JPWO2009139421A1 - ポジ型感光性組成物 - Google Patents

ポジ型感光性組成物 Download PDF

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Abstract

高解像度で有機物残渣の影響も少ない金属化合物薄膜パターンを形成可能なポジ型感光性組成物を提供する。塗布後の焼成処理により金属化合物薄膜を形成可能な金属錯体成分(A)、及び感光剤(B)、を含むポジ型感光性組成物であり、(A)成分の配位子が、芳香族化合物を骨格とする多座配位子であることが好ましい。この構成によれば実質的に感光性樹脂を含まない組成物系でも感光性を付与することができ、容易に金属化合物薄膜パターンを形成できる。

Description

本発明は、金属化合物薄膜パターンの形成に用いられるポジ型感光性組成物に関する。
ITOなどの金属酸化物に代表される金属化合物薄膜を形成する方法として、金属錯体を含む塗布液を基体の表面に塗布し、その後、焼成することで金属錯体を熱分解し、金属酸化物薄膜を形成する技術が知られている。金属錯体の配位子としては、エチレンジアミン四酢酸、ジエタノールアミン、アセチルアセトンなど、アミノ基やヒドロキシル基などの置換基が分子中に2つ以上ある多座配位子が多く利用されている。また、耐クラック性や密着性を向上させる他の配位子として、特定の芳香族骨格を有する多座配位子を用いることも知られている(特許文献1参照)。
一方、上記のような金属化合物薄膜をパターン化する方法としては、平坦な金属化合物薄膜上にレジストパターンを形成し、その後のエッチングでレジストパターンを転写して金属化合物薄膜にパターン形成することが行われるが、近年、この工程を短縮すべく、塗布液そのものに感光性を付与して直接パターン化することが検討されており、例えば、インジウムとスズを含む化合物と有機酸から生成したヒドロキシ化合物に有機配位子が配位したキレート錯体と、感光性樹脂と、溶媒とを含有する感光性透明導電膜形成用塗布液を用いて直接パターン化することが開示されている(特許文献2参照)。
WO2008/007751号国際公開パンフレット 特開2001−143526号公報
特許文献2に記載の塗布液は、パターン化するために従来公知の感光性樹脂の存在を必須としている。しかし、感光性を付与するにはある程度の感光性樹脂量が必要であり、この樹脂の存在が最終的な金属化合物薄膜の形成量に影響する。すなわち、感光性樹脂量の分だけ金属含有量が低下し、最終的な金属化合物薄膜の緻密性、均一性が悪くなることにより、機械的強度、透明性、導電性が低下するという問題があった。
また、感光性樹脂は最終的には焼成工程で分解され膜中には完全に存在しないことが望まれる。しかし、塗布液中に高分子の樹脂として存在した場合、焼成後にも樹脂の一部が有機物残渣として残り、膜物性に悪影響を与える恐れがある。この残渣の影響を完全に取り除くには、高分子の樹脂を実質的に含有しない組成物系で感光性を付与することが好ましい。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、パターン化された金属化合物薄膜の導電性に優れ、かつ、有機物残渣の影響も少ないポジ型感光性組成物を提供することを目的とする。
本発明者らは、焼成工程などの処理により金属化合物薄膜を形成可能な金属錯体成分に、低分子量の感光剤を付与したポジ型感光性組成物により、金属化合物薄膜のパターン形成が可能となることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、塗布後の処理により金属化合物薄膜を形成可能な金属錯体成分(A)、及び感光剤(B)、を含むポジ型感光性組成物を提供する。
本発明によれば、感光性樹脂を実質的に含有しない組成系においてもパターン化された金属化合物薄膜を形成することが可能となる。
本発明に係るポジ型感光性組成物は、塗布後の処理により金属化合物薄膜を形成可能な金属錯体成分(A)(以下、(A)成分ともいう)と、感光剤(B)(以下、(B)成分ともいう)と、を必須とし、好ましくは更に溶剤(D)(以下、(D)成分ともいう)を含む。以下、それぞれについて説明する。
[金属錯体成分(A)]
本発明における(A)成分は、塗布後の処理により金属化合物薄膜を形成可能な金属錯体成分である。すなわち、金属錯体を含む塗布液を基体の表面に塗布し、その後、焼成することで金属錯体を熱分解し、金属酸化物薄膜を形成できる金属錯体成分であればよく特に限定されない。具体的には、特開平09−278489号公報、特開平11−228113号公報、特開平11−256342号公報などに記載の金属錯体成分を用いることができる。金属錯体の配位子としては、エチレンジアミン四酢酸、ジエタノールアミン、アセチルアセトン、シュウ酸など、アミノ基やヒドロキシル基などの置換基が分子中に2つ以上ある多座配位子を用いることができる。
また、(A)成分の配位子が、芳香族化合物を骨格とする多座配位子であることが好ましい。より好ましくは、当該芳香族化合物が、置換基を有してもよい炭素芳香環化合物、又は置換基を有してもよい複素芳香環化合物であり、更に好ましくは、当該炭素芳香環化合物又は複素芳香環化合物が、5員環化合物、6員環化合物、及びこれらの縮合環化合物、より成る群から選ばれる1種以上である。ここで、炭素芳香環化合物とは炭素原子のみで環が構成されている環式化合物であり、複素芳香環化合物とは、炭素以外の酸素、窒素、硫黄などのヘテロ原子を環の構成原子として含む環式化合物である。また、単環式化合物のみならず縮合環式化合物であってもよい。縮合環式化合物の環数は特に限定されないが2環式化合物が好ましい。また、6員環同士の縮合環であってもよく、5員環同士の縮合環であってもよく、5員環と6員環との縮合環であってもよい。
より具体的には、(A)成分が、下記の化学式1で表される金属錯体A、化学式2で表される金属錯体A、化学式3で表される金属錯体A、化学式4で表される金属錯体A、及び化学式5で表される金属錯体A、より成る群から選ばれる1種以上を含むことが好ましい。
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[化学式1〜化学式5におけるMは金属イオンであり、化学式1〜化学式3におけるX〜Xと、化学式4〜化学式5におけるX〜Xは、それぞれ、O、NH、CO、及びSのうちのいずれかである。化学式1におけるY〜Yと、化学式3〜化学式4におけるY〜Yは、それぞれ、CH、N、O、及び置換基を有する炭素原子のうちのいずれかであり、Y〜Yが隣接する炭素原子の場合には、隣接炭素原子同士が縮合環を成していてもよい。化学式2、化学式3、及び化学式5におけるZ〜Zと、化学式2におけるZ〜Zとは、それぞれ、O、NH、及びSより成る群から選ばれる1個と、CH、N、及び置換基を有する炭素原子より成る群から選ばれる2個とから構成され、Z〜Zが隣接する炭素原子の場合には、隣接炭素原子同士が縮合環を成していてもよい。化学式1〜化学式5におけるLは軸配位子である。化学式1〜化学式5におけるkは金属錯体の価数であり、M、X〜X、及びLの有する電荷の総和に等しい。]
また、上記化学式1のうち、金属錯体Aは、化学式6〜化学式13で表される金属錯体のうちのいずれかであることが特に好ましい。
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上記化学式7では、X及びXをSとし、X及びXをOとしているが、これとは別に、X及びXをSとし、X及びXをOとしてもよいし、X及びXをSとし、X及びXをOとしてもよいし、X〜Xのうちの一つだけをSとし、その他をOとしてもよいし、X〜Xのうちの一つだけをOとし、その他をSとしてもよい。同様に、化学式9、11、13においても、X〜Xの組み合わせを上記のごとく変更してもよい。
また、化学式12では、YとYをNとし、Y〜Y、及びY〜YをCHとしているが、これとは別に、YとYをNとし、Y〜YをCHとしてもよい。
また、前記金属錯体Aは、例えば、化学式14〜21で表される金属錯体のうちのいずれかとすることができる。
