WO2014050730A1 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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健太 山▲ざき▼
達也 霜山
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富士フイルム株式会社
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    • H10K71/231Changing the shape of the active layer in the devices, e.g. patterning by etching of existing layers
    • H10K71/233Changing the shape of the active layer in the devices, e.g. patterning by etching of existing layers by photolithographic etching

Definitions

  • the present invention relates to a photosensitive resin composition (hereinafter sometimes simply referred to as "the composition of the present invention”).
  • the present invention also relates to a method for producing a cured film using the photosensitive resin composition, a cured film obtained by curing the photosensitive composition, and various image display devices using the cured film. More specifically, a photosensitive resin composition suitable for forming a planarizing film of an electronic component such as a liquid crystal display device, an organic EL display device, an integrated circuit element, a solid-state imaging device, a protective film and an interlayer insulating film
  • the present invention relates to a method for producing a cured film.
  • a patterned interlayer insulating film is provided in an organic EL display device, a liquid crystal display device, and the like.
  • a photosensitive resin composition is widely used because the number of steps for obtaining the required pattern shape is small and sufficient flatness can be obtained.
  • the thing of patent document 1 is known, for example.
  • the thing of patent document 2 is also known as a photosensitive resin composition for a photoresist use.
  • the photosensitive resin composition is required to have a certain level of sensitivity, but improvement in adhesion and chemical resistance at the time of development is also required.
  • the object of the present invention is to solve such problems, and to provide a photosensitive resin composition having excellent adhesion and chemical resistance during development while maintaining high sensitivity. . Furthermore, it aims at providing the formation method of a cured film using such a photosensitive resin composition, a cured film, an organic electroluminescence display, and a liquid crystal display.
  • ⁇ 1> A polymer satisfying at least one of the following (1) and (2), and a polymer component containing the following (S) polymer: (1) A polymer having a constituent unit having a group (a1) in which an acid group is protected by an acid-degradable group, and a constituent unit having (a2) a crosslinkable group, (2) (a1) a polymer having a constituent unit having a group in which an acid group is protected by an acid-degradable group, and (a2) a polymer having a constituent unit having a crosslinkable group, (S) A polymer having a weight-average molecular weight of 1,000 to 50,000, and further having a structural unit containing a carboxyl group, (B) a photoacid generator, (C) A photosensitive resin composition containing a solvent, The photosensitive resin composition wherein the value of the polymer (S) represented by the formula (1) is 50
  • Constituent unit group A ⁇ 4> (a2) The photosensitive resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein the constituent unit having a crosslinkable group is a crosslinkable group capable of reacting with a carboxyl group.
  • a structural unit having a crosslinkable group is a structural unit having an epoxy group and / or an oxetanyl group, and -NH-CH 2 -O-R (R is a hydrogen atom or has 1 to 20 carbon atoms
  • the photosensitive resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4> which is selected from structural units having a group represented by an alkyl group).
  • the photosensitive resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5> which is a ⁇ 6> positive type.
  • ⁇ 7> (1) a step of applying the photosensitive resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6> on a substrate, (2) removing the solvent from the applied photosensitive resin composition, (3) exposing the photosensitive resin composition from which the solvent has been removed to actinic radiation, (4) developing the exposed photosensitive resin composition with an aqueous developer; (5) A method of producing a cured film comprising a post-baking step of heat curing the developed photosensitive resin composition.
  • the manufacturing method of the cured film as described in ⁇ 7> including the process of carrying out whole surface exposure of the developed photosensitive resin composition after the process to ⁇ 8> the said process but before the said post-baking process.
  • the cured film as described in ⁇ 9> which is a ⁇ 10> interlayer insulation film.
  • the organic electroluminescence display or liquid crystal display device which has a cured film as described in ⁇ 11> ⁇ 9> or ⁇ 10>.
  • FIG. 1 shows a conceptual diagram of an example of a liquid crystal display device.
  • a schematic cross-sectional view of an active matrix substrate in a liquid crystal display device is shown, and it has a cured film 17 which is an interlayer insulating film.
  • the structural conceptual diagram of an example of an organic electroluminescence display is shown.
  • a schematic cross-sectional view of a substrate in a bottom emission type organic EL display device is shown, and a planarization film 4 is provided.
  • alkyl group includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).
  • the photosensitive resin composition of the present invention (hereinafter sometimes referred to as "the composition of the present invention") is preferably used as a positive photosensitive resin composition.
  • the photosensitive resin composition of the present invention comprises (A) a polymer satisfying at least one of the following (1) and (2), and a polymer component containing the following (S) polymer, and (B) photoacid generation A photosensitive resin composition comprising an agent and (C) a solvent, wherein the (S) polymer is characterized in that the value represented by the formula (1) is 50 to 3000.
  • the composition of the present invention comprises, as a polymer component (hereinafter referred to as "component (A)"), (1) (a1) a structural unit having a group in which the acid group is protected with an acid-degradable group; ) A polymer having a structural unit having a crosslinkable group, and / or (2) a polymer having a structural unit having a group in which an acid group is protected by an acid-degradable group, and (a2) a crosslinkable group And a polymer having a (S) weight average molecular weight of 1,000 to 50,000 and a structural unit containing a carboxyl group. Then, the (S) polymer is blended such that the value represented by the formula (1) is 50 to 3,000.
  • component (A) a polymer component
  • the “group in which the acid group is protected with an acid-degradable group” in the present invention may be any group known as an acid group and an acid-degradable group, and is not particularly limited.
  • a specific acid group a carboxyl group and a phenolic hydroxyl group are preferably mentioned.
  • the acid-degradable group a group which is relatively easy to be decomposed by acid (for example, an ester structure, a tetrahydropyranyl ester group, or an acetal functional group such as tetrahydrofuranyl ester group) (For example, tertiary alkyl groups such as tert-butyl ester group, tertiary alkyl carbonate groups such as tert-butyl carbonate group) can be used.
  • the structural unit having a group in which the acid group is protected by an acid degradable group is a structural unit having a protected carboxyl group protected by an acid degradable group, or a protected phenolic compound protected by an acid degradable group It is preferable that it is a structural unit which has a hydroxyl group.
  • the structural unit (a1-1) having a protected carboxyl group protected by an acid degradable group and the structural unit (a1-2) having a protected phenolic hydroxyl group protected by an acid degradable group will be sequentially described. Do.
  • the structural unit (a1-1) having a protected carboxyl group protected by an acid degradable group is a protected carboxyl group in which the carboxyl group of the structural unit having a carboxyl group is protected by an acid degradable group described in detail below. It is a structural unit having a group.
  • the structural unit having a carboxyl group that can be used for the structural unit (a1-1) having a protected carboxyl group protected by the acid-degradable group is not particularly limited, and known structural units can be used.
  • a structural unit (a1-1-1) derived from an unsaturated carboxylic acid having at least one carboxyl group in the molecule such as unsaturated monocarboxylic acid, unsaturated dicarboxylic acid, unsaturated tricarboxylic acid, etc.
  • Examples include structural units (a1-1-2) having both an ethylenically unsaturated group and a structure derived from an acid anhydride.
  • a constitutional unit derived from an unsaturated carboxylic acid or the like having at least one carboxyl group in a molecule (>> 1-1-1) molecule a constitutional unit derived from an unsaturated carboxylic acid or the like having at least one carboxyl group in a molecule (>> 1-1-1) molecule.
  • the unsaturated carboxylic acid used in the present invention as the structural unit (a1-1-1) derived from the unsaturated carboxylic acid having at least one carboxyl group in the above molecule, the following may be used. .
  • unsaturated monocarboxylic acid for example, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, ⁇ -chloroacrylic acid, cinnamic acid, 2- (meth) acryloyloxyethyl-succinic acid, 2- (meth) acrylic acid Leuoxyethyl hexahydrophthalic acid, 2- (meth) acryloyloxyethyl-phthalic acid, etc. may be mentioned.
  • unsaturated dicarboxylic acid maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, mesaconic acid etc. are mentioned, for example.
  • the unsaturated polyvalent carboxylic acid used to obtain the structural unit having a carboxyl group may be the acid anhydride. Specifically, maleic anhydride, itaconic anhydride, citraconic anhydride and the like can be mentioned.
  • the unsaturated polyvalent carboxylic acid may be a mono (2-methacryloyloxyalkyl) ester of polyvalent carboxylic acid, for example, succinic acid mono (2-acryloyloxyethyl), succinic acid mono (2 -Methacryloyloxyethyl), phthalic acid mono (2-acryloyloxyethyl), phthalic acid mono (2-methacryloyloxyethyl) and the like.
  • the unsaturated polyvalent carboxylic acid may be a mono (meth) acrylate of its both terminal dicarboxy polymer, and examples thereof include ⁇ -carboxypolycaprolactone monoacrylate, ⁇ -carboxypolycaprolactone monomethacrylate and the like.
  • unsaturated carboxylic acid acrylic acid 2-carboxyethyl ester, methacrylic acid 2-carboxyethyl ester, monoalkyl ester of maleic acid, monoalkyl ester of fumaric acid, 4-carboxystyrene and the like can also be used.
  • a structural unit (a1-1-1) derived from an unsaturated carboxylic acid having at least one carboxyl group in the molecule from the viewpoint of developability, acrylic acid, methacrylic acid, 2- (Meth) acryloyloxyethyl-succinic acid, 2- (Meth) acryloyloxyethyl hexahydrophthalic acid, 2- (Meth) acryloyloxyethyl-phthalic acid, or anhydrides of unsaturated polyvalent carboxylic acids It is preferable to use etc., and it is more preferable to use acrylic acid, methacrylic acid and 2- (meth) acryloyloxyethyl hexahydrophthalic acid.
  • the structural unit (a1-1-1) derived from an unsaturated carboxylic acid or the like having at least one carboxyl group in the molecule may be constituted singly or in combination of two or more. May be
  • the structural unit (a1-1-2) having both the ethylenically unsaturated group and the structure derived from the acid anhydride is obtained by reacting the acid anhydride with the hydroxyl group present in the structural unit having the ethylenically unsaturated group. It is preferable that it is a unit derived from the obtained monomer.
  • acid anhydrides known ones can be used, and specific examples thereof include maleic anhydride, succinic anhydride, itaconic anhydride, phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, chlorendic anhydride and the like.
  • Dibasic acid anhydrides; acid anhydrides such as trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, benzophenonetetracarboxylic acid anhydride, biphenyltetracarboxylic acid anhydride and the like can be mentioned.
  • phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride or succinic anhydride is preferable.
  • the reaction rate of the acid anhydride to the hydroxyl group is preferably 10 to 100 mol%, more preferably 30 to 100 mol% from the viewpoint of developability.
  • Acid-decomposable group that can be used for the structural unit (a1-1) can be used as the above-mentioned acid-decomposable group which can be used for the structural unit (a1-1) having a protected carboxyl group protected by the above-mentioned acid-degradable group.
  • these acid-decomposable groups it is a protected carboxyl group in which the carboxyl group is protected in the form of acetal. It is preferable from the viewpoint of storage stability of the composition.
  • the carboxyl group is a protected carboxyl group protected in the form of an acetal represented by the following general formula (a1-10).
  • the carboxyl group is a protected carboxyl group protected in the form of an acetal represented by the following general formula (a1-10)
  • the entire protected carboxyl group is — (C (O) —O—CR 101 It has a structure of R 102 (OR 103 ).
  • R 101 and R 102 each represent a hydrogen atom or an alkyl group, except that R 101 and R 102 both represent a hydrogen atom.
  • R 103 represents an alkyl group. And R 101 or R 102 and R 103 may combine to form a cyclic ether).
  • R 101 to R 103 each represent a hydrogen atom or an alkyl group, and the alkyl group may be linear, branched or cyclic.
  • both of R 101 and R 102 do not represent a hydrogen atom, and at least one of R 101 and R 102 represents an alkyl group.
  • R 101 , R 102 and R 103 in the general formula (a1-10) represent an alkyl group
  • the alkyl group may be linear, branched or cyclic.
  • the linear or branched alkyl group preferably has 1 to 12 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, and still more preferably 1 to 4 carbon atoms.
  • the cyclic alkyl group preferably has 3 to 12 carbon atoms, more preferably 4 to 8 carbon atoms, and still more preferably 4 to 6 carbon atoms.
  • Examples of the cyclic alkyl group include cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, norbornyl group, isobornyl group and the like.
  • the alkyl group may have a substituent, and as the substituent, a halogen atom, an aryl group and an alkoxy group can be exemplified.
  • a halogen atom as a substituent, R 101 , R 102 and R 103 become a haloalkyl group, and when having an aryl group as a substituent, R 101 , R 102 and R 103 become an aralkyl group.
  • halogen atom a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom are illustrated, Among these, a fluorine atom or a chlorine atom is preferable.
  • aryl group a C6-C20 aryl group is preferable, More preferably, it is C6-C12,
  • a phenyl group, (alpha)-methylphenyl group, a naphthyl group etc. can specifically be illustrated.
  • the entire alkyl group substituted with an aryl group that is, as an aralkyl group, a benzyl group, an ⁇ -methylbenzyl group, a phenethyl group, a naphthylmethyl group and the like can be exemplified.
  • the alkoxy group is preferably an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms, and more preferably a methoxy group or an ethoxy group.
  • the alkyl group having a cyclic structure may have a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms as a substituent.
  • the alkyl group is a linear or branched alkyl group, it may have an alkyl group having a cyclic structure of 3 to 12 carbon atoms as a substituent. These substituents may be further substituted by the above-mentioned substituent.
  • R 101 , R 102 and R 103 in the general formula (a1-10) represent an aryl group
  • the aryl group preferably has 6 to 12 carbon atoms, and more preferably 6 to 10 carbon atoms preferable.
  • the aryl group may have a substituent, and as the substituent, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms can be preferably exemplified. Examples of the aryl group include phenyl group, tolyl group, xylyl group, cumenyl group, 1-naphthyl group and the like.
  • R 101 , R 102 and R 103 can be bonded to each other to form a ring together with the carbon atom to which they are attached.
  • a ring structure when R 101 and R 102 , R 101 and R 103 or R 102 and R 103 are bonded for example, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, tetrahydrofuranyl group, adamantyl group and tetrahydropyranyl And the like.
  • one of R 101 and R 102 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
  • the radically polymerizable monomer used to form the constituent unit having a protected carboxyl group represented by the above general formula (a1-10) may be a commercially available one, or is synthesized by a known method It is also possible to use one. For example, it can be synthesized by the synthesis method described in paragraph numbers 0037 to 0040 of JP-A-2011-221494.
  • the first preferred embodiment of the structural unit (a1-1) having a protected carboxyl group protected by the acid-degradable group is a structural unit represented by the following general formula.
  • R 1 and R 2 each represent a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group, at least one of R 1 and R 2 is an alkyl group or an aryl group, and R 3 is an alkyl group or R 1 or R 2 and R 3 may combine to form a cyclic ether, R 4 represents a hydrogen atom or a methyl group, and X represents a single bond or an arylene group.
  • R 1 and R 2 are alkyl groups, alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms are preferred.
  • R 1 and R 2 are aryl groups, phenyl groups are preferred.
  • Each of R 1 and R 2 is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • R 3 represents an alkyl group or an aryl group, preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • X represents a single bond or an arylene group, preferably a single bond.
  • the second preferred embodiment of the structural unit (a1-1) having a protected carboxyl group protected by the acid-degradable group is a structural unit of the following general formula.
  • R 121 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms
  • L 1 represents a carbonyl group or a phenylene group
  • R 122 to R 128 each represent a hydrogen atom or an alkyl having 1 to 4 carbon atoms Represents a group
  • R 121 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
  • L 1 is preferably a carbonyl group.
  • R 122 to R 128 are preferably hydrogen atoms.
  • R represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • the structural unit (a1-2) having a protected phenolic hydroxyl group protected by the acid degradable group is a protected phenolic property in which the structural unit having a phenolic hydroxyl group is protected by an acid degradable group described in detail below. It is a structural unit having a hydroxyl group.
  • ⁇ (a 1-2-1) structural unit having a phenolic hydroxyl group Examples of the structural unit having a phenolic hydroxyl group include a structural unit in a hydroxystyrene-based structural unit and a novolac resin, and among these, a structural unit derived from hydroxystyrene or ⁇ -methylhydroxystyrene is It is preferable from the viewpoint of sensitivity. Further, as a structural unit having a phenolic hydroxyl group, a structural unit represented by the following general formula (a1-20) is also preferable from the viewpoint of sensitivity.
  • R 220 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 221 represents a single bond or a divalent linking group
  • R 222 represents a halogen atom or a linear or 1 to 5 carbon atoms Represents a branched alkyl group
  • a represents an integer of 1 to 5
  • b represents an integer of 0 to 4
  • a + b is 5 or less, provided that two or more R 222 exist, these R 222 may be mutually different or the same.
  • R 220 represents a hydrogen atom or a methyl group, preferably a methyl group.
  • R 221 represents a single bond or a divalent linking group. When it is a single bond, the sensitivity can be improved, and the transparency of the cured film can be further improved, which is preferable.
  • the divalent linking group of R 221 may be exemplified alkylene groups, specific examples R 221 is an alkylene group, a methylene group, an ethylene group, a propylene group, isopropylene group, n- butylene group, isobutylene group, tert And-a butylene group, a pentylene group, an isopentylene group, a neopentylene group, a hexylene group and the like. Among them, R 221 is preferably a single bond, a methylene group or an ethylene group. Moreover, the said bivalent coupling group may have a substituent, and a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group etc.
  • a represents an integer of 1 to 5, but a is preferably 1 or 2 and more preferably 1 from the viewpoint of the effects of the present invention and ease of production.
  • R 222 is a halogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • Specific examples include fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group and the like.
  • a chlorine atom, a bromine atom, a methyl group or an ethyl group is preferable from the viewpoint of easy production.
  • b represents an integer of 0 or 1 to 4.
  • Acid-degradable group that can be used for the structural unit (a1-2) includes a structure having a protected carboxyl group protected by the acid decomposable group A well-known thing can be used similarly to the said acid-degradable group which can be used for a unit (a1-1), It does not specifically limit.
  • the acid-degradable groups it is a structural unit having a protected phenolic hydroxyl group protected with an acetal, the basic physical properties of the photosensitive resin composition, particularly the sensitivity and pattern shape, the storage stability of the photosensitive resin composition, the contact It is preferable from the viewpoint of the formation of holes. Furthermore, among the acid-degradable groups, it is more preferable from the viewpoint of sensitivity that the phenolic hydroxyl group is a protected phenolic hydroxyl group protected in the form of an acetal represented by the above general formula (a1-10).
  • the total protected phenolic hydroxyl group is —Ar—O—CR 101 R It has a structure of 102 (OR 103 ).
  • Ar represents an arylene group.
  • acetal protecting group of phenolic hydroxyl group include 1-alkoxyalkyl group, and examples thereof include 1-ethoxyethyl group, 1-methoxyethyl group, 1-n-butoxyethyl group, 1-isobutoxyethyl group 1- (2-chloroethoxy) ethyl group, 1- (2-ethylhexyloxy) ethyl group, 1-n-propoxyethyl group, 1-cyclohexyloxyethyl group, 1- (2-cyclohexylethoxy) ethyl group, 1 -Benzyloxyethyl group etc. can be mentioned, and these can be used individually or in combination of 2 or more types.
  • the radically polymerizable monomer used to form the structural unit (a1-2) having a protected phenolic hydroxyl group protected by the acid-degradable group may be a commercially available product, or a known method It is also possible to use one synthesized in For example, it can be synthesized by reacting a compound having a phenolic hydroxyl group with a vinyl ether in the presence of an acid catalyst. In the above synthesis, a monomer having a phenolic hydroxyl group may be previously copolymerized with another monomer and then reacted with a vinyl ether in the presence of an acid catalyst.
  • the structural unit (a1) is 20 to 100 in the polymer containing the structural unit (a1). The mole% is preferred, and 30 to 90 mole% is more preferred.
  • the structural unit (a1) is a polymer containing the structural unit (a1) and the structural unit (a2), From the viewpoint of sensitivity, 3 to 70 mol% is preferable, and 10 to 60 mol% is more preferable.
  • the above-mentioned acid-degradable group which can be used for the above-mentioned structural unit (a1) is a structural unit having a protected carboxyl group in which the carboxyl group is protected in the form of acetal, 20 to 50 mol% is preferable.
  • the structural unit (a1-1) having a protected carboxyl group protected by the acid decomposable group is more developed than the structural unit (a1-2) having a protected phenolic hydroxyl group protected by the acid degradable group. Is fast. Therefore, when it is desired to develop rapidly, the structural unit (a1-1) having a protected carboxyl group protected by an acid-degradable group is preferable. Conversely, when it is desired to delay development, it is preferable to use the structural unit (a1-2) having a protected phenolic hydroxyl group protected with an acid-degradable group.
  • the component (A) has a structural unit (a2) having a crosslinkable group.
  • the crosslinkable group is not particularly limited as long as it is a group which causes a curing reaction by heat treatment.
  • a group capable of reacting with a carboxylic acid is preferable.
  • crosslinkable group for example, from the group consisting of an epoxy group, an oxetanyl group, a group represented by —NH—CH 2 —O—R (R is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms) and an ethylenically unsaturated group It may be a structural unit containing at least one selected, and selected from a group represented by an epoxy group, an oxetanyl group, and -NH-CH 2 -O-R (R is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms).
  • the component (A) contains a structural unit containing at least one of an epoxy group and an oxetanyl group. More specifically, the following may be mentioned.
  • the polymer (A) preferably contains a structural unit (structural unit (a2-1)) having an epoxy group and / or an oxetanyl group.
  • the 3-membered cyclic ether group is also referred to as an epoxy group, and the 4-membered cyclic ether group is also referred to as an oxetanyl group.
  • the structural unit (a2-1) having an epoxy group and / or an oxetanyl group may have at least one epoxy group or oxetanyl group in one structural unit, and one or more epoxy groups and one It may have one or more oxetanyl groups, two or more epoxy groups, or two or more oxetanyl groups, and is not particularly limited, but preferably has a total of 1 to 3 epoxy groups and / or oxetanyl groups, It is more preferable to have a total of 1 or 2 of epoxy group and / or oxetanyl group, and it is further preferable to have 1 epoxy group or oxetanyl group.
  • radically polymerizable monomer used to form the structural unit having an epoxy group include, for example, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, glycidyl ⁇ -ethyl acrylate, glycidyl ⁇ -n-propyl acrylate , ⁇ -n-Butyl acrylic acid glycidyl, acrylic acid-3, 4- epoxy butyl, methacrylic acid-3, 4- epoxy butyl, acrylic acid-3, 4- epoxycyclohexyl methyl, methacrylic acid-3, 4- epoxy cyclohexyl Methyl, ⁇ -ethylacrylic acid-3,4-epoxycyclohexylmethyl, o-vinylbenzyl glycidyl ether, m-vinyl benzyl glycidyl ether, p-vinyl benzyl glycidyl ether, described in paragraph No.
  • radically polymerizable monomer used to form the structural unit (a2-1) having the above epoxy group and / or oxetanyl group include a monomer having a methacrylic acid ester structure, and an acrylic acid ester structure. It is preferable that it is a monomer to contain.
  • glycidyl methacrylate 3,4-epoxycyclohexylmethyl acrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate, (3-ethyloxetan-3-yl) methyl acrylate, and methacrylic acid 3-ethyloxetan-3-yl) methyl.
  • These constituent units can be used singly or in combination of two or more.
  • R represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • structural unit having an ethylenically unsaturated group As one of the structural units (a2) having a crosslinkable group, there can be mentioned a structural unit (a2-2) having an ethylenically unsaturated group (hereinafter, also referred to as “structural unit (a2-2)”).
  • the structural unit (a2-2) having an ethylenically unsaturated group is preferably a structural unit having an ethylenically unsaturated group in the side chain, and has an ethylenically unsaturated group at the terminal and has 3 to 16 carbon atoms.
  • the structural unit having a side chain is more preferable, and the structural unit having a side chain represented by the following general formula (a2-2-1) is more preferable.
  • R 301 represents a divalent linking group having 1 to 13 carbon atoms
  • R 302 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • * represents a structural unit having a crosslinkable group ( represents a site linked to the main chain of a2)
  • R 301 is a divalent linking group having a carbon number of 1 to 13, and includes an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an arylene group or a group combining them, such as ester bond, ether bond, amide bond, urethane bond and the like It may contain a bond. Further, the divalent linking group may have a substituent such as a hydroxy group or a carboxyl group at any position. Specific examples of R 301 include the following divalent linking groups.
  • aliphatic side chains including the divalent linking group represented by R 301 above are preferable.
  • the polymer used in the present invention is also preferably a structural unit (a2-3) having a group represented by —NH—CH 2 —O—R (R is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms).
  • a curing reaction can be caused by mild heat treatment, and a cured film excellent in various properties can be obtained.
  • R is preferably an alkyl group having 1 to 9 carbon atoms, and more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • the alkyl group may be any of linear, branched or cyclic alkyl groups, but is preferably a linear or branched alkyl group.
  • the structural unit (a2) is more preferably a structural unit having a group represented by general formula (a2-30) shown below.
  • General formula (a2-30) (In the general formula (a2-30), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.) R 2 is preferably an alkyl group having 1 to 9 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • the alkyl group may be any of linear, branched or cyclic alkyl groups, but is preferably a linear or branched alkyl group.
  • R 2 include methyl, ethyl, n-butyl, i-butyl, cyclohexyl and n-hexyl groups. Among them, i-butyl, n-butyl and methyl are preferable.
  • the structural unit (a2) is 5 to 90 in the polymer containing the structural unit (a2) The mole% is preferred, and 20 to 80 mole% is more preferred.
  • the polymer containing the structural unit (a2) contains the structural unit (a1), in the polymer containing the structural unit (a1) and the structural unit (a2), From the viewpoint of drug resistance, 3 to 70 mol% is preferable, and 10 to 60 mol% is more preferable.
  • the structural unit (a2) is preferably contained in an amount of 3 to 70 mol%, and more preferably 10 to 60 mol%, based on all the structural units of the component (A). preferable.
  • the transparency and chemical resistance of the cured film obtained from the photosensitive resin composition will be good if it is within the above numerical range.
  • the polymer components (1) and (2) may have other structural units (a3) in addition to the above structural units (a1) and / or (a2).
  • a monomer used as another structural unit (a3) For example, Styrenes, (meth) acrylic acid alkyl ester, (meth) acrylic acid cyclic alkyl ester, (meth) acrylic acid aryl ester, unsaturated Dicarboxylic acid diesters, bicyclo unsaturated compounds, maleimide compounds, unsaturated aromatic compounds, conjugated diene compounds, unsaturated monocarboxylic acids, unsaturated dicarboxylic acids, unsaturated dicarboxylic acid anhydrides, and other unsaturated compounds be able to.
  • the monomer used as other structural unit (a3) can be used individually or in combination of 2 or more types.
  • First Embodiment The embodiment in which the polymer component (1) further has one or more other structural units (a3).
  • Second Embodiment The polymer having a structural unit having a group in which the (a1) acid group of the polymer component (2) is protected by an acid-degradable group further has one or more other structural units (a3) Aspect.
  • Third Embodiment An embodiment in which the polymer having a structural unit having a crosslinkable group (a2) of the polymer component (2) further has one or more other structural units (a3).
  • an aspect including a structural unit containing at least an acid group as the other structural unit (a3).
  • Fifth Embodiment The form which consists of 2 or more combination of the said 1st-4th embodiment.
  • Sixth Embodiment An embodiment comprising at least the polymer component (2).
  • the structural unit (a3) include styrene, tert-butoxystyrene, methylstyrene, hydroxystyrene, ⁇ -methylstyrene, acetoxystyrene, methoxystyrene, ethoxystyrene, chlorostyrene, methyl vinyl benzoate, and vinyl benzoic acid.
  • styrenes and a group having an alicyclic skeleton are preferable from the viewpoint of electrical characteristics.
  • (meth) acrylic acid alkyl ester is preferable from the viewpoint of adhesion.
  • Specific examples thereof include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate and the like, and methyl (meth) acrylate is more preferable.
  • 60 mol% or less is preferable, as for the content rate of said structural unit (a3) in the structural unit which comprises a polymer (A), 50 mol% or less is more preferable, and 40 mol% or less is more preferable.
  • the lower limit value may be 0 mol%, but may be, for example, 1 mol% or more, and further 5 mol% or more.
  • the various characteristics of the cured film obtained from the photosensitive resin composition become favorable in it being in the range of said numerical value.
  • the other structural unit (a3) it is preferable to contain an acid group.
  • Good sensitivity is obtained by containing an acid group also in the polymer components (1) and (2).
  • the acid group in the present invention means a proton dissociative group having a pKa of less than 7.
  • the acid group is usually incorporated into the polymer as a structural unit containing an acid group, using a monomer capable of forming an acid group. By including a structural unit containing such an acid group in the polymer, it tends to be easily soluble in an alkaline developer.
  • those derived from a carboxylic acid group those derived from a sulfonamide group, those derived from a phosphonic acid group, those derived from a sulfonic acid group, those derived from a phenolic hydroxyl group, a sulfone Amide groups, sulfonylimide groups and the like are exemplified, and those derived from carboxylic acid groups and / or those derived from phenolic hydroxyl groups are preferred.
  • the constituent unit containing an acid group used in the present invention is more preferably a constituent unit derived from styrene, a constituent unit derived from a vinyl compound, a constituent unit derived from (meth) acrylic acid and / or an ester thereof .
  • the present invention in particular, it is preferable from the viewpoint of sensitivity to contain a structural unit having a carboxyl group or a structural unit having a phenolic hydroxyl group.
  • the structural unit containing an acid group is preferably 1 to 80 mol%, more preferably 1 to 50 mol%, still more preferably 5 to 40 mol%, particularly preferably 5 to 30 mol% of the structural units of all polymer components. And 5 to 20 mol% are particularly preferred.
  • the molecular weight of the polymer components (1) and (2) is preferably in the range of 1,000 to 200,000, more preferably 2,000 to 50,000 in terms of polystyrene equivalent weight average molecular weight. Various characteristics are favorable in it being in the range of said numerical value.
  • the ratio of the number average molecular weight to the weight average molecular weight (degree of dispersion) is preferably 1.0 to 5.0, and more preferably 1.5 to 3.5.
