助剤[B] 本発明で用いられる密着助剤[B]としては、反応性官能
基を有するトリアルコキシシランが好ましく、例えばビ
ニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、
ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、N−
(2−アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジメト
キシシラン、N−(2−アミノエチル)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メチルジメトキシシラ
ン、2-(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリ
メトキシシラン、3−クロロプロピルメチルジメトキシ
シラン、3−クロロ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メトキシシラン、3−メル
カプトプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。
これらのうち、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メチルジメトキシシ
ランが好ましく用いられる。
Adhesion Aid [B] The adhesion aid [B] used in the present invention is preferably a trialkoxysilane having a reactive functional group, for example, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane,
Vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, N-
(2-aminoethyl) 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3- Glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-chloropropylmethyldimethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-
Methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane and the like can be mentioned.
Of these, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane and 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane are preferably used.

【0021】他の成分 また、本発明の感深紫外線性樹脂組成物は、耐熱性をさ
らに向上させる目的で、分子内に少なくとも2個のエポ
キシ基を有するラジカル重合性を有さない化合物を含ん
でいてもよい。このような化合物としては、例えばエピ
コート1001、同1002、同1003、同100
4、同1007、同1009、同1010、同828
(商品名;油化シェルエポキシ(株)製)などのビスフ
ェノールA型エポキシ樹脂;エピコート807(商品
名;油化シェルエポキシ(株)製)などのビスフェノー
ルF型エポキシ樹脂;エピコート152、同154(商
品名;油化シェルエポキシ(株)製)、EPPN20
1、同202(商品名;日本化薬(株)製)などのフェ
ノールノボラック型エポキシ樹脂;EOCN102、同
103S、同104S、1020、1025、1027
(商品名;日本化薬(株)製)、エピコート180S7
5(商品名;油化シェルエポキシ(株)製)などのクレ
ゾールノボラック型エポキシ樹脂;エピコート1032
H60、同XY−4000(商品名;油化シェルエポキ
シ(株)製)などのポリフェノール型エポキシ樹脂;C
Y−175、同177、同179、アラルダイトCY−
182、同192、184(商品名;チバガイギー
(株)製)、ERL−4234、4299、4221、
4206(商品名;U.C.C社製)、ショーダイン50
9(商品名;昭和電工(株)製)、エピクロン200、
同400(商品名;大日本インキ(株)製)、エピコー
ト871、同872(商品名;油化シェルエポキシ
(株)製)、ED−5661、同5662(商品名;セ
ラニーズコーティング(株)製)などの環状脂肪族エポ
キシ樹脂;エポライト100MF(共栄社油脂化学工業
(株)製)、エピオールTMP(日本油脂(株)製)な
どの脂肪族ポリグリシジルエーテルが挙げられる。これ
らの化合物は、共重合体[A]100重量部に対して、
50重量部以下の量で必要に応じて用いられる。
Other Components The deep UV-sensitive resin composition of the present invention contains a non-radical polymerizable compound having at least two epoxy groups in a molecule for the purpose of further improving heat resistance. You may go out. Such compounds include, for example, Epikote 1001, 1002, 1003, 100
4, 1007, 1009, 1010, 828
Bisphenol A type epoxy resin such as (trade name; Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.); bisphenol F type epoxy resin such as Epicoat 807 (trade name; Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.); Epicoat 152, 154 ( Product name: Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.), EPPN20
Phenol novolak type epoxy resins such as 1, 202 (trade name; manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.); EOCN102, 103S, 104S, 1020, 1025, 1027
(Trade name; manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), Epikote 180S7
Cresol novolak type epoxy resin such as 5 (trade name; Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.); Epicoat 1032
Polyphenol type epoxy resins such as H60 and XY-4000 (trade name; manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.); C
Y-175, 177, 179, Araldite CY-
182, 192, 184 (trade name; manufactured by Ciba Geigy Co., Ltd.), ERL-4234, 4299, 4221,
4206 (trade name; manufactured by UCC), Shodyne 50
9 (trade name; manufactured by Showa Denko KK), Epicron 200,
400 (trade name; manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd.), Epicoat 871, 872 (trade name; manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.), ED-5661, and 5662 (trade name: Celanese Coating Co., Ltd.) And aliphatic polyglycidyl ethers such as Epolite 100MF (manufactured by Kyoeisha Yushi Kagaku Kogyo KK) and Epiol TMP (manufactured by NOF Corporation). These compounds are based on 100 parts by weight of the copolymer [A].
It is used as needed in an amount of 50 parts by weight or less.