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前記金属錯体Aは、例えば、化学式22〜化学式25で表される金属錯体のうちのいずれかとすることができる。
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上記化学式23では、ZとZをSとし、Z〜Z、及びZ〜ZをCHとしているが、これとは別に、ZとZをSとし、Z〜ZをCHとしてもよい。
前記金属錯体Aは、例えば、化学式26〜27で表される金属錯体のうちのいずれかとすることができる。
Figure 2009139421
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また、化学式1におけるY〜Yの少なくとも1つ以上、又は、化学式3〜化学式4におけるY〜Yの少なくとも1つ以上が、置換基を有する炭素原子であるか、Y〜Yの隣接炭素原子同士が縮合環を成している場合も好ましい。また、化学式2、化学式3、及び化学式5におけるZ〜Zの少なくとも1つ以上、又は、化学式2のZ〜Zの少なくとも1つ以上が、置換基を有する炭素原子であるか、Y〜Yの隣接炭素原子同士が縮合環を成している場合も好ましい。
例えば、金属錯体Aは、下記の化学式28で表される金属錯体であることが好ましく、金属錯体Aは、下記の化学式29で表される金属錯体であることが好ましい。
Figure 2009139421
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ここで、化学式28のRからRの少なくとも1つ、化学式29のRからRの少なくとも1つは上記の置換基である。具体的には、メチル基(−CH)、エチル基(−C)、t−ブチル基(−C(CH)等の炭素数20以下のアルキル基;当該アルキル基の炭素原子の一部を窒素に置換したアミノアルキル基;シアノ基(−CN);アルデヒド(−CHO)、ケトン(−COR)、カルボン酸(−COOH)、エステル(−COOR)、アミド(−CONRR’)等のカルボニル基、などが挙げられる。なかでも、カルボン酸を除くカルボニル基を有することは有機溶剤に対する溶解性の点から好ましい。置換基の結合位置は特に限定されないが、R、R、R、Rの少なくとも1つに置換基を有するのが好ましい。
このような配位子として、具体的には下記の化学式30から37が例示できる。
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また、化学式28のRからRの隣り合う置換基間、又は、化学式29のRからRの隣り合う置換基間で縮合環を成していてもよい。この場合、縮合環に更に別の置換基を有していてもよい。このような具体例としては、下記の化学式38や化学式39が例示できる。
Figure 2009139421
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なお、本発明における芳香族化合物を骨格とする多座配位子とは、共鳴構造で安定であればよい。したがって、例えば下記のような配位子も本発明の範囲内であり好適に使用できる。この化学式40の配位子においては、構造式(a)と(b)とが共鳴構造をなすため、構造式(a)の配位子も本発明の範囲内である。
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金属Mとしては、例えば、Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Zr、Nb、In、Sn、Eu、Ta、Pb等が挙げられる。Mとしては、1種類の金属のみを用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。
なお、上記の化学式1から3、6から13、及び、22から27の化合物は公知であり、上記の特許文献2に記載の方法よって製造することができる。また、金属Mの種類によっては、上記の特許文献2に記載の化学式1の化合物を製造する方法によって化学式4の化合物を製造することができ、同様に、化学式2の化合物を製造する方法によって化学式5の化合物を製造することができ、化学式6から13の化合物を製造する方法によってそれぞれ化学式14から21の化合物を製造することができる。また、化学式30から40の配位子も公知又は容易に製造可能である。
(A)成分が上記の化学式1から29であれば、後述する金属化合物薄膜パターンを形成した際に、クラックが生じることがなく、基体との密着性が優れている。また、クラックが生じないため、金属化合物薄膜パターンの膜厚を厚くすることができる。また、高解像度で狭小なパターンを形成できる。
上記のように、クラックが生じない理由は、次のように推測される。すなわち、上記の金属錯体は、化学式1〜化学式3、及び、化学式4、5に表された分子構造から明らかなとおり、平板な構造を有しているから、塗布液を基体上に塗布して塗膜を形成したとき、金属錯体同士の相互作用により、金属錯体同士が重なるような分子集合構造(スタッキング)を形成する。また、配位子に含まれる芳香環同士の相互作用も、上記の分子集合構造の形成に寄与する。これにより、焼成時に配位子が消失しても、基体の表面に平行な方向への体積収縮が抑制され、クラック発生や剥離が抑制されると考えられる。
なお、この(A)成分は、アルカリ可溶性成分であることが好ましい。これにより、従来公知のアルカリ現像によってパターン化することができる。このような(A)成分としては、上記の化学式1から29のうち、XからXがすべてOの場合、酸素原子とエステル結合を共に有する場合が好ましく挙げられる。
[感光剤(B)]
本発明の特徴は、感光剤(B)成分の添加によってポジ型の感光性を付与することにある。(B)成分は特に限定されず、(B)成分自身が溶解抑制剤として機能する非化学増幅型の系であってもよく、(B)成分が光酸発生剤であり、更に(C)成分として溶解抑制剤を含む化学増幅型の系のいずれも適用可能である。
非化学増幅型の系における感光剤(B)としては、紫外線等の照射によって(A)成分のアルカリ溶液(例えばテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液)に対する溶解性を高めるものが好ましく、キノンジアジド基含有化合物が好ましい。
キノンジアジド基含有化合物としては、具体的には、フェノール性水酸基含有化合物と、ナフトキノンジアジドスルホン酸化合物と、の完全エステル化物や部分エステル化物が挙げられる。
上記フェノール性水酸基含有化合物としては、具体的には、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などのポリヒドロキシベンゾフェノン類;
トリス(4−ヒドロシキフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−2−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−2,3,5−トリメチルフェニル)−2−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)−4−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)−3−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)−2−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−2,5−ジメチルフェニル)−4−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−2,5−ジメチルフェニル)−3−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−2,5−ジメチルフェニル)−2−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)−3,4−ジヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