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JP2008032989A - Positive photosensitive composition, pattern film manufacturing method, and semiconductor device - Google Patents

Positive photosensitive composition, pattern film manufacturing method, and semiconductor device Download PDF

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Publication number
JP2008032989A
JP2008032989A JP2006206010A JP2006206010A JP2008032989A JP 2008032989 A JP2008032989 A JP 2008032989A JP 2006206010 A JP2006206010 A JP 2006206010A JP 2006206010 A JP2006206010 A JP 2006206010A JP 2008032989 A JP2008032989 A JP 2008032989A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photosensitive composition
group
compound
film
positive photosensitive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006206010A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Azuma
賢一 東
Hide Nakamura
秀 中村
Yasunari Kusaka
康成 日下
Hiroshi Sasaki
拓 佐々木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sekisui Chemical Co Ltd filed Critical Sekisui Chemical Co Ltd
Priority to JP2006206010A priority Critical patent/JP2008032989A/en
Publication of JP2008032989A publication Critical patent/JP2008032989A/en
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

【課題】露光部の感光性組成物を現像液に十分に溶解させることができ、パターン形状に優れたパターン膜を得ることができるポジ型感光性組成物、これを用いたパターン膜の製造方法及び半導体素子を提供する。
【解決手段】SiOH基を有するアルコキシシランの縮合物(A)と、熱酸発生剤(B)と、光カチオン発生剤(C)と、単官能エポキシ化合物、単官能ビニルエーテル及び単官能オキセタン化合物から選択された少なくとも1種の化合物(D)とを含有するポジ型感光性組成物、これを用いたパターン膜1Cの製造方法及び半導体素子。
【選択図】図1
A positive photosensitive composition capable of sufficiently dissolving a photosensitive composition in an exposed area in a developer and obtaining a pattern film having an excellent pattern shape, and a method for producing a pattern film using the same And a semiconductor device.
An alkoxysilane condensate (A) having a SiOH group, a thermal acid generator (B), a photocation generator (C), a monofunctional epoxy compound, a monofunctional vinyl ether, and a monofunctional oxetane compound. A positive photosensitive composition containing at least one selected compound (D), a method for producing a patterned film 1C using the same, and a semiconductor element.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、感光性を有するポジ型の感光性組成物に関し、より詳細には、露光及び熱処理した後に現像することにより、露光部の感光性組成物を除去することができ、パターン膜を形成することが可能なポジ型感光性組成物、これを用いたパターン膜の製造方法及び半導体素子に関する。   The present invention relates to a positive photosensitive composition having photosensitivity, and more specifically, by developing after exposure and heat treatment, the photosensitive composition in an exposed portion can be removed, and a pattern film is formed. The present invention relates to a positive photosensitive composition that can be used, a pattern film manufacturing method using the same, and a semiconductor element.

半導体などの電子デバイスの製造に際しては、パッシベーション膜やゲート絶縁膜などが、微細パターン形成法により構成されている。これらの膜を構成するのに、例えばアルコキシシランの縮合物などを含む感光性樹脂組成物が用いられている。   In manufacturing electronic devices such as semiconductors, a passivation film, a gate insulating film, and the like are formed by a fine pattern forming method. For forming these films, for example, a photosensitive resin composition containing an alkoxysilane condensate or the like is used.

下記の特許文献1には、パターン形成に用いられる感光性樹脂組成物の一例として、(1)アルカリ可溶性シロキサンポリマー、(2)光によって反応促進剤を発生する化合物、および(3)溶剤を主成分とする感光性樹脂組成物が開示されている。特許文献1では、(1)アルカリ可溶性シロキサンポリマーとして、アルコキシシランに水および触媒を加えて加水分解縮合させた反応溶液から、水および触媒を除去して得られたアルカリ可溶性シロキサンポリマーが用いられている。   In Patent Document 1 below, as an example of a photosensitive resin composition used for pattern formation, (1) an alkali-soluble siloxane polymer, (2) a compound that generates a reaction accelerator by light, and (3) a solvent are mainly used. A photosensitive resin composition as a component is disclosed. In Patent Document 1, (1) an alkali-soluble siloxane polymer obtained by removing water and a catalyst from a reaction solution obtained by hydrolyzing and condensing alkoxysilane with water and a catalyst is used as the alkali-soluble siloxane polymer. Yes.

