TW201133137A - Positive-type radiation-sensitive composition, cured film and method for forming same - Google Patents
Positive-type radiation-sensitive composition, cured film and method for forming same Download PDFInfo
- Publication number
- TW201133137A TW201133137A TW99140906A TW99140906A TW201133137A TW 201133137 A TW201133137 A TW 201133137A TW 99140906 A TW99140906 A TW 99140906A TW 99140906 A TW99140906 A TW 99140906A TW 201133137 A TW201133137 A TW 201133137A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- group
- radiation
- compound
- positive
- formula
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/075—Silicon-containing compounds
- G03F7/0757—Macromolecular compounds containing Si-O, Si-C or Si-N bonds
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/0045—Photosensitive materials with organic non-macromolecular light-sensitive compounds not otherwise provided for, e.g. dissolution inhibitors
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/022—Quinonediazides
- G03F7/023—Macromolecular quinonediazides; Macromolecular additives, e.g. binders
- G03F7/0233—Macromolecular quinonediazides; Macromolecular additives, e.g. binders characterised by the polymeric binders or the macromolecular additives other than the macromolecular quinonediazides
Description
201133137 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於正型感放射線性組成物、硬化膜及其形成方 法。 【先前技術】 在液晶顯示元件等之中,一般爲了將層狀地配置的配線之 間絶緣,而設置了層間絶緣膜。就形成如此的層間絶緣膜所代 表之硬化膜的材料而言,由於用於得到必要之圖案形狀的步驟 數少’而且具有充分的平坦性者爲較佳,所以感放射線性組成 物被廣泛地使用。 又,例如在液晶顯示元件的層間絶緣膜中,必須形成配線 用的接觸孔(contacthole)的圖案。在負型組成物的方面,由於 難以形成具有實用上可使用之程度的孔徑的接觸孔,所以正型 感放射線性組成物被廣泛地使用於液晶顯示元件的層間絶緣 膜等之硬化膜形成(參照日本特開2001-354822號公報)。 就硬化膜形成用之感放射線性組成物的成分而言,主要使 用丙烯酸系樹脂。相對於此,有嘗試將具有比丙烯酸系樹脂優 良的耐熱性及透明性之聚矽氧烷系材料當作感放射線性組成 物的成分使用(參照日本特開2000-1648號公報、日本特開 2 006- 1 7 8 43 6號公報)。從液晶顯示元件的顯示不良的預防的觀 點來看’不論在使用任何的感放射線性組成物的情形下,在放 射線的照射及顯像之後的加熱步驟(後烘烤處理步驟)中,抑制 經形成的圖案的熔融流動(圖案的形狀因熱而熔解變形)乃爲 重要。 201133137 就使用上述聚砂氧院系材料的感放射線性組成物而言,開 發了含有聚砂氧院、重氮醌(quinonediazide)化合物及熱交聯性 化合物的感光性矽氧烷組成物(參照日本特開2 006-293 3 3 7號 公報)。藉由使用如此的感光性矽氧烷組成物,可形成兼具高 耐熱性、高透明性、低介電係數性、高耐藥品性、及高解析度 的硬化膜。但是即使在使用此等之感光性矽氧烷組成物的情形 下,無法得到作爲硬化膜的形成材料之實用上充分的程度之耐 熔融流動性,又,因使用之光酸產生劑而誘發穿透率的降低。 在如此的狀況下,強烈的希望開發出可形成一般所要求的 耐熱性、透明性、耐溶劑性及低介電性優良的硬化膜及高電壓 維持率的液晶胞,而且除了放射線感度之外,在顯像後的加熱 步驟中的耐熔融流動性優良之聚矽氧烷系的正型感放射線性 組成物。 [先行技術文獻] 專利文獻 專利文獻1 :日本特開2001-354822號公報 專利文獻2:日本特開2000-1648號公報 專利文獻3:日本特開2006-178436號公報 專利文獻4:日本特開2006-293337號公報 【發明內容】 [發明欲解決之課題] 本發明係基於如上述之情事而成者,其目的爲提供一種硬 化膜、聚矽氧烷系正型感放射線性組成物、由其組成物形成之 硬化膜’及其硬化膜的形成方法;該硬化膜具有優良的耐熱 201133137 性、透明性、耐溶劑性及低介電性;該聚矽氧烷系正型感 線性組成物適合使用於形成高電壓維持率的液晶胞,而且 充分的放射線感度、及在顯像後的加熱步驟中的耐熔融流 優良。 [用於解決課題的手段] 爲了解決上述課題而完成的發明係含有: [A] 矽氧烷聚合物、 [B] 重氮醌化合物、及 [C] 具有比[B]重氮醌化合物的極大吸收波長短的極大吸 長之感放射線性酸產生劑(以下,亦稱爲[C]酸產生劑) 之正型感放射線性組成物。 由於該正型感放射線性組成物除了 [A]矽氧烷聚合物 重氮醌化合物之外,還含有[C]酸產生劑,在圖案形成時 光中,可促進[B]重氮醌化合物的放射線吸收而進行正型 案形成,另一方面,在比圖案形成時更短的波長中的顯像 曝光中,藉由[C ]酸產生劑的放射線吸收而可促進交聯反 使[A]矽氧烷聚合物的交聯結構堅固。其結果可形成平衡 地滿足所謂耐熱性、透明性、耐溶劑性及低介電性之一般 求特性之硬化膜’及具有高電壓維持率的液晶胞。又可達 良的放射線感度的同時,亦達成在顯像後的加熱步驟中的 熔融流動性。 另外’在[B]重氮醌化合物及[C]酸產生劑具有複數的 極大値的情形下,在其吸收極大値之中,對應於最大吸光 吸收極大値的波長稱爲極大吸收波長。在複數的吸收極大 放射 具有 動性 收波 、[B] 的曝 的圖 後的 應, 良好 的要 成優 高耐 吸收 度之 値顯 201133137 示相同的吸光度的情形下’比[B]重氮醌化合物的極大吸收波 長短,而且對應於在最長波長方面之吸收極大値的波長稱爲極 大吸收波長。 [C]酸產生劑較佳係選自由以下列式(1)、式(2)及式(3)各 自表示之化合物構成的群組中之至少1種的化合物,以下列式 (1 )表示之化合物更佳係以下列式(1 -1 )表示之化合物,以下歹lj 式(2 )表示之化合物更佳係以下列式(2 -1 )表示之化合物。
(1)
(式(1)中’ R1係羥基、碳原子數1〜12的直鏈狀或分支狀的院 基、碳原子數6〜8的芳香基或碳原子數1〜12的烷氧基,但 疋上述院基、方香基及院氧基具有的氫原子之一部分或全部可 被取代;R2係氫原子、碳原子數1〜7的直鏈狀或分支狀的院 基或碳原子數6或7的芳香基,但是上述烷基、芳香基及烷氧 201133137 基具有的氫原子之一部分或全部可被取代;a係〇〜7的整數, b係0〜10的整數’ c係〇〜3的整數,但是在…及r2各自爲 複數的情形下,複數的R1及R2可各自相同也可各自不同,又, 在R2爲複數的情形下’複數的R2之中,2個R2可互相地鍵結 而形成環狀結構;X 係 SbF6' (CnF2n + cnF2n+ iSCh, Y係0〜6的整數,n係1〜6的整數; 式(2)中’ R3、R4及R5各自獨立’係羥基、碳原子數1〜η的 直鏈狀或分支狀的烷基或碳原子數6〜ls的芳香基,但是,上 述院基及芳香基具有的氫原子之一部分或全部可被取代;d、e 及f各自獨立,係〇〜5的整數,但是,在r3、尺4及R5各自 爲複數的情形下,複數的R3、R4及R5可各自相同也可各自不 同;X1 係 SbF6、(CnF2n+i)YPF6.Y 或 CnF2n+1S03: Y 係 〇~6的 整數;η係1〜6的整數; 式(3)中,R6及R7各自獨立,係碳原子數1〜12的烷基、碳原 子數4〜20的脂環式烷基或碳原子數6〜20的芳香基,但是, 上述芳香基具有的氫原子之一部分或全部可被碳原子數1〜12 的烷氧基取代)。 R8
201133137
(式(1-1)中’ R8及R9各岜獨立,係氫原子、羥基、碳原子數J 〜12的直鏈狀或分支狀的烷基或碳原子數1〜12的烷氧基。χ 係與上述式(1)同義。式(2-1)中,rI〇係苯基、萘基、蒽基或苯 硫基。X1係與上述式(2)同義。) 藉由將[C]酸產生劑當作上述特定的化合物,可更加促進 顯像後的曝光中的[A]矽氧烷聚合物的水解縮合反應。其結 果’ [A]矽氧烷聚合物的交聯結構變堅固,可更加提升在加熱 步驟中的耐熔融流動性。 [A ]矽氧烷聚合物較佳係以下列式(4)表示之水解性矽烷化 合物的水解縮合物。