  • the photosensitive resin composition of the present invention preferably contains 50 to 99.9 parts by mass of the polymer components (1) and (2) with respect to 100 parts by mass of the total solid content, and 70 to 98 parts by mass It is more preferable to include in the ratio of
  • the photosensitive resin composition of the present invention has a weight represented by (S) formula (1) satisfying 50 to 3,000, a weight average molecular weight of 1,000 to 50,000, and a weight having a structural unit containing a carboxyl group. It contains a united body (sometimes referred to herein as "(S) component").
  • the component (S) is a polymer having a solid acid value of 200 mg KOH / g, and the content of the component (S) is 5% by mass based on all components other than the solvent of the photosensitive resin composition of the present invention.
  • the solid acid value in Formula (1) was measured by the following method. 1 g of a PGMEA solution (40 mass%) of the (S) component is dissolved in 54 ml of propylene glycol monomethyl ether and 6 ml of pure water and titrated by potentiometric titration using a 0.1 mol / l KOH aqueous solution, 40 mass% The solution acid number was determined. From the solution acid value, the acid value of only the (S) component was calculated to be a solid acid value.
  • the calculated value of the above formula (1) is 50 to 3,000, preferably 100 to 2,000, and more preferably 150 to 1,000.
  • the ratio of the acid group (particularly, carboxyl group) in the polymer component in the photosensitive resin composition becomes an appropriate compounding amount, and the substrate adhesion during development is maintained while maintaining high sensitivity. It is possible to further improve the chemical resistance.
  • the above effect is achieved by blending a component (S) that is soluble in an alkali. Is surprising.
  • the solid acid value of the component (S) is preferably 100 to 350 mg KOH / g, more preferably 140 to 300 mg KOH / g, and still more preferably 180 to 250 mg KOH / g. In the case of the above range, the sensitivity and the adhesion to the substrate can be compatible.
  • the (S) component in the present invention is a polymer different from the above polymer components (1) and (2). Therefore, normally, the structural unit having (a1) the acid group having a group protected by an acid-degradable group and the structural unit having (a2) a crosslinkable group are not included.
  • the component (S) is a polymer having a weight average molecular weight of 1000 to 50000, preferably a polymer of 1250 to 40000, and more preferably a polymer of 1500 to 30000.
  • the weight average molecular weight is in the above range, the compatibility with the resin of the polymers (1) and (2) is excellent, and the chemical resistance is good.
  • the molecular weight of the (S) component is less than 1000, it is rapidly mixed with the developer and the effect of the present invention is not exhibited.
  • a weight average molecular weight is a weight average molecular weight of polystyrene conversion measured by the gel permeation chromatography at the time of using tetrahydrofuran (THF) as a solvent.
  • the component (S) has at least a structural unit containing a carboxyl group.
  • the component (S) has a structural unit containing a carboxyl group, while maintaining high sensitivity, the adhesion is excellent, and the chemical resistance is also good, and the preferred embodiment of the present invention can be realized.
  • the constituent unit having a carboxyl group is not particularly limited as long as it has at least one carboxyl group in the molecule, and known constituent units can be used.
  • structural units derived from unsaturated carboxylic acids having at least one carboxyl group in the molecule such as unsaturated monocarboxylic acids, unsaturated dicarboxylic acids, unsaturated tricarboxylic acids, and the like can be mentioned.
  • unsaturated carboxylic acid etc. which are used by this invention as a structural unit which has a carboxyl group, what is listed below is used. That is, as unsaturated monocarboxylic acid, for example, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, ⁇ -chloroacrylic acid, cinnamic acid, 2- (meth) acryloyloxyethyl-succinic acid, 2- (meth) acrylic acid Leuoxyethyl hexahydrophthalic acid, 2- (meth) acryloyloxyethyl-phthalic acid, etc. may be mentioned.
  • unsaturated monocarboxylic acid for example, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, ⁇ -chloroacrylic acid, cinnamic acid, 2- (meth) acryloyloxyethyl-succinic acid, 2- (meth) acrylic acid Leuoxyethyl hexahydrophthalic acid, 2- (me
  • unsaturated dicarboxylic acid maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, mesaconic acid etc. are mentioned, for example.
  • unsaturated polyvalent carboxylic acid used to obtain the structural unit having a carboxyl group may be the acid anhydride.
  • maleic anhydride, itaconic anhydride, citraconic anhydride and the like can be mentioned.
  • the unsaturated polyvalent carboxylic acid may be a mono (2-methacryloyloxyalkyl) ester of polyvalent carboxylic acid, for example, succinic acid mono (2-acryloyloxyethyl), succinic acid mono (2 -Methacryloyloxyethyl), phthalic acid mono (2-acryloyloxyethyl), phthalic acid mono (2-methacryloyloxyethyl) and the like.
  • the unsaturated polyvalent carboxylic acid may be a mono (meth) acrylate of its both terminal dicarboxy polymer, and examples thereof include ⁇ -carboxypolycaprolactone monoacrylate, ⁇ -carboxypolycaprolactone monomethacrylate and the like.
  • acrylic acid 2-carboxyethyl ester, methacrylic acid 2-carboxyethyl ester, monoalkyl ester of maleic acid, monoalkyl ester of fumaric acid, 4-carboxystyrene and the like can also be used.
  • the structural unit containing a carboxyl group may be constituted by one kind alone, or may be constituted by two or more kinds.
  • a structural unit which has a carboxyl group you may use what is listed below.
  • the (S) component in this invention is a polymer which has at least one of the following structural unit A group.
  • the carboxyl group when the carboxyl group is directly bonded to the main chain, the crosslink density of the film after curing is improved, so that the chemical resistance is excellent. Therefore, a structural unit in which a carboxyl group is directly bonded to a straight chain as shown below is preferred.
  • (S) component may have other structural units other than these.
  • a monomer used as another structural unit For example, Styrenes, benzyl methacrylates, (meth) acrylic acid alkyl ester, (meth) acrylic acid cyclic alkyl ester, (meth) acrylic acid aryl ester, Saturated dicarboxylic acid diesters, bicyclo unsaturated compounds, maleimide compounds, unsaturated aromatic compounds, conjugated diene compounds, unsaturated monocarboxylic acids, unsaturated dicarboxylic acids, unsaturated dicarboxylic acid anhydrides, and other unsaturated compounds It can be mentioned.
  • the (S) component contains the following constituent unit B group.
  • Such a structural unit is hydrophobic and enables the developer to more appropriately penetrate the polymer component of the photosensitive resin composition.
  • such a structure is preferable also from the point which does not inhibit coordination of the resin component to the substrate.
  • the monomer which becomes another structural unit can be used individually or in combination of 2 or more types. 70 mol% or less is preferable, as for content of the structural unit containing a carboxyl group in (S) component, 60 mol% or less is more preferable, and 50 mol% or less is especially preferable.
  • Et represents an ethyl group.
  • ARUFON UC-3080 solid acid value 230, weight average molecular weight 14000
  • ARUFON UC-3900 solid acid value 108, weight average molecular weight 4600
  • ARUFON UC-3910 solid acid value
  • ARUFON UC-3920 solid acid value 240, weight average molecular weight 15500
  • Joncryl 67 solid acid value 213, weight average molecular weight 12500
  • Joncryl 678 solid acid value 215, weight average molecular weight 8500
  • Joncryl 586 solid acid value 108, weight average molecular weight 4600
  • Joncryl 680 solid acid value 215, weight average molecular weight 4900
  • Joncryl 682 solid acid value 238, weight Average molecular weight 1700
  • Joncryl 690 solid acid value 240, weight average molecular weight 16500
  • Joncryl JDX-C3080 solid acid value 230, weight average molecular weight 14000 (above, may also be preferably used BASF Ltd.).
  • the content of the component (S) with respect to the total solid content is preferably 0.5 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 10% by mass, and still more preferably 0.7 to 5% by mass. In the case of the above range, the crosslinking reaction by the components (1) and (2) proceeds well, and the chemical resistance becomes good.
  • the content of the carboxylic acid having a weight average molecular weight of less than 1000 is preferably 3% by mass or less, preferably 1% by mass or less, and it is more preferable not to substantially contain it.
  • Examples of such low molecular weight carboxylic acids include those described in JP-A-2000-66406, the contents of which are incorporated herein.
  • benzyl (meth) acrylate / (meth) acrylic acid copolymer 2-hydroxyethyl (meth) acrylate / benzyl (meth) acrylate / (meth) acrylic acid copolymer, 2-hydroxy that is not the (S) component
  • Propyl (meth) acrylate / polystyrene macromonomer / benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate / polymethyl methacrylate macromonomer / benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer, 2-hydroxyethyl methacrylate / Polystyrene macromonomer / methyl methacrylate / methacrylic acid copolymer, 2-hydroxyethyl methacrylate / polystyrene macromonomer / benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer, etc.
  • the blending amount of such other polymer components is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and 3% by mass or less of the total amount of the polymer components. More preferable.
  • commercially available SMA 1000 P, SMA 2000 P, SMA 3000 P manufactured by Cray Valley), and the like can also be used.
  • the total amount of the polymer component ((A) component and (S) component) in this invention is 60 mass% or more of the total solid of the photosensitive resin composition of this invention, and 65 mass% or more
  • the content is more preferably 70% by mass or more.
  • the photosensitive resin composition of the present invention contains (B) a photoacid generator.
  • a photoacid generator also referred to as "component (B)"
  • a compound which is sensitive to actinic light having a wavelength of 300 nm or more, preferably 300 to 450 nm, and generates an acid is preferred. It is not limited by its chemical structure.
  • a photoacid generator which does not directly react to actinic light having a wavelength of 300 nm or more can also be used as a sensitizer if it is a compound that responds to actinic light having a wavelength of 300 nm or more by using it in combination with a sensitizer.
  • produces the acid of 4 or less pKa is preferable,
  • photoacid generators examples include trichloromethyl-s-triazines, sulfonium salts and iodonium salts, quaternary ammonium salts, diazomethane compounds, imidosulfonate compounds, and oxime sulfonate compounds. Among these, it is preferable to use an oxime sulfonate compound from the viewpoint of insulation. These photoacid generators can be used singly or in combination of two or more.
  • Preferred examples of the oxime sulfonate compound ie, a compound having an oxime sulfonate structure, include a compound having an oxime sulfonate structure represented by the following general formula (B1).
  • R 21 represents an alkyl group or an aryl group.
  • the wavy line represents a bond to another group.
  • any group may be substituted, and the alkyl group in R 21 may be linear, branched or cyclic.
  • the permissible substituents are described below.
  • the alkyl group of R 21 is an aryl group having 6 to 11 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, or a bridged oil such as a cycloalkyl group (7, 7-dimethyl-2-oxo norbornyl group) It may be substituted with a ring group, preferably a bicycloalkyl group and the like.
  • the aryl group of R 21 is preferably an aryl group having 6 to 11 carbon atoms, and more preferably a phenyl group or a naphthyl group.
  • the aryl group of R 21 may be substituted by a lower alkyl group, an alkoxy group or a halogen atom.
  • the above-mentioned compound containing an oxime sulfonate structure represented by the above general formula (B1) is also preferably an oxime sulfonate compound represented by the following general formula (B2).
  • R 42 represents an alkyl group or an aryl group
  • X represents an alkyl group, an alkoxy group, or a halogen atom
  • m 4 represents an integer of 0 to 3
  • m 4 is 2 or When it is 3, plural X may be the same or different.
  • the alkyl group as X is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • the alkoxy group as X is preferably a linear or branched alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms.
  • the halogen atom as X is preferably a chlorine atom or a fluorine atom.
  • m4 is preferably 0 or 1. In the above general formula (B2), m4 is 1, X is a methyl group, the substitution position of X is an ortho position, and R 42 is a linear alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, 7, 7- Particular preference is given to compounds which are the dimethyl-2-oxonorbornylmethyl group or the p-toluyl group.
  • the compound containing an oxime sulfonate structure represented by the above general formula (B1) is also preferably an oxime sulfonate compound represented by the following general formula (B3).
  • R 43 has the same meaning as R 42 in the formula (B2), and X 1 is a halogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, cyano Represents a group or a nitro group, and n4 represents an integer of 0 to 5.
  • R 43 in the above general formula (B3) methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-octyl group, trifluoromethyl group, pentafluoroethyl group, perfluoro-n-propyl group Perfluoro-n-butyl group, p-tolyl group, 4-chlorophenyl group or pentafluorophenyl group is preferable, and n-octyl group is particularly preferable.
  • X 1 an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and a methoxy group is more preferable.
  • n 4 0 to 2 is preferable, and 0 to 1 is particularly preferable.
  • Specific examples of the compound represented by the above general formula (B3) include ⁇ - (methylsulfonyloxyimino) benzyl cyanide, ⁇ - (ethylsulfonyloxyimino) benzyl cyanide, ⁇ - (n-propylsulfonyloxyimino) ) Benzyl cyanide, ⁇ - (n-butylsulfonyloxyimino) benzyl cyanide, ⁇ - (4-toluenesulfonyloxyimino) benzyl cyanide, ⁇ -[(methylsulfonyloxyimino) -4-methoxyphenyl] acetonitrile, ⁇ -[(ethylsulfonyloxyimino) -4-methoxyphenyl] acetonitrile, ⁇ -[(n-propylsulfonyloxyimino) -4-methoxyphenyl
  • preferable oxime sulfonate compounds include the following compounds (i) to (viii) and the like, and one kind may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
  • Compounds (i) to (viii) can be obtained as commercial products. It can also be used in combination with other types of (B) photoacid generators.
  • the compound containing an oxime sulfonate structure represented by the above general formula (B1) is also preferably a compound represented by the following general formula (OS-1).
  • R 101 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an acyl group, a carbamoyl group, a sulfamoyl group, a sulfo group, a cyano group, an aryl group, or Represents a heteroaryl group.
  • R 102 represents an alkyl group or an aryl group.
  • X 101 is -O -, - S -, - NH -, - NR 105 -, - CH 2 -, - CR 106 H-, or, -CR 105 R 107 - represents, R 105 ⁇ R 107 is an alkyl group Or an aryl group.
  • R 121 to R 124 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an amino group, an alkoxycarbonyl group, an alkylcarbonyl group, an arylcarbonyl group, an amido group, a sulfo group, a cyano group, Or represents an aryl group.
  • R 121 to R 124 may be respectively bonded to each other to form a ring.
  • R 121 to R 124 a hydrogen atom, a halogen atom, and an alkyl group are preferable, and an embodiment in which at least two of R 121 to R 124 bond to each other to form an aryl group is also preferably mentioned.
  • R 121 to R 124 are hydrogen atoms is preferable from the viewpoint of sensitivity.
  • Any of the functional groups described above may further have a substituent.
  • the compound represented by the above general formula (OS-1) is more preferably a compound represented by the following general formula (OS-2).
  • R 101 , R 102 and R 121 to R 124 each has the same meaning as in formula (OS-1), and preferred examples are also the same.
  • R 101 in the general formula (OS-1) and the general formula (OS-2) is a cyano group or an aryl group is more preferable, and is represented by the general formula (OS-2)
  • R 101 is a cyano group, a phenyl group or a naphthyl group.
  • the steric structures (E, Z, etc.) of the oxime and the benzothiazole ring may be either one or a mixture.
  • the compound having an oxime sulfonate structure represented by the above general formula (B1) includes the following general formula (OS-3), the following general formula (OS-4) or the following general formula (OS-5) It is preferable that it is an oxime sulfonate compound represented by these.
  • R 22 , R 25 and R 28 each independently represent an alkyl group, an aryl group or a heteroaryl group
  • R 23 , R 26 and R 29 Each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group or a halogen atom
  • R 24 , R 27 and R 30 each independently represent a halogen atom, an alkyl group, an alkyloxy group, a sulfonic acid group, an aminosulfonyl group or an alkoxysulfonyl group
  • X 1 to X 3 each independently represent an oxygen atom or a sulfur atom
  • n 1 to n 3 each independently represent 1 or 2
  • m 1 to m 3 each independently represent an integer of 0 to 6 Represents
  • the alkyl group, aryl group or heteroaryl group of R 22 , R 25 and R 28 may have a substituent.
  • the alkyl group for R 22 , R 25 and R 28 is an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms in total that may have a substituent. Is preferred.
  • the heteroaryl group for R 1 is preferably a heteroaryl group having 4 to 30 carbon atoms in total that may have a substituent.
  • At least one ring in R 22 , R 25 and R 28 may be a heteroaromatic ring, for example, a heteroaromatic ring and benzene The ring may be fused.
  • R 23, R 26 and R 29 is preferably a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group, and more is a hydrogen atom or an alkyl group preferable.
  • one or two of R 23 , R 26 and R 29 present in the compound at 2 or more are an alkyl group, an aryl group or a halogen atom It is more preferable that one be an alkyl group, an aryl group or a halogen atom, and it is particularly preferable that one be an alkyl group and the rest be a hydrogen atom.
  • the alkyl group for R 23 , R 26 and R 29 is preferably an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms in total that may have a substituent, and may have 1 to 12 carbon atoms in total optionally having a substituent. More preferably, it is an alkyl group of 6.
  • the aryl group in R 23 , R 26 and R 29 is preferably an aryl group having a total of 6 to 30 carbon atoms which may have a substituent.
  • each of X 1 to X 3 independently represents O or S, and is preferably O.
  • a ring containing X 1 to X 3 as ring members is a 5- or 6-membered ring.
  • n 1 to n 3 each independently represent 1 or 2, and when X 1 to X 3 are O, n 1 to n 3 are each independently Is preferable, and when X 1 to X 3 are S, n 1 to n 3 are preferably each independently 2.
  • R 24 , R 27 and R 30 each independently represent a halogen atom, an alkyl group, an alkyloxy group, a sulfonic acid group, an aminosulfonyl group or an alkoxysulfonyl group.
  • R 24 , R 27 and R 30 are preferably each independently an alkyl group or an alkyloxy group.
  • the alkyl group, alkyloxy group, sulfonic acid group, aminosulfonyl group and alkoxysulfonyl group of R 24 , R 27 and R 30 may have a substituent.
  • the alkyl group for R 24 , R 27 and R 30 is an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms in total which may have a substituent. Is preferred.
  • the alkyloxy group in R 24 , R 27 and R 30 is an alkyloxy group having 1 to 30 carbon atoms in total that may have a substituent. Is preferred.
  • m 1 to m 3 each independently represent an integer of 0 to 6, preferably 0 to 2, and 0 or 1. It is more preferable that there be, and it is particularly preferable that it is 0. Moreover, about each substituent of said (OS-3)-(OS-5), substitution of (OS-3)-(OS-5) as described in stage number 0092-0109 of Unexamined-Japanese-Patent No. 2011-221494 is mentioned. The preferred range of groups is likewise preferred.
  • the compound containing an oxime sulfonate structure represented by the above general formula (B1) is particularly preferably an oxime sulfonate compound represented by any of the following general formulas (OS-6) to (OS-11) preferable.
  • R 301 to R 306 represent an alkyl group, an aryl group or a heteroaryl group
  • R 307 represents a hydrogen atom or a bromine atom
  • R 308 to R 310 R 313 , R 316 and R 318 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a halogen atom, a chloromethyl group, a bromomethyl group, a bromoethyl group, a methoxymethyl group, a phenyl group or a chlorophenyl group
  • R 311 and R 314 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a methyl group or a methoxy group
  • R 312 , R 315 , R 317 and R 319 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group.
  • the preferable range in said general formula (OS-6)-(OS-11) is a preferable range of (OS-6)-(OS-11) described in Paragraph No. 0110-0112 of Unexamined-Japanese-Patent No. 2011-221494. Is the same as
  • the oxime sulfonate compound represented by said general formula (OS-3)-said general formula (OS-5) the compound as described in stage number 0114-0120 of Unexamined-Japanese-Patent No. 2011-221494 is mentioned.
  • the present invention is not limited to these.
  • the compound containing an oxime sulfonate structure represented by the above general formula (B1) is also preferably an oxime sulfonate compound represented by the following general formula (B4).
  • General formula (B4) (In the general formula (B4), R 1 represents an alkyl group or an aryl group, R 2 represents an alkyl group, an aryl group or a heteroaryl group. R 3 to R 6 each represent a hydrogen atom or an alkyl R 3 and R 4 , R 4 and R 5 , or R 5 and R 6 may combine to form an alicyclic or aromatic ring, and X represents — Represents O- or S-)
  • R 1 represents an alkyl group or an aryl group.
  • the alkyl group is preferably an alkyl group having a branched structure or an alkyl group having a cyclic structure.
  • the carbon number of the alkyl group is preferably 3 to 10.
  • an alkyl group having 3 to 6 carbon atoms is preferable, and when having an annular structure, an alkyl group having 5 to 7 carbon atoms is preferable.
  • alkyl group for example, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, s-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, 1,1-dimethylpropyl group, hexyl group And 2-ethylhexyl group, cyclohexyl group, octyl group and the like, preferably isopropyl group, tert-butyl group, neopentyl group and cyclohexyl group.
  • the carbon number of the aryl group is preferably 6 to 12, more preferably 6 to 8, and still more preferably 6 to 7.
  • aryl group a phenyl group, a naphthyl group, etc. are mentioned, Preferably, it is a phenyl group.
  • the alkyl group and aryl group represented by R 1 may have a substituent.
  • halogen atom fluorine atom, chloro atom, bromine atom, iodine atom
  • linear, branched or cyclic alkyl group for example, methyl group, ethyl group, propyl group etc.
  • alkenyl group alkynyl group
  • Aryl group acyl group, alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, carbamoyl group, cyano group, carboxyl group, hydroxyl group, alkoxy group, aryloxy group, alkylthio group, arylthio group, heterocyclic oxy group, acyloxy group, amino group, A nitro group, a hydrazino group, a heterocyclic group etc.
  • they are a halogen atom and a methyl group.
  • R 1 is preferably an alkyl group from the viewpoint of transparency, and from the viewpoint of achieving both storage stability and sensitivity, R 1 has a branched structure having 3 to 6 carbon atoms Alkyl group, alkyl group of cyclic structure having 5 to 7 carbon atoms, or phenyl group is preferable, alkyl group having branched structure of 3 to 6 carbon atoms, or alkyl group of cyclic structure having 5 to 7 carbon atoms is more preferable .
  • a bulky group in particular, a bulky alkyl group
  • isopropyl group, tert-butyl group, neopentyl group and cyclohexyl group are preferable, and tert-butyl group and cyclohexyl group are more preferable.
  • R 2 represents an alkyl group, an aryl group or a heteroaryl group.
  • the alkyl group represented by R 2 is preferably a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
  • Examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, neopentyl group, hexyl group, cyclohexyl group and the like, with preference given to methyl It is a group.
  • the aryl group is preferably an aryl group having 6 to 10 carbon atoms.
  • the aryl group may, for example, be a phenyl group, a naphthyl group or a p-toluyl group (p-methylphenyl group), preferably a phenyl group or a p-toluyl group.
  • the heteroaryl group include pyrrole group, indole group, carbazole group, furan group and thiophene group.
  • the alkyl group, aryl group and heteroaryl group represented by R 2 may have a substituent.
  • the substituent is the same as the substituent which the alkyl group and aryl group represented by R 1 may have.
  • R 2 is preferably an alkyl group or an aryl group, more preferably an aryl group, and more preferably a phenyl group.
  • a substituent of a phenyl group a methyl group is preferable.
  • R 3 to R 6 each represent a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group or a halogen atom (a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom).
  • the alkyl group represented by R 3 to R 6 is the same as the alkyl group represented by R 2 , and the preferred range is also the same.
  • the aryl group represented by R 3 to R 6 is the same as the aryl group represented by R 1 , and the preferred range is also the same.
  • R 3 and R 4 , R 4 and R 5 , or R 5 and R 6 may combine to form a ring, and as the ring, an alicyclic or aromatic ring is formed.
  • R 3 to R 6 each represents a hydrogen atom, an alkyl group, a halogen atom (a fluorine atom, a chlorine atom or a bromine atom), or R 3 and R 4 , R 4 and R 5 , or R 5 and R 6
  • R 3 to R 6 is a benzene ring
  • a hydrogen atom, a methyl group, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or R 3 and R 4 , R 4 and R 5 , or R 5 and R 6 are bonded to form a benzene ring.
  • Preferred embodiments of R 3 to R 6 are as follows.
  • Aspect 1 At least two are hydrogen atoms.
  • Aspect 2 The number of alkyl groups, aryl groups or halogen atoms is one or less.
  • Aspect 3) R 3 and R 4 , R 4 and R 5 , or R 5 and R 6 combine to form a benzene ring.
  • Aspect 4) An aspect satisfying Aspects 1 and 2 and / or an aspect satisfying Aspects 1 and 3.
  • X represents -O- or S-.
  • Ts represents a tosyl group (p-toluenesulfonyl group)
  • Me represents a methyl group
  • Bu represents an n-butyl group
  • Ph represents a phenyl group.
  • the photoacid generator is based on 100 parts by mass of all resin components (preferably solid content, more preferably total of copolymers) in the photosensitive resin composition. It is preferable to use 0.1 to 10 parts by mass, and it is more preferable to use 0.5 to 10 parts by mass. Two or more types can also be used in combination.
  • the photosensitive resin composition of the present invention contains (C) a solvent.
  • the photosensitive resin composition of the present invention is preferably prepared as a solution in which the essential components of the present invention and further optional components described below are dissolved in the solvent (C).
  • solvent (C) used in the photosensitive resin composition of the present invention known solvents can be used, and ethylene glycol monoalkyl ethers, ethylene glycol dialkyl ethers, ethylene glycol monoalkyl ether acetates, propylene Glycol monoalkyl ethers, propylene glycol dialkyl ethers, propylene glycol monoalkyl ether acetates, diethylene glycol dialkyl ethers, diethylene glycol monoalkyl ether acetates, dipropylene glycol monoalkyl ethers, dipropylene glycol dialkyl ethers, dipropylene glycol Monoalkyl ether acetates, esters, ketones, amides, lactones and the like can be exemplified.
  • (C) solvent used for the photosensitive resin composition of this invention the solvent as described in Paragraph No. 0174-0178 of Unexamined-Japanese-Patent No. 2011-221494 is also mentioned, These contents are this-application specification. Incorporated into the book.
  • benzyl ethyl ether dihexyl ether, ethylene glycol monophenyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, isophorone, caproic acid, caprylic acid, 1-octanol, 1-nonal according to need.
  • Solvents such as benzyl alcohol, anisole, benzyl acetate, ethyl benzoate, diethyl oxalate, diethyl maleate, ethylene carbonate and propylene carbonate can also be added. These solvents can be used singly or in combination of two or more.
  • the solvents which can be used in the present invention are preferably used singly or in combination of two or more, and propylene glycol monoalkyl ether acetates or dialkyl ethers, diacetates and diethylene glycol dialkyl ethers, or esters More preferably, butylene glycol alkyl ether acetates and butylene glycol alkyl ether acetates are used in combination.
  • the solvent (C) is preferably a solvent having a boiling point of 130 ° C. or more and less than 160 ° C., a solvent having a boiling point of 160 ° C. or more, or a mixture thereof. As solvents having a boiling point of 130 ° C.
  • propylene glycol monomethyl ether acetate (boiling point 146 ° C.), propylene glycol monoethyl ether acetate (boiling point 158 ° C.), propylene glycol methyl n-butyl ether (boiling point 155 ° C.), propylene glycol
  • An example is methyl-n-propyl ether (boiling point 131 ° C.).
  • ethyl 3-ethoxypropionate (boiling point 170 ° C.), diethylene glycol methyl ethyl ether (boiling point 176 ° C.), propylene glycol monomethyl ether propionate (boiling point 160 ° C.), dipropylene glycol methyl ether acetate (Boiling point 213 ° C), 3-methoxybutyl ether acetate (boiling point 171 ° C), diethylene glycol diethyl ether (boiling point 189 ° C), diethylene glycol dimethyl ether (boiling point 162 ° C), propylene glycol diacetate (boiling point 190 ° C), diethylene glycol monoethyl ether acetate (Boiling point 220 ° C), dipropylene glycol dimethyl ether (boiling point 175 ° C), 1,3-butylene glycol diacetate (boiling point 170
  • the content of the solvent (C) in the photosensitive resin composition of the present invention is preferably 50 to 95 parts by mass, and 60 to 90 parts by mass with respect to 100 parts by mass of all resin components in the photosensitive resin composition. It is further preferred that
  • the photosensitive resin composition of the present invention in addition to the above components, if necessary, (D) alkoxysilane compound, (E) crosslinking agent, (F) sensitizer, (G) surfactant, ( H) Basic compounds, (I) antioxidants can be preferably added. Furthermore, the photosensitive resin composition of the present invention includes an acid multiplying agent, a development accelerator, a plasticizer, a thermal radical generator, a thermal acid generator, an ultraviolet absorber, a thickener, and an organic or inorganic precipitation inhibitor. And the like can be added.
  • the photosensitive resin composition of the present invention preferably contains (D) an alkoxysilane compound (also referred to as “component (D)”).
  • component (D) an alkoxysilane compound
  • adhesion between a film formed by the photosensitive resin composition of the present invention and a substrate can be improved, or the properties of a film formed by the photosensitive resin composition of the present invention can be adjusted.
  • an alkoxysilane compound a dialkoxysilane compound or a trialkoxysilane compound is preferable, and a trialkoxysilane compound is more preferable.
  • the carbon number of the alkoxy group which the alkoxysilane compound has is preferably 1 to 5.
  • the (D) alkoxysilane compound which can be used for the photosensitive resin composition of the present invention is an inorganic substance to be a base material, for example, silicon compounds such as silicon, silicon oxide, silicon nitride, gold, copper, molybdenum, titanium, aluminum
  • the compound is preferably a compound that improves the adhesion between the metal and the insulating film.
  • known silane coupling agents are also effective.
  • silane coupling agent for example, ⁇ -aminopropyltrimethoxysilane, ⁇ -aminopropyltriethoxysilane, ⁇ -glycidoxypropyltrialkoxysilane, ⁇ -glycidoxypropylalkyldialkoxysilane, ⁇ -methacryloxy Propyltrialkoxysilane, ⁇ -methacryloxypropylalkyldialkoxysilane, ⁇ -chloropropyltrialkoxysilane, ⁇ -mercaptopropyltrialkoxysilane, ⁇ - (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrialkoxysilane, vinyltrialkoxysilane Can be mentioned.