さらに、特許文献1には、上記感光性樹脂組成物を基板上に塗布し、乾燥した後、マスクを介して露光し、つづいて現像するパターンの形成方法が開示されている。特許文献1に記載のパターンの形成方法では、具体的には、感光性樹脂組成物からなる感光性樹脂組成物層を形成し、該感光性樹脂組成物層をマスクを介して露光することにより、露光部においてアルコキシランの縮合物の架橋反応を進行させ、感光性樹脂組成物層を硬化させていた。
特開平06−148895号公報
Further, Patent Document 1 discloses a pattern forming method in which the photosensitive resin composition is applied onto a substrate, dried, exposed through a mask, and subsequently developed. In the pattern forming method described in Patent Document 1, specifically, a photosensitive resin composition layer made of a photosensitive resin composition is formed, and the photosensitive resin composition layer is exposed through a mask. In the exposed portion, the crosslinking reaction of the alkoxysilane condensate was advanced to cure the photosensitive resin composition layer.
Japanese Patent Laid-Open No. 06-148895

従来より、微細パターンを形成するのに、上記特許文献1に記載のようなネガ型と呼ばれている感光性樹脂組成物が主に用いられている。すなわち、特許文献1に記載の感光性樹脂組成物は、上述のように、露光部においてシロキサンポリマーの架橋反応を進行させ、硬化させてパターンを形成するものであり、ポジ型ではなくネガ型の感光性樹脂組成物であった。   Conventionally, a photosensitive resin composition called a negative type as described in Patent Document 1 has been mainly used to form a fine pattern. That is, the photosensitive resin composition described in Patent Document 1, as described above, proceeds with the crosslinking reaction of the siloxane polymer in the exposed portion and is cured to form a pattern, which is not a positive type but a negative type. It was a photosensitive resin composition.

しかしながら、近年、微細パターンを形成するために、ネガ型の感光性樹脂組成物ではなく、ポジ型の感光性樹脂組成物の開発も強く要求されている。   However, in recent years, in order to form a fine pattern, development of a positive photosensitive resin composition instead of a negative photosensitive resin composition has been strongly demanded.

ポジ型の感光性樹脂組成物を用いて微細パターンを形成する際には、ネガ型の感光性樹脂組成物と同様に、形成するパターンに応じて感光性樹脂組成物を露光する。露光の前または後に、必要に応じて熱処理などして、未露光部の感光性樹脂組成物を硬化させ、パターン状の潜像を形成する。次に、感光性樹脂組成物を現像液で現像し、露光部の硬化していない感光性樹脂組成物を除去することにより、未露光部の感光性樹脂組成物からなる薄膜パターンを得ることができる。   When forming a fine pattern using a positive photosensitive resin composition, the photosensitive resin composition is exposed according to the pattern to be formed, as in the case of a negative photosensitive resin composition. Before or after exposure, heat treatment or the like is performed as necessary to cure the photosensitive resin composition in the unexposed area to form a patterned latent image. Next, by developing the photosensitive resin composition with a developer and removing the uncured photosensitive resin composition in the exposed area, a thin film pattern composed of the photosensitive resin composition in the unexposed area can be obtained. it can.

ポジ型の感光性樹脂組成物では、特に露光部の感光性樹脂組成物が確実に現像液に溶解し得ることが強く求められていた。しかしながら、従来のポジ型の感光性樹脂組成物では、現像したときに、露光部の感光性樹脂組成物が現像液に十分に溶解しないことがあり、露光部においても感光性樹脂組成物が残存しがちであった。それによって、形成されたパターン膜では、パターン形状に劣りがちであった。   In the positive photosensitive resin composition, it has been strongly demanded that the photosensitive resin composition in the exposed portion can be surely dissolved in the developer. However, in the conventional positive photosensitive resin composition, when developed, the photosensitive resin composition in the exposed area may not be sufficiently dissolved in the developer, and the photosensitive resin composition remains in the exposed area. Tended to be. As a result, the pattern film formed tends to be inferior in pattern shape.