(4) (式(4)中’ R11係非水解性之基。R12係碳原子數1〜4的烷基。 g係〇〜3的整數。但是,在R11及R12各自爲複數的情形下, 複數的R11及R12可各自相同也可各自不同。)) 在該正型感放射線性組成物中,採用上述[C]酸產生劑的 同時’使用以上述式(4)表示之水解性矽烷化合物的水解縮合 物作爲[A]砂氧垸聚合物’藉此放射線感度及在顯像後的加熱 步驟中的耐熔融流動性可進一步提高。 201133137 該正型感放射線性組成物較佳係進一步含有[D]熱交聯性 化合物。此外,藉由含有[D]熱交聯性化合物,可更加促進在 該正型感放射線性組成物之顯像後的加熱步驟中的[A]矽氧烷 聚合物的交聯反應,可更加改善同步驟中的耐熔融流動性。 該正型感放射線性組成物適合使用於形成硬化膜。 本發明的硬化膜的形成方法係包含: (1 )在基板上形成該正型感放射線性組成物的塗膜之步驟、 (2) 對步驟(1 )中經形成之塗膜的至少一部分照射放射線之步 驟' (3) 將步驟(2)中經放射線照射之塗膜顯像之步驟、 (4) 對步驟(3)中經顯像之塗膜照射放射線之步驟、及 (5) 將步驟(4)中經放射線照射之塗膜加熱步驟。 在該形成方法中,藉由將具有預定的放射線吸收範圍的[B] 重氮醌化合物照射放射線而形成正型的圖案之步驟與在顯像 後將[C]酸產生劑照射放射線而促進交聯反應,在其後的加熱 步驟中,可形成高耐熔融流動性的塗膜。 本發明的硬化膜適合由該正型感放射線性組成物形成。 [發明的效果] 如以上說明,本發明的正型感放射線性組成物可有效率地 形成平衡良好地滿足所謂耐熱性、透明性、耐溶劑性及低介電 性之一般的要求特性的硬化膜。又,該正型感放射線性組成物 可發揮優良的放射線感度及高耐熔融流動性。 【實施方式】 [用於實施發明的形態] 201133137 本發明的正型感放射線性組成物係含有[A ]矽氧烷聚合 物、[B]重氮醌化合物及[C]酸產生劑,亦可含有其他任意成分。 < [A]矽氧烷聚合物> [A]矽氧烷聚合物只要是具有矽氧烷鍵的化合物之聚合 物’並無特別限定。此[A]矽氧烷聚合物係藉由水解縮合而形 成硬化物。又’由於該正型感放射線性組成物含有[c]酸產生 劑’可藉由照射放射線而產生酸’且此成爲觸媒而進一步促進 [A]矽氧烷聚合物的自縮合。 就[A]矽氧烷聚合物而言,較佳係以上述式(4)表示之水解 性矽烷化合物的水解縮合物。 本發明中的所謂「水解性矽烷化合物」,係通常意指在非 觸媒、過剩的水的共存下,藉由在室溫(約25它)〜約! 00 〇c的 溫度範圍内加熱’可水解生成矽烷醇基之具有水解性基的矽烷 化合物’或可形成矽氧烷縮合物之具有水解性基的矽烷化合 物。相對於此’所謂「非水解性的基」,係意指在那樣的水解 條件下’不發生水解或縮合,且安定地存在之基。 在以上述式(4)表示之水解性矽烷化合物的水解反應中, 一部分的水解性基可在未水解的狀態下殘留。又,此處所述之 「水解Μ生矽烷化合物的水解縮合物」係意味著經水解之矽烷化 合物的一部分的矽烷醇基之間,經反應.縮合之水解縮合物。 就以上述R 1 1表示之非水解性之基而言,可列舉例如未經 取代' 1個以上的氫原子經(甲基)丙烯醯基或環氧基取代的碳 原子數1〜20的烷基、碳原子數6〜20的芳香基、碳原子數7 〜20的芳烷基或乙烯基等。此等可爲直鏈狀、分支狀、或環狀, -10- 201133137 當在同一分子内存在複數的Rl1時,亦可爲此等之組合。又, R11亦可包含具有雜原子的結構單兀。就那樣的結構單元而 言,可列舉例如醚、酯、硫化物等。 就以上述R 表不之碳原子數係1〜4的院基而言,可列 舉例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、丁基等。從水解的容易 性的觀點來看’此等之R11尤以甲基及乙基較佳。又,8爲0 〜3的整數,但較佳係〇〜2的整數,更佳係〇或1,特佳係1。 當g爲〇〜2的整數之時’水解縮合反應的進行可變爲更加容 易’可更加提升製得之硬化膜的耐熱性及耐溶劑彳生^ 就以上述式(4)表不之水解性砂院化合物而言,可列舉經4 個水解性基取代的矽烷化合物、經1個非水解性基與3個水解 性基取代的矽烷化合物、經2個非水解性基與2個水解性基取 代的矽烷化合物、經3個非水解性基與!個水解性基取代的砂 烷化合物、或該等的混合物。 就經4個水解性基取代的矽烷化合物而言,可列舉例如四 甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、四丁氧基矽烷 '四苯氧基矽烷、 四苄氧基矽烷、四正丙氧基矽烷、四異丙氧基矽烷等。 就經1個非水解性基與3個水解性基取代的矽烷化合物而 言,可列舉例如氯三甲氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、甲基三 乙氧基矽烷、甲基三異丙氧基矽烷、甲基三丁氧基矽烷、乙基 三甲氧基矽烷、乙基三乙氧基矽烷、乙基三異丙氧基矽烷、乙 基三丁氧基砂烷、丁基三甲氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、苯 基三乙氧基砂烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽 院、乙嫌基三正丙氧基矽烷、3_甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基 -11- 201133137 矽烷、3 -甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、3 -丙烯醯氧基丙 基三甲氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、γ-環氧丙 氧基丙基二甲氧基砂院、γ -環氧丙氧基丙基二乙氧基砂院、 β-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷等。 就經2個非水解性基與2個水解性基取代的矽烷化合物而 言’可列舉例如二甲基二甲氧基矽烷、二苯基二甲氧基矽烷、 二丁基二甲氧基矽烷等。 就經3個非水解性基與〗個水解性基取代的矽烷化合物而 言’可列舉例如三丁基甲氧基矽烷、三甲基甲氧基矽烷、三甲 基乙氧基矽烷、三丁基乙氧基矽烷等。 在此等之以上述式(4)表示之水解性砂院化合物之中,較 佳係經4個水解性基取代的矽烷化合物、及經1個非水解性基 與3個水解性基取代的矽烷化合物’更佳係經1個非水解性基 與3個水解性基取代的矽烷化合物。就較佳的水解性矽烷化合 物而言,可列舉四乙氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙 氧基矽烷、甲基三異丙氧基矽烷、甲基三丁氧基矽烷 '苯基三 甲氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷 '乙基三乙氧基矽烷、乙基三 異丙氧基矽烷、乙基三丁氧基矽烷、丁基三甲氧基矽烷、”環 氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3_甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基 矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷。此等之水解性矽 烷化合物可單獨使用,或亦可組合兩種以上使用。 水解縮合以上述式(4)表示的水解性矽烷化合物的條件, 只要是水解以上述式(4)袠示之水解性矽烷化合物的至少—部 分,將水解龍變換爲Μ醇基,而發生縮合反應者,並無^ •12- 201133137 別限定,就一個例子而言,可如下述般地實施。 使用於以上述式(4)表示之水解性矽烷化合物的水 的水,較佳係使用藉由逆浸透膜處理、離子交換處理、 之方法所純化之水。藉由使用如此的純化水,可抑制副 提升水解的反應性。相對於以上述式(4)表示之水解性 合物的水解性基(-OR12)的合計量1莫耳,水的使用量 0.1〜3莫耳、更佳係〇·3〜2莫耳、特佳係0.5〜1.5莫 由使用如此的量的水’可最佳化水解縮合的反應速度。 就可使用於以上述式(4)表示之水解性矽烷化合物 縮合的溶劑而言,並無特別限定,但通常可使用與後述 於正型感放射線性組成物的製備的溶劑相同者。就如此 而言,較佳係乙二醇單烷基醚乙酸酯、二乙二醇二烷基 二醇單烷基醚、丙二醇單烷基醚乙酸酯、丙酸酯類,更 乙二醇二甲基醚、二乙二醇乙基甲基醚、丙二醇單甲基 二醇單乙基醚、丙二醇單甲基醚乙酸酯或3-甲氧基丙酸 二丙酮醇。 以上述式(4)表示之水解性矽烷化合物的水解縮合 較佳係在酸觸媒(例如鹽酸、硫酸、硝酸、甲酸、草酸、 三氟乙酸、三氟甲烷磺酸、磷酸、酸性離子交換樹脂、 易士酸等)、鹼觸媒(例如氨' 1級胺類、2級胺類' 3紉 吡啶等之含氮化合物;鹼性離子交換樹脂;氫氧化鈉等 化物;碳酸鉀等之碳酸鹽;乙酸鈉等之羧酸鹽;各種路 等)、或烷氧化物(例如锆烷氧化物、鈦烷氧化物、鋁烷 等)等之觸媒的存在下進行。就上述鋁烷氧化物而言, 解縮合 蒸餾等 反應、 矽烷化 較佳係 耳。藉 的水解 之使用 的溶劑 醚、丙 佳係二 醚、丙 甲酯、 反應, 乙酸、 各種路 胺類、 之氫氧 易士驗 氧化物 可列舉 -13- 201133137 例如三異丙氧基鋁等。從水解縮合反應的促進的觀點來看就 觸媒的使用量而言,相對於水解性矽烷化合物的單體1莫耳, 較佳係0.2莫耳以下、更佳係0 00001〜〇」莫耳。 以上述式(4)表示之水解性矽烷化合物的水解縮合中的反 應溫度及反應時間係適當地被設定。例如可採用下述的條件。 反應溫度較佳係4 0 t〜2 0 0。(:、更佳係5 Ot:〜1 5 0 °C。反應時 間較佳係3 0分〜24小時、更佳係1小時〜1 2小時。藉由設定 如此的反應溫度及反應時間,可最有效率地進行水解縮合反 應。在此水解縮合中,可在反應系内同時添加水解性矽烷化合 物、水及觸媒’以一階段進行反應,或可藉由在反應系内分數 次添加水解性矽烷化合物、水及觸媒,以多階段進行水解及縮 合反應。另外,在水解縮合反應之後,藉由添加脫水劑,接著 蒸發’可從反應系統除去水及生成之醇。但是,在此階段所使 用的脫水劑,一般而言,因爲吸附或籠合(clathrate)過剩的水 而完全地消耗脫水能力,或藉由蒸發而被去除,所以視爲不列 入任意地添加於正型感放射線性組成物中之後述的[F]脫水劑 範疇。 以上述式(4)表示之水解性矽烷化合物的水解縮合物的分 子量’可利用於移動相使用四氫呋喃的GPC(凝膠滲透層析 儀)’測定聚苯乙烯換算之數量平均分子量。就水解縮合物的 數量平均分子量而言,通常較佳係5〇〇〜1〇,〇〇〇、更佳係1,〇〇〇 〜5,000。藉由使水解縮合物的數量平均分子量之値爲500以 上,可改善正型感放射線性組成物的塗膜的成膜性。另一方 面,藉由使水解縮合物的數量平均分子量之値爲10,000以下’ -14- 201133137 可預防正型感放射線性組成物的感放射線性的降低。 <[B]重氮醌化合物〉 [B]重氮醌化合物係藉由放射線的照射而產生羧酸的重 氮醌化合物。含有如此的重氮醌化合物的正型感放射線性組成 物,在用於圖案形成的放射線照射步驟中的曝光部分,具有在 其後之顯像步驟中被除去的正型之感放射線特性。就[B ]重氮 醌化合物而言,較佳係藉由使具有酚性羥基的化合物及萘并重 氮醌磺酸鹵化物進行酯化反應而製得之化合物。就具有酚性羥 基的化合物而言,可列舉例如酚性羥基的鄰位及對位各自獨 立,係以氫或下列式(5)表示之取代基的任一者的化合物。 R13 r15 (式中,R13、R14及R15各自獨立,係碳原子數1〜10的烷基、 羧基、苯基、或經取代的苯基。但是上述碳原子數1〜10的烷 基具有的氫原子的一部分或全部可被取代。又,R13與R14'或 R13與R14與R15、可與相互地鍵結之碳原子一起形成環結構。) 就R13、R14及R15表示之碳原子數1〜10的院基而言,可 列舉例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第 三丁基、正己基' 環己基、正庚基、正辛基、三氟甲基' 2-殘 基乙基等。就上述經取代的苯基之取代基而言,可列舉羥基 等。又,就R13與R14、或R13與R14與R15、可與相互地鍵結 之碳原子一起形成之環結構而言,可列舉例如環戊烷環、環己 -15- 201133137 垸環、金剛烷環、莽環等。 就上述具有酚性羥基的化合物而言,可列舉例如以下列式 (6)及(7)表示之化合物群。