  • ⁇ -glycidoxypropyltrialkoxysilane and ⁇ -methacryloxypropyltrialkoxysilane are more preferable, ⁇ -glycidoxypropyltrialkoxysilane is more preferable, and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane is more preferable. More preferable. These can be used singly or in combination of two or more.
  • Ph is a phenyl group.
  • the (D) alkoxysilane compound in the photosensitive resin composition of the present invention known compounds can be used without particular limitation thereto.
  • KBM-3103, KBM-846 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
  • the photosensitive resin composition of the present invention contains (D) an alkoxysilane compound
  • the content of the (D) alkoxysilane compound is 0 with respect to 100 parts by mass of the total solid content in the photosensitive resin composition.
  • the amount is preferably 1 to 30 parts by mass, and more preferably 0.5 to 20 parts by mass.
  • the photosensitive resin composition of this invention contains a crosslinking agent as needed.
  • the crosslinking agent is not particularly limited as long as the crosslinking reaction occurs by heat.
  • Excluding component A For example, compounds having two or more epoxy groups or oxetanyl groups in the molecule described below, alkoxymethyl group-containing crosslinking agents, compounds having at least one ethylenically unsaturated double bond, blocked isocyanate compounds, etc. It can be added.
  • the addition amount of the crosslinking agent is 0.01 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total solid content of the photosensitive resin composition.
  • the content is preferably 0.1 to 30 parts by mass, more preferably 0.5 to 20 parts by mass. By adding in this range, a cured film having excellent mechanical strength and solvent resistance can be obtained.
  • a plurality of crosslinking agents can be used in combination, in which case all the crosslinking agents are added to calculate the content.
  • Compound having two or more epoxy groups or oxetanyl groups in the molecule Specific examples of the compound having two or more epoxy groups in the molecule include bisphenol A epoxy resin, bisphenol F epoxy resin, phenol novolac epoxy resin, cresol novolac epoxy resin, aliphatic epoxy resin and the like. Can.
  • JER 157 S70, JER 157 S 65, JER 1007 manufactured by Mitsubishi Chemical Holdings Co., Ltd.
  • JER 1007 manufactured by Mitsubishi Chemical Holdings Co., Ltd.
  • JER 1007 commercially available products described in paragraph No. 0189 of JP 2011-221494 A, and the like can be mentioned.
  • ADEKA RESIN EP-4000S, EP-4003S, EP-4010S, EP-4011S (above, made by ADEKA), NC-2000, NC-3000, NC-7300, XD-1000, EPPN-501, EPPN-502 (above, made by ADEKA Co., Ltd.), Denacol EX-611, EX-612, EX-614, EX-614B, EX-622, EX-512, EX-521, EX-411, EX-421, EX-313, EX-314, EX-321, EX-211, EX-212, EX-810, EX-811, EX-850, EX-851, EX-821, EX-830, EX- 832, EX-841, EX-911, EX-941, EX-920, EX-931, EX-212L, EX- 14L, EX-216L, EX-321L, EX-850L, DLC-201, DLC-203,
  • bisphenol A epoxy resin bisphenol F epoxy resin, phenol novolac epoxy resin, aliphatic epoxy, and aliphatic epoxy resin are more preferable, and bisphenol A epoxy resin is particularly preferable.
  • aron oxetane OXT-121, OXT-221, OX-SQ, PNOX all manufactured by Toagosei Co., Ltd.
  • the compound containing an oxetanyl group is preferably used alone or in combination with a compound containing an epoxy group.
  • alkoxymethyl group-containing crosslinking agents described in paragraphs 0107 to 0108 of JP-A-2012-8223, and compounds having at least one ethylenically unsaturated double bond are also preferably used. The contents of which are incorporated herein.
  • alkoxymethyl group-containing crosslinking agent alkoxymethylated glycoluril is preferable.
  • a blocked isocyanate compound can also be preferably employed as the crosslinking agent.
  • the blocked isocyanate compound is not particularly limited as long as it is a compound having a blocked isocyanate group, but from the viewpoint of curability, a compound having two or more blocked isocyanate groups in one molecule is preferable.
  • the block isocyanate group in this invention is group which can produce
  • the blocked isocyanate group is preferably a group capable of generating an isocyanate group by heat at 90 ° C. to 250 ° C.
  • the skeleton of the blocked isocyanate compound is not particularly limited, and may be any one having two isocyanate groups in one molecule, and it may be aliphatic, alicyclic or aromatic.
  • the polyisocyanate may be, for example, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, 1,3-trimethylene diisocyanate, 1,4-tetramethylene Diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 1,9-nonamethylene diisocyanate, 1,10-decamethylene diisocyanate, 1,4-cyclohexane diisocyanate, 2 2'-diethyl ether diisocyanate, diphenylmethane-4,4'-diisocyanate, o-xylene diisocyanate, m-xylene diisocyanate, p-xylene diisocyanate, methylene bis (cyclohexyl isocyanate), cyclohexane-1,3
  • TKI tolylene diisocyanate
  • MDI diphenylmethane diisocyanate
  • HDI hexamethylene diisocyanate
  • IPDI isophorone diisocyanate
  • a biuret type, an isocyanurate type, an adduct type, a bifunctional prepolymer type etc. can be mentioned.
  • the blocking agent forming the block structure of the blocked isocyanate compound include oxime compounds, lactam compounds, phenol compounds, alcohol compounds, amine compounds, active methylene compounds, pyrazole compounds, mercaptan compounds, imidazole compounds, imide compounds and the like be able to.
  • blocking agents selected from oxime compounds, lactam compounds, phenol compounds, alcohol compounds, amine compounds, active methylene compounds and pyrazole compounds are particularly preferable.
  • Examples of the oxime compounds include oximes and ketoximes, and specific examples thereof include acetoxy, formaldoxime, cyclohexane oxime, methyl ethyl ketone oxime, cyclohexanone oxime, benzophenone oxime, and acetoxime.
  • Examples of the lactam compound include ⁇ -caprolactam, ⁇ -butyrolactam and the like.
  • Examples of the phenol compound include phenol, naphthol, cresol, xylenol, halogen-substituted phenol and the like.
  • Examples of the alcohol compound include methanol, ethanol, propanol, butanol, cyclohexanol, ethylene glycol monoalkyl ether, propylene glycol monoalkyl ether, alkyl lactate and the like.
  • Examples of the amine compound include primary amines and secondary amines. Any of aromatic amines, aliphatic amines and alicyclic amines may be used, and aniline, diphenylamine, ethyleneimine, polyethyleneimine and the like can be exemplified.
  • Examples of the active methylene compound include diethyl malonate, dimethyl malonate, ethyl acetoacetate, methyl acetoacetate and the like.
  • Examples of the pyrazole compound include pyrazole, methyl pyrazole, dimethyl pyrazole and the like.
  • Examples of the mercaptan compound include alkyl mercaptan and aryl mercaptan.
  • Blocked isocyanate compounds that can be used for the photosensitive resin composition of the present invention are commercially available products, for example, Coronate AP table M, Coronate 2503, 2515, 2507, 2513, 2555, Millionate MS-50 (all, above) Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., Takenate B-830, B-815N, B-820NSU, B-842N, B-846N, B-870N, B-874N, B-882N (all manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) ), Duranate 17B-60PX, 17B-60P, TPA-B80X, TPA-B80E, MF-B60X, MF-B60B, MF-K60X, MF-K60B, E402-B80B, SBN-70D, SBB-70P, K6000 (or more) , Asahi Kasei Chemicals Co., Ltd., Death Module B 1100, BL1265 MPA / X, BL35
  • the photosensitive resin composition of the present invention preferably contains a sensitizer in order to accelerate the decomposition thereof in combination with the (B) photoacid generator.
  • the sensitizer absorbs actinic rays or radiation to be in an electronically excited state.
  • the sensitizer in the electronically excited state comes into contact with the photoacid generator to produce actions such as electron transfer, energy transfer and heat generation.
  • the photoacid generator chemically changes and decomposes to generate an acid.
  • preferable sensitizers include compounds belonging to the following compounds and having an absorption wavelength in any of the wavelength range of 350 nm to 450 nm.
  • Polynuclear aromatics eg, pyrene, perylene, triphenylene, anthracene, 9,10-dibutoxyanthracene, 9,10-diethoxyanthracene, 3,7-dimethoxyanthracene, 9,10-dipropyloxyanthracene
  • xanthenes Eg, fluorescein, eosin, erythrosine, rhodamine B, rose bengal
  • xanthones eg, xanthone, thioxanthone, dimethylthioxanthone, diethylthioxanthone
  • cyanines eg, thiacarbocyanine, oxacarbocyanine
  • merocyanines eg, For example, merocyanine, carbomerocyanine
  • rhodacyanines oxonols
  • thiazines eg, thionine,
  • polynuclear aromatics polynuclear aromatics, acridones, styryls, base styryls and coumarins are preferable, and polynuclear aromatics are more preferable.
  • Anthracene derivatives are most preferable among polynuclear aromatics.
  • the addition amount of the sensitizer is 0 to 1000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the photoacid generator of the photosensitive resin composition. It is preferably 10 to 500 parts by mass, and more preferably 50 to 200 parts by mass. Two or more types can also be used in combination.
  • the photosensitive resin composition of the present invention may contain (G) a surfactant.
  • a surfactant As the surfactant (G), any of anionic, cationic, nonionic or amphoteric surfactants can be used, but the preferred surfactant is a nonionic surfactant.
  • nonionic surfactants include polyoxyethylene higher alkyl ethers, polyoxyethylene higher alkyl phenyl ethers, higher fatty acid diesters of polyoxyethylene glycol, silicone surfactants, and fluorine surfactants. .
  • KP made by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
  • Polyflow made by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.
  • F-top made by JEMCO
  • Megafac made by DIC
  • Florard Florard
  • Sitomo 3M Florard
  • Manufactured by Asahi Kasei Corp. Asahi Guard
  • Surfron manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.
  • PolyFox manufactured by OMNOVA
  • SH-8400 Toray Dow Corning Silicone
  • Copolymers having a weight average molecular weight (Mw) of 1,000 or more and 10,000 or less can be mentioned as a preferred example.
  • R 401 and R 403 each represent a hydrogen atom or a methyl group
  • R 402 represents a linear alkylene group having 1 to 4 carbon atoms
  • R 404 represents a hydrogen atom or carbon atoms
  • L represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms
  • L represents an alkylene group having 3 to 6 carbon atoms
  • p and q each represent a polymerization percentage
  • p represents a numerical value of 10% to 80% by mass
  • Q represents a numerical value of 20% by mass to 90% by mass
  • r represents an integer of 1 to 18 and s represents an integer of 1 to 10).
  • L is preferably a branched alkylene group represented by the following general formula (G-2).
  • R 405 in the general formula (G-2) represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms from the viewpoint of compatibility and wettability to the surface to be coated, carbon
  • the alkyl group of several 2 or 3 is more preferable.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the copolymer is more preferably 1,500 or more and 5,000 or less.
  • the photosensitive resin composition of this invention contains (G) surfactant
  • the addition amount of (G) surfactant is 10 with respect to 100 mass parts of total solids in the photosensitive resin composition.
  • the amount is preferably at most parts by mass, more preferably 0.001 to 10 parts by mass, and still more preferably 0.01 to 3 parts by mass.
  • the photosensitive resin composition of the present invention may contain (H) a basic compound.
  • a basic compound any compound selected from those used in chemically amplified resists can be used.
  • aliphatic amines, aromatic amines, heterocyclic amines, quaternary ammonium hydroxides, quaternary ammonium salts of carboxylic acids and the like can be mentioned. Specific examples thereof include the compounds described in paragraphs [0204] of JP-A-2011-221494.
  • aliphatic amines for example, trimethylamine, diethylamine, triethylamine, di-n-propylamine, tri-n-propylamine, di-n-pentylamine, tri-n-pentylamine, diethanolamine, triethanolamine
  • examples include ethanolamine, dicyclohexylamine, dicyclohexylmethylamine and the like.
  • aromatic amines include aniline, benzylamine, N, N-dimethylaniline, diphenylamine and the like.
  • heterocyclic amine examples include pyridine, 2-methylpyridine, 4-methylpyridine, 2-ethylpyridine, 4-ethylpyridine, 2-phenylpyridine, 4-phenylpyridine, N-methyl-4-phenylpyridine, 4-dimethylaminopyridine, imidazole, benzimidazole, 4-methylimidazole, 2-phenylbenzimidazole, 2,4,5-triphenylimidazole, nicotine, nicotinic acid, nicotinic acid amide, quinoline, 8-oxyquinoline, pyrazine, Pyrazole, pyridazine, purine, pyrrolidine, piperidine, piperazine, morpholine, 4-methylmorpholine, N-cyclohexyl-N '-[2- (4-morpholinyl) ethyl] thiourea, 1,5-diazabicyclo [4.3.0 -5-nonene, 1, 8-di Azabicyclo [
  • Examples of quaternary ammonium hydroxides include tetramethyl ammonium hydroxide, tetraethyl ammonium hydroxide, tetra-n-butyl ammonium hydroxide, and tetra-n-hexyl ammonium hydroxide.
  • Examples of quaternary ammonium salts of carboxylic acids include tetramethyl ammonium acetate, tetramethyl ammonium benzoate, tetra-n-butyl ammonium acetate, tetra-n-butyl ammonium benzoate and the like.
  • the basic compounds that can be used in the present invention may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the (H) basic compound is 0 with respect to 100 parts by mass of the total solid content in the photosensitive resin composition.
  • the amount is preferably in the range of 0.001 to 3 parts by mass, and more preferably 0.005 to 1 parts by mass.
  • the photosensitive resin composition of the present invention may contain an antioxidant.
  • an antioxidant a well-known antioxidant can be contained. By adding an antioxidant, it is possible to prevent coloring of the cured film, or to reduce a decrease in film thickness due to decomposition, and also have an advantage of being excellent in heat-resistant transparency. Examples of such an antioxidant include phosphorus-based antioxidants, amides, hydrazides, hindered amine-based antioxidants, sulfur-based antioxidants, phenolic antioxidants, ascorbic acids, zinc sulfate, saccharides, Nitrate, sulfite, thiosulfate, hydroxylamine derivative and the like can be mentioned.
  • phenol-based antioxidants amide-based antioxidants, hydrazide-based antioxidants, and sulfur-based antioxidants are particularly preferable from the viewpoint of coloring of the cured film and reduction in film thickness. These may be used singly or in combination of two or more.
  • Adekastab AO-15 Adekastab AO-18, Adekastab AO-20, Adekastab AO-23, Adekastab AO-30, Adekastab AO-37, Adekastab AO-40, Adekastab AO -50, Adekastab AO-51, Adekastab AO-60, Adekastab AO-70, Adekastab AO-80, Adekastab AO-330, Adekastab AO-412S, Adekastab AO-503, Adekastab A-611, Adekastab A-612, Adekastab A -613, Adekastab PEP-4C, Adekastab PEP-8, Adekastab PEP-8W, Adekastab PEP-24G, Adekastab PEP-36, Adekastab PEP-36Z, Adekastab HP-1 , Adeka stub 2112, Adeka stub 260, Adeka s
  • the content of the antioxidant is 0.1 to 10% by mass with respect to the total solid content of the photosensitive resin composition. It is preferably 0.2 to 5% by mass, particularly preferably 0.5 to 4% by mass. By setting this range, sufficient transparency of the formed film can be obtained, and the sensitivity at the time of pattern formation also becomes good.
  • additives other than antioxidants various ultraviolet light absorbers described in “New development of polymer additives (Nihon Kogyo Shimbun Co., Ltd.)”, metal deactivators, etc. You may add to a resin composition.
  • the photosensitive resin composition of this invention can use an acid multiplication agent for the purpose of a sensitivity improvement.
  • the acid multiplying agent which can be used in the present invention is a compound which can further generate an acid by an acid catalyzed reaction to increase the acid concentration in the reaction system, and is a compound which is stably present in the absence of the acid. is there. Such a compound is generated here because one or more acids increase in one reaction, so the reaction proceeds at an accelerated pace as the reaction proceeds, but the generated acid itself induces self-decomposition.
  • the acid strength is preferably 3 or less as an acid dissociation constant, pKa, and particularly preferably 2 or less. As specific examples of the acid multiplying agent, paragraph Nos.
  • the acid proliferating agent which can be used in the present invention is decomposed by the acid generated from the acid generator, and pKa of dichloroacetic acid, trichloroacetic acid, methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, phenylphosphonic acid, etc. Mention may be made of compounds which generate an acid of 3 or less. In particular Etc.
  • the photosensitive resin composition of the present invention contains an acid multiplying agent
  • the content of the acid multiplying agent is 10 to 1,000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the photoacid generator. It is preferable from the viewpoint of the dissolution contrast between the part and the unexposed part, and more preferably 20 to 500 parts by mass.
  • the photosensitive resin composition of the present invention can contain a development accelerator.
  • a development accelerator the description in paragraph Nos. 0171 to 0172 of JP-A-2012-042837 can be referred to, and such contents are incorporated in the present specification.
  • the development accelerator may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the development accelerator added is 100 parts by mass of the total solids of the photosensitive resin composition from the viewpoint of sensitivity and residual film ratio.
  • the amount is preferably 0 to 30 parts by mass, more preferably 0.1 to 20 parts by mass, and most preferably 0.5 to 10 parts by mass.
  • a thermal radical generator described in paragraphs 0120 to 0121 of JP 2012-8223 A, a nitrogen-containing compound described in WO 2011/136074 A1 and a thermal acid generator can also be used, and these may be used. The contents of are incorporated herein by reference.
  • the components are mixed in a predetermined ratio and in an arbitrary method, and dissolved by stirring to prepare a photosensitive resin composition.
  • the components may be respectively dissolved in advance in a solvent, and then these may be mixed at a predetermined ratio to prepare a resin composition.
  • the composition solution prepared as described above can also be used after being filtered using a filter with a pore size of 0.2 ⁇ m or the like.
  • the method for producing a cured film of the present invention preferably includes the following steps (1) to (5). (1) a step of applying the photosensitive resin composition of the present invention on a substrate; (2) removing the solvent from the applied photosensitive resin composition; (3) exposing the photosensitive resin composition from which the solvent has been removed to actinic radiation; (4) developing the exposed photosensitive resin composition with an aqueous developer; (5) A post-baking step of heat curing the developed photosensitive resin composition. Each step will be described in order below.
  • the photosensitive resin composition of the present invention it is preferable to apply the photosensitive resin composition of the present invention on a substrate to form a wet film containing a solvent. It is preferable to wash the substrate such as alkali washing and plasma washing before applying the photosensitive resin composition to the substrate, and it is more preferable to treat the surface of the substrate with hexamethyldisilazane after washing the substrate. By performing this treatment, the adhesion of the photosensitive resin composition to the substrate tends to be improved.
  • the method for treating the surface of the substrate with hexamethyldisilazane is not particularly limited, and examples thereof include a method in which the substrate is exposed to hexamethyldisilazane vapor.
  • Examples of the above-mentioned substrate include inorganic substrates, resins, resin composite materials and the like.
  • the inorganic substrate include glass, quartz, silicone, silicon nitride, and a composite substrate in which molybdenum, titanium, aluminum, copper or the like is vapor-deposited on a substrate such as them.
  • polystyrene polycarbonate, polysulfone, polyether sulfone, polyarylate, allyl diglycol carbonate, polyamide, polyimide, polyamide imide, polyether imide, poly Benzazole, polyphenylene sulfide, polycycloolefin, norbornene resin, fluorocarbon resin such as polychlorotrifluoroethylene, liquid crystal polymer, acrylic resin, epoxy resin, epoxy resin, silicone resin, ionomer resin, cyanate resin, crosslinked fumaric acid diester, cyclic polyolefin, aroma Made of synthetic resin such as aliphatic ether, maleimido olefin, cellulose and episulfide compound
  • substrates which may be mentioned are less if used while the above embodiment, normally, depending on the form of the final product, for example, multi-
  • the method of coating on a substrate is not particularly limited, and for example, methods such as slit coating, spraying, roll coating, spin coating, cast coating, slit and spin may be used. Furthermore, it is also possible to apply a so-called pre-wet method as described in JP-A-2009-145395.
  • the wet film thickness when applied is not particularly limited, and the film thickness can be applied according to the application, but it is usually used in the range of 0.5 to 10 ⁇ m.
  • the solvent is removed from the applied film by vacuum (vacuum) and / or heating to form a dry coating on the substrate.
  • the heating conditions for the solvent removal step are preferably about 70 to 130 ° C. for about 30 to 300 seconds. When the temperature and time are in the above range, the adhesion of the pattern tends to be better and the residue can be further reduced.
  • the substrate provided with the coating film is irradiated with an actinic ray through a mask having a predetermined pattern.
  • the photoacid generator is decomposed to generate an acid.
  • the acid-degradable group contained in the coating film component is hydrolyzed to form a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group.
  • Low-pressure mercury lamps, high-pressure mercury lamps, ultra-high-pressure mercury lamps, chemical lamps, LED light sources, excimer laser generators and the like can be used as exposure light sources for actinic light, and g-line (436 nm), i-line (365 nm), h-line An actinic ray having a wavelength of 300 nm or more and 450 nm or less, such as 405 nm) can be preferably used.
  • a spectral filter such as a long wavelength cut filter, a short wavelength cut filter, or a band pass filter as needed.
  • PEB Post Exposure Bake
  • the temperature for PEB is preferably 30 ° C. or more and 130 ° C. or less, more preferably 40 ° C. or more and 110 ° C.
  • the acid-degradable group in the present invention has a low activation energy for acid decomposition, and is easily decomposed by an acid generator-derived acid upon exposure to form a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group, so PEB is not necessarily performed. Positive images can also be formed by development.
  • the polymer having free carboxyl group or phenolic hydroxyl group is developed using an alkaline developer.
  • a positive image is formed by removing an exposed area including a resin composition having a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group which is easily dissolved in an alkaline developer.
  • the developing solution used in the developing step preferably contains an aqueous solution of a basic compound.
  • Examples of basic compounds include alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide and potassium hydroxide; alkali metal carbonates such as sodium carbonate, potassium carbonate and cesium carbonate; sodium bicarbonate and potassium bicarbonate Alkali metal bicarbonates such as tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, benzyltrimethylammonium hydroxide, and tetraalkylammonium hydroxides such as diethyldimethylammonium hydroxide (Hydroxyalkyl) trialkylammonium hydroxides such as choline; silicates such as sodium silicate and sodium metasilicate; ethylamine, Alkyl amines such as ropiramine, diethylamine and triethylamine; alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine;
  • Cycloaliphatic amines such as 5-nonene can be used.
  • sodium hydroxide, potassium hydroxide, tetramethyl ammonium hydroxide, tetraethyl ammonium hydroxide, tetrapropyl ammonium hydroxide, tetrabutyl ammonium hydroxide, 2-hydroxyethyl trimethyl ammonium hydroxide (common name: choline) are preferable.
  • an aqueous solution obtained by adding an appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as methanol or ethanol or a surfactant to an aqueous solution of the above-mentioned alkalis can also be used as a developer.
  • the pH of the developer is preferably from 9.0 to 15.0, more preferably from 10.0 to 14.0.
  • the concentration of the developer is preferably 0.1 to 20% by mass. 0.1 to 5.0% by mass is more preferable.
  • 0.4% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, 0.5% aqueous solution, 0.7% aqueous solution, 2.38% aqueous solution can be mentioned.
  • the development time is preferably 30 to 180 seconds, and the development method may be any of a liquid deposition method, a dip method, a shower method and the like. After development, running water cleaning can be performed for 30 to 90 seconds to form a desired pattern.
  • a rinse process can also be performed after image development. In the rinse step, the substrate after development is washed with pure water or the like to remove the attached developer and to remove the development residue.
  • the rinse method can use a well-known method. For example, shower rinse and dip rinse can be mentioned.
  • the obtained positive image is heated to thermally decompose the acid-degradable group to form a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group, and crosslink it with a crosslinkable group, a crosslinking agent, etc. And a cured film can be formed.
  • This heating is performed by heating at a predetermined temperature, for example, 180 to 250 ° C. for a predetermined time, for example, 5 to 90 minutes on a hot plate, or 30 to 120 minutes in an oven, using a heating device such as a hot plate or an oven.
  • a protective film or an interlayer insulating film can be formed which is more excellent in heat resistance, hardness, and the like.
  • the transparency can be further improved.
  • post-baking can also be performed after baking at a relatively low temperature (addition of a middle-baking step).
  • middle baking it is preferable to perform post baking at a high temperature of 200 ° C. or higher after heating at 90 to 150 ° C. for 1 to 60 minutes.
  • middle baking and post baking can be divided into three or more stages and heated. The taper angle of the pattern can be adjusted by means of such middle baking and post baking.
  • the heating may be performed using a known heating method such as a hot plate, an oven, or an infrared heater.
  • a known heating method such as a hot plate, an oven, or an infrared heater.
  • the substrate on which a pattern has been formed is re-exposed (post-exposed) over the entire surface with actinic light and then post-baked to generate an acid from the photoacid generator present in the unexposed area It can function as a promoting catalyst and can accelerate the curing reaction of the film.
  • the preferred exposure amount in the case of including a post-exposure step preferably 100 ⁇ 3,000mJ / cm 2, particularly preferably 100 ⁇ 500mJ / cm 2.
  • the cured film obtained from the photosensitive resin composition of the present invention can also be used as a dry etching resist.
  • dry etching such as ashing, plasma etching, or ozone etching can be performed as the etching treatment.
  • the cured film of the present invention is a cured film obtained by curing the photosensitive resin composition of the present invention.
  • the cured film of the present invention can be suitably used as an interlayer insulating film.
  • the cured film of this invention is a cured film obtained by the formation method of the cured film of this invention.
  • an interlayer insulating film having excellent insulation and high transparency even when baked at high temperature can be obtained.
  • the interlayer insulating film formed using the photosensitive resin composition of the present invention has high transparency and is excellent in cured film physical properties, and thus is useful for applications of organic EL display devices and liquid crystal display devices.
  • the liquid crystal display device of the present invention is characterized by comprising the cured film of the present invention.
  • the liquid crystal display device of the present invention is not particularly limited except that it has a flattening film and an interlayer insulating film formed by using the photosensitive resin composition of the present invention, and known liquid crystal displays having various structures.
  • An apparatus can be mentioned.
  • specific examples of the TFT (Thin-Film Transistor) included in the liquid crystal display device of the present invention include amorphous silicon-TFT, low temperature polysilicon-TFT, oxide semiconductor TFT and the like. Since the cured film of the present invention is excellent in electrical characteristics, it can be preferably used in combination with these TFTs.
  • the cured film of the present invention can also be used in a liquid crystal display device of a COA (Color Filter on Allay) system, and, for example, the organic insulating film (115) of JP-A 2005-284291 or It can be used as the organic insulating film (212) described in JP-A-346054.
  • COA Color Filter on Allay
  • the rubbing orientation method, the optical orientation method, etc. are mentioned.
  • the polymer orientation may be supported by the PSA (Polymer Sustained Alignment) technology described in JP-A-2003-149647 and JP-A-2011-257734.
  • the photosensitive resin composition of this invention and the cured film of this invention can be used for various uses, without being limited to the said use.
  • FIG. 1 is a conceptual cross-sectional view showing an example of an active matrix liquid crystal display device 10.
  • the color liquid crystal display device 10 is a liquid crystal panel having a backlight unit 12 on the back surface, and the liquid crystal panel is all pixels disposed between two glass substrates 14 and 15 to which a polarizing film is attached.
  • an ITO transparent electrode 19 for forming a pixel electrode is wired through a contact hole 18 formed in the cured film 17.
  • an RGB color filter 22 in which a layer of liquid crystal 20 and a black matrix are arranged is provided.
  • the light source for the backlight is not particularly limited, and any known light source can be used. For example, white LEDs, multicolor LEDs such as blue, red and green, fluorescent lamps (cold cathode tubes), organic EL and the like can be mentioned.
  • the liquid crystal display device may be a 3D (stereoscopic) type or a touch panel type.
  • the organic EL display device of the present invention is characterized by comprising the cured film of the present invention.
  • the organic EL display device of the present invention is not particularly limited except that it has a planarizing film and an interlayer insulating film formed using the photosensitive resin composition of the present invention, and various known structures having various structures are used.
  • An organic EL display device and a liquid crystal display device can be mentioned.
  • specific examples of TFTs (Thin-Film Transistors) included in the organic EL display device of the present invention include amorphous silicon-TFTs, low temperature polysilicon-TFTs, oxide semiconductor TFTs, and the like.
  • FIG. 2 is a structural conceptual view of an example of the organic EL display device.
  • a schematic cross-sectional view of a substrate in a bottom emission type organic EL display device is shown, and a planarization film 4 is provided.
  • a bottom gate type TFT 1 is formed on a glass substrate 6, and an insulating film 3 made of Si 3 N 4 is formed in a state of covering the TFT 1.
  • a contact hole not shown
  • a wire 2 (height 1.0 ⁇ m) connected to the TFT 1 via the contact hole is formed on the insulating film 3.
  • the wiring 2 is for connecting the TFT 1 to an organic EL element formed between the TFTs 1 or in a later step. Furthermore, in order to planarize the unevenness due to the formation of the wiring 2, the planarizing film 4 is formed on the insulating film 3 in a state in which the unevenness due to the wiring 2 is embedded. A bottom emission type organic EL element is formed on the planarization film 4. That is, the first electrode 5 made of ITO is formed on the planarization film 4 so as to be connected to the wiring 2 through the contact hole 7. The first electrode 5 corresponds to the anode of the organic EL element.
  • An insulating film 8 having a shape covering the periphery of the first electrode 5 is formed, and the provision of the insulating film 8 prevents a short circuit between the first electrode 5 and a second electrode to be formed in a later step. can do. Furthermore, although not shown in FIG. 2, a hole transport layer, an organic light emitting layer, and an electron transport layer are sequentially deposited through a desired pattern mask, and then the entire surface of the substrate is made of Al. An active matrix type organic is formed by forming two electrodes and bonding them together by using a sealing glass plate and an ultraviolet curable epoxy resin and connecting each organic EL element to the TFT 1 for driving the same. An EL display device is obtained.
  • a resist pattern formed using the photosensitive resin composition of the present invention is used as a partition, or mechanically driven as a structural member of a MEMS device. Used incorporated as part of parts.