本発明の目的は、上述した従来技術の現状に鑑み、露光部の感光性組成物を現像液に十分に溶解させることができ、パターン形状に優れたパターン膜を得ることができるポジ型感光性組成物、これを用いたパターン膜の製造方法及び半導体素子を提供することにある。   In view of the current state of the prior art described above, an object of the present invention is to provide a positive photosensitivity that can sufficiently dissolve a photosensitive composition in an exposed portion in a developer and can obtain a pattern film having an excellent pattern shape. It is in providing the composition, the manufacturing method of a pattern film using the same, and a semiconductor element.

本発明に係るポジ型感光性組成物は、SiOH基を有するアルコキシシランの縮合物(A)と、熱酸発生剤(B)と、光カチオン発生剤(C)と、単官能エポキシ化合物、単官能ビニルエーテル及び単官能オキセタン化合物からなる群から選択された少なくとも1種の化合物(D)とを含有することを特徴とする。   The positive photosensitive composition according to the present invention includes an alkoxysilane condensate (A) having a SiOH group, a thermal acid generator (B), a photocation generator (C), a monofunctional epoxy compound, It contains at least one compound (D) selected from the group consisting of a functional vinyl ether and a monofunctional oxetane compound.

本発明に係るポジ型感光性組成物のある特定の局面では、アルコキシシランの縮合物(A)100重量部に対して、光カチオン発生剤(C)が0.05〜15重量部の割合で含有されている。   In a specific aspect of the positive photosensitive composition according to the present invention, the photocation generator (C) is in a ratio of 0.05 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the alkoxysilane condensate (A). Contained.

本発明の他の特定の局面では、ポジ型感光性組成物中でのアルコキシシランの縮合物(A)のSiOH基の当量数(a)と、化合物(D)のビニルエーテル基、エポキシ基及びオキセタニル基の合計当量数(d)との当量比(当量数(a)/当量数(d))が0.8〜1.5の範囲にある。   In another specific aspect of the present invention, the equivalent number (a) of SiOH groups of the alkoxysilane condensate (A) in the positive photosensitive composition and the vinyl ether group, epoxy group and oxetanyl of the compound (D) The equivalent ratio (equivalent number (a) / equivalent number (d)) with the total equivalent number (d) of the group is in the range of 0.8 to 1.5.

本発明に係るポジ型感光性組成物のさらに他の特定の局面では、アルコキシシランの縮合物(A)100重量部に対して、熱酸発生剤(B)が0.2〜15重量部の割合で含まれている。   In still another specific aspect of the positive photosensitive composition according to the present invention, the thermal acid generator (B) is 0.2 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the alkoxysilane condensate (A). Included as a percentage.

本発明に係るパターン膜の製造方法は、基板上に、本発明に従って構成されたポジ型感光性組成物からなる感光性組成物層を形成する工程と、形成するパターンに応じて感光性組成物層を選択的に露光し、露光部において光カチオン発生剤(C)の作用によって、アルコキシシランの縮合物(A)のSiOH基に化合物(D)を反応させる工程と、SiOH基に化合物(D)を反応させた後、感光性組成物層を熱処理することにより、熱酸発生剤(B)の作用によって、未露光部においてアルコキシシランの縮合物(A)の架橋を進行させ、未露光部の感光性組成物層を現像液に不溶にする工程と、未露光部の感光性組成物層を現像液に不溶にした後、感光性組成物層を現像液で現像し、パターン膜を得る工程とを備えている。   The method for producing a patterned film according to the present invention comprises a step of forming a photosensitive composition layer comprising a positive photosensitive composition constituted according to the present invention on a substrate, and a photosensitive composition according to the pattern to be formed. The step of selectively exposing the layer and reacting the compound (D) with the SiOH group of the alkoxysilane condensate (A) by the action of the photocation generator (C) in the exposed area, and the compound (D ) Is reacted, and then the photosensitive composition layer is heat-treated, whereby the crosslinking of the alkoxysilane condensate (A) is caused to proceed in the unexposed area by the action of the thermal acid generator (B). A step of making the photosensitive composition layer insoluble in the developer, and making the photosensitive composition layer in the unexposed area insoluble in the developer, and then developing the photosensitive composition layer with the developer to obtain a pattern film Process.