−2,5−ジメチルフェニル)−3,4−ジヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−2,5−ジメチルフェニル)−2,4−ジヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3−メトキシ−4−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(5−シクロヘキシル−4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)−4−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(5−シクロヘキシル−4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)−3−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(5−シクロヘキシル−4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)−2−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(5−シクロヘキシル−4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)−3,4−ジヒドロキシフェニルメタン等のトリスフェノール型化合物;
2,4−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシベンジル)−5−ヒドロキシフェノール、2,6−ビス(2,5−ジメチル−4−ヒドロキシベンジル)−4−メチルフェノール等のリニア型3核体フェノール化合物;
1,1−ビス〔3−(2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−ヒドロキシ−5−シクロヘキシルフェニル〕イソプロパン、ビス[2,5−ジメチル−3−(4−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−ヒドロキシフェニル]メタン、ビス[2,5−ジメチル−3−(4−ヒドロキシベンジル)−4−ヒドロキシフェニル]メタン、ビス[3−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシベンジル)−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル]メタン、ビス[3−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシベンジル)−4−ヒドロキシ−5−エチルフェニル]メタン、ビス[3−(3,5−ジエチル−4−ヒドロキシベンジル)−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル]メタン、ビス[3−(3,5−ジエチル−4−ヒドロキシベンジル)−4−ヒドロキシ−5−エチルフェニル]メタン、ビス[2−ヒドロキシ−3−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシベンジル)−5−メチルフェニル]メタン、ビス[2−ヒドロキシ−3−(2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−5−メチルフェニル]メタン、ビス[4−ヒドロキシ−3−(2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−5−メチルフェニル]メタン、ビス[2,5−ジメチル−3−(2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−ヒドロキシフェニル]メタン等のリニア型4核体フェノール化合物;
2,4−ビス[2−ヒドロキシ−3−(4−ヒドロキシベンジル)−5−メチルベンジル]−6−シクロヘキシルフェノール、2,4−ビス[4−ヒドロキシ−3−(4−ヒドロキシベンジル)−5−メチルベンジル]−6−シクロヘキシルフェノール、2,6−ビス[2,5−ジメチル−3−(2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−ヒドロキシベンジル]−4−メチルフェノール等のリニア型5核体フェノール化合物、等のリニア型ポリフェノール化合物;
ビス(2,3,−トリヒドロキシフェニル)メタン、ビス(2,4−ジヒドロキシフェニル)メタン、2,3,4−トリヒドロキシフェニル−4’−ヒドロキシフェニルメタン、2−(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)−2−(2’,3’,4’−トリヒドロキシフェニル)プロパン、2−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−2−(2’,4’−ジヒドロキシフェニル)プロパン、2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−(4’−ヒドロキシフェニル)プロパン、2−(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)−2−(3’−フルオロ−4’−ヒドロキシフェニル)プロパン、2−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−2−(4’−ヒドロキシフェニル)プロパン、2−(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)−2−(4’−ヒドロキシフェニル)プロパン、2−(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)−2−(4’−ヒドロキシ−3’,5’−ジメチルフェニル)プロパン等のビスフェノール型化合物;
1−[1−(4−ヒドロキシフェニル)イソプロピル]−4−[1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エチル]ベンゼン、1−[1−(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)イソプロピル]−4−[1,1−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)エチル]ベンゼン、等の多核枝分かれ型化合物;
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン等の縮合型フェノール化合物等が挙げられる。これらは単独又は2種以上組み合わせて用いることができる。
また、上記ナフトキノンジアジドスルホン酸化合物としては、ナフトキノン−1,2−ジアジド−5−スルホン酸又はナフトキノン−1,2−ジアジド−4−スルホン酸等を挙げることができる。
また、他のキノンジアジド基含有化合物、例えばオルトベンゾキノンジアジド、オルトナフトキノンジアジド、オルトアントラキノンジアジド又はオルトナフトキノンジアジドスルホン酸エステル類等のこれらの核置換誘導体、
さらには、オルトキノンジアジドスルホニルクロリドと、水酸基又はアミノ基をもつ化合物(例えばフェノール、p−メトキシフェノール、ジメチルフェノール、ヒドロキノン、ビスフェノールA、ナフトール、ピロカテコール、ピロガロール、ピロガロールモノメチルエテール、ピロガロール−1,3−ジメチルエーテル、没食子酸、水酸基を一部残してエステル化又はエ−テル化された没食子酸、アニリン、p−アミノジフェニルアミン等)と、の反応生成物等も用いることができる。これらは単独又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらのキノンジアジド基含有化合物は、例えばトリスフェノール型化合物と、ナフトキノン−1,2−ジアジド−5−スルホニルクロリド又はナフトキノン−1,2−ジアジド−4−スルホニルクロリドとをジオキサン等の適当な溶剤中において、トリエタノールアミン、炭酸アルカリ、炭酸水素アルカリ等のアルカリの存在下で縮合させ、完全エステル化又は部分エステル化することにより製造することができる。キノンジアジド基含有化合物としては、このようなナフトキノンジアジドスルホン酸エステル化物が好ましい。