HO
OH -16 (7> 201133137 就具有酚性羥基的化合物的其他例子而言’可列舉 4,4’-[1-[4-[1-[4-羥基苯基]-1-甲基乙基]苯基]亞乙基]雙酚、 1,1,卜三(對羥基苯基)乙烷等。 就萘并重氮醌磺酸鹵化物而言,可列舉例如4_萘并重氮醌 磺酸鹵化物或5 -萘并重氮醌磺酸鹵化物。因爲由4 -萘并重氮 醌磺酸鹵化物製得之酯化合物(重氮醌化合物)在i線(波長 365nm)範圍具有吸收,故適合於i線曝光。又’因爲由5-萘并 重氮醌磺酸鹵化物製得之酯化合物(重氮醌化合物)在廣範圍 的波長範圍有吸收存在,故適合於在廣範圍的波長下的曝光。 較佳係視曝光的波長而選擇由4-萘并重氮醌磺酸鹵化物製得 之酯化合物、或由5-萘并重氮醌磺酸鹵化物製得之酯化合物。 就更佳的重氮醌化合物而言,可列舉4,4 ’ - [ 1 - (4 - ( 1 - ( 4 -羥基苯 基)-1-甲基乙基)苯基)亞乙基]雙酚(1.0莫耳)與1,2-萘并重氮 醌-5-磺酸氯(3.0莫耳)的縮合物、1,1,卜三(對羥基苯基)乙烷 (1.0莫耳)與1,2 -萘并重氮醌-5-磺酸氯(3.0莫耳)的縮合物。 就萘并重氮醌化合物的分子量而言,較佳係300〜1,5〇〇、 更佳係350〜1,200。藉由使萘并重氮醌化合物的分子量爲300 以上,可維持所形成之硬化膜的高透明性。另一方面,藉由使 萘并重氮醌化合物的分子量爲1,500以下,可抑制正型感放射 線性組成物的圖案形成能的降低。 此等之[B ]重氮醌化合物可單獨使用或組合兩種以上使 用。就該正型感放射線性組成物中的[B ]重氮酿化合物的使用 量而言’相對於[A]矽氧烷聚合物〗〇〇質量份,較佳係1〜100 -17- 201133137 質量份、更佳係5〜50質量份。藉由使[B]重氮醌化合物的使 用量爲1〜100質量份,對於成爲顯像液之鹼水溶液之放射線 的照射部分與未照射部分的溶解度之差變大、圖案化性能變爲 良好,又,製得之硬化膜的耐溶劑性亦變爲良好。 < [C]酸產生劑〉 該正型感放射線性組成物含有之[C]酸產生劑,係具有比 [B]重氮醌化合物的極大吸收波長短的極大吸收波長,藉由其 吸收波長的放射線的照射而產生酸、較佳係產生全氟磺酸等之 強酸的化合物。含有如此的[C]酸產生劑的正型感放射線性組 成物,在顯像後的曝光步驟(後曝光步驟)中,藉由由感放射線 性酸產生劑產生之酸,促進矽氧烷聚合物之間的縮合反應。 又,由於此感放射線性酸產生劑,具有與圖案形成時的放射線 不同的放射線吸收範圍,圖案形成時的放射線不會導致產生 酸,即使產生亦爲極少量,可預防正型與負型的感放射線特性 混在一起而發生期待之外的反應。 就[C]酸產生劑而言,只要是具有比[B]重氮醌化合物的極 大吸收波長短的極大吸收波長,而且藉由其吸收波長的放射線 的照射而產生酸的化合物,並無特別限定。[B]重氮醌化合物 的極大吸收波長與[C]酸產生劑的極大吸收波長之波長差,只 要是如藉由圖案形成時的曝光或後曝光中的放射線照射而在 實質上選擇性地產生任一方的放射線吸收的値即可。就上述波 長差而言,較佳係l〇nm〜200nm、更佳係20nm〜l〇〇nm。 [C]酸產生劑,較佳係選自由以上述式(1)、式(2)及式(3) 各自表示之化合物構成之群組中之至少1種的化合物。 -18- 201133137 式(1)中,R1係羥基、碳原子數1〜12的直鏈狀或分支狀 之烷基、碳原子數6〜8的芳香基或碳原子數1〜12之烷氧基。 但是,上述烷基、芳香基及烷氧基具有之氫原子的一部分或全 部可被取代。R2係氫原子、碳原子數1〜7的直鏈狀或分支狀 之烷基或碳原子數6或7之芳香基。但是,上述烷基、芳香基 及院氧基具有之氫原子的一部分或全部可被取代。a係〇〜7 的整數。b係0〜10的整數。c係0〜3的整數。但是,在R1 及R2各自爲複數的情形下,複數的R1及R2可各自相同也可 各自不同。又,在R2爲複數的情形下,複數的R2之中,2個 R2可相互地鍵結形成環狀結構。X係SbF6、(CnF2n+ 或CnF2n+1S03。Y係0〜6的整數。η係1〜6的整數。式(Z) 中’ R3、R4及R5各自獨立,係羥基、碳原子數1〜12的直鏈 狀或分支狀的烷基或碳原子數6〜15的芳香基。但是,上述烷 基及芳香基具有之氫原子的一部分或全部可被取代。d、e及f 各自獨立,係0〜5的整數。但是,在R3、R4及R5各自爲複 數的情形下,複數的R3、R4及R5可各自相同也可各自不同。 X1 係 SbF6'(CnF2n+1)YPF6.Y 或 CnF2n+1S03»Y 係 0〜6 的整數。 η係1〜6的整數。式(3)中,R6及R7各自獨立,係碳原子數i 〜12之烷基、碳原子數4〜20之脂環式烷基或碳原子數6〜20 之芳香基。但是,上述芳香基具有之氫原子的一部分或全部, 可被碳原子數1〜12的烷氧基取代。 以上述式(1)表示之化合物更佳係以上述式(1-1)表示之化 合物,以上述式(2)表示之化合物更佳係以上述式(2-1)表示之 化合物。式(1-1)中,R8及R9各自獨立,係氫原子、羥基、碳 -19- 201133137 原子數1〜12的直鏈狀或分支狀之烷基或碳原子數丨〜12之烷 氧基。X係與上述式(1)同義。式(2-1)中,R1Q係苯基、萘基、 蒽基或苯硫基。X1係與上述式(2)同義。 就以上述式(卜1 )表示之化合物而言,可列舉例如1 - (4 -羥 基-1-萘基)四氫噻吩鑰三氟甲烷磺酸酯、1-(4 -正丁氧基-1-萘基) 四氫噻吩鑰三氟甲烷磺酸酯、1-(4,7 -二乙氧基-1-萘基)四氫噻 吩鑰三氟甲烷磺酸酯、1-(4,7 -二丁氧基-1·萘基)四氬噻吩鑰三 氟甲烷磺酸酯、1-(4,7·二羥基-1-萘基)四氫噻吩鰌三氟甲烷磺 酸酯、1-(4,7-二丙基羥基-i_萘基)四氫噻吩鑰三氟甲烷磺酸 酯、1-(4,7 -二羥基-1-萘基)四氫噻吩鑰六氟磷酸酯、二 羥基-1-萘基)四氫噻吩鑰六氟磷酸酯等之萘基四氫噻吩鑰鹽化 合物等。此等尤以1_(4,7_二丁氧基-丨_萘基)四氫噻吩鑰三氟甲 烷磺酸酯、1-(4,7-二羥基-1-萘基)四氫噻吩鑰三氟甲烷磺酸酯 爲較佳。 就以上述式(2 -1 )表示之化合物而言,可列舉例如二苯基 (4-(苯硫基)苯基)鏑三氟甲烷磺酸鹽、二苯基(4_(苯硫基)苯基) 鏑六氟磷酸鹽、二苯基(4-(苯硫基)苯基)锍六氟銻酸鹽、二苯 基(4_(苯硫基)苯基)锍三氟參(五氟乙基)磷酸鹽、二苯基(4_(苯 基)苯基)锍三氟參(五氟乙基)磷酸鹽、二苯基(4_(萘基)苯基) 銃三氟參(五氟乙基)磷酸鹽、二苯基(4-(蒽基)苯基)銃三氟參 (五氟乙基)磷酸鹽等之三芳香基毓鹽化合物等。此等尤以二苯 基(4-(苯硫基)苯基)鏑三氟參(五氟乙基)磷酸酯、二苯基(4_(苯 基)苯基)锍三氟參(五氟乙基)磷酸酯爲較佳。 就以上述式(3)表示之化合物而言,可列舉例如雙(第三丁 -20- 201133137 基磺醯基)重氮甲烷、雙(環己基磺醯基)重氮甲烷、雙(苯磺醯 基)重氮甲烷、雙(對甲苯磺醯基)重氮甲烷、雙(々-第三丁基苯 磺醯基)重氮甲烷、雙(萘磺醯基)重氮甲烷、雙(蒽磺醯基)重氮 甲烷等之重氮二碾化合物。此等尤以雙(環己基磺醯基)重氮甲 烷、雙(對甲苯磺醯基)重氮甲烷爲較佳。此等之[C]酸產生劑可 單獨使用或組合兩種以上使用。 該正型感放射線性組成物中的[C ]酸產生劑的使用量’只 要在曝光時能促進[A]矽氧烷聚合物的縮合反應、可使交聯結 構堅固,並無特別限定。[C ]酸產生劑的具體使用量,相對於 [A]矽氧烷聚合物100質量份,較佳係0.5〜5質量份、更佳係 1〜4質量份。藉由使[C]酸產生劑的使用量爲上述範圍,即使 對於加熱步驟中的熱,亦可展現高耐熔融流動性。另外,在使 用複數種的化合物作爲[C]酸產生劑的情況下,只要將該等的 合計量設定爲進入上述範圍即可。 < [D]熱交聯性化合物〉 該正型感放射線性組成物,較佳係進一步含有[D]熱交聯 性化合物。[D]熱交聯性化合物係在加熱步驟中的熱硬化時交 聯[A]矽氧烷聚合物的化合物,藉由包含如此的[D]熱交聯性化 合物,硬化膜的交聯度變高。其結果,硬化膜的耐藥品性提升, 而且加熱步驟中的熔融流動被抑制。 [D]熱交聯性化合物只要是在熱硬化時交聯矽氧烷聚合物 的化合物,並無特別限制,可列舉具有2個以上的反應性基的 化合物、例如環氧基、氧雜環丁基、乙烯基、丙烯酸基、甲基 丙烯酸基、羥甲基、烷氧基甲基、矽烷醇基。此等之化合物尤 201133137 以使用選自由具有2個以上的以下列式(8)表示之基的化合 物、以下列式(9)表示之化合物、及具有2個以上的氧雜環丁 基的化合物構成的群組之化合物爲較佳,此等之熱交聯性化合 物可單獨使用,亦可組合兩種以上使用。 -^-CH2—0—R16 ) (8) (式中,R10係氫原子或碳原子數1〜10的烷基。但是,在R16 複數存在的情形下,複數的R16可各自相同亦可各自不同。) (R17]y~Si~(〇R18) (9> (式中,i係〇〜2的整數。R17係氫原子、碳原子數1〜10的烷 基、碳原子數2〜10的烯基或碳原子數6〜15的芳香基。但是, 在R17複數存在的情形下’複數的R17可相同亦可不同。R18 係氫原子、碳原子數1〜6的烷基、碳原子數2〜6的醯基或碳 原子數6〜15的芳香基。但是,在R18複數存在的情形下,複 數的R17可相同亦可不同。) 就上述R16表示之碳原子數1〜1〇的烷基而言,可列舉例 如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第三丁基、正己基、 正癸基等。 就具有2個以上的以上述式(8)表示之基的化合物而言, 可列舉例如以以下之式(8-1)〜(8-10)表示之三聚氰胺衍生物 或脲衍生物(s an w a chemical製)、酚性化合物(本州化學工業製) 等。另外,以式(8-1)〜(8-1〇)表示之化合物,其商品名各自依 -22- 201133137 序爲 NIKALAC MW-30HM、NIKALAC MX-270、NIKALAC MX-2 8 0、NIKALAC MX-290、DML-PTBP、DMOM-PTBP、 TML-BPA、TMOM-BPA、TML-BPAF、TMOM-BPAF。 H3C™0-H2C. .CH2-O-CH3
/N N N
H3C-O-H2C T T、ch2-0 - ch3 Νγ N
N
HaC-O-HaC7 SCH2-〇-CH3 (8-1)
O
H3C-〇-H2C、X ch2»o»ch3 N N
H N N, h3c~o-h2c Y ch2-o-ch3 o (8-2) o H3C-0-H2C^ 又 /CH2_0—CH3 N N H3C-0 0-CH3 (8-3)
O-C ,NH—CH2-0-CH3 NH—CH2 - 〇—CH3 (8-4) H〇 - H2C^^CH2- OH H3C-C-CH3 ch3 (8-5)
OH h3c»c-ch3 ch3 (8-6)
CH2-〇H
ch3 -c~ CH3 (8-8)
H3C-O-H2C HO
H3C-O-H2C CH2-〇-CH3 -OH CHj-O-CHs
(8-9)