本発明に係る半導体素子では、ゲート絶縁膜、パッシベーション膜及び層間絶縁膜からなる群から選択された少なくとも1種の膜を備えており、該膜が本発明に従って構成されたポジ型感光性組成物を用いて形成された膜とされている。   The semiconductor device according to the present invention comprises at least one film selected from the group consisting of a gate insulating film, a passivation film and an interlayer insulating film, and the film is a positive photosensitive composition constituted according to the present invention. It is set as the film | membrane formed using.

本発明に係るポジ型感光性組成物は、SiOH基を有するアルコキシシランの縮合物(A)と、熱酸発生剤(B)と、光カチオン発生剤(C)と、単官能エポキシ化合物、単官能ビニルエーテル及び単官能オキセタン化合物からなる群から選択された少なくとも1種の化合物(D)とを含有するので、例えばフォトマスクを用いて感光性組成物に光線もしくは放射線の照射することにより、露光部において光カチオン発生剤(C)の作用によって、アルコキシシランの縮合物(A)のSiOH基に化合物(D)を反応させることができる。すなわち、露光部ではアルコキシシランの縮合物(A)のSiOH基に化合物(D)が反応していることによって、熱処理されて熱酸発生剤(B)から酸が発生しても、SiOH基に化合物(D)が反応したアルコキシシランの縮合物は架橋しない。よって、露光部では感光性組成物の硬化が進行し難い。   The positive photosensitive composition according to the present invention includes an alkoxysilane condensate (A) having a SiOH group, a thermal acid generator (B), a photocation generator (C), a monofunctional epoxy compound, Since it contains at least one compound (D) selected from the group consisting of a functional vinyl ether and a monofunctional oxetane compound, for example, by exposing the photosensitive composition to light or radiation using a photomask, an exposed portion The compound (D) can be reacted with the SiOH group of the alkoxysilane condensate (A) by the action of the photocation generator (C). That is, in the exposed area, the compound (D) reacts with the SiOH group of the alkoxysilane condensate (A), so that even if heat is generated and an acid is generated from the thermal acid generator (B), it becomes an SiOH group. The alkoxysilane condensate reacted with the compound (D) is not crosslinked. Therefore, it is difficult for the photosensitive composition to proceed at the exposed portion.

本発明に係るポジ型感光性組成物では、露光した後に感光性組成物を熱処理することにより、熱酸発生剤(B)の作用によって、未露光部においてアルコキシシランの縮合物(A)の架橋を進行させ、感光性組成物を十分に硬化させることができる。よって、露光及び熱処理した後に現像すると、露光部の感光性組成物を除去することができ、未露光部の感光性組成物からなるパターン形状に優れたパターン膜を得ることができる。   In the positive photosensitive composition according to the present invention, the photosensitive composition is subjected to a heat treatment after being exposed to light, so that the thermal acid generator (B) acts to crosslink the alkoxysilane condensate (A) in the unexposed area. The photosensitive composition can be sufficiently cured. Therefore, if it develops after exposure and heat processing, the photosensitive composition of an exposed part can be removed, and the pattern film excellent in the pattern shape which consists of the photosensitive composition of an unexposed part can be obtained.

アルコキシシランの縮合物(A)100重量部に対して、光カチオン発生剤(C)を0.05〜15重量部の割合で含む場合には、露光によりアルコキシシランの縮合物(A)のSiOH基と化合物(D)との反応を効果的に進行させることができる。   When the photocation generator (C) is contained in an amount of 0.05 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the alkoxysilane condensate (A), the SiOH of the alkoxysilane condensate (A) is exposed by exposure. The reaction between the group and the compound (D) can be effectively advanced.