前記(A)成分に対する前記(B)成分の割合は40質量%以下であることが好ましく、20%以下がより好ましく、10%以下が最も好ましい。このように、本発明においては、感光性樹脂を用いる従来の系に比べて少ない添加量で充分な感光性を付与することができるという特徴がある。
化学増幅型の系における感光剤(B)は光酸発生剤であり、更に(C)成分として溶解抑制剤を含む。(C)成分は、(A)成分のアルカリ溶解性を抑止する効果を有し、かつ放射線の照射により(B)成分より発生した酸の作用によって溶解抑制剤中の保護基が解離する化合物である。
すなわち、(C)成分を本発明のポジ型感光性組成物を配合することにより、該ポジ型感光性組成物を用いて得られるレジスト膜の露光前のアルカリ溶解性が抑制される。そのため、該レジスト膜を選択的に露光した際に、露光部と未露光部との間のアルカリ溶解性の差(溶解コントラスト)が大きくなり、解像性や形状が良好なレジストパターンが形成できる。
(C)成分である溶解抑制剤は、(A)成分が酸解離性溶解抑制基を有する成分である場合には、(A)成分と光酸発生剤(B成分)とを含む2成分系の化学増幅型レジスト組成物の添加剤として用いることもできる。また、(A)成分が酸解離性溶解抑制基を有さない成分である場合には、(A)成分と光酸発生剤(B成分)とともに(C)成分を配合した、いわゆる3成分系の化学増幅型のレジスト組成物としても用いることができる。
光酸発生剤としては、オニウム塩、ジアゾメタン誘導体、グリオキシム誘導体、ビススルホン誘導体、β−ケトスルホン誘導体、ジスルホン誘導体、ニトロベンジルスルホネート誘導体、スルホン酸エステル誘導体、N−ヒドロキシイミド化合物のスルホン酸エステル誘導体など、公知の酸発生剤を用いることができる。
オニウム塩としては、トリフロオロメタンスルホン酸テトラメチルアンモニウム、ノナフルオロブタンスルホン酸テトラメチルアンモニウム、ノナフルオロブタンスルホン酸テトラn−ブチルアンモニウム、ノナフルオロブタンスルホン酸テトラフェニルアンモニウム、p−トルエンスルホン酸テトラメチルアンモニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ジフェニルヨードニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルヨードニウム、p−トルエンスルホン酸ジフェニルヨードニウム、p−トルエンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルヨードニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ビス(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸ビス(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、ノナフルオロブタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、ブタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリメチルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリメチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸シクロヘキシルメチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、p−トルエンスルホン酸シクロヘキシルメチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ジメチルフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸ジメチルフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ジシクロヘキシルフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸ジシクロヘキシルフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリナフチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸シクロヘキシルメチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(2−ノルボニル)メチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、エチレンビス[メチル(2−オキソシクロペンチル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホナート]、1,2’−ナフチルカルボニルメチルテトラヒドロチオフェニウムトリフレート等が挙げられる。
ジアゾメタン誘導体としては、ビス(ベンゼンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−トルエンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(キシレンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロペンチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(sec−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n−プロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソプロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(tert−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n−アミルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソアミルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(sec−アミルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(tert−アミルスルホニル)ジアゾメタン、1−シクロヘキシルスルホニル−1−(tert−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、1−シクロヘキシルスルホニル−1−(tert−アミルスルホニル)ジアゾメタン、1−tert−アミルスルホニル−1−(tert−ブチルスルホニル)ジアゾメタン等が挙げられる。