H3C-O-H2C CH2~〇_CH3 (8-10) 具有2個以上的以上述式(8)表示之基的化合物可單獨使 用亦可組合兩種以上使用。 在上述式(9)中的R17之中,烷基、烯基、芳香基可被取代, 可視組成物的特性而選擇。就烷基而言,可列舉例如甲基、乙 基、正丙基、異丙基、正丁基、第三丁基、正己基、正癸基、 三氟甲基、3,3,3-三氟丙基、3-環氧丙氧基丙基、2-(3,4-環氧 -23- 201133137 基環己基)乙基、3 -胺基丙基、3 -锍基丙基、3 -異氰酸酯丙基等。 就烯基而言,可列舉例如乙烯基、3 -丙烯醯氧基丙基、3 -甲基 丙烯醯氧基丙基等。就芳香基而言,可列舉例如苯基、甲苯基、 對羥基苯基、1-(對羥基苯基)乙基、2-(對羥基苯基)乙基、4-羥基-5-(對羥基苯基羰氧基)戊基、萘基等。 在上述式(9)的R18之中,烷基、醯基、芳香基可被取代, 可視組成物的特性而選擇。就烷基的具體例子而言,可列舉例 如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基等。就醯基的具體例 子而言,可列舉乙醯基等。就芳香基的具體例子而言,可列舉 苯基等。 就以上述式(9)表示之化合物而言,可列舉例如四甲氧基 矽烷、四乙氧基矽烷、四乙醯氧基矽烷、四苯氧基矽烷、甲基 三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、甲基三異丙氧基矽烷、甲 基三正丁氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、乙基三乙氧基矽烷、 乙基三異丙氧基矽烷、乙基三正丁氧基矽烷、正丙基三甲氧基 矽烷、正丙基三乙氧基矽烷、正丁基三甲氧基矽烷、正丁基三 乙氧基矽烷、正己基三甲氧基矽烷、正己基三乙氧基矽烷、癸 基三甲氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽 烷、3 -丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3 -甲基丙烯醯氧基丙基 三甲氧基矽烷、3 -甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、3 -丙烯 醯氧基丙基三乙氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、苯基三乙氧基 矽烷、對羥基苯基三甲氧基矽烷、1-(對羥基苯基)乙基三甲氧 基矽烷、2-(對羥基苯基)乙基三甲氧基矽烷、4-羥基- 5-(對羥基 苯基羰氧基)戊基三甲氧基矽烷、三氟甲基三甲氧基矽烷、三 -24- 201133137 氟甲基三乙氧基矽烷、3,3,3 -三氟丙基三甲氧基矽烷、3 -胺基 丙基三甲氧基矽烷、胺基丙基三乙氧基矽烷、2-(3,4-環氧基 環己基)乙基三甲氧基矽烷、3 -環氧丙氧基丙基三甲氧基矽 烷、3 -環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷、3 -锍基丙基三甲氧基矽 烷、二甲基二甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷 '二甲基二乙 醯氧基矽烷、二正丁基二甲氧基矽烷、二苯基二甲氧基矽烷、 (3-環氧丙氧基丙基)甲基二甲氧基矽烷、(3-環氧丙氧基丙基) 甲基二乙氧基矽烷等。另外,此等之化合物可單獨使用亦可組 合兩種以上使用。 以上述式(9)表示之化合物係有機矽烷化合物,係與構成 [A]矽氧烷聚合物之上述式(4)的有機矽烷化合物類似的化合 物。正因如此’與矽氧烷聚合物的相溶性良好,可維持硬化膜 的高透明性。 就具有2個以上的氧雜環丁基的化合物而言,可列舉例如 OXT-12 卜 OXT-22 卜 OXT-19 卜 OX-SQ-H、PNOX-1009、RSOX(以 上、東亞合成製)ETERNACOLL OXBP、ETERNACOLL OXTP(以 上、宇部興產製)等。 具有2個以上的氧雜環丁基的化合物係在熱硬化時作爲交 聯劑而發揮作用’在室溫下乃爲相對地安定的化合物。因此可 不損及儲存安定性而提升由組成物製得之膜的耐溶融流動性 或耐藥品性。 此外’就[D ]熱交聯性化合物而言,亦可包含以下列式(丨〇) 或(12)表示之其他矽烷化合物。此等之成分與上述的[A]矽氧烷 聚合物(較佳係以上述式(4)表示之水解性矽烷化合物的水解縮 -25- 201133137 合物)同時縮合而形成硬化物。
Si -一 R20—Si (OR21 (10) (式(10)中’R19及r21各自獨立,係碳原子數卜4的烷基。r2〇 係亞甲基、碳原子數2〜6的伸烷基、伸苯基或以下列式(11) 表示之基。)
(11) (式(11)中,k及m各自獨立,係丨〜4的整數。)
Si OR22 CH, R23〇jSi-/-C^ N.
Si OR24 (12〉 2 2
(式(12)中,R22、Rq 总 ^24 h A 及R 各自獨立,係碳原子數1〜4的烷 基。P、q及Γ各自獨立,仅】^ ^ ^ 、 係1〜6的整數。) 就上述式(10)的Rl9及r21而言,較佳係甲基、乙基、丙 基' 丁基,更佳係甲基、乙基。就式(10)的R20而言’較佳係 亞甲基、伸乙基、伸 内基、三亞甲基、四亞甲基、五亞甲基、 六亞甲基、伸苯基。止卜〜i 吨夸之基尤以亞甲基、伸乙基、伸苯基爲 -26- 201133137 更佳。又,在r2()係以上述式(11)表示之基的情形下,就式(11) 中的k及m而言,較佳係1或2。就[D]熱交聯性化合物而言, 藉由使用如此的較佳結構的上述式(10)的矽烷化合物,可提升 與[A]矽氧烷聚合物的反應性。 從與[A]矽氧烷聚合物的反應性的觀點來看,就式(1 2)的 R22、R2 3及R24而言,較佳係甲基、乙基、丙基、丁基。此等 之烷基尤以甲基爲更佳。又,從與[A]矽氧烷聚合物的反應性 或相溶性的觀點來看,式(12)中的p、q及r較佳係1〜3的整 數。 _ 當該正型感放射線性組成物包含作爲[D]熱交聯性化合物 的矽烷化合物時,矽烷化合物可單獨使用亦可組合兩種以上使 用。在式(10)及(12)的矽烷化合物之中,更佳係具有以式(12) 表示之異三聚氰酸環的矽烷化合物。藉由使用這樣地在一分子 中具有3個三烷氧基矽烷基鍵結的異三聚氰酸環的矽烷化合 物,在製得顯示高放射線感度的正型感放射線性組成物的同 時,可提升由其組成物所形成之硬化膜的交聯度。此外,包含 如此的含有異三聚氰酸環的矽烷化合物的正型感放射線性組 成物,可展現對於在顯像後的加熱步驟中的熔融流動的高耐 性。 就以式(10)及(12)表示的矽烷化合物而言,可列舉例如雙 三乙氧基矽烷基乙烷、雙(三甲氧基矽烷基)甲烷、雙(三乙氧基 矽烷基)甲烷、雙-1,2-(三甲氧基矽烷基)乙烷、雙-1,6-(三甲氧 基矽烷基)己烷、雙-1,6-(三乙氧基矽烷基)己烷、雙-1,4-(三甲 氧基矽烷基)苯、雙-1,4-(三乙氧基矽烷基)苯、1,4-雙(三甲氧 -27- 201133137 基矽烷基甲基)苯、1,4-雙(三甲氧基矽烷基乙基)苯、1,4-雙(三 乙氧基矽烷基甲基)苯、1,4-雙(三乙氧基矽烷基乙基)苯、參(3-三甲氧基矽烷基甲基)異三聚氰酸酯、參(3-三乙氧基矽烷基甲 基)異三聚氰酸酯、參(3-三甲氧基矽烷基乙基)異三聚氰酸酯、 參(3-三乙氧基矽烷基乙基)異三聚氰酸酯、參(3-三甲氧基矽烷 基丙基)異三聚氰酸酯、參(3-三乙氧基矽烷基丙基)異三聚氰酸 酯等。從放射線感度、及顯像後的加熱步驟中的耐熔融流動性 提升的觀點來看,此等之中較佳係1,4 -雙(三甲氧基矽烷基甲 基)苯、雙(三乙氧基矽烷基)乙烷、參(3-三甲氧基矽烷基乙基) 異三聚氰酸酯、參(3-三甲氧基矽烷基丙基)異三聚氰酸酯、參 (3-三乙氧基矽烷基丙基)異三聚氰酸酯。 在該正型感放射線性組成物包含[D ]熱交聯性化合物的情 形下,相對於[A]矽氧烷聚合物100質量份,[D]熱交聯性化合 物的使用量較佳係1質量份以上7 〇質量份以下、更佳係5質 量份以上50質量份以下。藉由使[D]熱交聯性化合物的使用量 爲1質量份以上70質量份以下’可製得放射線感度、及顯像 後的加熱步驟中的耐熔融流動性的平衡優良的正型感放射線 性組成物。另外’在[D ]熱交聯性化合物包含複數種的熱交聯 性化合物的情況下’只要以各自的合計量成爲上述範圍的方式 調配即可。 <其他的任意成分> 本發明的正型感放射線性組成物,就必須成分而言,除了 上述的[A]〜[C]成分、及適當成分的[D]熱交聯性化合物之外, 在不損及所預期的效果的範圍內,可視需要而含有[E]界面活 -28- 201133137 性劑、[F]脫水劑等之其他的任意成分。 < [E ]界面活性劑〉 爲了改善該正型感放射線性組成物的塗布性、減低塗布不 均、改良放射線照射部分的顯像性,可添加[E]界面活性劑。 就較佳的界面活性劑的例子而言,可列舉非離子系界面活性 劑、氟系界面活性劑及聚矽氧系界面活性劑。 就非離子系界面活性劑而言,可列舉例如聚氧乙烯月桂 醚、聚氧乙烯硬脂醚、聚氧乙烯油醚等之聚氧乙烯烷酸類;聚 氧乙烯辛基苯醚、聚氧乙烯壬基苯醚等之聚氧乙烯芳香醚類; 聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯等之聚乙二醇二烷 酯類;(甲基)丙烯酸酸系共聚合物類等。就(甲基)丙烯酸酸系 共聚合物類的例子而言,可列舉POLYFLOWNo.57、同產品名 之No.95(以上,共榮社化學製)等。 就氟系界面活性劑而言,可列舉例如1,1,2,2 -四氟辛基 (1,1,2,2-四氟丙基)醚、1,1,2,2-四氟辛基己醚、八乙二醇二 (1,1,2,2-四氟丁基)醚、六乙二醇(1,1,2,2,3,3-六氟戊基)醚、八 丙二醇二(1,1,2,2-四氟丁基)醚、六丙二醇二(l,l,2,2,3,3-六氟 戊基)醚等之氟醚類;全氟十二烷基磺酸鈉; 1,1,2,2,8,8,9,9,10,10-十氟十二烷、l,l,2,2,3,3-六氟癸烷等之 氟烷類;氟烷基苯磺酸鈉類;氟烷基氧乙烯醚類;碘化氟烷基 銨類:氟烷基聚氧乙烯醚類;全氟烷基聚氧乙醇類;全氟烷基 烷氧酯類;氟系烷酯類等。 就此等之氟系界面活性劑而言,可列舉例如 EFTOP EF3CU、303、352(以上,新秋田化成製)、MEGAFAC F17 卜 172、 -29- 201133137 173(以上,大日本油墨製)、Fluorad FC430、431(以上,住友 3M 製)、AsahiGuard AG710、surflon S-382、SC-101、102、103、 104、105、106(以上,旭硝子製)、FTX-218(以上,NEOS 製) 等。 就聚矽氧系界面活性劑而言,可列舉例如SH200- 1 00CS、 SH28PA 、 SH30PA、 ST89PA、 SH190、 SH8400 FLUID(以上, Toray-Dowcorning Silicone 製)、有機砂氧院聚合物 KP341(以 上,信越化學工業製)等。 相對於[Α]矽氧烷聚合物100質量份,當使用[Ε]界面活性 劑時的量較佳係0.0 1質量份以上1 0質量份以下、更佳係0 . 