ポジ型感光性組成物中でのアルコキシシランの縮合物(A)のSiOH基の当量数(a)と、化合物(D)のビニルエーテル基、エポキシ基及びオキセタニル基の合計当量数(d)との当量比(当量数(a)/当量数(d))が0.8〜1.5の範囲にある場合には、アルコキシシランの縮合物(A)のSiOH基に化合物(D)を十分に反応させることができる。すなわち、露光により多くのSiOH基に化合物(D)を反応させ得るので、熱処理したときに露光部の感光性組成物が硬化するのをより一層効果的に抑制することができる。よって、より一層優れたパターン形状を有するパターン膜を得ることができる。   The number of equivalents (a) of SiOH groups of the condensate (A) of alkoxysilane in the positive photosensitive composition and the total number of equivalents (d) of the vinyl ether group, epoxy group and oxetanyl group of compound (D) When the equivalent ratio (equivalent number (a) / equivalent number (d)) is in the range of 0.8 to 1.5, the compound (D) is sufficiently added to the SiOH group of the alkoxysilane condensate (A). Can be reacted. That is, since the compound (D) can be reacted with many SiOH groups by exposure, it is possible to more effectively suppress the photosensitive composition in the exposed portion from being cured when heat-treated. Therefore, a pattern film having a more excellent pattern shape can be obtained.

アルコキシシランの縮合物(A)100重量部に対して、熱酸発生剤(B)を0.2〜15重量部の割合で含む場合には、熱処理によって感光性組成物の硬化反応をより一層効率的に進行させることができる。さらに、得られたパターン膜において、熱酸発生剤(B)に起因する残渣が生じ難い。   When the thermal acid generator (B) is contained in an amount of 0.2 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the alkoxysilane condensate (A), the curing reaction of the photosensitive composition is further increased by heat treatment. It can proceed efficiently. Further, in the obtained pattern film, a residue due to the thermal acid generator (B) is hardly generated.

本発明に係るパターン膜の製造方法では、基板上に、本発明に従って構成されたポジ型感光性組成物からなる感光性組成物層を形成する工程と、形成するパターンに応じて感光性組成物層を選択的に露光し、露光部において光カチオン発生剤(C)の作用によって、アルコキシシランの縮合物(A)のSiOH基に化合物(D)を反応させる工程と、SiOH基に化合物(D)を反応させた後、感光性組成物層を熱処理することにより、熱酸発生剤(B)の作用によって、未露光部においてアルコキシシランの縮合物(A)の架橋を進行させ、未露光部の感光性組成物層を現像液に不溶にする工程とを備えているので、露光部においてアルコキシシランの縮合物の架橋反応を十分に進行させずに、未露光部においてアルコキシシランの縮合物の架橋反応を十分に進行させることができ、パターン状の潜像を形成することができる。   In the method for producing a patterned film according to the present invention, a step of forming a photosensitive composition layer comprising a positive photosensitive composition constituted according to the present invention on a substrate, and a photosensitive composition according to the pattern to be formed. The step of selectively exposing the layer and reacting the compound (D) with the SiOH group of the alkoxysilane condensate (A) by the action of the photocation generator (C) in the exposed area, and the compound (D ) Is reacted, and then the photosensitive composition layer is heat-treated, whereby the crosslinking of the alkoxysilane condensate (A) is caused to proceed in the unexposed area by the action of the thermal acid generator (B). And the step of making the photosensitive composition layer insoluble in a developing solution, the condensate of alkoxysilane in the unexposed area without sufficiently proceeding with the crosslinking reaction of the condensate of alkoxysilane in the exposed area. The crosslinking reaction can be sufficiently advanced, it is possible to form a patterned latent image.