グリオキシム誘導体としては、ビス−O−(p−トルエンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(p−トルエンスルホニル)−α−ジフェニルグリオキシム、ビス−O−(p−トルエンスルホニル)−α−ジシクロヘキシルグリオキシム、ビス−O−(p−トルエンスルホニル)−2,3−ペンタンジオングリオキシム、ビス−O−(p−トルエンスルホニル)−2−メチル−3,4−ペンタンジオングリオキシム、ビス−O−(n−ブタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(n−ブタンスルホニル)−α−ジフェニルグリオキシム、ビス−O−(n−ブタンスルホニル)−α−ジシクロヘキシルグリオキシム、ビス−O−(n−ブタンスルホニル)−2,3−ペンタンジオングリオキシム、ビス−O−(n−ブタンスルホニル)−2−メチル−3,4−ペンタンジオングリオキシム、ビス−O−(メタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(トリフルオロメタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(1,1,1−トリフルオロエタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(tert−ブタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(パーフルオロオクタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(シクロヘキサンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(ベンゼンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(p−フルオロベンゼンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(p−tert−ブチルベンゼンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(キシレンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(カンファースルホニル)−α−ジメチルグリオキシム等が挙げられる。
ビススルホン誘導体としては、ビスナフチルスルホニルメタン、ビストリフルオロメチルスルホニルメタン、ビスメチルスルホニルメタン、ビスエチルスルホニルメタン、ビスプロピルスルホニルメタン、ビスイソプロピルスルホニルメタン、ビス−p−トルエンスルホニルメタン、ビスベンゼンスルホニルメタン等が挙げられる。
β−ケトスルホン誘導体としては、2−シクロヘキシルカルボニル−2−(p−トルエンスルホニル)プロパン、2−イソプロピルカルボニル−2−(p−トルエンスルホニル)プロパン等が挙げられる。
ジスルホン誘導体としては、ジフェニルジスルホン誘導体、ジシクロヘキシルジスルホン誘導体等のジスルホン誘導体等が挙げられる。
ニトロベンジルスルホネート誘導体としては、p−トルエンスルホン酸2,6−ジニトロベンジル、p−トルエンスルホン酸2,4−ジニトロベンジル等のニトロベンジルスルホネート誘導体等が挙げられる。
スルホン酸エステル誘導体としては、1,2,3−トリス(メタンスルホニルオキシ)ベンゼン、1,2,3−トリス(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ベンゼン、1,2,3−トリス(p−トルエンスルホニルオキシ)ベンゼン等のスルホン酸エステル誘導体等が挙げられる。
N−ヒドロキシイミド化合物のスルホン酸エステル誘導体としては、N−ヒドロキシスクシンイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドエタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド1−プロパンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド2−プロパンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド1−ペンタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド1−オクタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドp−トルエンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドp−メトキシベンゼンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド2−クロロエタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミドベンゼンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド2,4,6−トリメチルベンゼンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド1−ナフタレンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド2−ナフタレンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−2−フェニルスクシンイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシマレイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシマレイミドエタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−2−フェニルマレイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシグルタルイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシグルタルイミドベンゼンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシフタルイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシフタルイミドベンゼンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシフタルイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシフタルイミドp−トルエンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシナフタルイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシナフタルイミドベンゼンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミドp−トルエンスルホン酸エステル等が挙げられる。
これらの光酸発生剤は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。この光酸発生剤の添加量は、(A)成分に対して、0.1質量%から50質量%の範囲が好ましい。
(C)成分としては、酸解離性溶解抑制基を有し、酸の作用により該酸解離性溶解抑制基が解離する低分子量化合物が好ましい。(C)成分の分子量としては、3000以下が好ましく、500〜2000がより好ましい。
(C)成分としては、すでに化学増幅型ポジ型レジスト組成物において用いられている公知の溶解抑制剤を使用することができ、例えばフェノール性水酸基が酸解離性溶解抑制基で保護されたフェノール化合物、又はカルボキシ基が酸解離性溶解抑制基で保護されたカルボキシ化合物が挙げられる。ここで、「保護された」とは、フェノール性水酸基又はカルボキシ基の水酸基の少なくとも1つが酸解離性溶解抑制基で置換されていることを意味する。
酸解離性溶解抑制基で保護されることにより(C)成分を構成し得る、フェノール性水酸基を有するフェノール化合物としては、フェノール基を3〜5個有するポリフェノール化合物、例えば核置換基としてヒドロキシル基を有するトリフェニルメタン系化合物、ビス(フェニルメチル)ジフェニルメタン系化合物、1,1‐ジフェニル‐2‐ビフェニルエタン系化合物などが挙げられる。また、フェノール、m‐クレゾール、2,5‐キシレノールから選ばれる少なくとも1種のフェノール類をホルマリン縮合して得られる2〜6核体も用いることができる。