【0022】さらに本発明の感深紫外線性樹脂組成物
は、ストリエーション(塗布すじあと)の防止、現像性
の向上などの目的で、界面活性剤を配合することもでき
る。界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンラ
ウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテ
ル、ポリオキシエチレンオレイルエーテルなどのポリオ
キシエチレンアルキルエーテル類;ポリオキシエチレン
オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニル
フェニルエーテルなどのポリオキシエチレンアリールエ
ーテル類;ポリオキシエチレンジラウレート、ポリオキ
シエチレンジステアレートなどのポリオキシエチレンジ
アルキルエステル類などのノニオン系界面活性剤;DC
11PA、SH28PA、ST94PA、ST103P
A、SH190、同192、同194、SF2902
L、同2904、同2908、同2909、SRX28
0A、同294A、同298(東レ・ダウコーニング・
シリコーン(株)製)などのポリシロキサン系界面活性
剤;エフトップEF301、同303、同352(新秋
田化成(株)製)、メガファックF−171、同F−1
72、同F−173(大日本インキ化学工業(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)などのフッ素系界面活
性剤;オルガノシロキサンポリマーKP341(信越化
学工業(株)製)、ポリフローNo. 57、同95(共
栄社油脂化学工業(株)製)などの(メタ)アクリル酸
共重合体系界面活性剤が挙げられる。上記界面活性剤
は、感深紫外線性樹脂組成物の固形分に対して、2重量
%以下、好ましくは1重量%以下の量で必要に応じて用
いられる。さらに本発明にかかる感深紫外線性樹脂組成
物は、必要に応じて帯電防止剤、保存安定剤、消泡剤、
顔料、染料などを含んでいてもよい。
Further, the deep UV-sensitive resin composition of the present invention may contain a surfactant for the purpose of preventing striation (after coating streaks) and improving developability. Examples of the surfactant include polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, and polyoxyethylene oleyl ether; polyoxyethylene such as polyoxyethylene octyl phenyl ether and polyoxyethylene nonyl phenyl ether. Ethylene aryl ethers; Nonionic surfactants such as polyoxyethylene dialkyl esters such as polyoxyethylene dilaurate and polyoxyethylene distearate; DC
11PA, SH28PA, ST94PA, ST103P
A, SH190, 192, 194, SF2902
L, 2904, 2908, 2909, SRX28
0A, 294A, 298 (Dow Corning Toray)
Polysiloxane surfactants such as Silicone Co., Ltd .; F-Top EF301, 303, and 352 (Shin-Akita Chemical Co., Ltd.), Megafac F-171, and F-1
72, F-173 (Dainippon Ink and Chemicals, Inc.)
FC-430, FC-431 (manufactured by Sumitomo 3M Limited), Asahigard AG710, Surflon S-382, SC-101, SC-102,
Fluorinated surfactants such as SC-103, SC-104, SC-105, SC-106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.); organosiloxane polymer KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), Polyflow No. 57, 95 (manufactured by Kyoeisha Yushi Kagaku Kogyo Co., Ltd.) and the like. The surfactant is used as needed in an amount of 2% by weight or less, preferably 1% by weight or less based on the solid content of the deep UV-sensitive resin composition. Furthermore, the deep UV-sensitive resin composition according to the present invention contains an antistatic agent, a storage stabilizer, an antifoaming agent, if necessary,
It may contain pigments, dyes and the like.