〇 5 質量份以上5質量份以下。藉由使[Ε]界面活性劑的使用量爲 〇 . 〇 1質量份以上1 〇質量份以下,可最佳化正型感放射線性組 成物的塗布性。 < [F]脫水劑〉 [F]脫水劑被定義爲可藉由化學反應將水變換成水以外的 物質,或可藉由物理吸附或籠合而捕集水的物質。藉由使該正 型感放射線性組成物中任意地含有[F]脫水劑,可減低由環境 浸入的水分、或在正型感放射線性組成物的顯像後的加熱步驟 中之[Α]矽氧烷聚合物之間造成的縮合或[Α]矽氧烷聚合物與 [D]熱交聯性化合物的縮合的結果而產生的水分。因此,藉由 使用[F]脫水劑,可減低組成物中的水分,其結果,可提升組 成物的保存安定性。此外,亦認爲可提高[A ]矽氧烷聚合物之 間及[A]矽氧烷聚合物與[D]熱交聯性化合物的縮合的反應 性,而提升正型感放射線性組成物的耐熔融流動性。就如此的 -30- 201133137 [F]脫水劑而言,可較佳使用選自由羧酸酯、縮醛類(包含縮酮 類)、及羧酸酐構成的群組中的至少1種的化合物。 就羧酸酯而言,較佳係原羧酸酯、羧酸矽烷酯。就原羧酸 酯而言,可列舉例如原甲酸甲酯、原甲酸乙酯、原甲酸丙酯、 原甲酸丁酯、原乙酸甲酯、原乙酸乙酯、原乙酸丙酯、原乙酸 丁酯、原丙酸甲酯、原丙酸乙酯等。又,此等之原羧酸酯之中, 更佳係原甲酸甲酯等之原甲酸酯。就羧酸矽烷酯而言,可列舉 例如乙酸三甲基矽烷酯、乙酸三丁基矽烷酯、甲酸三甲基矽烷 酯、草酸三甲基矽烷酯等。 就縮醛類而言,較佳係酮類與醇的反應物、酮類與二醇的 反應物、乙烯酮矽烷基縮醛類。就酮類與醇的反應物而言,可 列舉例如二甲基縮醛、二乙基縮醛、二丙基縮醛等。 就羧酸酐而言,可列舉例如甲酸酐、乙酸酐、琥珀酸酐、 馬來酸酐、酞酸酐、安息香酸酐、乙酸安息香酸酐等。在脫水 效果的點上,此等之羧酸酐尤以乙酸酐及琥珀酸酐爲較佳。 相對於[A]矽氧烷聚合物100質量份,當使用[F]脫水劑之 時的使用量較佳係0.001質量份以上50質量份以下、更佳係 0.01質量份以上30質量份以下、特佳係0.05質量份以上10 質量份以下。藉由使[F]脫水劑的使用量爲0.001質量份以上 5 0質量份以下,可最佳化正型感放射線性組成物的保存安定 性。 <正型感放射線性組成物的製備方法> 本發明的正型感放射線性組成物係藉由混合上述的[A]矽 氧烷聚合物、[B]重氮醌化合物及[C]酸產生劑,以及任意成分 -31- 201133137 ([D]熱交聯性化合物、[E]界面活性劑、[F]成分的脫水劑等)而 製備。通常正型感放射線性組成物較佳係在溶解或分散於適當 的溶劑中狀態下被製備而使用。例如可藉由在溶劑中以預定的 比例混合[A]、[B]及[C]酸產生劑,以及任意成分,而製備正 型感放射線性組成物。 就可使用於該正型感放射線性組成物的製備之溶劑而 言,適合使用將各成分均勻地溶解或分散,而且與各成分不進 行反應者。就如此的溶劑而言,可列舉例如醇類、醚類、二乙 二醇烷醚類、乙二醇烷醚乙酸酯類、丙二醇單烷醚類、丙二醇 單烷醚乙酸酯類、丙二醇單烷醚丙酸酯類、芳香族烴類、酮類、 酯類等。 就醇類而言,可列舉例如苄醇、二丙酮醇等。 就醚類而言,可列舉例如四氫呋喃或、二異丙醚、二正丁 醚、二正戊醚、二異戊醚、二正己醚等之二烷醚等。 就二乙二醇烷醚類而言,可列舉例如二乙二醇單甲醚、二 乙二醇單乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇 乙基甲醚等。 就乙二醇烷醚乙酸酯類而言,可列舉例如甲基溶纖素乙酸 酯、乙基溶纖素乙酸酯、乙二醇單丁醚乙酸酯、乙二醇單乙醚 乙酸酯等。 就丙二醇單烷醚類而言,可列舉例如丙二醇單甲醚、丙二 醇單乙醚、丙二醇單丙醚、丙二醇單丁醚等。 就丙二醇單烷醚乙酸酯類而言’可列舉例如丙二醇單甲醚 乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯、丙二醇單丙醚乙酸酯、丙二醇 -32- 201133137 單丁醚乙酸酯等。 就丙二醇單烷醚丙酸酯類而言’可列舉例如丙二醇單甲醚 丙酸酯、丙二醇單乙醚丙酸酯、丙二醇單丙酸丙酸醋、丙二醇 單丁醚丙酸酯等。 就芳香族烴類而言,可列舉例如甲苯、二甲苯等。 就酮類而言’可列舉例如甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環 己酮、2-庚酮、4-羥基-4-甲基-2-戊酮等。 就酯類而言’可列舉例如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、 乙酸異丙酯、乙酸丁酯、2-羥基丙酸乙酯、2_羥基-2-甲基丙酸 甲酯、2-羥基-2-甲基丙酸乙酯、羥基乙酸甲酯、羥基乙酸乙酯、 羥基乙酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丙酯、乳酸丁酯、 3 -羥基丙酸甲酯、3 -羥基丙酸乙酯、3 -羥基丙酸丙酯、3 -羥基 丙酸丁酯、2-羥基-3-甲基丁酸甲酯、甲氧基乙酸甲酯、甲氧基 乙酸乙酯、甲氧基乙酸丙酯、甲氧基乙酸丁酯、乙氧基乙酸甲 酯、乙氧基乙酸乙酯、乙氧基乙酸丙酯、乙氧基乙酸丁酯、丙 氧基乙酸甲酯、丙氧基乙酸乙酯、丙氧基乙酸丙酯、丙氧基乙 酸丁酯、丁氧基乙酸甲酯、丁氧基乙酸乙酯'丁氧基乙酸丙酯、 丁氧基乙酸丁酯、2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-甲氧基丙酸丁酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯等。 從溶解性或分散性優良、與各成分係非反應性、及塗膜形 成的容易性的觀點來看,此等之溶劑尤以二烷醚等之醚類、二 乙二醇烷醚類、乙二醇烷醚乙酸酯類、丙二醇單烷醚類、丙二 醇單烷醚乙酸酯類、酮類及酯類爲較佳,二乙二醇二乙醚、二 -33- 201133137 乙二醇乙基甲醚、甲基溶纖素乙酸醋'乙基溶纖素乙酸酯 '丙 二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、丙二醇單甲酸乙酸醋、丙二醇單 乙醚乙酸酯、環己酮、乙酸丙醋、乙酸異丙酯、乙酸丁醋、2-羥基丙酸乙酯、2-羥基-2-甲基丙酸甲酯、2-羥基-2-甲基丙酸 乙酯、乳酸甲酯、乳酸乙醋、乳酸丙醋、乳酸丁酯、甲氧基 丙酸甲酯、2 -甲氧基丙酸乙酯爲更佳。此等之溶劑可單獨使用 或混合使用。 又,上述醚類尤以二異丙醚、二正丁醚、二正戊醚、二異 戊醚、二正己醚等之二烷醚爲較佳,二異戊醚爲更佳。藉由使 用如此的溶劑’在以狹縫塗布法將感放射線性組成物塗布於大 型玻璃基板時,在縮短乾燥步驟時間的同時’可更加提升塗布 性(抑制塗布不均)° 除了上述之溶劑之外,視需要可進一步倂用苄基乙醚、二 己醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丁醚、 丙酮基丙酮、異佛酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、苄醇、 乙酸苄酯、安息香酸乙酯、草酸二乙酯、馬來酸二乙酯、γ-丁 內酯、碳酸伸乙酯、碳酸伸丙酯、苯基溶纖素乙酸酯、卡必醇 乙酸酯等之高沸點溶劑。 當以溶液或分散液狀態製備正型感放射線性組成物時,溶 劑以外的成分在液中所佔的比例雖可視使用目的或希望的膜 厚等而任意地設定,但較佳係5〜50質量%、更佳係10〜40 質量%、特佳係15〜35質量%。 <硬化膜的形成方法> 开多成本發明的硬化膜的方法包含: -34-
I 201133137 (1) 在基板上形成該正型感放射線性組成物的塗膜之步驟、 (2) 對在步驟(1)中經形成之塗膜的至少一部分照射放射線之 步驟、 (3) 將步驟(2)中經放射線照射的塗膜顯像之步驟、 (4) 對步驟(3)中經顯像的塗膜照射放射線之步驟、及 (5) 將步驟(4)中經放射線照射的塗膜加熱之步驟。 在該形成方法中,藉由對具有預定的放射線吸收範圍的[B ] 重氮醌化合物照射放射線而形成正型的圖案之步驟,與在顯像 後對[C]酸產生劑照射放射線而促進交聯反應,可在其後的加 熱步驟之中形成高耐熔融流動性的塗膜。 [(1)在基板上形成該正型感放射線性組成物的塗膜之步驟] 在本步驟中,在基板上塗布本發明的正型感放射線性組成 物的溶液或分散液後,較佳係藉由加熱塗布面(預烘烤)除去 溶劑而形成塗膜。就可使用的基板而言,可列舉例如玻璃、石 英、矽、樹脂等。就樹脂而言,可列舉例如聚對苯二甲酸乙二 酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚醚颯、聚碳酸酯、聚醯亞胺、環 狀烯烴的開環聚合物及其氫化物等。 就組成物溶液或分散液的塗布方法而言,可列舉例如噴霧 法、輥塗法、旋轉塗布法(旋塗法)、縫模塗布法、棒塗布法等。 此等之塗布方法尤以旋塗法或縫模塗布法爲較佳。預烘烤的條 件雖視各成分的種類、調配比例等而不同,但較佳係可設定在 7(TC〜120°C下進行1分鐘〜10分鐘左右。 [(2)對步驟(1 )中經形成之塗膜的至少一部分照射放射線之步 驟] -35- 201133137 在本步驟中,對經形成之塗膜的至少一部分曝光。在此情 形下’當對塗膜的一部分曝光之時,通常透過具有預定的圖案 的光罩而曝光。就使用於曝光的放射線而言,可使用例如可見 光、.紫外線、遠紫外線、電子束、X射線等。此等之放射線尤 以波長在190〜45 Onm範圍的放射線爲較佳、比[B]重氮醌化合 物的極大吸收波長短的波長爲較佳。 將藉由照度計(OAI model356 、 OAI Optical Associates Inc.製)測定的放射線之波長3 6 5nm中的強度之値 作爲該步驟中的曝光量,較佳係100〜10,000〗/m2、更佳係500 〜6,000J/m2。 [(3)將步驟(2)中經放射線照射的塗膜顯像之步驟] 在本步驟中,藉由將曝光後的塗膜顯像,除去不要的部分 (放射線的照射部分)而形成預定的圖案。就使用於顯像步驟的 顯像液而言,較佳係鹼(鹼性化合物)的水溶液。就鹼的例子而 言’可列舉氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、矽酸鈉、偏矽酸鈉、 氨等之無機鹼;氫氧化四甲銨、氫氧化四乙銨等之4級銨鹽等。 又,可在如此的鹼水溶液中添加適量的甲醇、乙醇等之水 溶性有機溶劑或界面活性劑再使用。從獲得適當的顯像性的觀 點來看,較佳係可使鹼水溶液中的鹼的濃度爲0.1質量%以上 5質量%以下。就顯像方法而言,可利用例如覆液法 '浸漬法、 搖動浸漬法、噴淋法等之適宜的方法。顯像時間雖視正型感放 射線性組成物的組成而不同,但較佳係1 〇秒〜1 8 0秒左右。藉 由在如此的顯像處理之後,進行例如流水洗淨3 0秒〜9 0秒 後,以例如壓縮空氣或壓縮氮風乾,可形成希望的圖案。 -36- 201133137 [(4)對步驟(3)中經顯像的塗膜照射放射線之步驟] 在本步驟中,藉由對經顯像的塗膜照射放射線,而由[C] 酸產生劑產生酸,促進產生之酸所導致之矽氧烷聚合物的縮 合·交聯反應。就使用於曝光之放射線而言,可使用例如可見 光、紫外線、遠紫外線、電子束、X射線、雷射傳送光、發光 二極體光等。就此等之放射線的波長而言,只要是比[B]重氮 醌化合物的極大吸收波長短的極大吸收波長,並無特別限定, 但若對上述步驟(2)中未經曝光的[B]重氮醌化合物之放射線照 射也列入考慮,較佳係在1 5 0〜40 Onm的範圍之放射線,尤其 以包含30〇nm及3 65nm的紫外線之放射線爲較佳。 將藉由照度計(OAI model3 5 6 、 OAI Optical