  • a MEMS device include parts such as a SAW filter, a BAW filter, a gyro sensor, a micro shutter for display, an image sensor, an electronic paper, an inkjet head, a biochip, a sealant, and the like. More specific examples are illustrated in JP-A-2007-522531, JP-A-2008-250200, JP-A-2009-263544, and the like.
  • the photosensitive resin composition of the present invention is excellent in flatness and transparency, for example, the bank layer (16) and the flattening film (57) described in FIG. 2 of JP-A-2011-107476, JP-A 2010-
  • MATHF 2-tetrahydrofuranyl methacrylate (synthetic product)
  • MAEVE 1-ethoxyethyl methacrylate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
  • OXE-30 3-ethyl-3-oxetanyl methyl methacrylate (manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.)
  • GMA glycidyl methacrylate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
  • NBMA n-Butoxymethylacrylamide (made by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
  • HEMA hydroxyethyl methacrylate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
  • MAA methacrylic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
  • MMA methyl methacrylate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) St: St
  • ⁇ Preparation of Photosensitive Resin Composition> Dissolve the polymer ((A) component, (S) component), photo acid generator, and other components in the solvent (PGMEA) to a solid content concentration of 32% so that the solid content ratio described in the following table is obtained.
  • the mixture was mixed and filtered through a polytetrafluoroethylene filter with a diameter of 0.2 ⁇ m to obtain photosensitive resin compositions of various examples and comparative examples.
  • the amount of each component in the table is shown as a proportion (mass%) of each solid content, assuming that the total of the solid content is 100 mass%.
  • P-14 Joncryl JDX-C3000 (manufactured by BASF) (solid acid value 85, weight average molecular weight 10000)
  • P-15 SMA 1000 P (made by Cray Valley) (does not contain a carboxyl group)
  • P-16 SMA 3000 P (manufactured by Cray Valley) (not including a carboxyl group)
  • S-5 Joncryl 682 (manufactured by BASF, solid acid value 238, weight average molecular weight 1700)
  • S-6 The following polymer (solid acid value: 168, weight average molecular weight 8000)
  • B-1 Structure shown below (synthesis example will be described later)
  • B-2 PAG-103 (trade name, structure shown below, manufactured by BASF)
  • B-3 ⁇ - (hydroxyimino) -2-phenylacetonitrile (synthesis example will be described later)
  • B-4 TPS-TF (trade name, structure shown below, manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.)
  • B-5 Structure shown below (Ts represents a tosyl group (p-toluenesulfonyl group))
  • oxime compound (1.8 g) is dissolved in acetone (20 mL), triethylamine (1.5 g) and p-toluenesulfonyl chloride (2.4 g) are added under ice-cooling, and the temperature is raised to room temperature. It was made to react for time.
  • Phenylacetonitrile (5.85 g, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was mixed with tetrahydrofuran (50 ml, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and the reaction solution was cooled to 5 ° C. or less by placing it in an ice bath.
  • SM-28 sodium methoxide 28% methanol solution, 11.6 g, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • isopentyl nitrite (7.03 g, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added dropwise while maintaining the internal temperature at 20 ° C.
  • reaction solution was allowed to react for 1 hour at room temperature.
  • the obtained reaction solution is poured into water (150 mL) in which sodium hydroxide (1 g) is dissolved to be completely dissolved, and then ethyl acetate (100 ml) is added thereto to separate it, and an aqueous layer having the desired product is about 180 ml.
  • ethyl acetate (100 ml) was added again, the aqueous layer was acidified with concentrated hydrochloric acid to a pH of 3 or less, and the product was extracted and concentrated.
  • the resulting crude crystals were washed with hexane to give ⁇ - (hydroxyimino) -2-phenylacetonitrile (4.6 g) in a yield of 63%.
  • E-1 JER 1007 (manufactured by Mitsubishi Chemical Holdings Corporation)
  • E-2 JER 157 S 65 (manufactured by Mitsubishi Chemical Holdings Corporation)
  • E-3 Celoxide 2021 P (manufactured by Daicel Corporation)
  • E-4 Duranate 17B-60P (manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation)
  • E-5 Denacol EX-321L (manufactured by Nagase ChemteX Co., Ltd.)
  • E-6 Takenate B-870N (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.)
  • I-1 Irganox 1098 (manufactured by BASF)
  • I-2 Irganox 1035 (manufactured by BASF)
  • I-3 Adekastab AO-60 (manufactured by ADEKA Corporation)
  • a glass substrate (EAGLE XG, 0.7 mm thick (manufactured by Corning)) is exposed to hexamethyldisilazane (HMDS) vapor for 30 seconds, and after spin-coating each photosensitive resin composition, 90 ° C./120 seconds
  • the solvent was evaporated by prebaking on a hot plate to form a photosensitive resin composition layer having a thickness of 3.0 ⁇ m.
  • the obtained photosensitive resin composition layer was exposed through a mask of a hole pattern of 10 ⁇ m ⁇ using MPA 5500 CF (high pressure mercury lamp) manufactured by Canon Inc.
  • the photosensitive resin composition layer after exposure was developed with an alkaline developer (0.4% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution) at 23 ° C./60 seconds, and then rinsed with ultrapure water for 20 seconds.
  • the exposure amount (monitored by i line) at the time of resolving a 10 ⁇ m ⁇ hole by these operations was taken as the sensitivity. Evaluation of D or more is a practical level.
  • a or B is particularly preferable, and D or more is a level at which there is no problem in practical use.
  • a glass substrate (10 cm ⁇ 10 cm ⁇ 0.5 mm) is exposed to hexamethyldisilazane (HMDS) vapor for 30 seconds, and then each photosensitive resin composition is spin-coated and then heated on a hot plate at 90 ° C. for 2 minutes.
  • HMDS hexamethyldisilazane
  • Pre-baking to volatilize the solvent to form a photosensitive resin composition layer having a thickness of 3 ⁇ m.
  • the entire surface is exposed to an integrated irradiation dose of 300 mJ / cm 2 (energy intensity: 20 mW / cm 2 , i-line) using an ultra-high pressure mercury lamp, and then this substrate is heated at 230 ° C. for 30 minutes in an oven.
  • the cured film was obtained.
  • the film thickness (T 1 ) of the obtained cured film was measured.
  • the thickness (t 1 ) of the cured film after immersion The film thickness change rate ⁇
  • the results are shown in the following table. The smaller the calculated numerical value, the better, and A and B are at levels at which there is no practical problem.
  • Example 55 was carried out in the same manner as in Example 1 except that the exposure device was changed from Canon Inc. MPA 5500 CF to Nikon Inc. FX-803M (gh-line stepper). The sensitivity evaluation was at the same level as in Example 1.
  • Example 56 was carried out in the same manner as in Example 1 except that the exposure device was changed from MPA 5500CF manufactured by Canon Inc. to a 355 nm laser exposure device and the 355 nm laser exposure was performed.
  • the 355 nm laser exposure apparatus “AEGIS” manufactured by Vu-Technologies Corporation was used (wavelength 355 nm, pulse width 6 nsec), and the exposure amount was measured using “PE10B-V2” manufactured by OPHIR.
  • the sensitivity evaluation was at the same level as in Example 1.
  • Example 57 In the active matrix liquid crystal display device shown in FIG. 1 of Japanese Patent No. 3321003, a cured film 17 was formed as an interlayer insulating film as follows to obtain a liquid crystal display device of Example 57. That is, using the photosensitive resin composition of Example 22, a cured film 17 was formed as an interlayer insulating film. That is, the substrate was exposed to hexamethyldisilazane (HMDS) vapor for 30 seconds as a pretreatment for improving the wettability of the substrate and the interlayer insulating film 17 in paragraph 0058 of Japanese Patent No. 3321003 and then the photosensitivity of Example 22 was obtained. The spin-coating of the base resin composition was followed by prebaking on a hot plate at 90.degree. C.
  • HMDS hexamethyldisilazane
  • the obtained photosensitive resin composition layer was subjected to 40 mJ / cm 2 (energy intensity: 20 mW / cm 2 ) through a mask of hole pattern of 10 ⁇ m ⁇ using MPA 5500 CF (high pressure mercury lamp) manufactured by Canon Inc. It exposed so that it might become i line
  • an alkaline developer (0.4% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution
  • the entire surface is exposed to an integrated irradiation dose of 300 mJ / cm 2 (energy intensity: 20 mW / cm 2 , i-line) using an ultra-high pressure mercury lamp, and then this substrate is heated at 230 ° C. for 30 minutes in an oven.
  • the cured film was obtained.
  • the coatability at the time of applying the photosensitive resin composition was good, and no wrinkles or cracks were found in the cured film obtained after exposure, development and baking.
  • liquid crystal display device When a drive voltage was applied to the obtained liquid crystal display device, it was found that the liquid crystal display device exhibited excellent display characteristics and was highly reliable.
  • Example 58 A liquid crystal display device of Example 58 was obtained in the same manner as Example 57 except that the hexamethyldisilazane (HMDS) treatment was omitted.
  • the obtained liquid crystal display device exhibited excellent display characteristics without chipping or peeling of the pattern of the cured film, and was a highly reliable liquid crystal display device.
  • HMDS hexamethyldisilazane
  • Example 59 The liquid crystal display device of Example 59 is obtained in the same manner as in Example 57 except that the alkaline developer is changed from a 0.4% aqueous tetramethylammonium hydroxide solution to a 2.38% aqueous tetramethylammonium hydroxide solution.
  • the obtained liquid crystal display device exhibited excellent display characteristics without chipping or peeling of the pattern of the cured film, and was a highly reliable liquid crystal display device.
  • Example 60 The liquid crystal display device of Example 60 was obtained from Example 57 except that the alkaline developer was changed from a 0.4% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide to a 0.04% aqueous solution of KOH.
  • the obtained liquid crystal display device exhibited excellent display characteristics without chipping or peeling of the pattern of the cured film, and was a highly reliable liquid crystal display device.
  • Example 61 A liquid crystal display device of Example 61 was obtained in the same manner as Example 57 except that the process of whole surface exposure after development and rinse was omitted. The obtained liquid crystal display device showed excellent display characteristics and was a highly reliable liquid crystal display device.
  • Example 57 is the same as in Example 62 except that a step of heating on a hot plate at 100 ° C. for 3 minutes is added between the step of entire surface exposure and the heating step of 230 ° C./30 minutes in an oven. I got a display. The obtained liquid crystal display device showed excellent display characteristics and was a highly reliable liquid crystal display device.
  • Example 63 The liquid crystal display device of Example 63 is obtained from Example 57 except that a process of heating on a hot plate at 100 ° C. for 3 minutes is added between the process of development and rinse and the process of entire surface exposure.
  • the obtained liquid crystal display device showed excellent display characteristics and was a highly reliable liquid crystal display device.
  • Example 64 A liquid crystal display similar to that of Example 57 was obtained by changing only the application process described below. That is, after the photosensitive resin composition of Example 22 was applied by a slit coating method, the solvent was removed by heating on a hot plate at 90 ° C. for 120 seconds, and a photosensitive resin composition layer having a film thickness of 3.0 ⁇ m was obtained. It formed. The obtained coating film was flat and had a good surface condition without unevenness. The performance as a liquid crystal display was also good as in Example 57.
  • Example 65 A liquid crystal display similar to that of Example 57 was obtained by changing only the application process described below. That is, after applying the photosensitive resin composition of Example 22 by a slit and spin method, the solvent is removed by heating on a hot plate at 90 ° C. for 120 seconds, and a photosensitive resin composition layer having a film thickness of 3.0 ⁇ m Formed. The obtained coating film was flat and had a good surface condition without unevenness. Further, the performance as a liquid crystal display was also good as in Example 65.
  • Example 66 Example 66 was carried out in the same manner as in Example 1 except that the exposure device was changed from MPA 5500 CF manufactured by Canon Inc. to a UV-LED light source exposure device. The performance as a liquid crystal display was also good as in Example 57.
  • Example 67 An organic EL display device using thin film transistors (TFTs) was manufactured by the following method (see FIG. 2).
  • a bottom gate type TFT 1 was formed on a glass substrate 6, and an insulating film 3 made of Si 3 N 4 was formed in a state of covering the TFT 1.
  • a wire 2 (height 1.0 ⁇ m) connected to the TFT 1 via the contact hole was formed on the insulating film 3.
  • the wiring 2 is for connecting the TFT 1 to an organic EL element formed between the TFTs 1 or in a later step.
  • the planarizing film 4 was formed on the insulating film 3 in a state in which the unevenness due to the wiring 2 is embedded.
  • the planarizing film 4 was formed on the insulating film 3 by spin-coating the photosensitive resin composition of Example 22 on a substrate and prebaking (90 ° C./120 seconds) on a hot plate, high pressure is applied from above the mask After i-line (365 nm) irradiation at 45 mJ / cm 2 (energy intensity 20 mW / cm 2 ) using a mercury lamp, it is developed with a 0.4% aqueous TMAH solution to form a pattern, and integration is performed using an ultra-high pressure mercury lamp The entire surface was exposed so that the irradiation dose was 300 mJ / cm 2 (energy intensity: 20 mW / cm 2 , i-line), and heat treatment was performed at 230 ° C./30 minutes.
  • the coatability at the time of applying the photosensitive resin composition was good, and no wrinkles or cracks were found in the cured film obtained after exposure, development and baking. Furthermore, the average step difference of the wiring 2 was 500 nm, and the film thickness of the manufactured planarization film 4 was 2,000 nm.
  • a bottom emission type organic EL element was formed on the obtained planarization film 4.
  • the first electrode 5 made of ITO was formed on the planarization film 4 so as to be connected to the wiring 2 through the contact hole 7.
  • the resist was applied, prebaked, exposed through a mask of a desired pattern, and developed. Pattern processing was performed by wet etching using an ITO etchant using this resist pattern as a mask. Thereafter, the resist pattern was peeled at 50 ° C. using a resist peeling solution (remover 100, manufactured by AZ Electronic Materials).
  • the first electrode 5 thus obtained corresponds to the anode of the organic EL element.
  • the insulating film 8 having a shape covering the periphery of the first electrode 5 was formed.
  • the insulating film 8 was formed on the insulating film 8 using the photosensitive resin composition of Example 22 by the same method as described above. By providing this insulating film 8, a short circuit between the first electrode 5 and the second electrode formed in the subsequent steps can be prevented.
  • a hole transport layer, an organic light emitting layer, and an electron transport layer were sequentially deposited and provided in a vacuum deposition apparatus via a desired pattern mask. Then, a second electrode made of Al was formed on the entire surface of the substrate. The obtained substrate was taken out of the vapor deposition machine, and sealed by using a sealing glass plate and an ultraviolet curable epoxy resin to bond them.
  • an active matrix organic EL display device was obtained in which each organic EL element was connected with a TFT 1 for driving the organic EL element.
  • a voltage was applied through the drive circuit, it was found that the organic EL display device exhibited excellent display characteristics and was highly reliable.
  • TFT thin film transistor
  • Wiring 3 Insulating film 4: Planarizing film 5: First electrode 6: Glass substrate 7: Contact hole 8: Insulating film 10: Liquid crystal display 12: Backlight unit 14, 15: Glass substrate 16: TFT 17: Cured film 18: Contact hole 19: ITO transparent electrode 20: liquid crystal 22: color filter

Abstract

 高い感度、透明性および薬品耐性を維持しつつ、現像時の密着性に優れる感光性樹脂組成物の提供。 (1)(a1)酸基が酸分解性基で保護された基を有する構成単位および(a2)架橋性基を有する構成単位を有する重合体、ならびに、(2)(a1)酸基が酸分解性基で保護された基を有する構成単位を有する重合体および(a2)架橋性基を有する構成単位を有する重合体の少なくとも一方と、(S)重量平均分子量が1000~50000であり、さらに、カルボキシル基を含む構成単位を有する重合体と、(B)光酸発生剤と(C)溶剤とを含有する感光性樹脂組成物であって、前記(S)重合体は、式(1)で表される値が50~3000である、感光性樹脂組成物。 式(1) (S)重合体の固形酸価(単位:mgKOH/g)×感光性樹脂組成物中の全固形分に対する(S)重合体の含有率(単位:質量%)・・(1)

Description