【0023】深紫外線 本発明における深紫外線とは、波長が約190〜約26
0nmの電磁波をいう。
Deep ultraviolet rays In the present invention, deep ultraviolet rays have a wavelength of about 190 to about 26.
Refers to an electromagnetic wave of 0 nm.

【0024】感深紫外線性樹脂組成物 本発明の感深紫外線性樹脂組成物は、上記の共重合体
[A]、密着助剤[B]および必要に応じて他の成分か
らなるが、共重合体[A]100重量部に対して、密着
助剤[B]を好ましくは1〜50重量部、特に好ましく
は3〜20重量部含んでいることが望ましい。感深紫外
線性樹脂組成物中の密着助剤の量が、共重合体[A]1
00重量部に対して1重量部未満であると、該組成物か
ら形成される塗膜と基板との密着性の改善効果が得られ
ず、一方50重量部を超えると、得られる塗膜はアルカ
リ水溶液からなる現像液に対する溶解性が低下し現像性
が悪化して、感度が低下する場合がある。
Deep UV Sensitive Resin Composition The deep UV sensitive resin composition of the present invention comprises the above-mentioned copolymer [A], adhesion promoter [B] and, if necessary, other components. It is desirable that the adhesion aid [B] be contained in an amount of preferably 1 to 50 parts by weight, particularly preferably 3 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polymer [A]. The amount of the adhesion auxiliary agent in the deep UV-sensitive resin composition is less than that of the copolymer [A] 1.
If the amount is less than 1 part by weight with respect to 00 parts by weight, the effect of improving the adhesion between the coating film formed from the composition and the substrate cannot be obtained. In some cases, the solubility in a developing solution composed of an alkaline aqueous solution is lowered, the developing property is deteriorated, and the sensitivity is lowered.

【0025】本発明の感深紫外線性樹脂組成物は、上記
の各成分を均一に混合することによって容易に調製する
ことができ、通常、適当な溶媒に溶解されて溶液状態で
用いられる。例えば、共重合体[A]を溶媒に溶解し、
この溶液に密着助剤[B]および必要に応じて他の成分
を所定の割合で混合することにより、溶液状態の感深紫
外線性樹脂組成物を調製することができる。該溶媒とし
ては、共重合体[A]を製造する際に用いられた溶媒と
同様の溶媒を用いることができる。さらに、その他N−
メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、
N−メチルホルムアニリド、N−メチルアセトアミド、
N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリド
ン、ジメチルスルホキシド、ベンジルエチルエーテル、
ジヘキシルエーテル、アセトニルアセトン、イソホロ
ン、カプロン酸、カプリル酸、1−オクタノール、1−
ノナノール、ベンジルアルコール、酢酸ベンジル、安息
香酸エチル、シュウ酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、
γ−ブチロラクトン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、
フェニルセロソルブアセテートなどの溶媒を用いること
もできる。
The deep UV-sensitive resin composition of the present invention can be easily prepared by uniformly mixing the above components, and is usually used in the form of a solution after being dissolved in an appropriate solvent. For example, the copolymer [A] is dissolved in a solvent,
By mixing the adhesion aid [B] and other components as required at a predetermined ratio with this solution, a deep UV-sensitive resin composition in a solution state can be prepared. As the solvent, the same solvent as that used in producing the copolymer [A] can be used. In addition, other N-
Methylformamide, N, N-dimethylformamide,
N-methylformanilide, N-methylacetamide,
N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, dimethylsulfoxide, benzylethyl ether,
Dihexyl ether, acetonylacetone, isophorone, caproic acid, caprylic acid, 1-octanol, 1-
Nonanol, benzyl alcohol, benzyl acetate, ethyl benzoate, diethyl oxalate, diethyl maleate,
γ-butyrolactone, ethylene carbonate, propylene carbonate,
A solvent such as phenyl cellosolve acetate can also be used.