Associates I n c ·製)測定之放射線的波長3 6 5 n m中的強度之値 作爲該步驟中的曝光量,較佳係100〜10,00 OJ/m2,更佳係500 〜6,000J/m2。 [(5)將步驟(4)中經放射線照射的塗膜加熱之步驟] 在本步驟中,藉由使用加熱板、烘箱等之加熱裝置,在相 對的高溫下加熱經圖案化的薄膜,促進上述[A]矽氧烷聚合物 單獨、或[A]矽氧烷聚合物及[D]熱交聯性化合物的縮合反應, 確實可製得硬化物。該步驟中的加熱溫度係例如120 °C〜250 °C。加熱時間視加熱設備的種類而不同,例如當在加熱板上進 行加熱步驟時,可設定爲5分鐘〜30分鐘,當在烘箱中進行加 熱步驟時,可設定爲30分鐘〜90分鐘。亦可使用進行2次以 上之加熱步驟之分段烘烤法等。如此地爲之,可在基板的表面 上形成與目標硬化膜對應之圖案狀薄膜。 -37- 201133137 <硬化膜> 如此地形成之硬化膜的膜厚較佳係0 1〜8 μ m、更佳係0 ·1 〜6μηι、特佳係〇·1〜4μιη。 由後述之實施例明顯可知,由本發明的正型感放射線性組 成物形成之硬化膜可平衡良好地滿足所謂耐熱性、透明性、耐 溶劑性及低介電性之一般的要求特性,同時形成高電壓維持率 的液晶面板。因此該硬化膜適合使用於液晶顯示元件用之層間 絶緣膜、保護膜等。 [實施例] 以下藉由實施例具體地說明本發明,但本發明並非以下的 實施例所限定者。 由以下的各合成例製得之水解性矽烷化合物的水解縮合 物的數量平均分子量(Μη)及重量平均分子量(Mw)係藉由依據 下列的規格的凝膠滲透層析儀(G P C)而測定。 裝置:GPC-101(昭和電工製) 管柱:串接 GPC-KF-801、GPC-KF-802、GPC-KF-803 及 GPC-KF-8 04(以上,昭和電工製)者 移動相:四氫呋喃 < [A]砂氧院聚合物的合成> [合成例1 ] 將丙二醇單甲醚25質量份置入具備攪拌機的容器内,隨 後置入甲基二甲氧基矽烷30質量份、苯基三甲氧基矽烷23質 量份、及二異丙氧基鋁0.1質量份,加熱至溶液溫度成爲6〇 C。溶液溫度到達60 °C後,置入離子交換水18質量份,加熱 -38- 201133137 至成爲75 °C,維持3小時。接著加入作爲脫水劑之原甲酸甲酯 2 8質量份’攪拌1小時。然後使溶液溫度成爲4 〇 °C ’藉由一 面維持溫度、一面蒸發’除去離子交換水及水解縮合中產生的 甲醇。藉由以上的操作步驟製得水解縮合物(A-1 )。水解縮合 物(A-1)的固體成份濃度係40.5質量%,製得之水解縮合物的 數量平均分子量(Μη)係1,500,分子量分佈(Mw/Mn)係2。 [合成例2] 將丙二醇單甲醚25質量份置入具備攪拌機的容器内,隨 後置入甲基三甲氧基矽烷18質量份、四乙氧基矽烷15質量 份、苯基三甲氧基矽烷20質量份、及草酸〇.5質量份,藉由 與合成例1同樣的方法製得水解縮合物(A-2)。水解縮合物(A-2) 的固體成份濃度係40.8質量%,製得之水解縮合物的數量平 均分子量(Μη)係1,2〇〇’分子量分佈 (Mw/Mn)係2。 [合成例3] 將丙二醇單甲醚25質量份置入具備攪拌機的容器内,隨 後置入甲基三甲氧基矽烷22質量份、γ-環氧丙氧基丙基三甲 氧基矽烷12質量份、苯基三甲氧基矽烷20質量份、及三異丙 氧基鋁0.1質量份,藉由與合成例1同樣的方法製得水解縮合 物(Α-3)。水解縮合物(Α-3)的固體成份濃度係39.8質量%,製 得之水解縮合物的數量平均分子量(Μη)係1,600,分子量分佈 (Mw/Mn)係 2。 [合成例4] 將丙二醇單甲醚25質量份置入具備攪拌機的容器内,隨 後置入甲基三甲氧基矽烷22質量份、3-甲基丙烯醯氧基丙基 -39- 201133137 三甲氧基矽烷12質量份、苯基三甲氧基矽烷20質量份、及草 酸0.5質量份,藉由與合成例1同樣的方法製得水解縮合物 (A-4)。水解縮合物(A-4)的固體成份濃度係39.8質量%,製得 之水解縮合物的數量平均分子量(Μη)係1,200’分子量分佈 (Mw/Mn)係 2 〇 [合成例5] 將二丙酮醇139質量份置入具備攪拌機的容器内,隨後置 入苯基三甲氧基矽烷128質量份及甲基三甲氧基矽烷48質量 份,在室溫下攪拌。接著滴下在離子交換水54質量份中溶解 磷酸0.18質量份的磷酸水溶液,加熱至溶液溫度成爲75 。 溶液溫度到達75 °C後,維持3小時。接著加入作爲脫水劑之原 甲酸甲酯159質量份,攪拌1小時。然後使溶液溫度成爲40 °C,藉由一面維持此溫度、一面蒸發,除去水及水解縮合中產 生的甲醇。藉由以上製得水解縮合物(A-5)。水解縮合物(A_5) 的固體成份濃度係40.5質量%,製得之水解縮合物的數量平 均分子量(Μη)係1,700’分子量分佈(Mw/Mn)係2。 [合成例6] 將丙二醇單甲醚25質量份置入具備攪拌機的容器内,隨 後置入甲基三甲氧基矽烷17質量份、四乙氧基矽烷15質量 份、3 -甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷12質量份 '苯基三 甲氧基矽烷15質量份、及草酸0.5質量份,藉由與合成例1 同樣的方法製得水解縮合物(A-6)。水解縮合物(A-6)的固體成 份濃度係40.8質量%,製得之水解縮合物的數量平均分子量 (Μη)係1,600,分子量分佈(Mw/Mn)係2。 -40- 201133137 <正型感放射線性組成物的製備> [實施例1] 在含有作爲[A]矽氧烷聚合物之(A-1)的溶液(相當於 (A-l)lOO質量份(固體成份)的量)中’加入作爲[B]重氮醌化合 物之後述的(B-1)1.0莫耳與1,2-萘并重氮醌-5_磺酸氯3〇莫耳 的縮合物1 0質量份、作爲[C ]酸產生劑之後述的(c _丨)2質量 份、作爲[E ]界面活性劑之後述的(e _丨)〇 ·丨質量份,製備正型感 放射線性組成物。 [實施例2〜1 3及比較例1〜6 ] 除了各成分的種類及量係設定如表1所記載以外,與實施 例1同樣地操作而製備正型感放射線性組成物。 表1中的[B]重氮醌化合物、[C]酸產生劑、[D]熱交聯性化 合物、[E ]界面活性劑的簡稱各自係如以下。 B-1 · 4,4’-[1-(4-(1-(4 -經基苯基)-1_甲基乙基)苯基)亞乙基]雙 酣(1.0莫耳)與1,2-萘并重氮醌-5-磺酸氯(3.〇莫耳)的縮 合物 Β-2· 1,1,1-二(對羥基苯基)乙烷(1〇莫耳)與丨,2·萘并重氮醌-5_ 磺酸氯(3.0莫耳)的縮合物 c-l: 1-(4,7-二丁氧基-1-萘基)四氫噻吩鑰三氟甲烷磺酸鹽 C_2 : 1-(4,7 -二羥基-1-萘基)四氫噻吩鑰三氟甲烷磺酸鹽 C-3 :—苯基(4-(苯硫基)苯基)锍三氟參(五氟乙基)磷酸鹽 C-4:—苯基(4-(苯基)苯基)鏑三氟參(五氟乙基)磷酸鹽 C-5:雙(環己基磺醯基)重氮甲烷 C-6:雙(對甲苯磺醯基)重氮甲烷
C -41- 201133137 c-l:作爲具有比365nm長的極大吸收波長的化合物之N-(三氟 甲基磺醯氧基)萘基二甲醯亞胺(Midori Kagaku製, NAI-1 05) 〇-1:1^小’,^1’’川’’’-四(甲氧基甲基)甘脲(3&1^&(:1161^(^1製, NIKALAC MX-2 70) D-2 : 3-環氧丙氧基丙基三甲氧基砂烷 D-3:參(3-三甲氧基矽烷基丙基)異三聚氰酸酯(信越化學工業 製,X-12-965) E-1 :聚砂氧系界面活性劑(Toray. Dowcorning 製,SH 8400 FLUID) <評價> 使用製備之正型感放射線性組成物,如以下般地評價當該 正型感放射線性組成物、作爲硬化膜的各種特性。結果合倂於 表1表示。 [放射線感度] 關於實施例1〜3及5〜1 3及比較例1〜6,係藉由使用旋 塗機在矽基板上塗布各組成物後,於1 〇〇 °C下在加熱板上預烘 烤2分鐘,形成膜厚4.0 μπι的塗膜。關於實施例4,係藉由使 用縫模塗布機在矽基板上塗布組成物後,.在室溫下花費15秒 減壓至0.5 To rr而除去溶劑後,於1 0 0 °C下在加熱板上預烘烤2 分鐘,形成膜厚4.0μπι的塗膜。使用Canon製PLA-501F曝光 機(3 6 5 nm的超高壓水銀燈),透過具有 6·0μηι的線與間隙 (Line. And. Space)(l比1)的圖案之光罩’改變曝光時間’對 製得之塗膜進行曝光後,在2.38質量%的氫氧化四甲銨水溶 42 - 201133137 中’ 25 °C下、花費80秒、以覆液法顯像。接著用超純水進行 水流洗淨1分鐘’使其乾燥而在矽基板上形成圖案。此時,將 間隙線寬(底部)成爲6.0 μ m所需要之最小曝光量當作放射線感 度。當最小曝光量爲600(j/m2)以下時,判斷爲感度良好。 [耐熔融流動性] 與上述「放射線感度的評價」同樣地,形成間隙線寬(底 部)成爲6·0μηι的圖案。各自使用Canon製PLA-501F曝光機 (3 6 5 n m的超高壓水銀燈),以累計照射量成爲3,0 0 0 J / m2的方 式對製得的圖案進行曝光後,藉由於無麈烘箱内在22 0°C下加 熱1小時進行後烘烤。然後在2 3 0 °C下加熱1 0分鐘,使圖案熔 融流動,藉由SEM(掃描型電子顯微鏡)測定圖案底部的尺 寸。此時,當圖案底部的尺寸未達6.30μΐη時,判斷爲耐熔融 流動性良好。另一方面,當圖案底部的尺寸爲6.3 0 μπι以上時, 判斷爲耐熔融流動性不良。 [耐溶劑性] 除了在上述「放射線感度的評價」中未曝光以外,同樣地 在矽基板上形成塗膜。其後,藉由各自使用Canon製PLA-501F 曝光機(超高壓水銀燈),以累計照射量成爲3,000J/m2的方式 對製得之塗膜進行曝光後,於無塵烘箱内在2 2 0°C下加熱1小 時製得硬化膜。測定製得之硬化膜的膜厚(T 1 )。然後,將經形 成此硬化膜的矽基板浸漬在溫度控制於7 〇 °C的二甲基亞楓中 20分鐘後,測定該硬化膜的膜厚(t 1)’由下式算出浸漬所導致 的膜厚變化率。 (I tl-Tl I /Tl)xl00(% ) -43 - 201133137 虽膜厚變化率爲4 %以下時’判斷爲耐溶劑性良好。另 耐溶劑性的評價之中,由於形成的膜不需進行圖案化, 顯像步驟’僅供塗膜形成步驟、放射線照射步驟及加熱 行評價。 [耐熱性] 與上述「耐溶劑性的評價」同樣地爲之,在矽基板 硬化膜,測定製得之硬化膜的膜厚(T2)。接著,於無麈 在2 4 0 °C下追加烘烤經形成此硬化膜的矽基板1小時後 該硬化膜的膜厚(t2) ’由下式算出追加烘烤所導致的膜 率。 (| t2-T2 I /T2)x 1 00(% ) 當膜厚變化率未達3 %時,判斷爲耐熱性良好。 [光線穿透率(透明性)的評價] 在上述「耐溶劑性的評價」之中,除了使用玻 「corn ing7059」(Corning製)取代矽基板以外同樣地爲 玻璃基板上形成硬化膜。