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
 本発明は、感光性樹脂組成物(以下、単に、「本発明の組成物」ということがある)に関する。また、上記感光性樹脂組成物を用いた硬化膜の製造方法、感光性組成物を硬化してなる硬化膜、上記硬化膜を用いた各種画像表示装置に関する。
 さらに詳しくは、液晶表示装置、有機EL表示装置、集積回路素子、固体撮像素子などの電子部品の平坦化膜、保護膜や層間絶縁膜の形成に好適な、感光性樹脂組成物およびそれを用いた硬化膜の製造方法に関する。
 有機EL表示装置や、液晶表示装置などには、パターン形成された層間絶縁膜が設けられている。この層間絶縁膜の形成には、必要とするパターン形状を得るための工程数が少なく、しかも十分な平坦性が得られるといったことから、感光性樹脂組成物が広く使用されている。感光性樹脂組成物としては、例えば、特許文献1に記載のものが知られている。
 また、フォトレジスト用途に感光性樹脂組成物として、特許文献2に記載のものも知られている。
特開2011-209681号公報 特開2000-66406号公報
 ここで、感光性樹脂組成物は、一定レベルの感度を有することが求められる一方、現像時の密着性および耐薬品性の向上も求められつつある。本願発明は、かかる課題を解決することを目的としたものであって、高い感度を維持しつつ、現像時の密着性および耐薬品性に優れる感光性樹脂組成物を提供することを目的とする。
 さらに、このような感光性樹脂組成物を用いた硬化膜の形成方法、硬化膜、有機EL表示装置、および、液晶表示装置を提供することを目的とする。
 かかる状況のもと、酸基が酸分解性基で保護された基を有する構成単位を有する重合体を含む組成物に、特定のアルカリ溶液に易溶な重合体を一定の割合で配合することにより、驚くべきことに、感度を維持しつつ、現像時の密着性および薬品耐性を向上させることが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
 具体的には、以下の解決手段<1>により、好ましくは、<2>~<11>により、上記課題は解決された。
<1>(A)下記(1)および(2)の少なくとも一方を満たす重合体、ならびに、下記(S)重合体を含む重合体成分と、
(1)(a1)酸基が酸分解性基で保護された基を有する構成単位、および(a2)架橋性基を有する構成単位、を有する重合体、
(2)(a1)酸基が酸分解性基で保護された基を有する構成単位を有する重合体、および(a2)架橋性基を有する構成単位を有する重合体、
(S)重量平均分子量が1000~50000であり、さらに、カルボキシル基を含む構成単位を有する重合体、
(B)光酸発生剤と、
(C)溶剤と
を含有する感光性樹脂組成物であって、
前記(S)重合体は、式(1)で表される値が50~3000である、感光性樹脂組成物。
式(1)
(S)重合体の固形酸価(単位:mgKOH/g)×感光性樹脂組成物中の全固形分に対する(S)重合体の含有率(単位:質量%)・・(1)
<2>(S)重合体の含有量が、全固形分に対して、0.5~20.0質量%である、<1>に記載の感光性樹脂組成物。
<3>(S)重合体が、下記構成単位A群の少なくとも一方を有する重合体である、<1>または<2>に記載の感光性樹脂組成物。
構成単位A群
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
<4>(a2)架橋性基を有する構成単位が、カルボキシル基と反応しうる架橋性基である、<1>~<3>のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
<5>(a2)架橋性基を有する構成単位が、エポキシ基および/またはオキセタニル基を有する構成単位、ならびに、-NH-CH2-O-R(Rは水素原子または炭素数1~20のアルキル基)で表される基を有する構成単位から選択される、<1>~<4>のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
<6>ポジ型である、<1>~<5>のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
<7>(1)<1>~<6>のいずれかに記載の感光性樹脂組成物を基板上に塗布する工程、
(2)塗布された感光性樹脂組成物から溶剤を除去する工程、
(3)溶剤が除去された感光性樹脂組成物を活性光線により露光する工程、
(4)露光された感光性樹脂組成物を水性現像液により現像する工程、および、
(5)現像された感光性樹脂組成物を熱硬化するポストベーク工程、を含む硬化膜の製造方法。
<8>前記現像する工程後、前記ポストベーク工程前に、現像された感光性樹脂組成物を全面露光する工程を含む、<7>に記載の硬化膜の製造方法。
<9><7>または<8>に記載の方法により形成された硬化膜。
<10>層間絶縁膜である、<9>に記載の硬化膜。
<11><9>または<10>に記載の硬化膜を有する有機EL表示装置または液晶表示装置。
 本発明によれば、高い感度を維持しつつ、現像時の密着性および耐薬品性に優れる感光性樹脂組成物を提供可能となった。
液晶表示装置の一例の構成概念図を示す。液晶表示装置におけるアクティブマトリックス基板の模式的断面図を示し、層間絶縁膜である硬化膜17を有している。 有機EL表示装置の一例の構成概念図を示す。ボトムエミッション型の有機EL表示装置における基板の模式的断面図を示し、平坦化膜4を有している。
 以下において、本発明の内容について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。尚、本願明細書において「~」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
 なお、本明細書における基(原子団)の表記において、置換および無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
 本発明の感光性樹脂組成物(以下、「本発明の組成物」ということがある。)は、好ましくはポジ型感光性樹脂組成物として用いられる。
 本発明の感光性樹脂組成物は、(A)下記(1)および(2)の少なくとも一方を満たす重合体、ならびに、下記(S)重合体を含む重合体成分と、(B)光酸発生剤と、(C)溶剤とを含有する感光性樹脂組成物であって、前記(S)重合体は、式(1)で表される値が50~3000であることを特徴とする。
(1)(a1)酸基が酸分解性基で保護された基を有する構成単位、および(a2)架橋性基を有する構成単位、を有する重合体、
(2)(a1)酸基が酸分解性基で保護された基を有する構成単位を有する重合体、および(a2)架橋性基を有する構成単位を有する重合体、
(S)重量平均分子量が1000~50000であり、さらに、カルボキシル基を含む構成単位を有する重合体、
式(1)
(S)重合体の固形酸価(単位:mgKOH/g)×感光性樹脂組成物中の全固形分に対する(S)重合体の含有率(単位:質量%)・・(1)
 本発明により、高い感度を維持しつつ、現像時の密着性および薬品耐性に優れた感光性樹脂組成物を提供可能になる。
 以下、本発明の組成物について詳細に説明する。
<(A)重合体成分>
 本発明の組成物は、重合体成分(以下、「(A)成分」というがある)として、(1)(a1)酸基が酸分解性基で保護された基を有する構成単位および(a2)架橋性基を有する構成単位を有する重合体、ならびに/または、(2)(a1)酸基が酸分解性基で保護された基を有する構成単位を有する重合体および(a2)架橋性基を有する構成単位を有する重合体と、(S)重量平均分子量が1000~50000であり、さらに、カルボキシル基を含む構成単位を有する重合体とを含む。そして、(S)重合体は、式(1)で表される値が50~3000となるように配合される。
式(1)
(S)重合体の固形酸価(単位:mgKOH/g)×感光性樹脂組成物中の全固形分に対する(S)重合体の含有率(単位:質量%)・・(1)
 本発明では、重合体成分として、上記(1)および/または(2)、ならびに、(S)成分に加え、必要に応じて添加される他の重合体を含めたものを意味する。
(1)(a1)酸基が酸分解性基で保護された基を有する構成単位および(a2)架橋性基を有する構成単位を有する重合体、ならびに/または、(2)(a1)酸基が酸分解性基で保護された基を有する構成単位を有する重合体および(a2)架橋性基を有する構成単位を有する重合体
<<構成単位(a1)>>
 成分Aは、(a1)酸基が酸分解性基で保護された基を有する構成単位を少なくとも有する。(A)成分が構成単位(a1)を有することにより、極めて高感度な感光性樹脂組成物とすることができる。
 本発明における「酸基が酸分解性基で保護された基」は、酸基および酸分解性基として公知のものを使用でき、特に限定されない。具体的な酸基としては、カルボキシル基、および、フェノール性水酸基が好ましく挙げられる。また、酸分解性基としては、酸により比較的分解し易い基(例えば、エステル構造、テトラヒドロピラニルエステル基、または、テトラヒドロフラニルエステル基等のアセタール系官能基)や酸により比較的分解し難い基(例えば、tert-ブチルエステル基等の第三級アルキル基、tert-ブチルカーボネート基等の第三級アルキルカーボネート基)を用いることができる。
 (a1)酸基が酸分解性基で保護された基を有する構成単位は、酸分解性基で保護された保護カルボキシル基を有する構成単位、または、酸分解性基で保護された保護フェノール性水酸基を有する構成単位であることが好ましい。
 以下、酸分解性基で保護された保護カルボキシル基を有する構成単位(a1-1)と、酸分解性基で保護された保護フェノール性水酸基を有する構成単位(a1-2)について、順にそれぞれ説明する。
<<<(a1-1)酸分解性基で保護された保護カルボキシル基を有する構成単位>>>
 上記酸分解性基で保護された保護カルボキシル基を有する構成単位(a1-1)は、カルボキシル基を有する構成単位のカルボキシル基が、以下で詳細に説明する酸分解性基によって保護された保護カルボキシル基を有する構成単位である。
 上記酸分解性基で保護された保護カルボキシル基を有する構成単位(a1-1)に用いることができる上記カルボキシル基を有する構成単位としては、特に制限はなく公知の構成単位を用いることができる。例えば、不飽和モノカルボン酸、不飽和ジカルボン酸、不飽和トリカルボン酸などの、分子中に少なくとも1個のカルボキシル基を有する不飽和カルボン酸等に由来する構成単位(a1-1-1)や、エチレン性不飽和基と酸無水物由来の構造とを共に有する構成単位(a1-1-2)が挙げられる。
 以下、上記カルボキシル基を有する構成単位として用いられる(a1-1-1)分子中に少なくとも1個のカルボキシル基を有する不飽和カルボン酸等に由来する構成単位と、(a1-1-2)エチレン性不飽和基と酸無水物由来の構造とを共に有する構成単位について、それぞれ順に説明する。
<<<<(a1-1-1)分子中に少なくとも1個のカルボキシル基を有する不飽和カルボン酸等に由来する構成単位>>>>
 上記分子中に少なくとも1個のカルボキシル基を有する不飽和カルボン酸等に由来する構成単位(a1-1-1)として本発明で用いられる不飽和カルボン酸としては以下に挙げるようなものが用いられる。すなわち、不飽和モノカルボン酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、α-クロロアクリル酸、けい皮酸、2-(メタ)アクリロイロキシエチル-コハク酸、2-(メタ)アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2-(メタ)アクリロイロキシエチル-フタル酸、などが挙げられる。また、不飽和ジカルボン酸としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸などが挙げられる。また、カルボキシル基を有する構成単位を得るために用いられる不飽和多価カルボン酸は、その酸無水物であってもよい。具体的には、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸などが挙げられる。また、不飽和多価カルボン酸は、多価カルボン酸のモノ(2-メタクリロイロキシアルキル)エステルであってもよく、例えば、コハク酸モノ(2-アクリロイロキシエチル)、コハク酸モノ(2-メタクリロイロキシエチル)、フタル酸モノ(2-アクリロイロキシエチル)、フタル酸モノ(2-メタクリロイロキシエチル)などが挙げられる。さらに、不飽和多価カルボン酸は、その両末端ジカルボキシポリマーのモノ(メタ)アクリレートであってもよく、例えば、ω-カルボキシポリカプロラクトンモノアクリレート、ω-カルボキシポリカプロラクトンモノメタクリレートなどが挙げられる。また、不飽和カルボン酸としては、アクリル酸-2-カルボキシエチルエステル、メタクリル酸-2-カルボキシエチルエステル、マレイン酸モノアルキルエステル、フマル酸モノアルキルエステル、4-カルボキシスチレン等も用いることができる。
 中でも、現像性の観点から、上記分子中に少なくとも1個のカルボキシル基を有する不飽和カルボン酸等に由来する構成単位(a1-1-1)を形成するためには、アクリル酸、メタクリル酸、2-(メタ)アクリロイロキシエチル-コハク酸、2-(メタ)アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2-(メタ)アクリロイロキシエチル-フタル酸、または不飽和多価カルボン酸の無水物等を用いることが好ましく、アクリル酸、メタクリル酸、2-(メタ)アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、を用いることがより好ましい。
 上記分子中に少なくとも1個のカルボキシル基を有する不飽和カルボン酸等に由来する構成単位(a1-1-1)は、1種単独で構成されていてもよいし、2種以上で構成されていてもよい。
 <<<<(a1-1-2)エチレン性不飽和基と酸無水物由来の構造とを共に有する構成単位>>>>
 エチレン性不飽和基と酸無水物由来の構造とを共に有する構成単位(a1-1-2)は、エチレン性不飽和基を有する構成単位中に存在する水酸基と酸無水物とを反応させて得られたモノマーに由来する単位であることが好ましい。
 上記酸無水物としては、公知のものが使用でき、具体的には、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水イタコン酸、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水クロレンド酸等の二塩基酸無水物;無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、ビフェニルテトラカルボン酸無水物などの酸無水物が挙げられる。これらの中では、現像性の観点から、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、または無水コハク酸、が好ましい。
 上記酸無水物の水酸基に対する反応率は、現像性の観点から、好ましくは10~100モル%、より好ましくは30~100モル%である。
 <<<<構成単位(a1-1)に用いることができる酸分解性基>>>>
 上記酸分解性基で保護された保護カルボキシル基を有する構成単位(a1-1)に用いることができる上記酸分解性基としては上述の酸分解性基を用いることができる。
 これらの酸分解性基の中でもカルボキシル基がアセタールの形で保護された保護カルボキシル基であることが、感光性樹脂組成物の基本物性、特に感度やパターン形状、コンタクトホールの形成性、感光性樹脂組成物の保存安定性の観点から好ましい。さらに酸分解性基の中でもカルボキシル基が下記一般式(a1-10)で表されるアセタールの形で保護された保護カルボキシル基であることが、感度の観点からより好ましい。なお、カルボキシル基が下記一般式(a1-10)で表されるアセタールの形で保護された保護カルボキシル基である場合、保護カルボキシル基の全体としては、-(C=O)-O-CR101102(OR103)の構造となっている。
一般式(a1-10)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 (式(a1-10)中、R101およびR102は、それぞれ水素原子またはアルキル基を表し、但し、R101とR102とが共に水素原子の場合を除く。R103は、アルキル基を表す。R101またはR102と、R103とが連結して環状エーテルを形成してもよい。)
 上記一般式(a1-10)中、R101~R103は、それぞれ水素原子またはアルキル基を表し、上記アルキル基は直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれでもよい。ここで、R101およびR102の双方が水素原子を表すことはなく、R101およびR102の少なくとも一方はアルキル基を表す。
 上記一般式(a1-10)において、R101、R102およびR103がアルキル基を表す場合、上記アルキル基は直鎖状、分岐鎖状または環状のいずれであってもよい。
 上記直鎖状または分岐鎖状のアルキル基としては、炭素数1~12であることが好ましく、炭素数1~6であることがより好ましく、炭素数1~4であることがさらに好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、ネオペンチル基、n-ヘキシル基、テキシル基(2,3-ジメチル-2-ブチル基)、n-ヘプチル基、n-オクチル基、2-エチルヘキシル基、n-ノニル基、n-デシル基等を挙げることができる。
 上記環状アルキル基としては、炭素数3~12であることが好ましく、炭素数4~8であることがより好ましく、炭素数4~6であることがさらに好ましい。上記環状アルキル基としては、例えばシクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、ノルボルニル基、イソボルニル基等を挙げることができる。
 上記アルキル基は、置換基を有していてもよく、置換基としては、ハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基が例示できる。置換基としてハロゲン原子を有する場合、R101、R102、R103はハロアルキル基となり、置換基としてアリール基を有する場合、R101、R102、R103はアラルキル基となる。
 上記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が例示され、これらの中でもフッ素原子または塩素原子が好ましい。
 また、上記アリール基としては、炭素数6~20のアリール基が好ましく、より好ましくは炭素数6~12であり、具体的には、フェニル基、α-メチルフェニル基、ナフチル基等が例示でき、アリール基で置換されたアルキル基全体、すなわち、アラルキル基としては、ベンジル基、α-メチルベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基等が例示できる。
 上記アルコキシ基としては、炭素数1~6のアルコキシ基が好ましく、より好ましくは炭素数1~4であり、メトキシ基またはエトキシ基がより好ましい。
 また、上記アルキル基が環状構造を有するアルキル基である場合、前記環状構造を有するアルキル基は置換基として炭素数1~10の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基を有していてもよく、アルキル基が直鎖状または分岐鎖状のアルキル基である場合には、置換基として炭素数3~12の環状構造を有するアルキル基を有していてもよい。
 これらの置換基は、上記置換基でさらに置換されていてもよい。
 上記一般式(a1-10)において、R101、R102およびR103がアリール基を表す場合、上記アリール基は炭素数6~12であることが好ましく、炭素数6~10であることがより好ましい。上記アリール基は置換基を有していてもよく、上記置換基としては炭素数1~6のアルキル基が好ましく例示できる。アリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、クメニル基、1-ナフチル基等が例示できる。
 また、R101、R102およびR103は互いに結合して、それらが結合している炭素原子と一緒になって環を形成することができる。R101とR102、R101とR103またはR102とR103が結合した場合の環構造としては、例えばシクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、テトラヒドロフラニル基、アダマンチル基およびテトラヒドロピラニル基等を挙げることができる。
 なお、上記一般式(a1-10)において、R101およびR102のいずれか一方が、水素原子またはメチル基であることが好ましい。
 上記一般式(a1-10)で表される保護カルボキシル基を有する構成単位を形成するために用いられるラジカル重合性単量体は、市販のものを用いてもよいし、公知の方法で合成したものを用いることもできる。例えば、特開2011-221494号公報の段落番号0037~0040に記載の合成方法などで合成することができる。
 上記酸分解性基で保護された保護カルボキシル基を有する構成単位(a1-1)の第一の好ましい態様は、下記一般式で表される構成単位である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 (式中、R1およびR2は、それぞれ、水素原子、アルキル基またはアリール基を表し、少なくともR1およびR2のいずれか一方がアルキル基またはアリール基であり、R3は、アルキル基またはアリール基を表し、R1またはR2と、R3とが連結して環状エーテルを形成してもよく、R4は、水素原子またはメチル基を表し、Xは単結合またはアリーレン基を表す。)
 R1およびR2がアルキル基の場合、炭素数は1~10のアルキル基が好ましい。R1およびR2がアリール基の場合、フェニル基が好ましい。R1およびR2は、それぞれ、水素原子または炭素数1~4のアルキル基が好ましい。
 R3は、アルキル基またはアリール基を表し、炭素数1~10のアルキル基が好ましく、1~6のアルキル基がより好ましい。
 Xは単結合またはアリーレン基を表し、単結合が好ましい。
 上記酸分解性基で保護された保護カルボキシル基を有する構成単位(a1-1)の第二の好ましい態様は、下記一般式の構造単位である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 (式中、R121は水素原子または炭素数1~4のアルキル基を表し、L1はカルボニル基またはフェニレン基を表し、R122~R128はそれぞれ、水素原子または炭素数1~4のアルキル基を表す。)
 R121は水素原子またはメチル基が好ましい。
 L1はカルボニル基が好ましい。
 R122~R128は、水素原子が好ましい。
 上記酸分解性基で保護された保護カルボキシル基を有する構成単位(a1-1)の好ましい具体例としては、下記の構成単位が例示できる。なお、Rは水素原子またはメチル基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
<<<(a1-2)酸分解性基で保護された保護フェノール性水酸基を有する構成単位>>>
 上記酸分解性基で保護された保護フェノール性水酸基を有する構成単位(a1-2)は、フェノール性水酸基を有する構成単位が、以下で詳細に説明する酸分解性基によって保護された保護フェノール性水酸基を有する構成単位である。
<<<<(a1-2-1)フェノール性水酸基を有する構成単位>>>>
 上記フェノール性水酸基を有する構成単位としては、ヒドロキシスチレン系構成単位やノボラック系の樹脂における構成単位が挙げられるが、これらの中では、ヒドロキシスチレン、またはα-メチルヒドロキシスチレンに由来する構成単位が、感度の観点から好ましい。またフェノール性水酸基を有する構成単位として、下記一般式(a1-20)で表される構成単位も、感度の観点から好ましい。
一般式(a1-20)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
(一般式(a1-20)中、R220は水素原子またはメチル基を表し、R221は単結合または二価の連結基を表し、R222はハロゲン原子または炭素数1~5の直鎖または分岐鎖状のアルキル基を表し、aは1~5の整数を表し、bは0~4の整数を表し、a+bは5以下である。なお、R222が2以上存在する場合、これらのR222は相互に異なっていてもよいし同じでもよい。)
 上記一般式(a1-20)中、R220は水素原子またはメチル基を表し、メチル基であることが好ましい。
 また、R221は単結合または二価の連結基を示す。単結合である場合には、感度を向上させることができ、さらに硬化膜の透明性を向上させることができるので好ましい。R221の二価の連結基としてはアルキレン基が例示でき、R221がアルキレン基である具体例としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、n-ブチレン基、イソブチレン基、tert-ブチレン基、ペンチレン基、イソペンチレン基、ネオペンチレン基、ヘキシレン基等が挙げられる。中でも、R221が単結合、メチレン基、エチレン基であることが好ましい。また、上記二価の連結基は、置換基を有していてもよく、置換基としては、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基等が挙げられる。また、aは1~5の整数を表すが、本発明の効果の観点や、製造が容易であるという点から、aは1または2であることが好ましく、aが1であることがより好ましい。
 また、ベンゼン環における水酸基の結合位置は、R221と結合している炭素原子を基準(1位)としたとき、4位に結合していることが好ましい。
 R222はハロゲン原子または炭素数1~5の直鎖または分岐鎖状のアルキル基である。具体的には、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられる。中でも製造が容易であるという点から、塩素原子、臭素原子、メチル基またはエチル基であることが好ましい。
 また、bは0または1~4の整数を表す。
<<<<構成単位(a1-2)に用いることができる酸分解性基>>>>
 上記酸分解性基で保護された保護フェノール性水酸基を有する構成単位(a1-2)に用いることができる上記酸分解性基としては、上記酸分解性基で保護された保護カルボキシル基を有する構成単位(a1-1)に用いることができる上記酸分解性基と同様に、公知のものを使用でき、特に限定されない。酸分解性基の中でもアセタールで保護された保護フェノール性水酸基を有する構成単位であることが、感光性樹脂組成物の基本物性、特に感度やパターン形状、感光性樹脂組成物の保存安定性、コンタクトホールの形成性の観点から好ましい。さらに、酸分解性基の中でもフェノール性水酸基が上記一般式(a1-10)で表されるアセタールの形で保護された保護フェノール性水酸基であることが、感度の観点からより好ましい。なお、フェノール性水酸基が上記一般式(a1-10)で表されるアセタールの形で保護された保護フェノール性水酸基である場合、保護フェノール性水酸基の全体としては、-Ar-O-CR101102(OR103)の構造となっている。なお、Arはアリーレン基を表す。
 フェノール性水酸基のアセタールエステル構造の好ましい例は、R101=R102=R103=メチル基やR101=R102=メチル基でR103=ベンジル基の組み合わせが例示できる。
 また、フェノール性水酸基がアセタールの形で保護された保護フェノール性水酸基を有する構成単位を形成するために用いられるラジカル重合性単量体としては、例えば、特開2011-215590号公報の段落番号0042に記載のものなどが挙げられる。
 これらの中で、4-ヒドロキシフェニルメタクリレートの1-アルコキシアルキル保護体、4-ヒドロキシフェニルメタクリレートのテトラヒドロピラニル保護体、が透明性の観点から好ましい。
 フェノール性水酸基のアセタール保護基の具体例としては、1-アルコキシアルキル基が挙げられ、例えば、1-エトキシエチル基、1-メトキシエチル基、1-n-ブトキシエチル基、1-イソブトキシエチル基、1-(2-クロロエトキシ)エチル基、1-(2-エチルヘキシルオキシ)エチル基、1-n-プロポキシエチル基、1-シクロヘキシルオキシエチル基、1-(2-シクロヘキシルエトキシ)エチル基、1-ベンジルオキシエチル基などを挙げることができ、これらは単独または2種類以上を組み合わせて使用することができる。
 上記酸分解性基で保護された保護フェノール性水酸基を有する構成単位(a1-2)を形成するために用いられるラジカル重合性単量体は、市販のものを用いてもよいし、公知の方法で合成したものを用いることもできる。例えば、フェノール性水酸基を有する化合物を酸触媒の存在下でビニルエーテルと反応させることにより合成することができる。上記の合成はフェノール性水酸基を有するモノマーをその他のモノマーと予め共重合させておき、その後に酸触媒の存在下でビニルエーテルと反応させてもよい。
 上記酸分解性基で保護された保護フェノール性水酸基を有する構成単位(a1-2)の好ましい具体例としては、下記の構成単位が例示できるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
<<<構成単位(a1)の好ましい態様>>>
 上記構成単位(a1)を含有する重合体が、実質的に、構成単位(a2)を含まない場合、構成単位(a1)は、前記構成単位(a1)を含有する重合体中、20~100モル%が好ましく、30~90モル%がより好ましい。
 上記構成単位(a1)を含有する重合体が、下記構成単位(a2)を含有する場合、構成単位(a1)は、前記構成単位(a1)と構成単位(a2)を含有する重合体中、感度の観点から3~70モル%が好ましく、10~60モル%がより好ましい。また、特に上記構成単位(a1)に用いることができる上記酸分解性基がカルボキシル基がアセタールの形で保護された保護カルボキシル基を有する構成単位である場合、20~50モル%が好ましい。
 上記酸分解性基で保護された保護カルボキシル基を有する構成単位(a1-1)は、上記酸分解性基で保護された保護フェノール性水酸基を有する構成単位(a1-2)に比べると、現像が速いという特徴がある。よって、速く現像したい場合には酸分解性基で保護された保護カルボキシル基を有する構成単位(a1-1)が好ましい。逆に現像を遅くしたい場合には酸分解性基で保護された保護フェノール性水酸基を有する構成単位(a1-2)を用いることが好ましい。
<<(a2)架橋性基を有する構成単位>>
 (A)成分は、架橋性基を有する構成単位(a2)を有する。上記架橋性基は、加熱処理で硬化反応を起こす基であれば特に限定はされない。好ましい架橋性基を有する構成単位の態様としては、カルボン酸と反応し得る基であることが好ましい。このような架橋性基を用いることにより、重合体(S)成分とも架橋構造を形成するため、異種の重合体同士をよく相溶させることができる。よって膜質を均一にでき、耐薬品性をより向上させることができる。
 架橋性基としては、例えば、エポキシ基、オキセタニル基、-NH-CH2-O-R(Rは炭素数1~20のアルキル基)で表される基およびエチレン性不飽和基よりなる群から選ばれた少なくとも1つを含む構成単位が挙げられ、エポキシ基、オキセタニル基、および、-NH-CH2-O-R(Rは炭素数1~20のアルキル基)で表される基から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。その中でも、本発明の感光性樹脂組成物は、(A)成分が、エポキシ基およびオキセタニル基のうち少なくとも1つを含む構成単位を含むことが好ましい。より詳細には、以下のものが挙げられる。
<<<(a2-1)エポキシ基および/またはオキセタニル基を有する構成単位>>>
 上記(A)重合体は、エポキシ基および/またはオキセタニル基を有する構成単位(構成単位(a2-1))を含有することが好ましい。上記3員環の環状エーテル基はエポキシ基とも呼ばれ、4員環の環状エーテル基はオキセタニル基とも呼ばれる。
 上記エポキシ基および/またはオキセタニル基を有する構成単位(a2-1)は、1つの構成単位中にエポキシ基またはオキセタニル基を少なくとも1つ有していればよく、1つ以上のエポキシ基および1つ以上オキセタニル基、2つ以上のエポキシ基、または、2つ以上のオキセタニル基を有していてもよく、特に限定されないが、エポキシ基および/またはオキセタニル基を合計1~3つ有することが好ましく、エポキシ基および/またはオキセタニル基を合計1または2つ有することがより好ましく、エポキシ基またはオキセタニル基を1つ有することがさらに好ましい。
 エポキシ基を有する構成単位を形成するために用いられるラジカル重合性単量体の具体例としては、例えば、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、α-エチルアクリル酸グリシジル、α-n-プロピルアクリル酸グリシジル、α-n-ブチルアクリル酸グリシジル、アクリル酸-3,4-エポキシブチル、メタクリル酸-3,4-エポキシブチル、アクリル酸-3,4-エポキシシクロヘキシルメチル、メタクリル酸-3,4-エポキシシクロヘキシルメチル、α-エチルアクリル酸-3,4-エポキシシクロヘキシルメチル、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、特許第4168443号公報の段落番号0031~0035に記載の脂環式エポキシ骨格を含有する化合物などが挙げられ、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
 オキセタニル基を有する構成単位を形成するために用いられるラジカル重合性単量体の具体例としては、例えば、特開2001-330953号公報の段落番号0011~0016に記載のオキセタニル基を有する(メタ)アクリル酸エステルなどが挙げられ、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
 上記エポキシ基および/またはオキセタニル基を有する構成単位(a2-1)を形成するために用いられるラジカル重合性単量体の具体例としては、メタクリル酸エステル構造を含有するモノマー、アクリル酸エステル構造を含有するモノマーであることが好ましい。
 これらの中でも好ましいものは、メタクリル酸グリシジル、アクリル酸3,4-エポキシシクロヘキシルメチル、メタクリル酸3,4-エポキシシクロヘキシルメチル、アクリル酸(3-エチルオキセタン-3-イル)メチル、および、メタクリル酸(3-エチルオキセタン-3-イル)メチルである。これらの構成単位は、1種単独または2種類以上を組み合わせて使用することができる。
 上記エポキシ基および/またはオキセタニル基を有する構成単位(a2-1)の好ましい具体例としては、下記の構成単位が例示できる。なお、Rは、水素原子またはメチル基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
<<<(a2-2)エチレン性不飽和基を有する構成単位>>>
 上記架橋性基を有する構成単位(a2)の1つとして、エチレン性不飽和基を有する構成単位(a2-2)が挙げられる(以下、「構成単位(a2-2)」ともいう。)。上記エチレン性不飽和基を有する構成単位(a2-2)としては、側鎖にエチレン性不飽和基を有する構成単位が好ましく、末端にエチレン性不飽和基を有し、炭素数3~16の側鎖を有する構成単位がより好ましく、下記一般式(a2-2-1)で表される側鎖を有する構成単位がさらに好ましい。
一般式(a2-2-1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
(一般式(a2-2-1)中、R301は炭素数1~13の二価の連結基を表し、R302は水素原子またはメチル基を表し、*は架橋性基を有する構成単位(a2)の主鎖に連結する部位を表す。)
 R301は、炭素数1~13の二価の連結基であって、アルケニル基、シクロアルケニル基、アリーレン基またはこれらを組み合せた基を含み、エステル結合、エーテル結合、アミド結合、ウレタン結合等の結合を含んでいてもよい。また、二価の連結基は、任意の位置にヒドロキシ基、カルボキシル基等の置換基を有していてもよい。R301の具体例としては、下記の二価の連結基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 上記一般式(a2-2-1)で表される側鎖の中でも、上記R301で表される2価の連結基を含めて脂肪族の側鎖が好ましい。
 その他(a2-2)エチレン性不飽和基を有する構成単位については、特開2011-215580号公報の段落番号0072~0090の記載を参酌でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
<<<(a2-3)-NH-CH2-O-R(Rは水素原子または炭素数1~20のアルキル基)で表される基を有する構成単位>>>
 本発明で用いる重合体は、-NH-CH2-O-R(Rは水素原子または炭素数1~20のアルキル基)で表される基を有する構成単位(a2-3)も好ましい。構成単位(a2-3)を有することで、緩やかな加熱処理で硬化反応を起こすことができ、諸特性に優れた硬化膜を得ることができる。ここで、Rは炭素数1~9のアルキル基が好ましく、炭素数1~4のアルキル基がより好ましい。また、アルキル基は、直鎖、分岐または環状のアルキル基のいずれであってもよいが、好ましくは、直鎖または分岐のアルキル基である。構成単位(a2)は、より好ましくは、下記一般式(a2-30)で表される基を有する構成単位である。
一般式(a2-30)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
(一般式(a2-30)中、R1は水素原子またはメチル基を表し、R2は水素原子または炭素数1~20のアルキル基を表す。)
 R2は、炭素数1~9のアルキル基が好ましく、炭素数1~4のアルキル基がさらに好ましい。また、アルキル基は、直鎖、分岐または環状のアルキル基のいずれであってもよいが、好ましくは、直鎖または分岐のアルキル基である。
 R2の具体例としては、メチル基、エチル基、n-ブチル基、i-ブチル基、シクロヘキシル基、およびn-ヘキシル基を挙げることができる。中でもi-ブチル基、n-ブチル基、メチル基が好ましい。
<<<構成単位(a2)の好ましい態様>>>
 上記構成単位(a2)を含有する重合体が、実質的に、構成単位(a1)を含まない場合、構成単位(a2)は、前記構成単位(a2)を含有する重合体中、5~90モル%が好ましく、20~80モル%がより好ましい。
 上記構成単位(a2)を含有する重合体が、上記構成単位(a1)を含有する場合、構成単位(a2)は、前記構成単位(a1)と構成単位(a2)を含有する重合体中、薬品耐性の観点から3~70モル%が好ましく、10~60モル%がより好ましい。
 本発明では、さらに、いずれの態様にかかわらず、(A)成分の全構成単位中、構成単位(a2)を3~70モル%含有することが好ましく、10~60モル%含有することがより好ましい。
 上記の数値の範囲内であると、感光性樹脂組成物から得られる硬化膜の透明性および薬品耐性が良好となる。
<<(a3)その他の構成単位>>
 本発明において、重合体成分(1)および(2)は、上記構成単位(a1)および/または(a2)に加えて、これら以外の他の構成単位(a3)を有していてもよい。