【0026】これらの溶媒のうち、溶解性および塗膜の
形成のし易さから、エチ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メチルエーテルなどの
グリコールエーテル類;エチルセロソルブアセテート、
プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロ
ピレングリコールエチルエーテルアセテートなどのエチ
レングリコールアルキルエーテルアセテート類;乳酸エ
チル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチルなどのエステ
ル類;ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエ
チレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコ
ールエチルメチルエーテルなどのジエチレングリコール
類;2−ヘプタノンなどのケトン類が好ましく用いられ
る。
Among these solvents, glycol ethers such as ethylene glycol monoethyl ether and propylene glycol monomethyl ether; ethyl cellosolve acetate;
Ethylene glycol alkyl ether acetates such as propylene glycol methyl ether acetate and propylene glycol ethyl ether acetate; esters such as ethyl lactate and ethyl 2-hydroxypropionate; diethylene glycols such as diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether and diethylene glycol ethyl methyl ether; Ketones such as 2-heptanone are preferably used.

【0027】本発明の感深紫外線性樹脂組成物は、固形
分濃度が好ましくは20〜40重量%となるように溶媒
に溶解された溶液として被塗布物に塗布される。また、
上記のように調製された感深紫外線性樹脂組成物溶液
は、孔径が0.2μm程度のフィルタなどを用いて濾過
した後、使用に供することが好ましい。このように調製
された感深紫外線性樹脂組成物溶液は、長期間の貯蔵安
定性にも優れている。
The deep UV-sensitive resin composition of the present invention is applied to a substrate as a solution dissolved in a solvent so that the solid content concentration is preferably 20 to 40% by weight. Also,
It is preferable that the deep UV-sensitive resin composition solution prepared as described above is used after being filtered using a filter having a pore size of about 0.2 μm. The deep UV-sensitive resin composition solution prepared in this way has excellent long-term storage stability.

【0028】使用法 上記感深紫外線性樹脂組成物溶液は、基板表面に塗布
し、加熱により溶媒を除去することによって、塗膜を形
成することができる。基板表面への感放射線性樹脂組成
物溶液の塗布方法としては、例えばスプレー法、ロール
コート法、回転塗布法などの各種の方法を採用すること
ができる。次いで、形成された塗膜は、加熱(プレベー
ク)される。加熱条件は、各成分の種類、配合割合など
によっても異なるが、通常60〜120℃で10〜60
0秒間程度である。次に加熱された塗膜に所定パターン
のマスクを介して深紫外線を照射した後、現像液により
現像し、不要な部分を除去する。現像液としては、例え
ば水酸化ナトリウム、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、エチルアミン、n−プロピルアミン、ジエチルア
ミン、ジ−n−プロピルアミン、トリエチルアミン、メ
チルジエチルアミン、N−メチルピロリドン、ジメチル
エタノールアミン、トリエタノールアミン、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、ピロール、ピペリジン、1,
8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン、
1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノナンなど
のアルカリ類からなるアルカリ水溶液を用いることがで
きる。該アルカリ水溶性の濃度は、通常0.1〜2.5重
量%、好ましくは0.2〜0.5重量%である。
Method of Use The above-mentioned UV-sensitive resin composition solution is applied to the surface of a substrate, and the solvent is removed by heating to form a coating film. As a method for applying the radiation-sensitive resin composition solution to the substrate surface, various methods such as a spray method, a roll coating method, and a spin coating method can be employed. Next, the formed coating film is heated (prebaked). The heating conditions vary depending on the type of each component, the mixing ratio, and the like, but are usually from 60 to 120 ° C. and from 10 to 60 ° C.
It is about 0 seconds. Next, the heated coating film is irradiated with deep ultraviolet rays through a mask having a predetermined pattern, and then developed with a developer to remove unnecessary portions. Examples of the developer include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, di-n-propylamine, triethylamine, methyldiethylamine, N- Methylpyrrolidone, dimethylethanolamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, choline, pyrrole, piperidine, 1,
8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene,
An alkaline aqueous solution containing an alkali such as 1,5-diazabicyclo [4.3.0] -5-nonane can be used. The concentration of the alkali water-soluble is usually 0.1 to 2.5% by weight, preferably 0.2 to 0.5% by weight.