また、酸解離性溶解抑制基で保護されることにより(C)成分を構成し得る、カルボキシ基を有するカルボキシ化合物としては、例えば、ビフェニルカルボン酸、ナフタレン(ジ)カルボン酸、ベンゾイル安息香酸、アントラセンカルボン酸などが挙げられる。
また、これらのフェノール化合物又はカルボキシル化合物中の水酸基又はカルボキシ基を保護するための酸解離性溶解抑制基としては、例えば第三ブチルオキシカルボニル基、第三アミルオキシカルボニル基のような第三ブチルオキシカルボニル基や、第三ブチル基、第三アミル基のような第三アルキル基や、第三ブチルオキシカルボニルメチル基、第三アミルオキシカルボニルメチル基のような第三アルコキシカルボニルアルキル基やテトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基のような環状エーテル基などを挙げることができる。
そして、これらの(C)成分として好適な化合物は、2,5‐キシレノールとホルマリン縮合物とを縮合して得られる4核体を第三アルコキシカルボニルアルキル基で保護したものである。
これらの(C)成分は、単独で用いてもよいし、また2種以上混合して用いてもよい。(C)成分の含有量は、(A)成分に対して、1質量%から30質量%が好ましく、1〜20質量%がさらに好ましい。前記範囲とすることにより、十分な溶解抑止効果が得られる。また、パターン形状が良好なものとなる。
[溶剤(D)]
溶媒としては、(A)から(E)成分を溶解可能であれば特に限定されず、例えば、アルコール類(例えば、2−プロパノール、メタノール、エタノール、n−ブタノール)、エーテル類(例えば、ジエチルエーテル、MTBE、THF等)、炭化水素(例えば、オクタン、n−ヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン等)、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド、ハロゲン化物(クロロホルム、ジブロモメタン、ジクロロメタン等)、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン(MEK)、アセチルアセトン(AcAc)、γーブチロラクトン、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン等)、酢酸エチル、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエテールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、3−メトキシブチルアセテート、水等を含むものとすることができる。
なお、上記の化学式28及び化学式29の化合物のうち、特に化学式30から40の配位子は、乳酸エチル(EL)、γ−ブチルラクトン(GBL)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)などの有機溶剤に好適に溶解するとともに、パターニングも良好であり、本発明に特に好適に使用できる。なかでも、化学式31や化学式40を配位子に持つ錯体はEL単独に溶解するので好ましい。
(D)成分の使用量は特に限定されないが、基板等に塗布可能な濃度で、塗布膜厚に応じて適宜設定される。具体的には、ポジ型感光性組成物の固形分濃度が3質量%〜40質量%、好ましくは5質量%〜30質量%の範囲内となるように用いることが好ましい。
[その他(E)]
また、本発明に係るポジ型感光性組成物は、界面活性剤や、増感剤、消泡剤等の各種添加剤を含有していてもよい。ただし、感光性樹脂を実質的に含有しないことが好ましい。
界面活性剤としては、従来公知のものであってよく、アニオン系、カチオン系、ノニオン系等の化合物が挙げられる。具体的には、X−70−090(商品名、信越化学工業社製)等を挙げることができる。界面活性剤を添加することにより、塗布性、平坦性を向上させることができる。増感剤としては、従来公知のポジ型レジストに用いられるものを使用することができる。例えば、分子量1000以下のフェノール性水酸基を有する化合物等が挙げられる。消泡剤としては、従来公知のものであってよく、シリコーン系化合物、フッ素系化合物が挙げられる。
[パターン化した金属化合物膜の形成方法]
以下、上記のポジ型感光性組成物を用いてパターン化した金属化合物薄膜を形成する方法について説明する。本発明のポジ型感光性組成物は、(A)成分及び(B)成分、更に必要に応じて(C)成分から(E)成分を、従来公知の方法で調製することにより得られる。
まず、塗布工程で、基板等の支持体上に本発明のポジ型感光性組成物をスピンナー、ロールコータ、スプレーコータ、スリットコータ等を用いて塗布、乾燥させ、感光性組成物層を形成する。
次いで、露光工程で所定のマスクを介して、露光を行う。この露光は、紫外線、エキシマレーザ光等の活性エネルギー線を照射することにより行う。この活性エネルギー線の光源としては、例えば低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、ケミカルランプ、エキシマレーザ等が挙げられる。
次いで、現像工程では、露光された感光性組成物層を、現像液で現像し、パターンを形成する。現像液としては、好ましくはアルカリ現像液であり、0.01質量%〜10.0質量%、好ましくは0.1質量%〜5質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(以下、TMAHともいう)水溶液を用いることができる。
本発明により得られるパターン解像度は、実施例にて詳細を後述するように、特許文献2のような感光性樹脂を加えた場合に比べても遜色ない、むしろ優れた解像度を提供できる。
その後、パターン化された感光性組成物層を例えば焼成にて処理して組成式が下記の化学式41である金属化合物薄膜パターンを得ることができる。焼成温度は、例えば、250〜1800℃の範囲が好適である。250℃以上であれば、固く緻密な膜を形成することができる。(A)成分が上記の化学式1から29の化合物であれば、焼成温度が、250℃程度という低い温度でよいため、熱に弱い基材の表面にも、金属化合物薄膜パターンを形成することができる。また、基体が並ガラスである場合でも、アンダーコートなしで金属化合物薄膜パターンを形成することができる。なお、焼成温度は、金属Mの種類と、所望する、金属化合物薄膜の結晶相とに応じて調整することができる。
Figure 2009139421
ここで、化学式41におけるX及びXは、前記X〜Xに含まれるO、N、及びSのうちのいずれかであり、l、m、及びnは、それぞれ、X、X、及びMの価数である。また、x及びyは、それぞれ、上記金属化合物におけるX及びXの含有率であり、xとyとの和が1を超えない値である。
MとしてTiを用いた場合、本発明の塗布液を用いて形成された金属化合物(化学式28においてMをTiとしたもの)の薄膜は、光触媒作用を奏する。ここで、X、XがいずれもOの場合(TiOの場合)は、紫外光の波長領域において光触媒作用を奏する。また、X、Xのうちの少なくとも一方を、S又はNとした場合は、異なる波長領域(例えば可視光の領域)にて光触媒作用を奏することができる。前記Mとして、InとSnの組み合わせ、GaとZnの組み合わせ、NbとTiの組み合わせを用い、X、XとしてOを用いた場合、本発明の塗布液を用いて形成された金属酸化物薄膜(ITO、Ga−ZnO、Nb−TiO)は、透明導電膜の機能を奏する。これらの透明導電膜は、例えば、薄型ディスプレイや太陽電池パネル用の電子デバイスとして好適に用いることができる。前記MとしてSnを用い、X、XとしてOを用いた場合、本発明の塗布液を用いて形成された金属酸化物薄膜(SnO)は、Low−E膜として熱線遮断作用を奏する。MをVとし、X、XをOとした、本発明の塗布液を用いて金属酸化物薄膜(V)をガラスの表面に形成すると、調光ガラスを製造することができる。前記MとしてNbを用いた場合、本発明の塗布液を用いて形成された金属酸化物薄膜は、超親水性を発現する。