 その他の構成単位(a3)となるモノマーとしては、特に制限はなく、例えば、スチレン類、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸環状アルキルエステル、(メタ)アクリル酸アリールエステル、不飽和ジカルボン酸ジエステル、ビシクロ不飽和化合物類、マレイミド化合物類、不飽和芳香族化合物、共役ジエン系化合物、不飽和モノカルボン酸、不飽和ジカルボン酸、不飽和ジカルボン酸無水物、その他の不飽和化合物を挙げることができる。また、後述するとおり、酸基を有する構成単位を有していてもよい。その他の構成単位(a3)となるモノマーは、単独または2種類以上を組み合わせて使用することができる。
 以下に、本発明の重合体成分(1)ならびに/または(2)の好ましい実施形態を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(第1の実施形態)
 重合体成分(1)が、さらに、1種または2種以上のその他の構成単位(a3)を有する態様。
(第2の実施形態)
 重合体成分(2)の(a1)酸基が酸分解性基で保護された基を有する構成単位を有する重合体が、さらに、1種または2種以上のその他の構成単位(a3)を有する態様。
(第3の実施形態)
 重合体成分(2)の(a2)架橋性基を有する構成単位を有する重合体が、さらに、1種または2種以上のその他の構成単位(a3)を有する態様。
(第4の実施形態)
 上記第1~第3の実施形態のいずれかにおいて、その他の構成単位(a3)として、少なくとも酸基を含む構成単位を含む態様。
(第5の実施形態)
 上記第1~第4の実施形態の2以上の組み合わせからなる形態。
(第6の実施形態)
 重合体成分(2)を少なくとも含む態様。特に、上記第1~第4の実施形態において、少なくとも重合体成分(2)を含む態様。
 構成単位(a3)は、具体的には、スチレン、tert-ブトキシスチレン、メチルスチレン、ヒドロキシスチレン、α-メチルスチレン、アセトキシスチレン、メトキシスチレン、エトキシスチレン、クロロスチレン、ビニル安息香酸メチル、ビニル安息香酸エチル、4-ヒドロキシ安息香酸(3-メタクリロイルオキシプロピル)エステル、(メタ)アクリル酸、(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)アクリル酸イソプロピル、(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)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、アクリロニトリル、エチレングリコールモノアセトアセテートモノ(メタ)アクリレートなどによる構成単位を挙げることができる。この他、特開2004-264623号公報の段落番号0021~0024に記載の化合物を挙げることができる。
 また、その他の構成単位(a3)としてスチレン類、脂環式骨格を有する基が、電気特性の観点で好ましい。具体的にはスチレン、tert-ブトキシスチレン、メチルスチレン、ヒドロキシスチレン、α-メチルスチレン、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 さらにまた、その他の構成単位(a3)として(メタ)アクリル酸アルキルエステルが、密着性の観点で好ましい。具体的には(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル等が挙げられ、(メタ)アクリル酸メチルがより好ましい。重合体(A)を構成する構成単位中、上記の構成単位(a3)の含有率は、60モル%以下が好ましく、50モル%以下がより好ましく、40モル%以下がさらに好ましい。下限値としては、0モル%でもよいが、例えば、1モル%以上とすることができ、さらには、5モル%以上とすることができる。上記の数値の範囲内であると、感光性樹脂組成物から得られる硬化膜の諸特性が良好となる。
 その他の構成単位(a3)として、酸基を含むことが好ましい。重合体成分(1)および(2)にも酸基を含むことにより、良好な感度が得られる。本発明における酸基とは、pKaが7より小さいプロトン解離性基を意味する。酸基は、通常、酸基を形成しうるモノマーを用いて、酸基を含む構成単位として、重合体に組み込まれる。このような酸基を含む構成単位を重合体中に含めることにより、アルカリ性の現像液に対して溶けやすくなる傾向にある。
 本発明で用いられる酸基としては、カルボン酸基由来のもの、スルホンアミド基に由来のもの、ホスホン酸基に由来のもの、スルホン酸基に由来のもの、フェノール性水酸基に由来するもの、スルホンアミド基、スルホニルイミド基等が例示され、カルボン酸基由来のものおよび/またはフェノール性水酸基に由来のものが好ましい。
 本発明で用いられる酸基を含む構成単位は、スチレンに由来する構成単位や、ビニル化合物に由来する構成単位、(メタ)アクリル酸および/またはそのエステルに由来する構成単位であることがより好ましい。
 本発明では、特に、カルボキシル基を有する構成単位、または、フェノール性水酸基を有する構成単位を含有することが、感度の観点で好ましい。
 酸基を含む構成単位は、全重合体成分の構成単位の1~80モル%が好ましく、1~50モル%がより好ましく、5~40モル%がさらに好ましく、5~30モル%が特に好ましく、5~20モル%が特に好ましい。
<<重合体成分(1)および(2)の分子量>>
 重合体成分(1)および(2)の分子量は、ポリスチレン換算重量平均分子量で、好ましくは1,000~200,000、より好ましくは2,000~50,000の範囲である。上記の数値の範囲内であると、諸特性が良好である。数平均分子量と重量平均分子量の比(分散度)は1.0~5.0が好ましく1.5~3.5がより好ましい。
<<重合体成分(1)および(2)の製造方法>>
 また、重合体成分(1)および(2)の合成法についても、様々な方法が知られているが、一例を挙げると、少なくとも上記(a1)および上記(a3)で表される構成単位を形成するために用いられるラジカル重合性単量体を含むラジカル重合性単量体混合物を有機溶剤中、ラジカル重合開始剤を用いて重合することにより合成することができる。また、いわゆる高分子反応で合成することもできる。
 本発明の感光性樹脂組成物は、全固形分100質量部に対し、重合体成分(1)および(2)を50~99.9質量部の割合で含むことが好ましく、70~98質量部の割合で含むことがより好ましい。
<(S)成分>
 本発明の感光性樹脂組成物は、(S)式(1)で表される値が50~3000を満たし、重量平均分子量が1000~50000であり、かつ、カルボキシル基を含む構成単位を有する重合体(本明細書において、「(S)成分」ということがある)を含有する。
(S)重合体の固形酸価(単位:mgKOH/g)×感光性樹脂組成物中の全固形分に対する(S)重合体の含有率(単位:質量%)・・(1)
 全固形分とは、溶剤以外の全成分を表す。
 このような重合体を配合することにより、高い感度を維持しつつ、現像時の基板との密着性に優れ、さらに薬品耐性も良好な感光性樹脂組成物を提供可能となる。さらに、透明性も向上させることが可能になる。
 例えば、(S)成分が、固形酸価が200mgKOH/gの重合体であり、(S)成分の含有率が本発明の感光性樹脂組成物の溶剤以外の全成分に対して5質量%である場合、式(1)は、200×5=1000となる。
 式(1)における固形酸価は、以下の方法により測定した。
 (S)成分のPGMEA溶液(40質量%)1gを、プロピレングリコールモノメチルエーテル54mlと純水6mlに溶解させ、0.1mol/lのKOH水溶液を用いて、電位差滴定法により滴定し、40質量%溶液酸価を求めた。前記溶液酸価から、(S)成分のみの酸価を計算し、固形酸価とした。
 上記式(1)の計算値としては、50~3000であり、100~2000が好ましく、150~1000が更に好ましい。このような範囲とすることにより、感光性樹脂組成物中の重合体成分における酸基(特に、カルボキシル基)の割合が適切な配合量となり、高い感度を維持しつつ、現像時の基板密着性が向上し、さらに、耐薬品性を向上させることが可能になる。酸基が酸分解性基で保護された基を有する構成単位を含む重合体を含む組成物において、あえて、アルカリに可溶な(S)成分を配合することによって、上記効果が達成されるのは驚くべきことである。
 (S)成分の固形酸価としては、100~350mgKOH/gが好ましく、140~300mgKOH/gがより好ましく、180~250mgKOH/gが更に好ましい。上記範囲の場合、感度と基板との密着性が両立できる。
 本発明における(S)成分は、上記重合体成分(1)および(2)とは異なる重合体である。従って、通常は、(a1)酸基が酸分解性基で保護された基を有する構成単位、および(a2)架橋性基を有する構成単位を含まない。
 (S)成分は、重量平均分子量が1000~50000の重合体であり、好ましくは、1250~40000の重合体であり、より好ましくは、1500~30000の重合体である。重量平均分子量が上記範囲の場合、重合体(1)および(2)成分の樹脂との相溶性に優れ、薬品耐性が良好となる。一方、(S)成分の分子量が1000未満である場合、現像液にすばやく混合してしまい、本発明の効果が発揮されない。なお、重量平均分子量は、テトラヒドロフラン(THF)を溶剤とした場合のゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量である。
<<カルボキシル基を含む構成単位>>
 (S)成分は、カルボキシル基を含む構成単位を少なくとも有する。(S)成分がカルボキシル基を含む構成単位を有することで、高い感度を維持しつつ、密着性に優れ、更に、薬品耐性も良好となり、本発明の好ましい形態を実現し得る。
 カルボキシル基を有する構成単位は、分子中に少なくとも1個のカルボキシル基を有していれば、特に制限はなく公知の構成単位を用いることができる。例えば、不飽和モノカルボン酸、不飽和ジカルボン酸、不飽和トリカルボン酸などの、分子中に少なくとも1個のカルボキシル基を有する不飽和カルボン酸等に由来する構成単位などが挙げられる。
 カルボキシル基を有する構成単位として本発明で用いられる不飽和カルボン酸等としては以下に挙げるようなものが用いられる。すなわち、不飽和モノカルボン酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、α-クロロアクリル酸、けい皮酸、2-(メタ)アクリロイロキシエチル-コハク酸、2-(メタ)アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2-(メタ)アクリロイロキシエチル-フタル酸、などが挙げられる。また、不飽和ジカルボン酸としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸などが挙げられる。また、カルボキシル基を有する構成単位を得るために用いられる不飽和多価カルボン酸は、その酸無水物であってもよい。具体的には、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸などが挙げられる。また、不飽和多価カルボン酸は、多価カルボン酸のモノ(2-メタクリロイロキシアルキル)エステルであってもよく、例えば、コハク酸モノ(2-アクリロイロキシエチル)、コハク酸モノ(2-メタクリロイロキシエチル)、フタル酸モノ(2-アクリロイロキシエチル)、フタル酸モノ(2-メタクリロイロキシエチル)などが挙げられる。さらに、不飽和多価カルボン酸は、その両末端ジカルボキシポリマーのモノ(メタ)アクリレートであってもよく、例えば、ω-カルボキシポリカプロラクトンモノアクリレート、ω-カルボキシポリカプロラクトンモノメタクリレートなどが挙げられる。また、不飽和カルボン酸としては、アクリル酸-2-カルボキシエチルエステル、メタクリル酸-2-カルボキシエチルエステル、マレイン酸モノアルキルエステル、フマル酸モノアルキルエステル、4-カルボキシスチレン等も用いることができる。
 上記カルボキシル基を含む構成単位は、1種単独で構成されていてもよいし、2種以上で構成されていてもよい。
 また、カルボキシル基を有する構成単位としては、下記に挙げるようなものを用いてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 本発明における(S)成分は、下記構成単位A群の少なくとも一方を有する重合体であることが好ましい。中でも主鎖に直接にカルボキシル基が結合している場合、硬化後の膜の架橋密度が向上するため、耐薬品性が優れる。
 したがって、下記に示すように直鎖に直接にカルボキシル基が結合した構成単位が好ましい。
構成単位A群
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 (S)成分は、カルボキシル基を有する構成単位に加えて、これら以外の他の構成単位を有していてもよい。
 他の構成単位となるモノマーとしては、特に制限はなく、例えば、スチレン類、ベンジルメタクリレート類、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸環状アルキルエステル、(メタ)アクリル酸アリールエステル、不飽和ジカルボン酸ジエステル、ビシクロ不飽和化合物類、マレイミド化合物類、不飽和芳香族化合物、共役ジエン系化合物、不飽和モノカルボン酸、不飽和ジカルボン酸、不飽和ジカルボン酸無水物、その他の不飽和化合物を挙げることができる。中でも、現像液の浸透を制御し易いという観点から、芳香環を含むモノマーが好ましく、例えば、スチレン類、ベンジルメタクリレート類がより好ましい。
 本発明では、特に、(S)成分が下記構成単位B群を含むことが好ましい。このような構成単位は、疎水的であり、感光性樹脂組成物の重合体成分に現像液をより適切に浸透させることが可能になる。また、このような構造は、樹脂成分の基板への配位を阻害しない点からも好ましい。
構成単位B群
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 その他の構成単位となるモノマーは、単独または2種類以上を組み合わせて使用することができる。
 (S)成分中、カルボキシル基を含む構成単位の含有量は、70モル%以下が好ましく、60モル%以下がより好ましく、50モル%以下が特に好ましい。
 (S)成分の構造の具体例としては、以下のものが挙げられるが、本発明の範囲は特にこれに限定されない。なお、式中、Etはエチル基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 これらの重合体として、市販されている、ARUFON UC-3080(固形酸価230、重量平均分子量14000)、ARUFON UC-3900(固形酸価108、重量平均分子量4600)、ARUFON UC-3910(固形酸価200、重量平均分子量8500)、ARUFON UC-3920(固形酸価240、重量平均分子量15500)(以上、東亞合成(株)製)、Joncryl 67(固形酸価213、重量平均分子量12500)、Joncryl 678(固形酸価215、重量平均分子量8500)、Joncryl 586(固形酸価108、重量平均分子量4600)、Joncryl 680(固形酸価215、重量平均分子量4900)、Joncryl 682(固形酸価238、重量平均分子量1700)、Joncryl 690(固形酸価240、重量平均分子量16500)、Joncryl JDX-C3080(固形酸価230、重量平均分子量14000)(以上、BASF製)等も好ましく用いることもできる。
 全固形分に対する(S)成分の含有率としては0.5~20質量%が好ましく、0.5~10質量%がより好ましく、0.7~5質量%が更に好ましい。上記範囲の場合、(1)および(2)成分による架橋反応が良好に進行し、薬品耐性が良好となる。
<<(S)成分の製造方法>>
 (S)成分の合成法については、様々な方法が知られており、例えば(1)および(2)成分と同様の方法により合成することができる。
 本発明の組成物中、重量平均分子量が1000未満のカルボン酸の含有量は、3質量%以下であることが好ましく、1質量%以下であることが好ましく、実質的に含まないほうが好ましい。このような低分子カルボン酸の例としては、特開2000-66406号公報に記載のものが例示され、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
<<<他の重合性成分>>>
 本発明では、上記重合体成分(1)または(2)ならびに(S)成分には該当しない、他の重合体を含んでいても良い。例えば、実質的に(a1)および(a2)を含まずに他の構成単位(a3)等を有する重合体が挙げられる。例えば、(S)成分でない、ベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート/ベンジル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート/ポリスチレンマクロモノマー/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピルアクリレート/ポリメチルメタクリレートマクロモノマー/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体、2-ヒドロキシエチルメタクリレート/ポリスチレンマクロモノマー/メチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体、2-ヒドロキシエチルメタクリレート/ポリスチレンマクロモノマー/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体等が挙げられる。これらの重合体は感度や膜質の微調整に用いる。よって、このような他の重合体成分の配合量は、重合体成分の全量の10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましく、3質量%以下であることがさらに好ましい。
 これらの重合体として、市販されている、SMA 1000P、SMA 2000P、SMA 3000P(Cray Valley 社製)等を用いることもできる。
 本発明における重合体成分((A)成分と(S)成分)の合計量は、本発明の感光性樹脂組成物の全固形分の60質量%以上であることが好ましく、65質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることがさらに好ましい。
<(B)光酸発生剤>
 本発明の感光性樹脂組成物は、(B)光酸発生剤を含有する。本発明で使用される光酸発生剤(「(B)成分」ともいう。)としては、波長300nm以上、好ましくは波長300~450nmの活性光線に感応し、酸を発生する化合物が好ましいが、その化学構造に制限されるものではない。また、波長300nm以上の活性光線に直接感応しない光酸発生剤についても、増感剤と併用することによって波長300nm以上の活性光線に感応し、酸を発生する化合物であれば、増感剤と組み合わせて好ましく用いることができる。本発明で使用される光酸発生剤としては、pKaが4以下の酸を発生する光酸発生剤が好ましく、pKaが3以下の酸を発生する光酸発生剤がより好ましく、2以下の酸を発生する光酸発生剤が最も好ましい。
 光酸発生剤の例として、トリクロロメチル-s-トリアジン類、スルホニウム塩やヨードニウム塩、第四級アンモニウム塩類、ジアゾメタン化合物、イミドスルホネート化合物、および、オキシムスルホネート化合物などを挙げることができる。これらの中でも、絶縁性の観点から、オキシムスルホネート化合物を用いることが好ましい。これら光酸発生剤は、1種単独または2種類以上を組み合わせて使用することができる。トリクロロメチル-s-トリアジン類、ジアリールヨードニウム塩類、トリアリールスルホニウム塩類、第四級アンモニウム塩類、およびジアゾメタン誘導体の具体例としては、特開2011-221494号公報の段落番号0083~0088に記載の化合物が例示できる。
 オキシムスルホネート化合物、すなわち、オキシムスルホネート構造を有する化合物としては、下記一般式(B1)で表されるオキシムスルホネート構造を含有する化合物が好ましく例示できる。
一般式(B1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
(一般式(B1)中、R21は、アルキル基またはアリール基を表す。波線は他の基との結合を表す。)
 一般式(B1)中、いずれの基も置換されてもよく、R21におけるアルキル基は直鎖状でも分岐状でも環状でもよい。許容される置換基は以下に説明する。
 R21のアルキル基としては、炭素数1~10の、直鎖状または分岐状アルキル基が好ましい。R21のアルキル基は、炭素数6~11のアリール基、炭素数1~10のアルコキシ基、または、シクロアルキル基(7,7-ジメチル-2-オキソノルボルニル基などの有橋式脂環基を含む、好ましくはビシクロアルキル基等)で置換されてもよい。
 R21のアリール基としては、炭素数6~11のアリール基が好ましく、フェニル基またはナフチル基がより好ましい。R21のアリール基は、低級アルキル基、アルコキシ基あるいはハロゲン原子で置換されてもよい。
 上記一般式(B1)で表されるオキシムスルホネート構造を含有する上記化合物は、下記一般式(B2)で表されるオキシムスルホネート化合物であることも好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
(式(B2)中、R42は、アルキル基またはアリール基を表し、Xは、アルキル基、アルコキシ基、または、ハロゲン原子を表し、m4は、0~3の整数を表し、m4が2または3であるとき、複数のXは同一でも異なっていてもよい。)
 Xとしてのアルキル基は、炭素数1~4の直鎖状または分岐状アルキル基が好ましい。
Xとしてのアルコキシ基は、炭素数1~4の直鎖状または分岐状アルコキシ基が好ましい。
 Xとしてのハロゲン原子は、塩素原子またはフッ素原子が好ましい。
 m4は、0または1が好ましい。上記一般式(B2)中、m4が1であり、Xがメチル基であり、Xの置換位置がオルト位であり、R42が炭素数1~10の直鎖状アルキル基、7,7-ジメチル-2-オキソノルボルニルメチル基、またはp-トルイル基である化合物が特に好ましい。
 上記一般式(B1)で表されるオキシムスルホネート構造を含有する化合物は、下記一般式(B3)で表されるオキシムスルホネート化合物であることも好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
(式(B3)中、R43は式(B2)におけるR42と同義であり、X1は、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、シアノ基またはニトロ基を表し、n4は0~5の整数を表す。)
 上記一般式(B3)におけるR43としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-オクチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、パーフルオロ-n-プロピル基、パーフルオロ-n-ブチル基、p-トリル基、4-クロロフェニル基またはペンタフルオロフェニル基が好ましく、n-オクチル基が特に好ましい。
 X1としては、炭素数1~5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基がより好ましい。
 n4としては、0~2が好ましく、0~1が特に好ましい。
 上記一般式(B3)で表される化合物の具体例としては、α-(メチルスルホニルオキシイミノ)ベンジルシアニド、α-(エチルスルホニルオキシイミノ)ベンジルシアニド、α-(n-プロピルスルホニルオキシイミノ)ベンジルシアニド、α-(n-ブチルスルホニルオキシイミノ)ベンジルシアニド、α-(4-トルエンスルホニルオキシイミノ)ベンジルシアニド、α-〔(メチルスルホニルオキシイミノ)-4-メトキシフェニル〕アセトニトリル、α-〔(エチルスルホニルオキシイミノ)-4-メトキシフェニル〕アセトニトリル、α-〔(n-プロピルスルホニルオキシイミノ)-4-メトキシフェニル〕アセトニトリル、α-〔(n-ブチルスルホニルオキシイミノ)-4-メトキシフェニル〕アセトニトリル、α-〔(4-トルエンスルホニルオキシイミノ)-4-メトキシフェニル〕アセトニトリルを挙げることができる。
 好ましいオキシムスルホネート化合物の具体例としては、下記化合物(i)~(viii)等が挙げられ、1種単独で使用、または、2種類以上を併用することができる。化合物(i)~(viii)は、市販品として、入手することができる。また、他の種類の(B)光酸発生剤と組み合わせて使用することもできる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 上記一般式(B1)で表されるオキシムスルホネート構造を含有する化合物としては、下記一般式(OS-1)で表される化合物であることも好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
 上記一般式(OS-1)中、R101は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシル基、カルバモイル基、スルファモイル基、スルホ基、シアノ基、アリール基、または、ヘテロアリール基を表す。R102は、アルキル基、または、アリール基を表す。
 X101は-O-、-S-、-NH-、-NR105-、-CH2-、-CR106H-、または、-CR105107-を表し、R105~R107はアルキル基、または、アリール基を表す。
 R121~R124は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アミノ基、アルコキシカルボニル基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アミド基、スルホ基、シアノ基、または、アリール基を表す。R121~R124のうち2つは、それぞれ互いに結合して環を形成してもよい。
 R121~R124としては、水素原子、ハロゲン原子、および、アルキル基が好ましく、また、R121~R124のうち少なくとも2つが互いに結合してアリール基を形成する態様もまた、好ましく挙げられる。中でも、R121~R124がいずれも水素原子である態様が感度の観点から好ましい。
 既述の官能基は、いずれも、さらに置換基を有していてもよい。
 上記一般式(OS-1)で表される化合物は、下記一般式(OS-2)で表される化合物であることがより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
 上記一般式(OS-2)中、R101、R102、R121~R124は、それぞれ式(OS-1)におけるのと同義であり、好ましい例もまた同様である。
 これらの中でも、上記一般式(OS-1)および上記一般式(OS-2)におけるR101がシアノ基、または、アリール基である態様がより好ましく、上記一般式(OS-2)で表され、R101がシアノ基、フェニル基またはナフチル基である態様が最も好ましい。
 また、上記オキシムスルホネート化合物においてオキシムやベンゾチアゾール環の立体構造(E,Z等)のついてはそれぞれ、どちらか一方であっても、混合物であってもよい。
 本発明に好適に用いうる上記一般式(OS-1)で表される化合物の具体例としては、特開2011-221494号公報の段落番号0128~0132に記載の化合物(例示化合物b-1~b-34)が挙げられるが、本発明はこれに限定されない。
 本発明では、上記一般式(B1)で表されるオキシムスルホネート構造を含有する化合物としては、下記一般式(OS-3)、下記一般式(OS-4)または下記一般式(OS-5)で表されるオキシムスルホネート化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
(一般式(OS-3)~一般式(OS-5)中、R22、R25およびR28はそれぞれ独立にアルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表し、R23、R26およびR29はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アリール基またはハロゲン原子を表し、R24、R27およびR30はそれぞれ独立にハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、スルホン酸基、アミノスルホニル基またはアルコキシスルホニル基を表し、X1~X3はそれぞれ独立に酸素原子または硫黄原子を表し、n1~n3はそれぞれ独立に1または2を表し、m1~m3はそれぞれ独立に0~6の整数を表す。)
 上記一般式(OS-3)~(OS-5)中、R22、R25およびR28におけるアルキル基、アリール基またはヘテロアリール基は、置換基を有していてもよい。
 上記式(OS-3)~(OS-5)中、R22、R25およびR28におけるアルキル基としては、置換基を有していてもよい総炭素数1~30のアルキル基であることが好ましい。
 また、上記一般式(OS-3)~(OS-5)中、R22、R25およびR28におけるアリール基としては、置換基を有してもよい総炭素数6~30のアリール基が好ましい。
 また、上記一般式(OS-3)~(OS-5)中、R1におけるヘテロアリール基としては、置換基を有してもよい総炭素数4~30のヘテロアリール基が好ましい。
 上記一般式(OS-3)~(OS-5)中、R22、R25およびR28におけるヘテロアリール基は、少なくとも1つの環が複素芳香環であればよく、例えば、複素芳香環とベンゼン環とが縮環していてもよい。
上記一般式(OS-3)~(OS-5)中、R23、R26およびR29は、水素原子、アルキル基またはアリール基であることが好ましく、水素原子またはアルキル基であることがより好ましい。
 上記一般式(OS-3)~(OS-5)中、化合物中に2以上存在するR23、R26およびR29のうち、1つまたは2つがアルキル基、アリール基またはハロゲン原子であることが好ましく、1つがアルキル基、アリール基またはハロゲン原子であることがより好ましく、1つがアルキル基であり、かつ残りが水素原子であることが特に好ましい。
 R23、R26およびR29におけるアルキル基としては、置換基を有してもよい総炭素数1~12のアルキル基であることが好ましく、置換基を有してもよい総炭素数1~6のアルキル基であることがより好ましい。
 R23、R26およびR29におけるアリール基としては、置換基を有してもよい総炭素数6~30のアリール基であることが好ましい。
 上記一般式(OS-3)~(OS-5)中、X1~X3はそれぞれ独立にOまたはSを表し、Oであることが好ましい。
 上記一般式(OS-3)~(OS-5)において、X1~X3を環員として含む環は、5員環または6員環である。
 上記一般式(OS-3)~(OS-5)中、n1~n3はそれぞれ独立に1または2を表し、X1~X3がOである場合、n1~n3はそれぞれ独立に1であることが好ましく、また、X1~X3がSである場合、n1~n3はそれぞれ独立に2であることが好ましい。
  上記一般式(OS-3)~(OS-5)中、R24、R27およびR30はそれぞれ独立にハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、スルホン酸基、アミノスルホニル基またはアルコキシスルホニル基を表す。その中でも、R24、R27およびR30はそれぞれ独立にアルキル基またはアルキルオキシ基であることが好ましい。
  R24、R27およびR30におけるアルキル基、アルキルオキシ基、スルホン酸基、アミノスルホニル基およびアルコキシスルホニル基は、置換基を有していてもよい。
  上記一般式(OS-3)~(OS-5)中、R24、R27およびR30におけるアルキル基としては、置換基を有していてもよい総炭素数1~30のアルキル基であることが好ましい。
  上記一般式(OS-3)~(OS-5)中、R24、R27およびR30におけるアルキルオキシ基としては、置換基を有してもよい総炭素数1~30のアルキルオキシ基であることが好ましい。
  また、上記一般式(OS-3)~(OS-5)中、m1~m3はそれぞれ独立に0~6の整数を表し、0~2の整数であることが好ましく、0または1であることがより好ましく、0であることが特に好ましい。
  また、上記(OS-3)~(OS-5)のそれぞれの置換基について、特開2011-221494号公報の段落番号0092~0109に記載の(OS-3)~(OS-5)の置換基の好ましい範囲も同様に好ましい。
  また、上記一般式(B1)で表されるオキシムスルホネート構造を含有する化合物は、下記一般式(OS-6)~(OS-11)のいずれかで表されるオキシムスルホネート化合物であることが特に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
 (式(OS-6)~(OS-11)中、R301~R306はアルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表し、R307は、水素原子または臭素原子を表し、R308~R310、R313、R316およびR318はそれぞれ独立に水素原子、炭素数1~8のアルキル基、ハロゲン原子、クロロメチル基、ブロモメチル基、ブロモエチル基、メトキシメチル基、フェニル基またはクロロフェニル基を表し、R311およびR314はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、メチル基またはメトキシ基を表し、R312、R315、R317およびR319はそれぞれ独立には水素原子またはメチル基を表す。)
  上記一般式(OS-6)~(OS-11)における好ましい範囲は、特開2011-221494号公報の段落番号0110~0112に記載される(OS-6)~(OS-11)の好ましい範囲と同様である。
  上記一般式(OS-3)~上記一般式(OS-5)で表されるオキシムスルホネート化合物の具体例としては、特開2011-221494号公報の段落番号0114~0120に記載の化合物が挙げられるが、本発明は、これらに限定されるものではない。
 上記一般式(B1)で表されるオキシムスルホネート構造を含有する化合物は、下記一般式(B4)で表されるオキシムスルホネート化合物であることも好ましい。
一般式(B4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
(一般式(B4)中、R1は、アルキル基またはアリール基を表し、R2は、アルキル基、アリール基、またはヘテロアリール基を表す。R3~R6は、それぞれ、水素原子、アルキル基、アリール基、ハロゲン原子を表す。但し、R3とR4、R4とR5、またはR5とR6が結合して脂環または芳香環を形成してもよい。Xは、-O-またはS-を表す。)
 R1は、アルキル基またはアリール基を表す。アルキル基は、分岐構造を有するアルキル基または環状構造のアルキル基が好ましい。
 アルキル基の炭素数は、好ましくは3~10である。特にアルキル基が分岐構造を有する場合、炭素数3~6のアルキル基が好ましく、環状構造を有する場合、炭素数5~7のアルキル基が好ましい。
 アルキル基としては、例えば、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1,1-ジメチルプロピル基、ヘキシル基、2-エチルヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基などが挙げられ、好ましくは、イソプロピル基、tert-ブチル基、ネオペンチル基、シクロヘキシル基である。
 アリール基の炭素数は、好ましくは6~12であり、より好ましくは6~8であり、さらに好ましくは6~7である。前記アリール基としては、フェニル基、ナフチル基などが挙げられ、好ましくは、フェニル基である。
 R1が表すアルキル基およびアリール基は、置換基を有していてもよい。置換基としては、例えばハロゲン原子(フッ素原子、クロロ原子、臭素原子、ヨウ素原子)、直鎖、分岐または環状のアルキル基(例えばメチル基、エチル基、プロピル基など)、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、シアノ基、カルボキシル基、水酸基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、アミノ基、ニトロ基、ヒドラジノ基、ヘテロ環基などが挙げられる。また、これらの基によってさらに置換されていてもよい。好ましくは、ハロゲン原子、メチル基である。
 本発明の感光性樹脂組成物は、透明性の観点から、R1はアルキル基が好ましく、保存安定性と感度とを両立させる観点から、R1は、炭素数3~6の分岐構造を有するアルキル基、炭素数5~7の環状構造のアルキル基、または、フェニル基が好ましく、炭素数3~6の分岐構造を有するアルキル基、または炭素数5~7の環状構造のアルキル基がより好ましい。このようなかさ高い基(特に、かさ高いアルキル基)をR1として採用することにより、透明性をより向上させることが可能になる。
 かさ高い置換基の中でも、イソプロピル基、tert-ブチル基、ネオペンチル基、シクロヘキシル基が好ましく、tert-ブチル基、シクロヘキシル基がより好ましい。
 R2は、アルキル基、アリール基、またはヘテロアリール基を表す。R2が表すアルキル基としては、炭素数1~10の、直鎖、分岐または環状のアルキル基が好ましい。前記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基などが挙げられ、好ましくは、メチル基である。
 アリール基としては、炭素数6~10のアリール基が好ましい。前記アリール基としては、フェニル基、ナフチル基、p-トルイル基(p-メチルフェニル基)などが挙げられ、好ましくは、フェニル基、p-トルイル基である。
 ヘテロアリール基としては、例えば、ピロール基、インドール基、カルバゾール基、フラン基、チオフェン基などが挙げられる。
 R2が表すアルキル基、アリール基、およびヘテロアリール基は、置換基を有していてもよい。置換基としては、R1が表すアルキル基およびアリール基が有していてもよい置換基と同義である。
 R2は、アルキル基またはアリール基が好ましく、アリール基がより好ましく、フェニル基がより好ましい。フェニル基の置換基としてはメチル基が好ましい。
 R3~R6は、それぞれ、水素原子、アルキル基、アリール基、またはハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)を表す。R3~R6が表すアルキル基としては、R2が表すアルキル基と同義であり、好ましい範囲も同様である。また、R3~R6が表すアリール基としては、R1が表すアリール基と同義であり、好ましい範囲も同様である。
 R3~R6のうち、R3とR4、R4とR5、またはR5とR6が結合して環を形成してもよく、環としては、脂環または芳香環を形成していることが好ましく、ベンゼン環がより好ましい。
 R3~R6は、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子)、または、R3とR4、R4とR5、またはR5とR6が結合してベンゼン環を構成していることが好ましく、水素原子、メチル基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子またはR3とR4、R4とR5、またはR5とR6が結合してベンゼン環を構成していることがより好ましい。
 R3~R6の好ましい態様は以下の通りである。
(態様1)少なくとも2つは水素原子である。
(態様2)アルキル基、アリール基、またはハロゲン原子の数は、1つ以下である。
(態様3)R3とR4、R4とR5、またはR5とR6が結合してベンゼン環を構成している。
(態様4)上記態様1と2を満たす態様、および/または、上記態様1と3を満たす態様。
 Xは、-O-またはS-を表す。