【0029】また上記アルカリ水溶液に、メタノール、
エタノールなどの水溶性有機溶媒、界面活性剤などを適
当量添加した水溶液を現像液として使用することもでき
る。現像時間は、通常30〜180秒間であり、また現
像方法は液盛り法、ディッピング法などのいずれでもよ
い。現像後、流水洗浄を30〜90秒間行い、圧縮空気
や圧縮窒素で風乾させることによって、基板上の水分を
除去し、パターン状被膜が形成される。続いて、ホット
プレート、オーブンなどの加熱装置により、所定温度、
例えば150〜250℃で、所定時間、例えばホットプ
レート上なら5〜30分間、オーブン中では30〜90
分間加熱処理をすることによって、パターン状架橋被膜
を得ることができる。
In addition, methanol,
An aqueous solution to which an appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as ethanol, a surfactant or the like has been added can also be used as the developer. The development time is usually from 30 to 180 seconds, and the development method may be any of a puddle method and a dipping method. After the development, the substrate is washed with running water for 30 to 90 seconds and air-dried with compressed air or compressed nitrogen to remove moisture on the substrate and form a patterned film. Subsequently, a heating device such as a hot plate or an oven is used to set a predetermined temperature,
For example, at 150 to 250 ° C. for a predetermined time, for example, 5 to 30 minutes on a hot plate, and 30 to 90 in an oven.
By performing the heat treatment for a minute, a patterned crosslinked film can be obtained.

【0030】[0030]

【実施例】次に本発明を実施例により具体的に説明する
が、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
なお、実施例中、部および%は特に断らない限り重量基
準である。
EXAMPLES Next, the present invention will be described specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
In the examples, parts and% are by weight unless otherwise specified.

【0031】共重合体[A]の合成 合成例1(共重合体[A−1]の合成) 攪拌機、冷却管、窒素導入管および温度計を装着したセ
パラブルフラスコに、表1に示す各化合物を仕込み、3
0分間窒素でパージした後、セパラブルフラスコを油浴
に浸し、内温を70℃に保って5時間重合反応を行っ
た。得られた重合体溶液の固形分濃度は、33.1重量
%であり、重合反応が100%進行したことが確認され
た。また、共重合体[A−1]のMwは、2.35×1
4であった。なお、Mwは、GPC(ゲルパーミエイ
ションクロマトグラフィ)(東ソー(株)製HLC−8
020)を用いて測定したポリスチレン換算分子量であ
る(以下、同じ)。これらの結果を表1に示す。
Synthesis of Copolymer [A] Synthesis Example 1 (Synthesis of Copolymer [A-1]) A separable flask equipped with a stirrer, a cooling pipe, a nitrogen inlet pipe, and a thermometer was prepared as shown in Table 1. Charge compound, 3
After purging with nitrogen for 0 minutes, the separable flask was immersed in an oil bath, and the polymerization reaction was carried out for 5 hours while maintaining the internal temperature at 70 ° C. The solid concentration of the obtained polymer solution was 33.1% by weight, and it was confirmed that the polymerization reaction proceeded 100%. The Mw of the copolymer [A-1] is 2.35 × 1
0 was 4. In addition, Mw is GPC (gel permeation chromatography) (Tosoh Corporation HLC-8)
020) (polystyrene equivalent molecular weight) (hereinafter the same). Table 1 shows the results.

【0032】合成例2〜6(共重合体[A−2]〜[A
−5]の合成) 合成例1において、表1に示すような各成分、溶媒およ
び重合条件を表1に示す量および条件で仕込んだ以外
は、合成例1と同様にして共重合体[A−2]〜[A−
5]を含む重合体溶液を得た。得られた各重合体溶液の
固形分濃度およびMwを表1に示す。
Synthesis Examples 2 to 6 (Copolymers [A-2] to [A
Synthesis of -5]) In the same manner as in Synthesis Example 1, except that the components, solvents and polymerization conditions shown in Table 1 were used in the amounts and conditions shown in Table 1, the copolymer [A] was used. -2] to [A-
5] was obtained. Table 1 shows the solid content concentration and Mw of each of the obtained polymer solutions.