使用分光光度計(150-20型 beam’日立製作所),以400〜800nm的範圍的波長測定 此硬化膜的玻璃基板的光線穿透率。當最低光線穿透鸟 %以上時,判斷爲光線穿透率良好。 [比介電係數(低介電性)] 關於實施例1〜3及5〜1 3以及比較例1〜6,係藉 .旋塗機在經硏磨的SUS304製基板上塗布各組成物後, °C下於加熱板上預烘烤2分鐘,形成膜厚3.0μιη的塗膜 實施例4,係藉由使用縫模塗布機在經硏磨的SUS304 外,在 而省略 步驟進 上形成 烘箱内 ,測定 厚變化 璃基板 之,在 double 經形成 s爲95 由使用 在100 。關於 製基板 -44 - 201133137 上塗布組成物後,在室溫下花費15秒減壓至0.5 Torr而除去溶 劑後,在100°C下於加熱板上預烘烤2分鐘,形成膜厚3.0 μιη 的塗膜。藉由使用Canon製PLA-501 F曝光機(超高壓水銀燈), 以累計照射量成爲3,000J/m2的方式對製得之塗膜進行曝光 後,於無塵烘箱内在220°C下加熱1小時,在基板上形成硬化 膜。藉由蒸鍍法在此硬化膜上形成Pt/Pd電極圖案,製成比介 電係數測定用試樣。使用橫河· Hewlett-Packard製HP 1 645 1 B 電極及HP42 84 A Precision LCR meter,藉由CV法針對製得之 試樣測定頻率1 0kHz的頻率中的比介電係數。另外,在比介電 係數的評價之中,由於形成的膜不需進行圖案化,而省略了顯 像步驟,僅供塗膜形成步驟、放射線照射步驟及加熱步驟進行 評價。 [電壓維持率] 形成預防在表面的鈉離子的溶出之Si 02膜,然後在將 ITO (銦-氧化錫合金)電極蒸鍍成預定形狀的鈉玻璃基板上,使 用旋塗機塗布表1所記載之各組成物,在1〇〇 °C的加熱板上進 行預烘烤2分鐘,形成膜厚2.0 μηι的塗膜。在2.38質量%的 氫氧化四甲銨水溶液中,進行25t下、花費80秒、利用浸漬 法的顯像。接著,使用高壓水銀燈,不透過光罩,以3,000J/m2 的累計照射量,對塗膜曝光包含365nm、405nm及436nm之各 波長的放射線。然後在2 2 (TC下進行後烘烤1小時,形成硬化 膜。接著,藉由在具有此硬化膜的基板上散布5.5μπι粒徑的珠 狀分隔物後,在使其與在表面只蒸鍍成預定形狀的ΙΤΟ電極之 鈉玻璃基板對向的狀態下,留下液晶注入口,使用經混合 -45 - 201133137 〇.8mm的玻璃珠之密封劑將4邊黏合,注入Merck公司製的液 晶M L C 6 6 0 8 (商品名)後,密封液晶注入口,製作液晶胞。將此 液晶胞置入60。(:的恆溫層’藉由液晶電壓維持率測定系統 (VHR-1A型,T〇Y〇Technica製),施加電壓設定爲55V的方 开夕波、測定頻率設定爲60Hz’測定液晶胞的電壓維持率。另 外’此處所謂的電壓維持率,係利用下式求取之値。 電壓維持率(% )=(基準時間至1 6.7微秒後的液晶胞電位 差)/(在0微秒〔基準時間〕施加之電壓)x 100 液晶胞的電壓維持率之値越低,在液晶面板形成時發生稱 爲「畫面殘存」的缺陷的可能性越高。另一方面,電壓維持率 的値越高,「畫面殘存」發生的可能性變爲越低,液晶面板的 可靠度則變爲越高。 -46- 201133137 1 比較例 1 (£> S Ο CM u> o Ο s 6,34 1 to c6 2.8Π s 3.6 1 ΙΛ § ο LD o’ 600 6.33 1 3.8 | s ri 呀 g ο CS in o Ο to 6.32 1 CO CO 2.8 | s c〇 r> n Oi r-> hoo ο CM o ο s 6.35 1 e>4 <〇 ci s «0 r> CO Oi g — ο o ο (Ο 6.48 1 CM x- 04 C5 s 3.2 1 s - hoo ο Τ Ο ο S 6.45 1 σ> eo o CO A eg 05 s 1 實施例 CO 〇 r~ ιη r— U) o ο ιη 6.12 I *— CO CM rj a> CM n s <N o ο »— ιο r- in o 500 1 6.12 | 3.2 | 2.2 | % 3.2 | 8 ιο cs U> u> d 500 1 6.12 | ΤΓ CO c〇 <>i 〇> ^r ro CO 03 o I § in CM Ln in o 1500 1 CO CO ci 2.0 | s: CO 罟 〇> 8 ο e>j o 〇· 700 1 T— <0 CM ci CO s; CO CO s 00 s T— Ο CM o d 600 1 6.11 | r> c6 CM csi s cv CO g Ο οι 〇 d ο S 6.12 | 2.3 | ε» 3.3 | s CO 8 Ο d 600 1 6. 18 | CO C5 卜 esi ΙΟ O) o CO g IA S Ο CVJ o 600* 1 6.19 | tO n <£3 oi s; CN w s o Ο CM o ο <〇 6. 17 | 卜 ti c〇 c>3 涅 3.0 | ε; n 8 ο o >500 1 6. 16 1 n to o n ε; CM S ο CNJ o 600 1 U_4」 00 c4 卜 c>5 涅 3.0 I κ 0〇〇_ ο i _ Κ Ρ3 CM o 6〇〇 _J 6.15 1 00 n CO Csl to O) ci s i 迦 < i ft < i _ < i _ w· < § M ft i?T i _ § _ ά D-l(質量份) C-2(質量份) C-3(質量份) C>4(質量份) C-5(質量份) C>6(質量份) c-l (質量份) D-l(«i^) D-3(質量份) E-l(質量份) m m 璁 i fi 裝 M m 泛 m w 1 m .疾 is » m 墟 I比介電係數 I Μ 豳 贓 £ 留 mg 柴 [A]成分 [Β]-成— 1 . 1 [C]成《 1—1 Ω 农. s· Ξ 5 201133137 由表1的結果明顯可知,與比較例1〜6之正型感放射線 性組成物相較,本發明發明包含的實施例1〜13之正型感放射 線性組成物顯像後的加熱步驟中的耐熔融流動性良好。又,可 知利用實施例1〜1 3之正型感放射線性組成物’可形成放射線 感度優良,同時滿足所謂耐熱性、透明性、耐溶劑性、光線穿 透率及低介電性之一般的要求特性的全部之硬化膜,進一步製 得具有高電壓維持率的液晶胞。 [產業上的利用可能性] 本發明的正型感放射線性組成物係如上述,可形成耐熔融 流動性良好、放射線感度優良、同時全部滿足耐熱性、透明性 等之一般的要求特性的硬化膜,又可製得具有高電壓維持率的 液晶胞。因此,該正型感放射線性組成物可作爲用於形成液晶 顯示元件(LCD)的層間絶緣膜、光阻用下層膜' 微透鏡、發光 二極體元件用密封材等之材料而適當地使用。 【圖式簡單說明】 。 j\\\ 【主要元件符號說明】 無。 -48-
Claims (1)
- 201133137 七、申請專利範圍: 1 .—種正型感放射線性組成物’其係含有[A]矽氧院聚合物、 [B]重氮醌(quinonediazide)化合物及[C]具有比[B]重氮醌化 合物的極大吸收波長短的極大吸收波長之感放射線性酸產 生劑。 2.如申請專利範圍第1項之正型感放射線性組成物,其中[C] 酸產生劑係選自由以下列式(1)、式(2)及式(3)各自表示之 化合物構成的群組中之至少1種的化合物,3 -49- 201133137 R7Ϊ oy SNno _ 2 cmhnI onnsMHOI R6 (式(1)中,R係羥基、碳原子數丨〜12的直鏈狀或分支狀 的烷基、碳原子數6〜12的芳香基或碳原子數1〜12的烷 氧基’但是上述烷基、芳香基及烷氧基具有的氫原子之一 部分或全部可被取代;R2係氫原子、碳原子數1〜7的直鏈 狀或分支狀的烷基或碳原子數6〜12的芳香基,但是上述 烷基、芳香基及烷氧基具有的氫原子之一部分或全部可被 取代;a係0〜7的整數,b係0〜10的整數,c係0〜3的 整數,但是在R1及R2各自爲複數的情形下,複數的R1及 R2可各自相同也可各自不同,又,在R2爲複數的情形下, 複數的R2之中,2個R2可互相地鍵結而形成環狀結構;X 係 SbF6、(CnF2n+1)YPF6-Y 或 CnF2n+1S03,Y 係 0〜6 的整 數,η係1〜6的整數; 式(2)中,R3、R4及R5各自獨立,係羥基、碳原子數1〜12 的直鏈狀或分支狀的烷基或碳原子數6〜15的芳香基,但 是,上述烷基及芳香基具有的氫原子之一部分或全部可被 取代;d、e及f各自獨立,係0〜5的整數,但是,在R、 R4及R5各自爲複數的情形下,複數的R3、R4及R5可各自 相同也可各自不同;X1 係 SbF6、(CnF2n+1)YPF6.Y* CnF2n + iS03; Y係0〜6的整數;n係1〜6的整數; 式(3)中,R6及R7各自獨立,係碳原子數1〜12的烷基、 -50- 201133137 碳原子數4〜20的脂環式烷基或碳原子數6〜20的芳香 基但是’上述芳香基具有的氫原子之一部分或全部可被 碳原子數1〜12的烷氧基取代)。 如申請專利範圍第2項之正型感放射線性組成物,其中該 以式(1)表不之化合物係以下列式(1-1)表示之化合物,.該以 式(2)表示之化合物係以下列式(2_υ表示之化合物, R10\—S+ χΐ_ (2-1) (式(1-1)中’ R8及R9各自獨立,係氫原子、羥基、碳原子 數1〜12的直鏈狀或分支狀的烷基或碳原子數ι〜12的院 氧基;X係與上述式(1)同義; 式(2-1)中’ R1G係苯基 '萘基、蒽基或苯硫基;χΐ係與上 -51 - 201133137 述式(2)同義)。 4 ·如申請專利範圍第1至3項中任一項之正型感放射線性組 成物,其中[A]砂氧烷聚合物係以下列式(4)表示之水解性矽 烷化合物的水解縮合物,.4-g (4) (式(4)中’ 係非水解性之基;R!2係碳原子數〗〜4的烷 基;g係〇〜3的整數,但是,在尺11及Rlz各自爲複數的 情形下’複數的Rn及Ri2可各自相同也可各自不同)。 5 .如申請專利範圍第1至3項中任一項之正型感放射線性組 成物,其係進一步含有[D]熱交聯性化合物。 6. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之正型感放射線性組 成物’其係使用於形成硬化膜。 7. —種硬化膜的形成方法,其係包含: (1) 在基板上形成如申請專利範圍第6項之正型感放射線性 組成物的塗膜之步驟、 (2) 對步驟(1)中所形成的塗膜的至少一部分照射放射線之 步驟、 (3) 將步驟(2)中經放射線照射的塗膜顯像之步驟、 (4) 對步驟(3)中經顯像的塗膜照射放射線之步驟、及 (5) 將步驟(4)中經放射線照射的塗膜加熱之步驟。 8. —種硬化膜’其係由申請專利範圍第6項之正型感放射線 性組成物形成。 -52- 201133137 四、指定代表圖: (一) 本案指定代表圖為:無。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明: 〇 / » \N 五、本案若有化學式時,請揭示最能顯示發明特徵的化學式:
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009270792 | 2009-11-27 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW201133137A true TW201133137A (en) | 2011-10-01 |
TWI489202B TWI489202B (zh) | 2015-06-21 |
Family
ID=44066318
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW099140906A TWI489202B (zh) | 2009-11-27 | 2010-11-26 | 正型感放射線性組成物、硬化膜及其形成方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (2) | JP5917150B2 (zh) |
TW (1) | TWI489202B (zh) |
WO (1) | WO2011065215A1 (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI827824B (zh) * | 2019-03-26 | 2024-01-01 | 日商東麗股份有限公司 | 正型感光性樹脂組成物、硬化膜的製造方法、硬化膜、光學元件以及電子材料 |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014030441A1 (ja) * | 2012-08-23 | 2014-02-27 | 富士フイルム株式会社 | ポジ型感光性樹脂組成物、硬化膜の製造方法、硬化膜、有機el表示装置および液晶表示装置 |
JP2020084105A (ja) * | 2018-11-29 | 2020-06-04 | メルク、パテント、ゲゼルシャフト、ミット、ベシュレンクテル、ハフツングMerck Patent GmbH | アクリル重合化ポリシロキサン、これを含んでなる組成物、およびこれを用いた硬化膜 |
CN114341731A (zh) * | 2019-08-27 | 2022-04-12 | 富士胶片株式会社 | 固化膜的制造方法、光固化性树脂组合物、层叠体的制造方法及半导体器件的制造方法 |
TW202140632A (zh) | 2020-04-23 | 2021-11-01 | 日商Jsr股份有限公司 | 感放射線性組成物、硬化膜及其製造方法、半導體元件、顯示元件以及聚合物 |
JP2022171636A (ja) | 2021-04-30 | 2022-11-11 | Jsr株式会社 | 感放射線性組成物、硬化膜及びその製造方法、半導体素子並びに表示素子 |
CN115963697A (zh) | 2021-10-12 | 2023-04-14 | Jsr株式会社 | 感放射线性组合物、硬化膜及其制造方法、显示装置 |
JP2023177326A (ja) | 2022-05-31 | 2023-12-13 | Jsr株式会社 | 感放射線性組成物、硬化膜及びその製造方法、液晶表示装置並びに有機el表示装置 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4253486B2 (ja) * | 2002-09-25 | 2009-04-15 | 富士フイルム株式会社 | ポジ型又はネガ型レジスト組成物、酸発生剤及びパターン形成方法 |
JP2004177683A (ja) * | 2002-11-27 | 2004-06-24 | Clariant (Japan) Kk | 超高耐熱ポジ型感光性組成物を用いたパターン形成方法 |
JP4725160B2 (ja) * | 2005-03-30 | 2011-07-13 | 東レ株式会社 | 感光性シロキサン組成物、それから形成された硬化膜、および硬化膜を有する素子 |
JP4687315B2 (ja) * | 2005-08-04 | 2011-05-25 | 東レ株式会社 | 感光性樹脂組成物、それから形成された硬化膜、および硬化膜を有する素子 |
JP2007193318A (ja) * | 2005-12-21 | 2007-08-02 | Toray Ind Inc | 感光性シロキサン組成物、それから形成された硬化膜および硬化膜を有する素子 |
JP4910646B2 (ja) * | 2006-11-07 | 2012-04-04 | 東レ株式会社 | 感光性シロキサン組成物およびその製造方法、感光性シロキサン組成物から形成された硬化膜、および硬化膜を有する素子 |
JP5099140B2 (ja) * | 2007-08-24 | 2012-12-12 | 東レ株式会社 | 感光性組成物、それから形成された硬化膜、および硬化膜を有する素子 |
JP5003375B2 (ja) * | 2007-09-20 | 2012-08-15 | Jsr株式会社 | 感放射線性樹脂組成物、層間絶縁膜およびマイクロレンズ、ならびにそれらの製造方法 |
JP2009169343A (ja) * | 2008-01-21 | 2009-07-30 | Toray Ind Inc | 感光性組成物、それから形成された硬化膜、および硬化膜を有する素子 |
-
2010
- 2010-11-08 WO PCT/JP2010/069856 patent/WO2011065215A1/ja active Application Filing
- 2010-11-08 JP JP2011543199A patent/JP5917150B2/ja active Active
- 2010-11-26 TW TW099140906A patent/TWI489202B/zh active
-
2015
- 2015-03-13 JP JP2015051450A patent/JP2015127829A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI827824B (zh) * | 2019-03-26 | 2024-01-01 | 日商東麗股份有限公司 | 正型感光性樹脂組成物、硬化膜的製造方法、硬化膜、光學元件以及電子材料 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2011065215A1 (ja) | 2011-06-03 |
JPWO2011065215A1 (ja) | 2013-04-11 |
JP5917150B2 (ja) | 2016-05-11 |
TWI489202B (zh) | 2015-06-21 |
JP2015127829A (ja) | 2015-07-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5533232B2 (ja) | ポジ型感放射線性組成物、硬化膜、層間絶縁膜、層間絶縁膜の形成方法、表示素子、及び層間絶縁膜形成用のシロキサンポリマー | |
TW201133137A (en) | Positive-type radiation-sensitive composition, cured film and method for forming same | |
CN104781262B (zh) | 稳定的金属化合物、它们的组合物以及它们的使用方法 | |
TW201139487A (en) | Positive radiation-sensitive composition, interlayer insulation film and method for producing same | |
JP5413124B2 (ja) | ポジ型感放射線性組成物、層間絶縁膜及びその形成方法 | |
TW201202852A (en) | Positive radiation sensitive composition, interlayer insulation film and method for forming the same | |
JP5549124B2 (ja) | ポジ型感放射線性組成物、層間絶縁膜及びその形成方法 | |
TW201132706A (en) | Inverted pattern forming method and resin composition | |
TW201001076A (en) | Silica based positive type photosensitive organic compound | |
JP6989532B2 (ja) | ケイ素豊富なシルセスキオキサン樹脂 | |
JP2011123450A (ja) | ポジ型感放射線性組成物、層間絶縁膜及びその形成方法 | |
JP2015069164A (ja) | 感放射線性樹脂組成物、表示素子の絶縁膜、その形成方法及び表示素子 | |
KR20200060466A (ko) | 포지티브형 감광성 실록산 조성물 및 이를 사용하는 경화 막 | |
KR20200017456A (ko) | 감광성 실록산 조성물 및 이를 사용하여 형성된 경화 필름 | |
JP5397152B2 (ja) | ポジ型感放射線性組成物、層間絶縁膜及びその形成方法 | |
JP5867006B2 (ja) | ポジ型感放射線性組成物、表示素子用硬化膜、表示素子用硬化膜の形成方法及び表示素子 | |
JP2022001941A (ja) | ポリマーおよびその製造方法 | |
TW200302403A (en) | Radiation sensitive composition for forming an insulating film, insulating film and display device | |
TW201529668A (zh) | 顯示元件的硬化膜的製造方法、感放射線性樹脂組成物及其應用、以及加熱裝置 | |
JP5803635B2 (ja) | ポジ型感放射線性組成物、硬化膜、硬化膜の形成方法 | |
JP7149958B2 (ja) | ポジ型感光性シロキサン組成物、およびそれを用いて形成した硬化膜 | |
JP5648518B2 (ja) | ポジ型感放射線性樹脂組成物、表示素子用層間絶縁膜及びその形成方法 | |
JP2012155226A (ja) | ポジ型感放射線性組成物、硬化膜、硬化膜の形成方法、表示素子、及び硬化膜形成用のポリシロキサン | |
JP6086739B2 (ja) | 絶縁膜形成用組成物、絶縁膜の製造方法、及び絶縁膜 | |
TWI489203B (zh) | 正型感放射線性組成物、層間絕緣膜及其形成方法 |