さらに、本発明では、未露光部の感光性組成物層を現像液に不溶にした後、感光性組成物層を現像液で現像し、パターン膜を得る工程をさらに備えているので、酸やアルカリ等の現像液を用いた現像により、露光部の感光性組成物層が除去され、未露光部の感光性組成物層からなるパターン形状に優れたパターン膜を得ることができる。   Furthermore, in the present invention, since the photosensitive composition layer in the unexposed area is insoluble in the developer, the photosensitive composition layer is further developed with the developer to obtain a pattern film. The photosensitive composition layer in the exposed area is removed by development using a developer such as an alkali, and a pattern film having an excellent pattern shape composed of the photosensitive composition layer in the unexposed area can be obtained.

本発明に係る半導体素子では、ゲート絶縁膜、パッシベーション膜及び層間絶縁膜からなる群から選択された少なくとも1種の膜を備えており、該膜が本発明のポジ型感光性組成物を用いて形成された膜とされているため、膜の形状に優れている。   The semiconductor element according to the present invention includes at least one film selected from the group consisting of a gate insulating film, a passivation film, and an interlayer insulating film, and the film uses the positive photosensitive composition of the present invention. Since it is a formed film, the shape of the film is excellent.

以下、本発明の詳細を説明する。   Details of the present invention will be described below.

本願発明者らは、上記課題を達成するために、パターン形成に用いられるアルコキシシランの縮合物を含むポジ型感光性組成物について鋭意検討した結果、SiOH基を有するアルコキシシランの縮合物(A)と、熱酸発生剤(B)と、光カチオン発生剤(C)と、単官能エポキシ化合物、単官能ビニルエーテル及び単官能オキセタン化合物からなる群から選択された少なくとも1種の化合物(D)とを含有させることによって、感光性組成物を露光及び熱処理した後、現像することにより、露光部の感光性組成物を十分に除去することができ、パターン形状に優れたパターン膜を得ることができることを見出し、本発明をなすに至った。   In order to achieve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention have made extensive studies on a positive photosensitive composition containing a condensate of alkoxysilane used for pattern formation. As a result, a condensate of alkoxysilane having an SiOH group (A) And at least one compound (D) selected from the group consisting of a thermal acid generator (B), a photocation generator (C), a monofunctional epoxy compound, a monofunctional vinyl ether, and a monofunctional oxetane compound. By containing, after exposing and heat-treating the photosensitive composition, the photosensitive composition in the exposed area can be sufficiently removed by developing, and a pattern film excellent in pattern shape can be obtained. The headline and the present invention were made.

本発明に係るポジ型感光性組成物は、SiOH基を有するアルコキシシランの縮合物(A)と、熱酸発生剤(B)と、光カチオン発生剤(C)と、単官能エポキシ化合物、単官能ビニルエーテル及び単官能オキセタン化合物からなる群から選択された少なくとも1種の化合物(D)とを含有する。   The positive photosensitive composition according to the present invention includes an alkoxysilane condensate (A) having a SiOH group, a thermal acid generator (B), a photocation generator (C), a monofunctional epoxy compound, And at least one compound (D) selected from the group consisting of a functional vinyl ether and a monofunctional oxetane compound.

上記SiOH基を有するアルコキシシランの縮合物(A)は、アルコキシシランを縮合させて得られた縮合物からなる。アルコキシシランの縮合物(A)は、少なくとも1種含まれており、従って2種以上のアルコキシシランの縮合物(A)が含まれていてもよい。   The alkoxysilane condensate (A) having a SiOH group is a condensate obtained by condensing alkoxysilane. At least one kind of alkoxysilane condensate (A) is contained, and therefore, a condensate (A) of two or more kinds of alkoxysilanes may be contained.

本発明では、下記式(1)で表されるアルコキシシランを縮合させて得られたアルコキシシランの縮合物を含有することが好ましい。   In this invention, it is preferable to contain the condensate of the alkoxysilane obtained by condensing the alkoxysilane represented by following formula (1).