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】感深紫外線性樹脂組成物の調製 実施例1 合成例1で得られた共重合体[A−1]100重量部
(固形分)、密着助剤として3−グリシドキシプロピル
トリメトキシシラン([B−1])10重量部および界
面活性剤としてSH28PA0.01重量部とを混合
し、固形分濃度が30重量%になるようにジエチレング
リコールエチルメチルエーテルに溶解させた後、孔径
0.2μmのミリポアフィルタで濾過して感深紫外線性
樹脂組成物溶液を調製した。
Preparation of Deep UV Sensitive Resin Composition Example 1 100 parts by weight (solid content) of the copolymer [A-1] obtained in Synthesis Example 1, 3-glycidoxypropyltrimethoxy as an adhesion promoter 10 parts by weight of silane ([B-1]) and 0.01 part by weight of SH28PA as a surfactant were mixed and dissolved in diethylene glycol ethyl methyl ether so as to have a solid concentration of 30% by weight. The solution was filtered through a 2 μm millipore filter to prepare a deep UV-sensitive resin composition solution.

【0035】実施例2〜19、比較例1〜2 実施例1において、表3に示すような各成分に代えた以
外は、実施例1と同様にして感深紫外線性樹脂組成物溶
液を調製した。なお、表3中、成分の略称は次の化合物
を示す。 [B−1]・・・3−グリシドキシプロピルトリメトキ
シシラン、[B−2]・・・3−グリシドキシプロピル
メチルジメトキシシラン、[B−3]・・・3−メタク
リロキシプロピルトリメトキシシラン、[C−1]・・
・SH28PA(東レ・ダウコーニング・シリコーン
(株)製)、[C−2]・・・メガファックF−172
(大日本インキ(株)製)、[C−3]・・・フロラー
ドFC−430(住友スリーエム(株)製)、[D−
1]・・・1,1,3−トリス(2,5−ジメチル−4−
ヒドロキシフェニル−3−フェニル)プロパン(1モ
ル)と1,2−キノンジアジドー5−スルホン酸クロリ
ド(1.9モル)との縮合物。
Examples 2 to 19 and Comparative Examples 1 and 2 The procedure of Example 1 was repeated, except that the components shown in Table 3 were used, to prepare a deep UV-sensitive resin composition solution. did. In Table 3, abbreviations of components indicate the following compounds. [B-1] ... 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, [B-2] ... 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, [B-3] ... 3-methacryloxypropyltri Methoxysilane, [C-1]
・ SH28PA (manufactured by Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.), [C-2] ··· MegaFac F-172
(D-Nippon Ink Co., Ltd.), [C-3]: Florado FC-430 (Sumitomo 3M Co., Ltd.), [D-
1] ··· 1,1,3-tris (2,5-dimethyl-4-
Condensation product of (hydroxyphenyl-3-phenyl) propane (1 mol) and 1,2-quinonediazido 5-sulfonic acid chloride (1.9 mol).

【0036】感深紫外線性樹脂組成物の評価 実施例および比較例で得られた感深紫外線性樹脂組成物
について、下記のようにパターン状被膜を形成して評価
した。結果を表3に示す。 (i)4インチのシリコンウェハに、各実施例で得られ
た感深紫外線性樹脂組成物溶液をスピンナーを用いて塗
布した後、90℃で2分間ホットプレート上で加熱して
膜厚2.0μmの塗膜を形成した。 (ii)得られた塗膜を、(株)ニコン製NSR−20
05 EX8A縮小投影露光機(NA=0.50、λ=
248nm)により60mJ/cm2露光した後、0.5
重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液
を用いて、25℃で1分間現像し、水でリンスし、乾燥
することによりシリコンウェハ上にパターン状被膜を形
成した。
Evaluation of Deep UV Sensitive Resin Composition The deep UV sensitive resin compositions obtained in Examples and Comparative Examples were evaluated by forming a patterned film as described below. Table 3 shows the results. (I) After applying the deep UV-sensitive resin composition solution obtained in each example to a 4-inch silicon wafer using a spinner, the solution was heated at 90 ° C. for 2 minutes on a hot plate to form a film having a thickness of 2. A 0 μm coating was formed. (Ii) Using the obtained coating film as NSR-20 manufactured by Nikon Corporation
05 EX8A reduction projection exposure machine (NA = 0.50, λ =
After exposure to 60 mJ / cm 2 at 248 nm).
It developed at 25 degreeC for 1 minute using the tetramethylammonium hydroxide aqueous solution of weight%, rinsed with water, and dried, and formed the pattern-like film on the silicon wafer.