 上記一般式(B4)の具体例としては、以下のような化合物が挙げられるが、本発明では特にこれに限定されない。なお、例示化合物中、Tsはトシル基(p-トルエンスルホニル基)を表し、Meはメチル基を表し、Buはn-ブチル基を表し、Phはフェニル基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
 本発明の感光性樹脂組成物において、(B)光酸発生剤は、感光性樹脂組成物中の全樹脂成分(好ましくは固形分、より好ましくは共重合体の合計)100質量部に対して、0.1~10質量部使用することが好ましく、0.5~10質量部使用することがより好ましい。2種以上を併用することもできる。
<(C)溶剤>
 本発明の感光性樹脂組成物は、(C)溶剤を含有する。本発明の感光性樹脂組成物は、本発明の必須成分と、さらに後述の任意の成分を(C)溶剤に溶解した溶液として調製されることが好ましい。
 本発明の感光性樹脂組成物に使用される(C)溶剤としては、公知の溶剤を用いることができ、エチレングリコールモノアルキルエーテル類、エチレングリコールジアルキルエーテル類、エチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、プロピレングリコールモノアルキルエーテル類、プロピレングリコールジアルキルエーテル類、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、ジエチレングリコールジアルキルエーテル類、ジエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテル類、ジプロピレングリコールジアルキルエーテル類、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、エステル類、ケトン類、アミド類、ラクトン類等が例示できる。また、本発明の感光性樹脂組成物に使用される(C)溶剤の具体例としては特開2011-221494号公報の段落番号0174~0178に記載の溶剤も挙げられ、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
 また、これらの溶剤にさらに必要に応じて、ベンジルエチルエーテル、ジヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート、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、イソホロン、カプロン酸、カプリル酸、1-オクタノール、1-ノナール、ベンジルアルコール、アニソール、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、炭酸エチレン、炭酸プロピレン等の溶剤を添加することもできる。これら溶剤は、1種単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。本発明に用いることができる溶剤は、1種単独、または、2種を併用することが好ましく、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類またはジアルキルエーテル類、ジアセテート類とジエチレングリコールジアルキルエーテル類、あるいは、エステル類とブチレングリコールアルキルエーテルアセテート類とを併用することがさらに好ましい。
 また、(C)溶剤としては、沸点130℃以上160℃未満の溶剤、沸点160℃以上の溶剤、または、これらの混合物であることが好ましい。
 沸点130℃以上160℃未満の溶剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(沸点146℃)、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート(沸点158℃)、プロピレングリコールメチル-n-ブチルエーテル(沸点155℃)、プロピレングリコールメチル-n-プロピルエーテル(沸点131℃)が例示できる。
 沸点160℃以上の溶剤としては、3-エトキシプロピオン酸エチル(沸点170℃)、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル(沸点176℃)、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート(沸点160℃)、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート(沸点213℃)、3-メトキシブチルエーテルアセテート(沸点171℃)、ジエチレングリコールジエチエルエーテル(沸点189℃)、ジエチレングリコールジメチルエーテル(沸点162℃)、プロピレングリコールジアセテート(沸点190℃)、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(沸点220℃)、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(沸点175℃)、1,3-ブチレングリコールジアセテート(沸点232℃)が例示できる。
 本発明の感光性樹脂組成物における(C)溶剤の含有量は、感光性樹脂組成物中の全樹脂成分100質量部当たり、50~95質量部であることが好ましく、60~90質量部であることがさらに好ましい。
<その他の成分>
 本発明の感光性樹脂組成物には、上記成分に加えて、必要に応じて、(D)アルコキシシラン化合物、(E)架橋剤、(F)増感剤、(G)界面活性剤、(H)塩基性化合物、(I)酸化防止剤を好ましく加えることができる。さらに本発明の感光性樹脂組成物には、酸増殖剤、現像促進剤、可塑剤、熱ラジカル発生剤、熱酸発生剤、紫外線吸収剤、増粘剤、および、有機または無機の沈殿防止剤などの公知の添加剤を加えることができる。
(D)アルコキシシラン化合物
 本発明の感光性樹脂組成物は、(D)アルコキシシラン化合物(「(D)成分」ともいう)を含有することが好ましい。アルコキシシラン化合物を用いると、本発明の感光性樹脂組成物により形成された膜と基板との密着性を向上できたり、本発明の感光性樹脂組成物により形成された膜の性質を調整することができる。アルコキシシラン化合物としては、ジアルコキシシラン化合物またはトリアルコキシシラン化合物が好ましく、トリアルコキシシラン化合物がより好ましい。アルコキシシラン化合物が有するアルコキシ基の炭素数は1~5が好ましい。
 本発明の感光性樹脂組成物に用いることができる(D)アルコキシシラン化合物は、基材となる無機物、例えば、シリコン、酸化シリコン、窒化シリコン等のシリコン化合物、金、銅、モリブデン、チタン、アルミニウム等の金属と絶縁膜との密着性を向上させる化合物であることが好ましい。具体的には、公知のシランカップリング剤等も有効である。
 シランカップリング剤としては、例えば、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリアルコキシシラン、γ-グリシドキシプロピルアルキルジアルコキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリアルコキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルアルキルジアルコキシシラン、γ-クロロプロピルトリアルコキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリアルコキシシラン、β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリアルコキシシラン、ビニルトリアルコキシシランが挙げられる。これらのうち、γ-グリシドキシプロピルトリアルコキシシランやγ-メタクリロキシプロピルトリアルコキシシランがより好ましく、γ-グリシドキシプロピルトリアルコキシシランがさらに好ましく、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシランがよりさらに好ましい。これらは1種単独または2種以上を組み合わせて使用することができる。
 また、下記の化合物も好ましく採用できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
 上記において、Phはフェニル基である。
 本発明の感光性樹脂組成物における(D)アルコキシシラン化合物は、特にこれらに限定することなく、公知のものを使用することができる。
 市販品としては、KBM-3103、KBM-846(信越化学工業社製)などを好適に用いることもできる。
 本発明の感光性樹脂組成物が、(D)アルコキシシラン化合物を含有する場合、(D)アルコキシシラン化合物の含有量は、感光性樹脂組成物中の全固形分100質量部に対して、0.1~30質量部が好ましく、0.5~20質量部がより好ましい。
(E)架橋剤
 本発明の感光性樹脂組成物は、必要に応じ、架橋剤を含有することが好ましい。架橋剤を添加することにより、本発明の感光性樹脂組成物により得られる硬化膜をより強固な膜とすることができる。
 架橋剤としては、熱によって架橋反応が起こるものであれば制限は無い。(A成分を除く)。例えば、以下に述べる分子内に2個以上のエポキシ基またはオキセタニル基を有する化合物、アルコキシメチル基含有架橋剤、または、少なくとも1個のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物、ブロックイソシアネート化合物等を添加することができる。
 本発明の感光性樹脂組成物が、(E)架橋剤を含有する場合、架橋剤の添加量は、感光性樹脂組成物の全固形分100質量部に対し、0.01~50質量部であることが好ましく、0.1~30質量部であることがより好ましく、0.5~20質量部であることがさらに好ましい。この範囲で添加することにより、機械的強度および耐溶剤性に優れた硬化膜が得られる。架橋剤は複数を併用することもでき、その場合は架橋剤を全て合算して含有量を計算する。
<分子内に2個以上のエポキシ基またはオキセタニル基を有する化合物>
 分子内に2個以上のエポキシ基を有する化合物の具体例としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂等を挙げることができる。
 これらは市販品として入手できる。例えば、JER157S70、JER157S65、JER1007((株)三菱ケミカルホールディングス製)など、特開2011-221494号公報の段落番号0189に記載の市販品などが挙げられる。
 その他にも、ADEKA RESIN EP-4000S、同EP-4003S、同EP-4010S、同EP-4011S(以上、(株)ADEKA製)、NC-2000、NC-3000、NC-7300、XD-1000、EPPN-501、EPPN-502(以上、(株)ADEKA製)、デナコールEX-611、EX-612、EX-614、EX-614B、EX-622、EX-512、EX-521、EX-411、EX-421、EX-313、EX-314、EX-321、EX-211、EX-212、EX-810、EX-811、EX-850、EX-851、EX-821、EX-830、EX-832、EX-841、EX-911、EX-941、EX-920、EX-931、EX-212L、EX-214L、EX-216L、EX-321L、EX-850L、DLC-201、DLC-203、DLC-204、DLC-205、DLC-206、DLC-301、DLC-402(以上ナガセケムテックス(株)製)、YH-300、YH-301、YH-302、YH-315、YH-324、YH-325(以上新日鐵化学製)セロキサイド2021P、2081、3000、EHPE3150、エポリードGT400、セルビナースB0134、B0177((株)ダイセル)、などが挙げられる。
これらは1種単独または2種以上を組み合わせて使用することができる。
 これらの中でも、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂および脂肪族エポキシ、脂肪族エポキシ樹脂がより好ましく挙げられ、ビスフェノールA型エポキシ樹脂が特に好ましく挙げられる。
 分子内に2個以上のオキセタニル基を有する化合物の具体例としては、アロンオキセタンOXT-121、OXT-221、OX-SQ、PNOX(以上、東亞合成(株)製)を用いることができる。
 また、オキセタニル基を含む化合物は、単独でまたはエポキシ基を含む化合物と混合して使用することが好ましい。
 また、その他の架橋剤としては特開2012-8223号公報の段落番号0107~0108に記載のアルコキシメチル基含有架橋剤、および少なくとも1個のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物なども好ましく用いることができ、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。アルコキシメチル基含有架橋剤としては、アルコキシメチル化グリコールウリルが好ましい。
<ブロックイソシアネート化合物>
 本発明の感光性樹脂組成物では、架橋剤として、ブロックイソシアネート系化合物も好ましく採用できる。ブロックイソシアネート化合物は、ブロックイソシアネート基を有する化合物であれば特に制限はないが、硬化性の観点から、1分子内に2以上のブロックイソシアネート基を有する化合物であることが好ましい。
 なお、本発明におけるブロックイソシアネート基とは、熱によりイソシアネート基を生成することが可能な基であり、例えば、ブロック剤とイソシアネート基とを反応させイソシアネート基を保護した基が好ましく例示できる。また、前記ブロックイソシアネート基は、90℃~250℃の熱によりイソシアネート基を生成することが可能な基であることが好ましい。
 また、ブロックイソシアネート化合物としては、その骨格は特に限定されるものではなく、1分子中にイソシアネート基を2個有するものであればどのようなものでもよく、脂肪族、脂環族または芳香族のポリイソシアネートであってよいが、例えば2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、1,3-トリメチレンジイソシアネート、1,4-テトラメチレンジイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、1,9-ノナメチレンジイソシアネート、1,10-デカメチレンジイソシアネート、1,4-シクロヘキサンジイソシアネート、2,2’-ジエチルエーテルジイソシアネート、ジフェニルメタン-4,4’-ジイソシアネート、o-キシレンジイソシアネート、m-キシレンジイソシアネート、p-キシレンジイソシアネート、メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、シクロヘキサン-1,3-ジメチレンジイソシアネート、シクロヘキサン-1,4-ジメチレレンジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート、p-フェニレンジイソシアネート、3,3’-メチレンジトリレン-4,4’-ジイソシアネート、4,4’-ジフェニルエーテルジイソシアネート、テトラクロロフェニレンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、水素化1,3-キシリレンジイソシアネート、水素化1,4-キシリレンジイソシアネート等のイソシアネート化合物およびこれらの化合物から派生するプレポリマー型の骨格の化合物を好適に用いることができる。これらの中でも、トリレンジイソシアネート(TDI)やジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)が特に好ましい。
 本発明の感光性樹脂組成物におけるブロックイソシアネート化合物の母構造としては、ビウレット型、イソシアヌレート型、アダクト型、2官能プレポリマー型等を挙げることができる。
 前記ブロックイソシアネート化合物のブロック構造を形成するブロック剤としては、オキシム化合物、ラクタム化合物、フェノール化合物、アルコール化合物、アミン化合物、活性メチレン化合物、ピラゾール化合物、メルカプタン化合物、イミダゾール系化合物、イミド系化合物等を挙げることができる。これらの中でも、オキシム化合物、ラクタム化合物、フェノール化合物、アルコール化合物、アミン化合物、活性メチレン化合物、ピラゾール化合物から選ばれるブロック剤が特に好ましい。
 前記オキシム化合物としては、オキシム、および、ケトオキシムが挙げられ、具体的には、アセトキシム、ホルムアルドキシム、シクロヘキサンオキシム、メチルエチルケトンオキシム、シクロヘキサノンオキシム、ベンゾフェノンオキシム、アセトキシム等が例示できる。
 前記ラクタム化合物としてはε-カプロラクタム、γ-ブチロラクタム等が例示できる。
 前記フェノール化合物としては、フェノール、ナフトール、クレゾール、キシレノール、ハロゲン置換フェノール等が例示できる。
 前記アルコール化合物としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、シクロヘキサノール、エチレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールモノアルキルエーテル、乳酸アルキル等が例示できる。
 前記アミン化合物としては、1級アミンおよび2級アミンが上げられ、芳香族アミン、脂肪族アミン、脂環族アミンいずれでもよく、アニリン、ジフェニルアミン、エチレンイミン、ポリエチレンイミン等が例示できる。
 前記活性メチレン化合物としては、マロン酸ジエチル、マロン酸ジメチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸メチル等が例示できる。
 前記ピラゾール化合物としては、ピラゾール、メチルピラゾール、ジメチルピラゾール等が例示できる、
 前記メルカプタン化合物としては、アルキルメルカプタン、アリールメルカプタン等が例示できる。
 本発明の感光性樹脂組成物に使用できるブロックイソシアネート化合物は、市販品として入手可能であり、例えば、コロネートAPステーブルM、コロネート2503、2515、2507、2513、2555、ミリオネートMS-50(以上、日本ポリウレタン工業(株)製)、タケネートB-830、B-815N、B-820NSU、B-842N、B-846N、B-870N、B-874N、B-882N(以上、三井化学(株)製)、デュラネート17B-60PX、17B-60P、TPA-B80X、TPA-B80E、MF-B60X、MF-B60B、MF-K60X、MF-K60B、E402-B80B、SBN-70D、SBB-70P、K6000(以上、旭化成ケミカルズ(株)製)、デスモジュールBL1100、BL1265 MPA/X、BL3575/1、BL3272MPA、BL3370MPA、BL3475BA/SN、BL5375MPA、VPLS2078/2、BL4265SN、PL340、PL350、スミジュールBL3175(以上、住化バイエルウレタン(株)製)等を好ましく使用することができる。
(F)増感剤
 本発明の感光性樹脂組成物は、(B)光酸発生剤との組み合わせにおいて、その分解を促進させるために、増感剤を含有することが好ましい。増感剤は、活性光線または放射線を吸収して電子励起状態となる。電子励起状態となった増感剤は、光酸発生剤と接触して、電子移動、エネルギー移動、発熱などの作用が生じる。これにより光酸発生剤は化学変化を起こして分解し、酸を生成する。好ましい増感剤の例としては、以下の化合物類に属しており、かつ350nmから450nmの波長域のいずれかに吸収波長を有する化合物を挙げることができる。
 多核芳香族類(例えば、ピレン、ペリレン、トリフェニレン、アントラセン、9,10-ジブトキシアントラセン、9,10-ジエトキシアントラセン,3,7-ジメトキシアントラセン、9,10-ジプロピルオキシアントラセン)、キサンテン類(例えば、フルオレッセイン、エオシン、エリスロシン、ローダミンB、ローズベンガル)、キサントン類(例えば、キサントン、チオキサントン、ジメチルチオキサントン、ジエチルチオキサントン)、シアニン類(例えばチアカルボシアニン、オキサカルボシアニン)、メロシアニン類(例えば、メロシアニン、カルボメロシアニン)、ローダシアニン類、オキソノール類、チアジン類(例えば、チオニン、メチレンブルー、トルイジンブルー)、アクリジン類(例えば、アクリジンオレンジ、クロロフラビン、アクリフラビン)、アクリドン類(例えば、アクリドン、10-ブチル-2-クロロアクリドン、10-ブチルアクリドン)、アントラキノン類(例えば、アントラキノン)、スクアリウム類(例えば、スクアリウム)、スチリル類、ベーススチリル類(例えば、2-[2-[4-(ジメチルアミノ)フェニル]エテニル]ベンゾオキサゾール)、クマリン類(例えば、7-ジエチルアミノ4-メチルクマリン、7-ヒドロキシ4-メチルクマリン、2,3,6,7-テトラヒドロ-9-メチル-1H,5H,11H[1]ベンゾピラノ[6,7,8-ij]キノリジン-11-ノン)。
 これら増感剤の中でも、多核芳香族類、アクリドン類、スチリル類、ベーススチリル類、クマリン類が好ましく、多核芳香族類がより好ましい。多核芳香族類の中でもアントラセン誘導体が最も好ましい。
 本発明の感光性樹脂組成物が、(F)増感剤を含有する場合、増感剤の添加量は、感光性樹脂組成物の光酸発生剤100質量部に対し、0~1000質量部であることが好ましく、10~500質量部であることがより好ましく、50~200質量部であることがさらに好ましい。
 2種以上を併用することもできる。
(G)界面活性剤
 本発明の感光性樹脂組成物は、(G)界面活性剤を含有してもよい。(G)界面活性剤としては、アニオン系、カチオン系、ノニオン系、または、両性のいずれでも使用することができるが、好ましい界面活性剤はノニオン界面活性剤である。
 ノニオン系界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレン高級アルキルエーテル類、ポリオキシエチレン高級アルキルフェニルエーテル類、ポリオキシエチレングリコールの高級脂肪酸ジエステル類、シリコーン系、フッ素系界面活性剤を挙げることができる。また、以下商品名で、KP(信越化学工業(株)製)、ポリフロー(共栄社化学(株)製)、エフトップ(JEMCO社製)、メガファック(DIC(株)製)、フロラード(住友スリーエム(株)製)、アサヒガード、サーフロン(旭硝子(株)製)、PolyFox(OMNOVA社製)、SH-8400(東レ・ダウコーニングシリコーン)等の各シリーズを挙げることができる。
 また、界面活性剤として、下記一般式(G-1)で表される構成単位Aおよび構成単位Bを含み、テトラヒドロフラン(THF)を溶剤とした場合のゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)が1,000以上10,000以下である共重合体を好ましい例として挙げることができる。
 一般式(G-1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
 (式(G-1)中、R401およびR403はそれぞれ、水素原子またはメチル基を表し、R402は炭素数1以上4以下の直鎖アルキレン基を表し、R404は水素原子または炭素数1以上4以下のアルキル基を表し、Lは炭素数3以上6以下のアルキレン基を表し、pおよびqは重合比を表す質量百分率であり、pは10質量%以上80質量%以下の数値を表し、qは20質量%以上90質量%以下の数値を表し、rは1以上18以下の整数を表し、sは1以上10以下の整数を表す。)
 上記Lは、下記一般式(G-2)で表される分岐アルキレン基であることが好ましい。一般式(G-2)におけるR405は、炭素数1以上4以下のアルキル基を表し、相溶性と被塗布面に対する濡れ性の点で、炭素数1以上3以下のアルキル基が好ましく、炭素数2または3のアルキル基がより好ましい。pとqとの和(p+q)は、p+q=100、すなわち、100質量%であることが好ましい。
 一般式(G-2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
 上記共重合体の重量平均分子量(Mw)は、1,500以上5,000以下がより好ましい。
 これらの界面活性剤は、1種単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
 本発明の感光性樹脂組成物が、(G)界面活性剤を含有する場合、(G)界面活性剤の添加量は、感光性樹脂組成物中の全固形分100質量部に対して、10質量部以下であることが好ましく、0.001~10質量部であることがより好ましく、0.01~3質量部であることがさらに好ましい。
(H)塩基性化合物
 本発明の感光性樹脂組成物は、(H)塩基性化合物を含有してもよい。(H)塩基性化合物としては、化学増幅レジストで用いられるものの中から任意に選択して使用することができる。例えば、脂肪族アミン、芳香族アミン、複素環式アミン、第四級アンモニウムヒドロキシド、カルボン酸の第四級アンモニウム塩等が挙げられる。これらの具体例としては、特開2011-221494号公報の段落番号0204~0207に記載の化合物が挙げられる。
 具体的には、脂肪族アミンとしては、例えば、トリメチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ジ-n-プロピルアミン、トリ-n-プロピルアミン、ジ-n-ペンチルアミン、トリ-n-ペンチルアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジシクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミンなどが挙げられる。
 芳香族アミンとしては、例えば、アニリン、ベンジルアミン、N,N-ジメチルアニリン、ジフェニルアミンなどが挙げられる。
 複素環式アミンとしては、例えば、ピリジン、2-メチルピリジン、4-メチルピリジン、2-エチルピリジン、4-エチルピリジン、2-フェニルピリジン、4-フェニルピリジン、N-メチル-4-フェニルピリジン、4-ジメチルアミノピリジン、イミダゾール、ベンズイミダゾール、4-メチルイミダゾール、2-フェニルベンズイミダゾール、2,4,5-トリフェニルイミダゾール、ニコチン、ニコチン酸、ニコチン酸アミド、キノリン、8-オキシキノリン、ピラジン、ピラゾール、ピリダジン、プリン、ピロリジン、ピペリジン、ピペラジン、モルホリン、4-メチルモルホリン、N-シクロヘキシル-N’-[2-(4-モルホリニル)エチル]チオ尿素、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]-5-ノネン、1,8-ジアザビシクロ[5.3.0]-7-ウンデセンなどが挙げられる。
 第四級アンモニウムヒドロキシドとしては、例えば、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、テトラ-n-ブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラ-n-ヘキシルアンモニウムヒドロキシドなどが挙げられる。
 カルボン酸の第四級アンモニウム塩としては、例えば、テトラメチルアンモニウムアセテート、テトラメチルアンモニウムベンゾエート、テトラ-n-ブチルアンモニウムアセテート、テトラ-n-ブチルアンモニウムベンゾエートなどが挙げられる。
 本発明に用いることができる塩基性化合物は、1種単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
 本発明の感光性樹脂組成物が、(H)塩基性化合物を含有する場合、(H)塩基性化合物の含有量は、感光性樹脂組成物中の全固形分100質量部に対して、0.001~3質量部であることが好ましく、0.005~1質量部であることがより好ましい。
(I)酸化防止剤
 本発明の感光性樹脂組成物は、酸化防止剤を含有してもよい。酸化防止剤としては、公知の酸化防止剤を含有することができる。酸化防止剤を添加することにより、硬化膜の着色を防止できる、または、分解による膜厚減少を低減でき、また、耐熱透明性に優れるという利点がある。
 このような酸化防止剤としては、例えば、リン系酸化防止剤、アミド類、ヒドラジド類、ヒンダードアミン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤、アスコルビン酸類、硫酸亜鉛、糖類、亜硝酸塩、亜硫酸塩、チオ硫酸塩、ヒドロキシルアミン誘導体などを挙げることができる。これらの中では、硬化膜の着色、膜厚減少の観点から特にフェノール系酸化防止剤、アミド系酸化防止剤、ヒドラジド系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤が好ましい。これらは1種単独で用いてもよいし、2種以上を混合してもよい。
 フェノール系酸化防止剤の市販品としては、例えば、アデカスタブAO-15、アデカスタブAO-18、アデカスタブAO-20、アデカスタブAO-23、アデカスタブAO-30、アデカスタブAO-37、アデカスタブAO-40、アデカスタブAO-50、アデカスタブAO-51、アデカスタブAO-60、アデカスタブAO-70、アデカスタブAO-80、アデカスタブAO-330、アデカスタブAO-412S、アデカスタブAO-503、アデカスタブA-611、アデカスタブA-612、アデカスタブA-613、アデカスタブPEP-4C、アデカスタブPEP-8、アデカスタブPEP-8W、アデカスタブPEP-24G、アデカスタブPEP-36、アデカスタブPEP-36Z、アデカスタブHP-10、アデカスタブ2112、アデカスタブ260、アデカスタブ522A、アデカスタブ1178、アデカスタブ1500、アデカスタブC、アデカスタブ135A、アデカスタブ3010、アデカスタブTPP、アデカスタブCDA-1、アデカスタブCDA-6、アデカスタブZS-27、アデカスタブZS-90、アデカスタブZS-91(以上、(株)ADEKA製)、イルガノックス245FF、イルガノックス1010FF、イルガノックス1010、イルガノックスMD1024、イルガノックス1035FF、イルガノックス1035、イルガノックス1098、イルガノックス1330、イルガノックス1520L、イルガノックス3114、イルガノックス1726、イルガフォス168、イルガモッド295(BASF(株)製)などが挙げられる。中でも、アデカスタブAO-60、アデカスタブAO-80、イルガノックス1726、イルガノックス1035、イルガノックス1098を好適に使用することができる。
 本発明の感光性樹脂組成物が、(I)酸化防止剤を含有する場合、酸化防止剤の含有量は、感光性樹脂組成物の全固形分に対して、0.1~10質量%であることが好ましく、0.2~5質量%であることがより好ましく、0.5~4質量%であることが特に好ましい。この範囲にすることで、形成された膜の十分な透明性が得られ、且つ、パターン形成時の感度も良好となる。
 また、酸化防止剤以外の添加剤として、“高分子添加剤の新展開((株)日刊工業新聞社)”に記載の各種紫外線吸収剤や、金属不活性化剤等を本発明の感光性樹脂組成物に添加してもよい。
〔酸増殖剤〕
 本発明の感光性樹脂組成物は、感度向上を目的に、酸増殖剤を用いることができる。
 本発明に用いることができる酸増殖剤は、酸触媒反応によってさらに酸を発生して反応系内の酸濃度を上昇させることができる化合物であり、酸が存在しない状態では安定に存在する化合物である。このような化合物は、1回の反応で1つ以上の酸が増えるため、反応の進行に伴って加速的に反応が進むが、発生した酸自体が自己分解を誘起するため、ここで発生する酸の強度は、酸解離定数、pKaとして3以下であるのが好ましく、特に2以下であるのが好ましい。
 酸増殖剤の具体例としては、特開平10-1508号公報の段落番号0203~0223、特開平10-282642号公報の段落番号0016~0055、および、特表平9-512498号公報第39頁12行目~第47頁2行目に記載の化合物を挙げることができ、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
 本発明で用いることができる酸増殖剤としては、酸発生剤から発生した酸によって分解し、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、フェニルホスホン酸などのpKaが3以下の酸を発生させる化合物を挙げることができる。
 具体的には
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
 等を挙げることができる。
 本発明の感光性樹脂組成物が、酸増殖剤を含有する場合、酸増殖剤の含有量は、光酸発生剤100質量部に対して、10~1,000質量部とするのが、露光部と未露光部との溶解コントラストの観点から好ましく、20~500質量部とするのがさらに好ましい。
〔現像促進剤〕
 本発明の感光性樹脂組成物は、現像促進剤を含有することができる。
 現像促進剤としては、特開2012-042837号公報の段落番号0171~0172の記載を参酌でき、かかる内容は本願明細書に組み込まれる。
 現像促進剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用することも可能である。
 本発明の感光性樹脂組成物が、現像促進剤を含有する場合、現像促進剤の添加量は、感度と残膜率の観点から、感光性樹脂組成物の全固形分100質量部に対し、0~30質量部が好ましく、0.1~20質量部がより好ましく、0.5~10質量部であることが最も好ましい。
 また、その他の添加剤としては特開2012-8223号公報の段落番号0120~0121に記載の熱ラジカル発生剤、WO2011/136074A1に記載の窒素含有化合物および熱酸発生剤も用いることができ、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
<感光性樹脂組成物の調製方法>
 各成分を所定の割合でかつ任意の方法で混合し、撹拌溶解して感光性樹脂組成物を調製する。例えば、成分を、それぞれ予め溶剤に溶解させた溶液とした後、これらを所定の割合で混合して樹脂組成物を調製することもできる。以上のように調製した組成物溶液は、孔径0.2μmのフィルター等を用いてろ過した後に、使用に供することもできる。
[硬化膜の製造方法]
 次に、本発明の硬化膜の製造方法を説明する。
 本発明の硬化膜の製造方法は、以下の(1)~(5)の工程を含むことが好ましい。
 (1)本発明の感光性樹脂組成物を基板上に塗布する工程;
 (2)塗布された感光性樹脂組成物から溶剤を除去する工程;
 (3)溶剤が除去された感光性樹脂組成物を活性光線により露光する工程;
 (4)露光された感光性樹脂組成物を水性現像液により現像する工程;
 (5)現像された感光性樹脂組成物を熱硬化するポストベーク工程。
 以下に各工程を順に説明する。
 (1)の塗布工程では、本発明の感光性樹脂組成物を基板上に塗布して溶剤を含む湿潤膜とすることが好ましい。感光性樹樹脂組成物を基板へ塗布する前にアルカリ洗浄やプラズマ洗浄といった基板の洗浄を行うことが好ましく、さらに基板洗浄後にヘキサメチルジシラザンで基板表面を処理することがより好ましい。この処理を行うことにより、感光性樹脂組成物の基板への密着性が向上する傾向にある。ヘキサメチルジシラザンで基板表面を処理する方法としては、特に限定されないが、例えば、ヘキサメチルジシラザン蒸気に中に基板を晒しておく方法等が挙げられる。
 上記の基板としては、無機基板、樹脂、樹脂複合材料などが挙げられる。
 無機基板としては、例えばガラス、石英、シリコーン、シリコンナイトライド、および、それらのような基板上にモリブデン、チタン、アルミ、銅などを蒸着した複合基板が挙げられる。
 樹脂としては、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、アリルジグリコールカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリベンズアゾール、ポリフェニレンサルファイド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリクロロトリフルオロエチレン等のフッ素樹脂、液晶ポリマー、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アイオノマー樹脂、シアネート樹脂、架橋フマル酸ジエステル、環状ポリオレフィン、芳香族エーテル、マレイミドーオレフィン、セルロース、エピスルフィド化合物等の合成樹脂からなる基板が挙げられる
 これらの基板は、上記の形態のまま用いられる場合は少なく、通常、最終製品の形態によって、例えばTFT素子のような多層積層構造が形成されている。
 基板への塗布方法は特に限定されず、例えば、スリットコート法、スプレー法、ロールコート法、回転塗布法、流延塗布法、スリットアンドスピン法等の方法を用いることができる。さらに、特開2009-145395号公報に記載されているような、所謂プリウェット法を適用することも可能である。
 塗布したときのウエット膜厚は特に限定されるものではなく、用途に応じた膜厚で塗布することができるが、通常は0.5~10μmの範囲で使用される。
 (2)の溶剤除去工程では、塗布された上記の膜から、減圧(バキューム)および/または加熱により、溶剤を除去して基板上に乾燥塗膜を形成させる。溶剤除去工程の加熱条件は、好ましくは70~130℃で30~300秒間程度である。温度と時間が上記範囲である場合、パターンの密着性がより良好で、且つ残渣もより低減できる傾向にある。
 (3)の露光工程では、塗膜を設けた基板に所定のパターンを有するマスクを介して、活性光線を照射する。この工程では、光酸発生剤が分解し酸が発生する。発生した酸の触媒作用により、塗膜成分中に含まれる酸分解性基が加水分解されて、カルボキシル基またはフェノール性水酸基が生成する。
 活性光線による露光光源としては、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、ケミカルランプ、LED光源、エキシマレーザー発生装置などを用いることができ、g線(436nm)、i線(365nm)、h線(405nm)などの波長300nm以上450nm以下の波長を有する活性光線が好ましく使用できる。また、必要に応じて長波長カットフィルター、短波長カットフィルター、バンドパスフィルターのような分光フィルターを通して照射光を調整することもできる。
 露光装置としては、ミラープロジェクションアライナー、ステッパー、スキャナー、プロキシミティ、コンタクト、マイクロレンズアレイ、レーザー露光、など各種方式の露光機を用いることができる。
 酸触媒の生成した領域において、上記の加水分解反応を加速させるために、露光後加熱処理:Post Exposure Bake(以下、「PEB」ともいう。)を行うことができる。PEBにより、酸分解性基からのカルボキシル基またはフェノール性水酸基の生成を促進させることができる。PEBを行う場合の温度は、30℃以上130℃以下であることが好ましく、40℃以上110℃以下がより好ましく、50℃以上100℃以下が特に好ましい。
 ただし、本発明における酸分解性基は、酸分解の活性化エネルギーが低く、露光による酸発生剤由来の酸により容易に分解し、カルボキシル基またはフェノール性水酸基を生じるため、必ずしもPEBを行うことなく、現像によりポジ画像を形成することもできる。
 (4)の現像工程では、遊離したカルボキシル基またはフェノール性水酸基を有する重合体を、アルカリ性現像液を用いて現像する。アルカリ性現像液に溶解しやすいカルボキシル基またはフェノール性水酸基を有する樹脂組成物を含む露光部領域を除去することにより、ポジ画像が形成する。