Si(R(R(R4−p−q・・・式(1)
上述した式(1)中、Rは水素又は炭素数が1〜30である非加水分解性の有機基を表し、Rはアルコキシ基を表し、Rはアルコキシ基以外の加水分解性基を表し、pは0〜3の整数を表し、qは1〜4の整数を表し、p+q≦4である。pが2又は3であるとき、複数のRは同一であってもよく異なっていてもよい。qが2〜4であるとき、複数のRは同一であってもよく異なっていてもよい。p+q≦2であるとき、複数のRは同一であってもよく異なっていてもよい。
Si (R 1 ) p (R 2 ) q (R 3 ) 4-pq Formula (1)
In the above formula (1), R 1 represents hydrogen or a non-hydrolyzable organic group having 1 to 30 carbon atoms, R 2 represents an alkoxy group, and R 3 represents a hydrolyzable group other than the alkoxy group. , P represents an integer of 0 to 3, q represents an integer of 1 to 4, and p + q ≦ 4. When p is 2 or 3, the plurality of R 1 may be the same or different. When q is 2 to 4, a plurality of R 2 may be the same or different. When p + q ≦ 2, the plurality of R 3 may be the same or different.

上記アルコキシ基R及びアルコキシ基以外の加水分解性基Rは、通常、過剰の水の共存下、無触媒で、室温(25℃)〜100℃の温度範囲内で加熱することにより、加水分解されてシラノール基を生成することができる基、またはさらに縮合してシロキサン結合を形成することができる基である。 The alkoxy group R 2 and the hydrolyzable group R 3 other than the alkoxy group are usually hydrolyzed by heating in the temperature range of room temperature (25 ° C.) to 100 ° C. in the presence of excess water without catalyst. It is a group that can be decomposed to form a silanol group, or a group that can be further condensed to form a siloxane bond.

上記アルコキシ基Rとしては、特に限定されないが、具体的には、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等の炭素数1〜6のアルコキシ基等が挙げられる。 Examples of the alkoxy group R 2, is not particularly limited, specifically, methoxy group, an ethoxy group, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms such as a propoxy group.

上記アルコキシ基以外の加水分解性基Rとしては、特に限定されないが、具体的には、塩素、臭素等のハロゲノ基、アミノ基、ヒドロキシル基又はカルボキシル基等が挙げられる。 The hydrolyzable group R 3 other than the alkoxy group is not particularly limited, specifically, chlorine, halogeno group such as bromine, an amino group, and a hydroxyl group or a carboxyl group.

上記非加水分解性の有機基Rとしては、特に限定されないが、加水分解を起こし難く、安定な疎水基である炭素数1〜30の有機基が挙げられる。安定な疎水基である炭素数1〜30の有機基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、ペンチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基及びエイコシル基等の炭素数1〜30のアルキル基、アルキル基のフッ素化物、塩素化物、臭素化物等のハロゲン化アルキル基(例えば、3−クロロプロピル基、6−クロロプロピル基、6−クロロヘキシル基および、6,6,6−トリフルオロヘキシル基等)、ハロゲン置換ベンジル基等の芳香族置換アルキル基(例えば、ベンジル基、4−クロロベンジル基及び4−ブロモベンジル基等)、アリール基(例えば、フェニル基、トリル基、メシチル基、ナフチル基等)、ビニル基やエポキシ基を含む有機基、アミノ基を含む有機基、チオール基を含む有機基等が挙げられる。 The non-hydrolyzable organic group R 1 is not particularly limited, and examples thereof include an organic group having 1 to 30 carbon atoms that hardly causes hydrolysis and is a stable hydrophobic group. As the organic group having 1 to 30 carbon atoms which is a stable hydrophobic group, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, hexyl group, cyclohexyl group, octyl group, pentyl group, decyl group, dodecyl group, tetradecyl group, Alkyl groups having 1 to 30 carbon atoms such as hexadecyl group, octadecyl group and eicosyl group, and alkyl halide groups such as fluorinated, chlorinated and brominated alkyl groups (for example, 3-chloropropyl group, 6-chloropropyl group) , 6-chlorohexyl group, 6,6,6-trifluorohexyl group, etc.), aromatic substituted alkyl groups such as halogen-substituted benzyl groups (for example, benzyl group, 4-chlorobenzyl group, 4-bromobenzyl group, etc.) ), Aryl groups (eg phenyl group, tolyl group, mesityl group, naphthyl group, etc.), vinyl groups and epoxy groups Group, an organic group containing an amino group, and the like organic group containing a thiol group.