【0037】評価項目と評価方法を以下に示す。 [解像度]解像している最小のスペースパターンの寸法
を走査型電子顕微鏡で測定した。 [残膜率](現像後の膜厚/現像前の膜厚)×100を
求め、90%以上を○とし、90%未満を×とした。 [現像性]現像後のパターン状被膜の表面荒れおよび残
しパターンの剥がれの有無を走査型電子顕微鏡で観察し
た。剥がれが認められなかったときを○とし、認められ
たときを×とした。 [パターン形状]最適露光時間におけるパターン状被膜
の断面形状を走査型電子顕微鏡で観察した。断面形状の
評価基準を表2に示す。形状がAのように正方形あるい
は長方形の場合は良好(○)とし、BあるいはCのよう
にAの形状とは異なることが認められたときは不良
(×)とした。
The evaluation items and evaluation methods are shown below. [Resolution] The size of the smallest space pattern that was resolved was measured with a scanning electron microscope. [Residual film ratio] (film thickness after development / film thickness before development) × 100 was determined, and 90% or more was evaluated as ○, and less than 90% was evaluated as x. [Developability] The surface roughness of the patterned film after development and the presence or absence of peeling of the remaining pattern were observed with a scanning electron microscope. When peeling was not recognized, it was evaluated as ○, and when it was recognized, it was evaluated as x. [Pattern Shape] The cross-sectional shape of the patterned film at the optimal exposure time was observed with a scanning electron microscope. Table 2 shows the evaluation criteria for the cross-sectional shape. When the shape was a square or a rectangle like A, it was judged as good (○), and when it was recognized that the shape was different from A as B or C, it was judged as bad (x).

【0038】[0038]

【表2】 [Table 2]

【0039】[耐熱性]220℃の温度で加熱したパタ
ーン状被膜をさらに1時間加熱し、熱分解による膜減り
が5%未満である場合を○とし、5%以上10%未満を
△、10%以上を×とした。 [光線透過率]約100μm×100μmのパターン状
被膜をコーニング社製7059ガラス基板上に作製し、
220℃で加熱した。このパターンの400nm〜78
0nmの光線透過率を測定し、最低透過率が95%以上
のものを○、90%以上95%未満を△、90%未満を
×とした。 [密着性]0.66μmの熱酸化膜付きシリコンウェハ
を用いて、5.0μmL/Sパターン状被膜を形成し、
220℃で5分間ホットプレートで加熱した。加熱され
たシリコンウェハを、40重量%フッ化アンモニウム水
溶液と50重量%フッ化水素水溶液との6:1(容量
比)混合液である25℃エッチング液に6分間浸漬し、
パターン状被膜のアンダーカット(表2で示されるパタ
ーン形状の最上部と最下部のパターン幅の差)を走査型
電子顕微鏡で観察し、1.0μm未満を○とし、1.0μ
m以上1.3μm未満を△とし、1.3μm以上を×とし
た。 [保存安定性]感深紫外線性樹脂組成物溶液を5℃で3
か月間保存した後、上記方法でパターン状被膜を形成
し、上記と同様な評価を行って、調製直後の感深紫外線
性樹脂組成物との結果を比較した。この調製直後の感深
紫外線性樹脂組成物を同等の評価結果が得られた場合
を、良好として判断した。
[Heat resistance] The patterned coating heated at a temperature of 220 ° C. was further heated for 1 hour, and when the film loss due to thermal decomposition was less than 5%, it was evaluated as ○. % Or more was evaluated as x. [Light transmittance] A pattern-like film of about 100 μm × 100 μm was formed on a Corning 7059 glass substrate.
Heated at 220 ° C. 400 nm to 78 of this pattern
The light transmittance at 0 nm was measured, and those having a minimum transmittance of 95% or more were evaluated as ○, those from 90% to less than 95% as Δ, and those less than 90% as x. [Adhesion] Using a 0.66 μm silicon wafer with a thermal oxide film, a 5.0 μmL / S patterned film was formed.
Heated on a hot plate at 220 ° C. for 5 minutes. The heated silicon wafer is immersed for 6 minutes in a 25 ° C. etching solution that is a 6: 1 (volume ratio) mixture of a 40% by weight aqueous solution of ammonium fluoride and a 50% by weight aqueous solution of hydrogen fluoride,
The undercut of the patterned film (the difference between the pattern widths at the top and bottom of the pattern shape shown in Table 2) was observed with a scanning electron microscope.
m and less than 1.3 μm, Δ: 1.3 μm or more. [Storage stability] The deep UV-sensitive resin composition solution was added at 5 ° C for 3 hours.
After storing for a month, a patterned film was formed by the above method, and the same evaluation was performed as described above, and the result was compared with that of the deep UV-sensitive resin composition immediately after preparation. The case where the deep UV-sensitive resin composition immediately after the preparation gave the same evaluation result was judged as good.