[実施例1]
下記の(A)成分及び(B)成分を混合して、本発明のポジ型感光性組成物を調製した。
(A)成分:キシレン200mlにカテコール16.5gを溶解させた溶液を調製しておき、乳鉢で細かく粉砕した酢酸インジウム29.2gを混合した。そして、この混合液を1時間還流させ、その後、混合液の量が半分になるまで132℃で蒸留した。蒸留後、残った混合液の揮発成分をロータリエバポレータの減圧下で蒸発させた。残った固形分は、更に真空乾燥機を使い真空下で100℃に加熱し、残りの揮発成分を完全に取り除いてインジウム化合物粉末を得た。固形分の収量は27.7gであった。
上記において、キシレン200mlの代わりにキシレン50ml、カテコール16.5gの代わりにカテコール5.5g、酢酸インジウム29.2gの代わりにスズ(IV)ブトキシド10.3gとした以外は上記と同様の操作を行い、スズ化合物粉末を得た。固形分の収量は8.38gであった。
上記インジウム化合物粉末935.7mgとスズ化合物粉末62.9mgとを、5mlのアセチルアセトンとトルエンを1:1で混合した溶媒(D)成分に溶解させて、金属イオン濃度が0.71Mの溶液を得た(化学式6と化学式14)。
上記溶液(固形分濃度17.9質量%)に(B)成分であるビス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−シクロヘキシルフェニル)−3,4−ジヒドロキシフェニルメタン−1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル(下記化学式(b)−1)を、固形物換算で、(A)成分に対する前記(B)成分の割合が40質量%(実施例1)、20質量%(実施例2)、10質量%(実施例3)の3段階となるように添加した後、0.25μmのメンブランフィルターでろ過して実施例のポジ型感光性組成物を得た。なお、(B)成分を配合しないものを比較例とした。
Figure 2009139421
<試験例1:溶解抑制効果>
実施例1から3、比較例について、3インチシリコンウエハ上に、750rpm×20秒でスピンコートし、100℃×1分プリベークし、膜厚2000nmの感光性組成物層を形成した。この状態で23℃の2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)に浸漬し、溶解速度(nm/s)を確認した。その結果、比較例が130nm/sなのに対し、実施例1は80nm/s、実施例2は70nm/s、実施例3は60nm/sであり、実施例の溶解抑制効果が確認できた。
<試験例2:パターン化>
実施例1について、試験例1と同様の感光性組成物層を形成した後、マスクパターンを介して照度13mW/cmの超高圧水銀灯によりコンタクト露光を行ない、2.38%TMAH×30秒で現像し、90℃×1分ポストベークした。その結果、実施例1では500mJ/cmの露光量で50μmラインのパターニングが可能であった。また、露光量を1000mJ/cmとすることで4μmラインまでパターニング可能であり充分な密着性も得られた。また、得られたパターンを900℃で1時間焼成(昇温10℃/min、自然冷却)することによりITO金属酸化物薄膜が得られた。
<試験例3:感光剤添加量>
実施例1、2について、露光条件と現像条件を変えて試験例2と同様のパターニングを行った。その結果、実施例2では、露光量を1000mJ/cm、2.38質量%TMAH×20秒の条件で4μmラインまでパターニング可能であった。また、実施例3でも、露光量を500mJ/cm、1.19質量%TMAH×30秒の条件で4μmラインまでパターニング可能であった。このように、本発明においては感光剤の添加量が10質量%という少量であっても充分に高解像度なパターニングが可能になることがわかる。
[実施例2から16]
下記の表1に示すような配合割合で(A)成分、(B)成分、及び(D)成分を混合して、本発明のポジ型感光性組成物を調製した。(A)成分については、実施例1のキシレンに代え、1−メチル―2−ピロリドンを溶媒に用いたこと以外は実施例1と同じ方法で合成操作を行った。実施例5、7−15、18、19では、酢酸インジウムに代え、酢酸インジウムと酢酸すず(II)をモル比18:1で混合したものを、インジウムとすずの総量が配位子に対しモル比1:1になるように添加した。実施例2では、酢酸すず(IV)を、実施例3では、酢酸すず(II)を、すず:配位子のモル比が1:2になるように添加した。実施例16では、チタンテトライソプロポキシドをチタンと配位子がモル比1:2になるように添加した。実施例17では、酢酸すず(II)とタンタル(V)ペンタエトキシドをモル比97.5:2.5で混合したものを、すずとタンタルの総量と配位子のモル比が1:1.025になるように添加した。なお、感光剤である(B)成分は実施例2〜18は実施例1と同じものを用い、実施例19の感光剤は、下記化学式(b)−2で表される2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノンの水酸基にナフトキノンジアジドが3.5モル付加した化合物を用いた。また、組成物の調整方法は実施例1に準じて行なった。評価については上記試験例1、2に準じて膜厚とパターン化による解像度を評価した。なお、現像温度は23℃である。その結果をまとめて表2に示す。なお、実施例8、12については試験例2に準じて焼成を行い抵抗値を測定した。
Figure 2009139421
Figure 2009139421
Figure 2009139421
表2に示すように、実施例2から19においてはいずれも高解像度なパターニングが可能になることがわかる。また、実施例8、12では充分な低抵抗値が得られており、パターン化された透明導電膜として利用可能なことがわかる。

Claims (14)

  1. 塗布後の処理により金属化合物薄膜を形成可能な金属錯体成分(A)、及び感光剤(B)、を含むポジ型感光性組成物。
  2. 前記(A)成分の配位子が、芳香族化合物を骨格とする多座配位子である請求項1に記載のポジ型感光性組成物。
  3. 前記芳香族化合物が、置換基を有してもよい炭素芳香環化合物、又は置換基を有してもよい複素芳香環化合物である請求項2に記載のポジ型感光性組成物。
  4. 前記炭素芳香環化合物又は複素芳香環化合物が、5員環化合物、6員環化合物、及びこれらの縮合環化合物、より成る群から選ばれる1種以上である請求項3に記載のポジ型感光性組成物。
  5. 前記(A)成分が、下記の化学式1で表される金属錯体A、化学式2で表される金属錯体A、化学式3で表される金属錯体A、化学式4で表される金属錯体A、及び化学式5で表される金属錯体A、より成る群から選ばれる1種以上を含む請求項1から4のいずれかに記載のポジ型感光性組成物。
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    [化学式1〜化学式5におけるMは金属イオンである。化学式1〜化学式3におけるX〜Xと、化学式4〜化学式5におけるX〜Xは、それぞれ、O、NH、CO、及びSのうちのいずれかである。化学式1におけるY〜Yと、化学式3〜化学式4におけるY〜Yは、それぞれ、CH、N、O、及び置換基を有する炭素原子のうちのいずれかであり、Y〜Yが隣接する炭素原子の場合には、隣接炭素原子同士が縮合環を成していてもよい。化学式2、化学式3、及び化学式5におけるZ〜Zと、化学式2におけるZ〜Zとは、それぞれ、O、NH、及びSより成る群から選ばれる1個と、CH、N、及び置換基を有する炭素原子より成る群から選ばれる2個とから構成され、Z〜Zが隣接する炭素原子の場合には、隣接炭素原子同士が縮合環を成していてもよい。化学式1〜化学式5におけるLは軸配位子である。化学式1〜化学式5におけるkは金属錯体の価数であり、M、X〜X、及びLの有する電荷の総和に等しい。]
  6. 実質的に感光性樹脂を含有しない請求項1から5のいずれかに記載のポジ型感光性組成物。