 現像工程で使用する現像液には、塩基性化合物の水溶液が含まれることが好ましい。塩基性化合物としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物類;炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウムなどのアルカリ金属炭酸塩類;重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウムなどのアルカリ金属重炭酸塩類;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、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ジエチルジメチルアンモニウムヒドロキシド等のテトラアルキルアンモニウムヒドロキシド類:コリン等の(ヒドロキシアルキル)トリアルキルアンモニウムヒドロキシド類;ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウムなどのケイ酸塩類;エチルアミン、プロピルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアルキルアミン類;ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類;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-ノネン等の脂環式アミン類を使用することができる。
 これらのうち、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、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、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、2-ヒドロキシエチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド(通称:コリン)が好ましい。
 また、上記アルカリ類の水溶液にメタノールやエタノールなどの水溶性有機溶剤や界面活性剤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。
 現像液のpHは、9.0~15.0が好ましく、10.0~14.0がより好ましい。現像液の濃度は0.1~20質量%が好ましく。0.1~5.0質量%がより好ましい。例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの0.4%水溶液、0.5%水溶液、0.7%水溶液、2.38%水溶液を挙げる事ができる。
 現像時間は、好ましくは30~180秒間であり、また、現像の手法は液盛り法、ディップ法、シャワー法等の何れでもよい。現像後は、流水洗浄を30~90秒間行い、所望のパターンを形成させることができる。
現像の後に、リンス工程を行うこともできる。リンス工程では、現像後の基板を純水などで洗うことで、付着している現像液除去、現像残渣除去を行う。リンス方法は公知の方法を用いることができる。例えばシャワーリンスやディップリンスなどを挙げる事ができる。
 (5)のポストベーク工程では、得られたポジ画像を加熱することにより、酸分解性基を熱分解しカルボキシル基またはフェノール性水酸基を生成させ、架橋性基、架橋剤等と架橋させることにより、硬化膜を形成することができる。この加熱は、ホットプレートやオーブン等の加熱装置を用いて、所定の温度、例えば180~250℃で所定の時間、例えばホットプレート上なら5~90分間、オーブンならば30~120分間、加熱処理をすることが好ましい。このような架橋反応を進行させることにより、耐熱性、硬度等により優れた保護膜や層間絶縁膜を形成することができる。また、加熱処理を行う際は窒素雰囲気下で行うことにより、透明性をより向上させることもできる。
 ポストベークの前に、比較的低温でベークを行った後にポストベークすることもできる(ミドルベーク工程の追加)。ミドルベークを行う場合は、90~150℃で1~60分加熱した後に、200℃以上の高温でポストベークすることが好ましい。また、ミドルベーク、ポストベークを3段階以上の多段階に分けて加熱する事もできる。このようなミドルベーク、ポストベークの工夫により、パターンのテーパー角を調整することができる。これらの加熱は、ホットプレート、オーブン、赤外線ヒーターなど、公知の加熱方法を使用することができる。
 なお、ポストベークに先立ち、パターンを形成した基板に活性光線により全面再露光(ポスト露光)した後、ポストベークすることにより未露光部分に存在する光酸発生剤から酸を発生させ、架橋工程を促進する触媒として機能させることができ、膜の硬化反応を促進することができる。ポスト露光工程を含む場合の好ましい露光量としては、100~3,000mJ/cm2が好ましく、100~500mJ/cm2が特に好ましい。
 さらに、本発明の感光性樹脂組成物より得られた硬化膜は、ドライエッチングレジストとして使用することもできる。ポストベーク工程により熱硬化して得られた硬化膜をドライエッチングレジストとして使用する場合、エッチング処理としてはアッシング、プラズマエッチング、オゾンエッチングなどのドライエッチング処理を行うことができる。
[硬化膜]
 本発明の硬化膜は、本発明の感光性樹脂組成物を硬化して得られた硬化膜である。
 本発明の硬化膜は、層間絶縁膜として好適に用いることができる。また、本発明の硬化膜は、本発明の硬化膜の形成方法により得られた硬化膜であることが好ましい。
 本発明の感光性樹脂組成物により、絶縁性に優れ、高温でベークされた場合においても高い透明性を有する層間絶縁膜が得られる。本発明の感光性樹脂組成物を用いてなる層間絶縁膜は、高い透明性を有し、硬化膜物性に優れるため、有機EL表示装置や液晶表示装置の用途に有用である。
[液晶表示装置]
 本発明の液晶表示装置は、本発明の硬化膜を具備することを特徴とする。
 本発明の液晶表示装置としては、上記本発明の感光性樹脂組成物を用いて形成される平坦化膜や層間絶縁膜を有すること以外は特に制限されず、様々な構造をとる公知の液晶表示装置を挙げることができる。
 例えば、本発明の液晶表示装置が具備するTFT(Thin-Film Transistor)の具体例としては、アモルファスシリコン-TFT、低温ポリシリコンーTFT、酸化物半導体TFT等が挙げられる。本発明の硬化膜は電気特性に優れるため、これらのTFTに組み合わせて好ましく用いることができる。
 また、本発明の液晶表示装置が取りうる液晶駆動方式としてはTN(TwistedNematic)方式、VA(Virtical Alignment)方式、IPS(In-Place-Switching)方式、FFS(Frings Field Switching)方式、OCB(Optical Compensated Bend)方式などが挙げられる。
 パネル構成においては、COA(Color Filter on Allay)方式の液晶表示装置でも本発明の硬化膜を用いることができ、例えば、特開2005-284291号公報の有機絶縁膜(115)や、特開2005-346054号公報の有機絶縁膜(212)として用いることができる。
 また、本発明の液晶表示装置が取りうる液晶配向膜の具体的な配向方式としてはラビング配向法、光配向方などが挙げられる。また、特開2003-149647号公報や特開2011-257734号公報に記載のPSA(Polymer Sustained Alignment)技術によってポリマー配向支持されていてもよい。
 また、本発明の感光性樹脂組成物および本発明の硬化膜は、上記用途に限定されず種々の用途に使用することができる。例えば、平坦化膜や層間絶縁膜以外にも、カラーフィルターの保護膜や、液晶表示装置における液晶層の厚みを一定に保持するためのスペーサーや固体撮像素子においてカラーフィルター上に設けられるマイクロレンズ等に好適に用いることができる。
 図1は、アクティブマトリックス方式の液晶表示装置10の一例を示す概念的断面図である。このカラー液晶表示装置10は、背面にバックライトユニット12を有する液晶パネルであって、液晶パネルは、偏光フィルムが貼り付けられた2枚のガラス基板14,15の間に配置されたすべての画素に対応するTFT16の素子が配置されている。ガラス基板上に形成された各素子には、硬化膜17中に形成されたコンタクトホール18を通して、画素電極を形成するITO透明電極19が配線されている。ITO透明電極19の上には、液晶20の層とブラックマトリックスを配置したRGBカラーフィルター22が設けられている。
 バックライトの光源としては、特に限定されず公知の光源を用いることができる。例えば白色LED、青色・赤色・緑色などの多色LED、蛍光灯(冷陰極管)、有機ELなどを挙げる事ができる。
 また、液晶表示装置は、3D(立体視)型のものとしたり、タッチパネル型のものとしたりすることも可能である。さらにフレキシブル型にすることも可能であり、特開2011-145686号公報の第2相間絶縁膜(48)や、特開2009-258758号公報の相間絶縁膜(520)として用いることができる。
[有機EL表示装置]
 本発明の有機EL表示装置は、本発明の硬化膜を具備することを特徴とする。
 本発明の有機EL表示装置としては、上記本発明の感光性樹脂組成物を用いて形成される平坦化膜や層間絶縁膜を有すること以外は特に制限されず、様々な構造をとる公知の各種有機EL表示装置や液晶表示装置を挙げることができる。
 例えば、本発明の有機EL表示装置が具備するTFT(Thin-Film Transistor)の具体例としては、アモルファスシリコン-TFT、低温ポリシリコンーTFT、酸化物半導体TFT等が挙げられる。本発明の硬化膜は電気特性に優れるため、これらのTFTに組み合わせて好ましく用いることができる。
 図2は、有機EL表示装置の一例の構成概念図である。ボトムエミッション型の有機EL表示装置における基板の模式的断面図を示し、平坦化膜4を有している。
 ガラス基板6上にボトムゲート型のTFT1を形成し、このTFT1を覆う状態でSi34から成る絶縁膜3が形成されている。絶縁膜3に、ここでは図示を省略したコンタクトホールを形成した後、このコンタクトホールを介してTFT1に接続される配線2(高さ1.0μm)が絶縁膜3上に形成されている。配線2は、TFT1間または、後の工程で形成される有機EL素子とTFT1とを接続するためのものである。
 さらに、配線2の形成による凹凸を平坦化するために、配線2による凹凸を埋め込む状態で絶縁膜3上に平坦化膜4が形成されている。
 平坦化膜4上には、ボトムエミッション型の有機EL素子が形成されている。すなわち、平坦化膜4上に、ITOからなる第一電極5が、コンタクトホール7を介して配線2に接続させて形成されている。また、第一電極5は、有機EL素子の陽極に相当する。
 第一電極5の周縁を覆う形状の絶縁膜8が形成されており、この絶縁膜8を設けることによって、第一電極5とこの後の工程で形成する第二電極との間のショートを防止することができる。
 さらに、図2には図示していないが、所望のパターンマスクを介して、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層を順次蒸着して設け、次いで、基板上方の全面にAlから成る第二電極を形成し、封止用ガラス板と紫外線硬化型エポキシ樹脂を用いて貼り合わせることで封止し、各有機EL素子にこれを駆動するためのTFT1が接続されてなるアクティブマトリックス型の有機EL表示装置が得られる。
 本発明の感光性樹脂組成物は、硬化性および硬化膜特性に優れるため、MEMSデバイスの構造部材として、本発明の感光性樹脂組成物を用いて形成されたレジストパターンを隔壁としたり、機械駆動部品の一部として組み込んで使用される。このようなMEMS用デバイスとしては、例えばSAWフィルター、BAWフィルター、ジャイロセンサー、ディスプレイ用マイクロシャッター、イメージセンサー、電子ペーパー、インクジェットヘッド、バイオチップ、封止剤等の部品が挙げられる。より具体的な例は、特表2007-522531号公報、特開2008-250200号公報、特開2009-263544号公報等に例示されている。
 本発明の感光性樹脂組成物は、平坦性や透明性に優れるため、例えば特開2011-107476号公報の図2に記載のバンク層(16)および平坦化膜(57)、特開2010-9793号公報の図4(a)に記載の隔壁(12)および平坦化膜(102)、特開2010-27591号公報の図10に記載のバンク層(221)および第3層間絶縁膜(216b)、特開2009-128577号公報の図4(a)に記載の第2層間絶縁膜(125)および第3層間絶縁膜(126)、特開2010-182638号公報の図3に記載の平坦化膜(12)および画素分離絶縁膜(14)などの形成に用いることもできる。
 以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」、「%」は質量基準である。
 以下の合成例において、以下の符号はそれぞれ以下の化合物を表す。
MATHF:2-テトラヒドロフラニルメタクリレート(合成品)
MAEVE:1-エトキシエチルメタクリレート(和光純薬工業社製)
OXE-30:3-エチル-3-オキセタニルメチルメタクリレート(大阪有機化学工業社製)
GMA:グリシジルメタクリレート(和光純薬工業社製)
NBMA:n-ブトキシメチルアクリルアミド(東京化成製)
HEMA:ヒドロキシエチルメタクリレート(和光純薬社製)
MAA:メタクリル酸(和光純薬工業社製)
MMA:メチルメタクリレート(和光純薬工業社製)
St:スチレン(和光純薬工業社製)
DCPM:ジシクロペンタニルメタクリレート
V-601:ジメチル 2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)(和光純薬工業社製)
V-65:2,2‘-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)(和光純薬工業社製)
PGMEA:メトキシプロピルアセテート(昭和電工社製)
MEDG:ジエチレングリコールメチルエチルエーテル
<MATHFの合成>
 メタクリル酸(86g、1mol)を15℃に冷却しておき、カンファースルホン酸(4.6g,0.02mol)添加した。その溶液に、2-ジヒドロフラン(71g、1mol、1.0当量)を滴下した。1時間撹拌した後に、飽和炭酸水素ナトリウム(500mL)を加え、酢酸エチル(500mL)で抽出し、硫酸マグネシウムで乾燥後、不溶物を濾過後40℃以下で減圧濃縮し、残渣の黄色油状物を減圧蒸留して沸点(bp.)54~56℃/3.5mmHg留分のメタクリル酸テトラヒドロ-2H-フラン-2-イル(MATHF)125gを無色油状物として得た(収率80%)。
<重合体P-1の合成例>
 3つ口フラスコにPGMEA(89g)を入れ、窒素雰囲気下において90℃に昇温した。その溶液にMAA(全単量体成分中の9.5mol%となる量)、MATHF(全単量体成分中の43mol%となる量)、GMA(全単量体成分中の47.5mol%に相当)、V-65(全単量体成分の合計100mol%に対して4mol%に相当)を溶解させ、2時間かけて滴下した。滴下終了後2時間攪拌し、反応を終了させた。それにより重合体P-1を得た。なお、PGMEAとその他の成分の合計量の比を60:40とした。即ち、固形分濃度40%の重合体溶液を調製した。
 モノマー種類等を下記表に示す通りに変更し、他の重合体を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000037
 上記表において、表中の特に単位を付していない数値はmol%を単位とする。重合開始剤および添加剤の数値は、単量体成分を100mol%とした場合の、mol%である。固形分濃度は、モノマー質量/(モノマー質量+溶剤質量)×100(単位質量%)として示している。重合開始剤としてV-601を用いた場合は、反応温度は90℃、V-65を用いた場合は70℃を反応温度とした。
<感光性樹脂組成物の調製>
 下記表記載の固形分比となるように、重合体((A)成分、(S)成分)、光酸発生剤、およびその他の成分を溶剤(PGMEA)に固形分濃度32%になるまで溶解混合し、口径0.2μmのポリテトラフルオロエチレン製フィルターで濾過して、各種実施例および比較例の感光性樹脂組成物を得た。表における各成分量は、固形分の合計を100質量%としたときの各固形分の割合(質量%)として示している。
 実施例および比較例に用いた各化合物を示す略号の詳細は、以下の通りである。
(表1記載以外の(A)成分)
P-14:Joncryl JDX-C3000(BASF製)(固形酸価85、重量平均分子量10000)
P-15:SMA 1000P(Cray Valley 社製)(カルボキシル基を含まない。)
P-16:SMA 3000P(Cray Valley 社製)(カルボキシル基を含まない。)
((S)成分)
S-1:Joncryl 67(BASF製、スチレンアクリル樹脂、固形酸価213、重量平均分子量12500)
S-2:ARUFON UC-3910(東亜合成(株)製、スチレンアクリル樹脂、固形酸価200、重量平均分子量8500)
S-3:Joncryl 680(BASF製、スチレンアクリル樹脂、固形酸価215、重量平均分子量4900)
S-4:下記重合体:(固形酸価:112、重量平均分子量10000)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
S-5:Joncryl 682(BASF製、固形酸価238、重量平均分子量1700)
S-6:下記重合体(固形酸価:168、重量平均分子量8000)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
S-7:下記重合体(固形酸価:197、重量平均分子量12000)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
S’-1:サリチル酸
(光酸発生剤)
B-1:下記に示す構造(合成例を後述する。)
B-2:PAG-103(商品名、下記に示す構造、BASF社製)
B-3:α-(ヒドロキシイミノ)-2-フェニルアセトニトリル(合成例を後述する。)
B―4:TPS-TF(商品名、下記に示す構造、東洋合成工業社製)
B-5:下記に示す構造(Tsはトシル基(p-トルエンスルホニル基)を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
<B-1の合成>
 2-ナフトール(10g)、クロロベンゼン(30mL)の懸濁溶液に塩化アルミニウム(10.6g)、2-クロロプロピオニルクロリド(10.1g)を添加し、混合液を40℃に加熱して2時間反応させた。氷冷下、反応液に4NHCl水溶液(60mL)を滴下し、酢酸エチル(50mL)を添加して分液した。有機層に炭酸カリウム(19.2g)を加え、40℃で1時間反応させた後、2NHCl水溶液(60mL)を添加して分液し、有機層を濃縮後、結晶をジイソプロピルエーテル(10mL)でリスラリーし、ろ過、乾燥してケトン化合物(6.5g)を得た。
 得られたケトン化合物(3.0g)、メタノール(30mL)の懸濁溶液に酢酸(7.3g)、50質量%ヒドロキシルアミン水溶液(8.0g)を添加し、加熱還流した。放冷後、水(50mL)を加え、析出した結晶をろ過、冷メタノール洗浄後、乾燥してオキシム化合物(2.4g)を得た。
 得られたオキシム化合物(1.8g)をアセトン(20mL)に溶解させ、氷冷下トリエチルアミン(1.5g)、p-トルエンスルホニルクロリド(2.4g)を添加し、室温に昇温して1時間反応させた。反応液に水(50mL)を添加し、析出した結晶をろ過後、メタノール(20mL)でリスラリーし、ろ過、乾燥してB-1の化合物(上述の構造)(2.3g)を得た。
 なお、B-1の1H-NMRスペクトル(300MHz、CDCl3)は、δ=8.3(d,1H),8.0(d,2H),7.9(d,1H),7.8(d,1H),7.6(dd,1H),7.4(dd,1H)7.3(d,2H),7.1(d.1H),5.6(q,1H),2.4(s,3H),1.7(d,3H)であった。
<B-3の合成>
 フェニルアセトニトリル(5.85g、東京化成社製)をテトラヒドロフラン(50ml、和光純薬社製)に混合させ、氷浴につけ反応液を5℃以下に冷却した。次に、SM-28(ナトリウムメトキシド28%メタノール溶液、11.6g、和光純薬社製)を滴下し、氷浴下30分間攪拌し反応させた。次に、亜硝酸イソペンチル(7.03g、東京化成社製)を内温20度以下に保ちながら滴下し、滴下終了後に反応液を室温化1時間反応させた。得られた反応液を、水酸化ナトリウム(1g)を溶解させた水(150mL)に投入し完溶させ、次いで酢酸エチル(100ml)を添加して分液し、目的物を有する水層約180mlを得た。さらに再度酢酸エチル(100ml)を添加し、濃塩酸で水層をpH3以下の酸性とし、生成物を抽出、濃縮した。得られた粗結晶をヘキサンで洗浄すると、α-(ヒドロキシイミノ)-2-フェニルアセトニトリル(4.6g)が収率63%で得られた。
(アルコキシシラン化合物)
D-1:γ-グリシドキシプロピルトリアルコキシシラン(東京化成社製)
D-2:KBM-3103(信越化学工業(株)社製)
D-3:KBE-846(信越化学工業(株)社製)
(塩基性化合物)
H-1:2,4,5-トリフェニルイミダゾール
H-2:1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]-5-ノネン
H-3:N-シクロヘキシル-N’-[2-(4-モルホリニル)エチル]チオ尿素
(界面活性剤)
G-1:下記構造式で示されるパーフルオロアルキル基含有ノニオン界面活性剤(F-554,DIC製)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
(増感剤)
DBA:下記構造のジブトキシアントラセン(川崎化成社製)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
(Buは、ブチル基を表す)
(その他の添加剤)
E-1:JER1007((株)三菱ケミカルホールディングス社製)
E-2:JER157S65((株)三菱ケミカルホールディングス社製)
E-3:セロキサイド2021P((株)ダイセル社製)
E-4:デュラネート17B-60P(旭化成ケミカルズ(株)社製)
E-5:デナコールEX-321L(ナガセケムテックス(株)社製)
E-6:タケネートB-870N(三井化学(株)社製)
I-1:イルガノックス1098(BASF社製)
I-2:イルガノックス1035(BASF社製)
I-3:アデカスタブAO-60((株)ADEKA社製)
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000044
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000045
 得られた各組成物について、下記の評価を行った。
<感度の評価>
 ガラス基板(EAGLE XG、0.7mm厚(コーニング社製))を、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)蒸気下に30秒曝し、各感光性樹脂組成物をスピンコート塗布した後、90℃/120秒ホットプレート上でプリベークして溶剤を揮発させ、膜厚3.0μmの感光性樹脂組成物層を形成した。
 次に、得られた感光性樹脂組成物層を、キヤノン(株)製 MPA 5500CF(高圧水銀灯)を用いて、10μmφのホールパターンのマスクを介して露光した。そして、露光後の感光性樹脂組成物層を、アルカリ現像液(0.4%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液)で23℃/60秒間現像した後、超純水で20秒リンスした。これらの操作により10μmφのホールを解像する時の露光量(i線にてモニター)を感度とした。D以上の評価は実用レベルである。
 A:40mJ/cm2未満
 B:40mJ/cm2以上、120mJ/cm2未満
 C:120mJ/cm2以上、200mJ/cm2未満
 D:200mJ/cm2以上、280mJ/cm2未満
 E:280mJ/cm2以上
<現像時密着性評価>
 基板の一方の面の半分の領域(10cm×5cm)にMo(モリブデン)薄膜が成膜され、同じ面のもう半分の領域(10cm×5cm)にSiNx薄膜が成膜されたガラス基板(10cm×10cm×0.5mm)を、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)蒸気下に30秒曝し、各感光性樹脂組成物溶液を、スピンコーターを用いて乾燥膜厚が3μmとなるように塗布した後、90℃で2分ホットプレート上でプリベークして溶剤を揮発させた。その後、10μmライン/10μmスペースを再現することのできるマスクを介して、超高圧水銀灯を用いて積算照射量40mJ/cm2(エネルギー強度:20mW/cm2、i線)露光した後、アルカリ現像液(0.4質量%のTMAH水溶液)で、23℃、60秒間現像した後、超純水で1分間リンスした。得られた基板を光学顕微鏡で観察し、10μmライン/10μmスペースのパターンの欠け、剥がれをMo部とSiNx部を観察した。その結果を下記表に示した。剥がれが少ないほど好ましく、AまたはBが特に良好で、D以上が実用上問題無いレベルである。
 A:欠け、剥がれが全くない
 B:欠け、剥がれが10%以下
 C:欠け、剥がれが10%を超え20%以下
 D:欠け、剥がれが20%を超え30%以下
 E:欠け、剥がれが30%を超え60%以下
 F:欠け、剥がれが60%を超え100%以下
<薬品耐性の評価>
 ガラス基板(10cm×10cm×0.5mm)を、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)蒸気下に30秒曝し、その後、各感光性樹脂組成物をスピンコート塗布した後、90℃で2分ホットプレート上でプリベークして溶剤を揮発させ、膜厚3μmの感光性樹脂組成物層を形成した。続いて超高圧水銀灯を用いて積算照射量が300mJ/cm2(エネルギー強度:20mW/cm2、i線)となるように全面露光し、その後、この基板をオーブンにて230℃で30分加熱して硬化膜を得た。
 得られた硬化膜の膜厚(T1)を測定した。そして、この硬化膜が形成された基板を60℃に温度制御されたジメチルスルホキシド:モノエタノールアミン=7:3溶液中に10分間浸漬させた後、浸漬後の硬化膜の膜厚(t1)を測定し、浸漬による膜厚変化率{|t1-T1|/T1}×100〔%〕を算出した。結果を下記表に示す。算出した数値は、小さいほど好ましく、A、Bが実用上問題のないレベルである。
 A:2%未満
 B:2%以上3%未満
 C:3%以上4%未満
 D:4%以上6%未満
 E:6%以上
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000046
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000047
 上記結果から明らかなとおり、本発明の感光性樹脂組成物は、いずれも、感度D以上と実用レベルであり、密着性がA~Dと実用レベルであり、さらに、薬品耐性もAまたはBと実用レベルであった(実施例1~54)。これに対し、比較例の感光性樹脂組成物では、感度はいずれも実用レベルであるが、現像時の密着性がEまたはFと劣っていたり(比較例1、2、4~7)、薬品耐性がDと実用レベル外であった(比較例3)。
<実施例55>
 実施例55は、実施例1において、露光機を、キヤノン(株)製 MPA 5500CFから、Nikon(株)製FX-803M(gh-Line ステッパ)に変更した以外は同様に行った。感度の評価は実施例1と同レベルであった。
<実施例56>
 実施例56は、実施例1において、露光機を、キヤノン(株)製 MPA 5500CFから、355nmレーザー露光機に変更して355nmレーザー露光を行った以外は同様に行った。ここで、355nmレーザー露光機としては、株式会社ブイテクノロジー社製の「AEGIS」を使用し(波長355nm、パルス幅6nsec)、露光量はOPHIR社製の「PE10B-V2」を用いて測定した。
 感度の評価は実施例1と同レベルであった。
<実施例57>
 特許第3321003号公報の図1に記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置において、層間絶縁膜として硬化膜17を以下のようにして形成し、実施例57の液晶表示装置を得た。すなわち、実施例22の感光性樹脂組成物を用い、層間絶縁膜として硬化膜17を形成した。
 すなわち、特許第3321003号公報の段落0058の基板と層間絶縁膜17の濡れ性を向上させる前処理として、基板をヘキサメチルジシラザン(HMDS)蒸気下に30秒曝し、その後、実施例22の感光性樹脂組成物をスピンコート塗布した後、90℃で2分ホットプレート上でプリベークして溶剤を揮発させ、膜厚3μmの感光性樹脂組成物層を形成した。次に、得られた感光性樹脂組成物層を、キヤノン(株)製 MPA 5500CF(高圧水銀灯)を用いて、10μmφのホールパターンのマスクを介して40mJ/cm2(エネルギー強度:20mW/cm2、i線)となるよう露光した。そして、露光後の感光性樹脂組成物層を、アルカリ現像液(0.4%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液)で23℃/60秒間現像した後、超純水で20秒リンスした。続いて超高圧水銀灯を用いて積算照射量が300mJ/cm2(エネルギー強度:20mW/cm2、i線)となるように全面露光し、その後、この基板をオーブンにて230℃で30分加熱して硬化膜を得た。
 前記感光性樹脂組成物を塗布する際の塗布性は良好で、露光、現像、焼成の後に得られた硬化膜には、しわやクラックの発生は認められなかった。
 得られた液晶表示装置に対して、駆動電圧を印加したところ、良好な表示特性を示し、信頼性の高い液晶表示装置であることが分かった。
<実施例58>
 実施例57から、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)処理を省いた他は同様にし、実施例58の液晶表示装置を得た。得られた液晶表示装置は、硬化膜のパターンの欠けや剥がれの無く、良好な表示特性を示し、信頼性の高い液晶表示装置であった。
<実施例59>
 実施例57から、アルカリ現像液を0.4%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液から、2.38%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液に変更した他は同様にし、実施例59の液晶表示装置を得た。得られた液晶表示装置は、硬化膜のパターンの欠けや剥がれの無く、良好な表示特性を示し、信頼性の高い液晶表示装置であった。
<実施例60>
 実施例57から、アルカリ現像液を0.4%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液から、0.04%のKOH水溶液に変更した他は同様にし、実施例60の液晶表示装置を得た。得られた液晶表示装置は、硬化膜のパターンの欠けや剥がれの無く、良好な表示特性を示し、信頼性の高い液晶表示装置であった。
<実施例61>
 実施例57から、現像・リンス後の全面露光の工程を省いた他は同様にし、実施例61の液晶表示装置を得た。得られた液晶表示装置は良好な表示特性を示し、信頼性の高い液晶表示装置であった。
<実施例62>
実施例57から、全面露光の工程とオーブンでの230℃/30分の加熱工程の間に、100℃で3分ホットプレート上で加熱する工程を追加した他は同様にし、実施例62の液晶表示装置を得た。得られた液晶表示装置は良好な表示特性を示し、信頼性の高い液晶表示装置であった。
<実施例63>
 実施例57から、現像・リンスの工程と全面露光の工程の間に、100℃で3分ホットプレート上で加熱する工程を追加した他は同様にし、実施例63の液晶表示装置を得た。得られた液晶表示装置は良好な表示特性を示し、信頼性の高い液晶表示装置であった。
<実施例64>
 実施例57と以下の塗布プロセスのみ変更して、同様の液晶表示装置を得た。すなわち、実施例22の感光性樹脂組成物をスリットコート法にて塗布した後、90℃/120秒ホットプレート上で加熱により溶剤を除去し、膜厚3.0μmの感光性樹脂組成物層を形成した。得られた塗膜は、平坦でムラの無い良好な面状であった。また液晶表示装置としての性能も実施例57と同様に良好であった。
<実施例65>
 実施例57と以下の塗布プロセスのみ変更して、同様の液晶表示装置を得た。すなわち、実施例22の感光性樹脂組成物をスリットアンドスピン法にて塗布した後、90℃/120秒ホットプレート上で加熱により溶剤を除去し、膜厚3.0μmの感光性樹脂組成物層を形成した。得られた塗膜は、平坦でムラの無い良好な面状であった。また液晶表示装置としての性能も実施例65と同様に良好であった。
<実施例66>
 実施例66は、実施例1において、露光機を、キヤノン(株)製 MPA 5500CFから、UV-LED光源露光機に変更した以外は同様に行った。また液晶表示装置としての性能も実施例57と同様に良好であった。
<実施例67>
 薄膜トランジスター(TFT)を用いた有機EL表示装置を以下の方法で作製した(図2参照)。
 ガラス基板6上にボトムゲート型のTFT1を形成し、このTFT1を覆う状態でSi34から成る絶縁膜3を形成した。次に、この絶縁膜3に、ここでは図示を省略したコンタクトホールを形成した後、このコンタクトホールを介してTFT1に接続される配線2(高さ1.0μm)を絶縁膜3上に形成した。この配線2は、TFT1間または、後の工程で形成される有機EL素子とTFT1とを接続するためのものである。
 さらに、配線2の形成による凹凸を平坦化するために、配線2による凹凸を埋め込む状態で絶縁膜3上へ平坦化膜4を形成した。絶縁膜3上への平坦化膜4の形成は、実施例22の感光性樹脂組成物を基板上にスピン塗布し、ホットプレート上でプリベーク(90℃/120秒)した後、マスク上から高圧水銀灯を用いてi線(365nm)を45mJ/cm2(エネルギー強度20mW/cm2)照射した後、0.4%のTMAH水溶液にて現像してパターンを形成し、超高圧水銀灯を用いて積算照射量が300mJ/cm2(エネルギー強度:20mW/cm2、i線)となるように全面露光し、230℃/30分間の加熱処理を行った。
 感光性樹脂組成物を塗布する際の塗布性は良好で、露光、現像、焼成の後に得られた硬化膜には、しわやクラックの発生は認められなかった。さらに、配線2の平均段差は500nm、作製した平坦化膜4の膜厚は2,000nmであった。
 次に、得られた平坦化膜4上に、ボトムエミッション型の有機EL素子を形成した。まず、平坦化膜4上に、ITOからなる第一電極5を、コンタクトホール7を介して配線2に接続させて形成した。その後、レジストを塗布、プリベークし、所望のパターンのマスクを介して露光し、現像した。このレジストパターンをマスクとして、ITOエッチャント用いたウエットエッチングによりパターン加工を行った。その後、レジスト剥離液(リムーバ100、AZエレクトロニックマテリアルズ社製)を用いて上記レジストパターンを50℃で剥離した。こうして得られた第一電極5は、有機EL素子の陽極に相当する。
 次に、第一電極5の周縁を覆う形状の絶縁膜8を形成した。絶縁膜8には、実施例22の感光性樹脂組成物を用い、上記と同様の方法で絶縁膜8を形成した。この絶縁膜8を設けることによって、第一電極5とこの後の工程で形成する第二電極との間のショートを防止することができる。
 さらに、真空蒸着装置内で所望のパターンマスクを介して、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層を順次蒸着して設けた。次いで、基板上方の全面にAlから成る第二電極を形成した。得られた上記基板を蒸着機から取り出し、封止用ガラス板と紫外線硬化型エポキシ樹脂を用いて貼り合わせることで封止した。
 以上のようにして、各有機EL素子にこれを駆動するためのTFT1が接続してなるアクティブマトリックス型の有機EL表示装置が得られた。駆動回路を介して電圧を印加したところ、良好な表示特性を示し、信頼性の高い有機EL表示装置であることが分かった。
 1:TFT(薄膜トランジスター)
 2:配線
 3:絶縁膜
 4:平坦化膜
 5:第一電極
 6:ガラス基板
 7:コンタクトホール
 8:絶縁膜
 10:液晶表示装置
 12:バックライトユニット
 14,15:ガラス基板
 16:TFT
 17:硬化膜
 18:コンタクトホール
 19:ITO透明電極
 20:液晶
 22:カラーフィルター

Claims (11)

  1. (A)下記(1)および(2)の少なくとも一方を満たす重合体、ならびに、下記(S)重合体を含む重合体成分と、
    (1)(a1)酸基が酸分解性基で保護された基を有する構成単位、および(a2)架橋性基を有する構成単位、を有する重合体、
    (2)(a1)酸基が酸分解性基で保護された基を有する構成単位を有する重合体、および(a2)架橋性基を有する構成単位を有する重合体、
    (S)重量平均分子量が1000~50000であり、さらに、カルボキシル基を含む構成単位を有する重合体、
    (B)光酸発生剤と、
    (C)溶剤と
    を含有する感光性樹脂組成物であって、
    前記(S)重合体は、式(1)で表される値が50~3000である、感光性樹脂組成物。
    式(1)
    (S)重合体の固形酸価(単位:mgKOH/g)×感光性樹脂組成物中の全固形分に対する(S)重合体の含有率(単位:質量%)・・(1)
  2. (S)重合体の含有量が、全固形分に対して、0.5~20.0質量%である、請求項1に記載の感光性樹脂組成物。
  3. (S)重合体が、下記構成単位A群の少なくとも一方を有する重合体である、請求項1または2に記載の感光性樹脂組成物。
    構成単位A群
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
  4. (a2)架橋性基を有する構成単位が、カルボキシル基と反応しうる架橋性基である、請求項1~3のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物。
  5. (a2)架橋性基を有する構成単位が、エポキシ基および/またはオキセタニル基を有する構成単位、ならびに、-NH-CH2-O-R(Rは水素原子または炭素数1~20のアルキル基)で表される基を有する構成単位から選択される、請求項1~4のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物。
  6. ポジ型である、請求項1~5のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物。
  7. (1)請求項1~6のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物を基板上に塗布する工程、
    (2)塗布された感光性樹脂組成物から溶剤を除去する工程、
    (3)溶剤が除去された感光性樹脂組成物を活性光線により露光する工程、
    (4)露光された感光性樹脂組成物を水性現像液により現像する工程、および、
    (5)現像された感光性樹脂組成物を熱硬化するポストベーク工程、を含む硬化膜の製造方法。
  8. 前記現像する工程後、前記ポストベーク工程前に、現像された感光性樹脂組成物を全面露光する工程を含む、請求項7に記載の硬化膜の製造方法。
  9. 請求項7または8に記載の方法により形成された硬化膜。
  10. 層間絶縁膜である、請求項9に記載の硬化膜。
  11. 請求項9または10に記載の硬化膜を有する有機EL表示装置または液晶表示装置。
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