【0040】[0040]

【表3】 [Table 3]

【0041】比較例3〜5 実施例1で用いた樹脂組成物に対し、表4に示す露光波
長でパターニングした以外は実施例1と同様にして評価
した。結果を表4に示す。
Comparative Examples 3 to 5 Evaluations were made in the same manner as in Example 1 except that the resin composition used in Example 1 was patterned at the exposure wavelength shown in Table 4. Table 4 shows the results.

【0042】[0042]

【表4】 [Table 4]

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明に係る感深紫外線性樹脂組成物
は、感度、現像性、残膜率、耐熱性、基板との密着性に
優れるとともに、1,2−キノンジアジド化合物を用い
ないことによりとりわけ透明性に優れた被膜(パター
ン)を形成することができる。このような本発明の感深
紫外線性樹脂組成物は、半導体集積回路(IC)および
液晶ディスプレイ(LCD)用薄膜トランジスタ(TF
T)回路のみならず、回路製造用のマスクなどを作成す
るためなどのポジ型レジストとして、さらには層間絶縁
膜、カラーフィルタ用保護膜などの永久膜用形成材料と
しても好適である。
The deep UV-sensitive resin composition according to the present invention is excellent in sensitivity, developability, residual film ratio, heat resistance, and adhesion to a substrate, and is free from the use of a 1,2-quinonediazide compound. In particular, a film (pattern) having excellent transparency can be formed. Such a deep UV-sensitive resin composition of the present invention can be used for a thin film transistor (TF) for a semiconductor integrated circuit (IC) and a liquid crystal display (LCD).
T) It is suitable not only as a circuit but also as a positive resist for forming a mask for circuit manufacture and the like, and also as a material for forming a permanent film such as an interlayer insulating film and a protective film for a color filter.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI // C09D 4/00 C09D 4/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI // C09D 4/00 C09D 4/00

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 [A](a−1)不飽和カルボン酸、
(a−2)エポキシ基を含有するラジカル重合性化合物
および必要に応じて(a−3)上記化合物(a−1)お
よび(a−2)と共重合しうる他のラジカル重合性化合
物の共重合体並びに[B]密着助剤を含有することを特
徴とする感深紫外線性樹脂組成物。
[A] (a-1) an unsaturated carboxylic acid,
(A-2) a radical polymerizable compound containing an epoxy group and, if necessary, (a-3) another radical polymerizable compound copolymerizable with the compounds (a-1) and (a-2). A deep UV-sensitive resin composition comprising a polymer and [B] an adhesion aid.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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