  7. 前記Mが、Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Zr、Nb、In、Sn、Eu、Ta及びPbからなる群から選ばれる1種以上である請求項5又は6に記載のポジ型感光性組成物。
  8. 前記金属錯体Aが、化学式6〜化学式13で表される金属錯体のうちのいずれかであるか、又は、前記金属錯体Aが、化学式14〜化学式21で表される金属錯体のうちのいずれかである請求項5から7のいずれかに記載のポジ型感光性組成物。
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  9. 前記(A)成分が、アルカリ可溶性成分である請求項1から8のいずれかに記載のポジ型感光性組成物。
  10. 前記(B)成分が、キノンジアジド基含有化合物と、フェノール性水酸基含有化合物と、を縮合させてなる化合物を含む請求項1から9のいずれかに記載のポジ型感光性組成物。
  11. 固形物換算で、前記(A)成分に対する前記(B)成分の割合が40質量%以下である請求項10に記載のポジ型感光性組成物。
  12. 前記(B)成分が光酸発生剤であり、更に(C)成分として溶解抑制剤を含む請求項1から9のいずれかに記載のポジ型感光性組成物。
  13. 請求項1から12のいずれかに記載のポジ型感光性組成物を用いてパターン化した透明導電膜。
  14. 請求項1から12のいずれかに記載のポジ型感光性組成物を用いてパターン化した透明導電膜を構成要素とする電子デバイス。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2053022A1 (en) * 2006-07-13 2009-04-29 Central Japan Railway Company Coating solution, titanium oxide thin film formed using the coating solution, and method for formation of thin film
JP5627195B2 (ja) * 2009-04-27 2014-11-19 東海旅客鉄道株式会社 感光性組成物、感光性金属錯体、塗布液、及び金属酸化物薄膜パターンの製造方法
US9176377B2 (en) 2010-06-01 2015-11-03 Inpria Corporation Patterned inorganic layers, radiation based patterning compositions and corresponding methods
US9310684B2 (en) * 2013-08-22 2016-04-12 Inpria Corporation Organometallic solution based high resolution patterning compositions
GB201413924D0 (en) * 2014-08-06 2014-09-17 Univ Manchester Electron beam resist composition
EP3224266B1 (en) * 2014-11-26 2021-03-03 Lockheed Martin Energy, LLC Metal complexes of substituted catecholates and redox flow batteries containing the same
US20160312365A1 (en) * 2015-04-24 2016-10-27 Kanto Gakuin School Corporation Electroless plating method and electroless plating film
EP3360933A1 (de) * 2017-02-08 2018-08-15 Evonik Degussa GmbH Direkt-strukturierbare formulierungen auf der basis von metalloxid-prekursoren zur herstellung oxidischer schichten
EP3410208A1 (en) * 2017-06-01 2018-12-05 Evonik Degussa GmbH Device containing metal oxide-containing layers

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2877588B2 (ja) * 1991-10-28 1999-03-31 ローム株式会社 金属酸化物薄膜のパターン形成法
JP3920958B2 (ja) 1995-12-28 2007-05-30 大日本印刷株式会社 着色透明導電膜の形成方法及び表示装置
JPH09263969A (ja) 1996-03-29 1997-10-07 Mitsubishi Materials Corp 金属酸化物薄膜ポジ型パターンの形成方法
JP3007961B2 (ja) 1998-03-13 2000-02-14 工業技術院長 金属酸化物薄膜の製造方法
JPH11278869A (ja) 1998-03-27 1999-10-12 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd パターン化された透明導電膜およびその製造方法
JP3806560B2 (ja) 1999-11-16 2006-08-09 住友大阪セメント株式会社 感光性透明導電膜形成用塗布液、パターン化された透明導電膜および該透明導電膜の製造方法
JP2002015631A (ja) * 2000-06-29 2002-01-18 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 感光性透明導電膜形成用塗布液、パターン化された透明導電膜および該透明導電膜の製造方法
JP3995909B2 (ja) 2001-03-28 2007-10-24 住友大阪セメント株式会社 透明導電膜形成用ペーストとそれを用いた透明導電膜及びその製造方法
JP3982281B2 (ja) 2002-02-27 2007-09-26 日本板硝子株式会社 ポジ型金属酸化物パターン薄膜の形成方法
CN1831568A (zh) * 2005-03-09 2006-09-13 柯尼卡美能达精密光学株式会社 防眩目性膜、防眩目性膜的制法、防眩目性防反射膜、偏振片及显示装置
JP2006344479A (ja) 2005-06-08 2006-12-21 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 透明導電膜形成用感光性塗布液及び透明導電パターン膜とその製造方法
US7498117B2 (en) * 2005-10-31 2009-03-03 Hewlett-Packard Development Company, L.P. System and method for radiation imaging by in-situ particle formation
US7754413B2 (en) * 2006-03-10 2010-07-13 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Color forming composition with enhanced image stability
EP2053022A1 (en) 2006-07-13 2009-04-29 Central Japan Railway Company Coating solution, titanium oxide thin film formed using the coating solution, and method for formation of thin film

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