上記アルコキシシランの具体例としては、例えば、トリフェニルエトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリエチルエトキシシラン、トリフェニルメトキシシラン、トリエチルメトキシシラン、エチルジメチルメトキシシラン、メチルジエチルメトキシシラン、エチルジメチルエトキシシラン、メチルジエチルエトキシシラン、フェニルジメチルメトキシシラン、フェニルジエチルメトキシシラン、フェニルジメチルエトキシシラン、フェニルジエチルエトキシシラン、メチルジフェニルメトキシシラン、エチルジフェニルメトキシシラン、メチルジフェニルエトキシシラン、エチルジフェニルエトキシシラン、tert−ブトキシトリメチルシラン、ブトキシトリメチルシラン、ジメチルエトキシシラン、メトキシジメチルビニルシラン、エトキシジメチルビニルシラン、ジフェニルジエトキシラン、フェニルジエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジアセトキシメチルシラン、ジエトキシメチルシラン、3−クロロポロピルジメトキシメチルシラン、クロロメチルジエトキシメチルシラン、ジエトキシジメチルシラン、ジアセトキシメチルビニルシラン、ジエトキシメチルビニルシラン、ジエトキシジエチルシラン、ジメチルジプロポキシシラン、ジメトキシメチルフェニルシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチル−トリ−n−プロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチル−トリ−n−プロポキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、プロピル−トリ−n−プロポキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、ブチルトリプロポキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、イソブチルトリプロポキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリエトキシシラン、n−ヘキシルトリプロポキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシラン、シクロヘキシルトリプロポキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、オクチルトリプロポキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、ドデシルトリエトキシシラン、ドデシルトリプロポキシシラン、テトラデシルトリメトキシシラン、テトラデシルトリエトキシシラン、テトラデシルトリプロポキシシラン、ヘキサデシルトリメトキシシラン、ヘキサデシルトリエトキシシラン、ヘキサデシルトリプロポキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシラン、オクタデシルトリプロポキシシラン、エイコシルデシルトリメトキシシラン、エイコシルトリエトキシシラン、エイコシルトリプロポキシシラン、6−クロロヘキシルトリメトキシシラン、6,6,6−トリフルオロヘキシルトリメトキシシラン、ベンジルトリメトキシシラン、4−クロロベンジルトリメトキシシラン、4−ブロモベンジルトリ−n−プロポキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、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、メチルトリアセトキシシラン、エチルトリアセトキシシラン、N−β−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリメトキシシラン、トリイソプロポキシシラン、トリ−n−プロポキシシラン、トリアセトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラアセトキシシラン等が挙げられる。これらのアルコキシシランを縮合させて得られたアルコキシシランの縮合物がより好ましく用いられる。アルコキシシランの縮合物(A)を構成するに際しては、少なくとも1種のアルコキシシランが用いられていればよく、従って2種以上のアルコキシシランが用いられていてもよい。   Specific examples of the alkoxysilane include, for example, triphenylethoxysilane, trimethylethoxysilane, triethylethoxysilane, triphenylmethoxysilane, triethylmethoxysilane, ethyldimethylmethoxysilane, methyldiethylmethoxysilane, ethyldimethylethoxysilane, methyldiethyl. Ethoxysilane, phenyldimethylmethoxysilane, phenyldiethylmethoxysilane, phenyldimethylethoxysilane, phenyldiethylethoxysilane, methyldiphenylmethoxysilane, ethyldiphenylmethoxysilane, methyldiphenylethoxysilane, ethyldiphenylethoxysilane, tert-butoxytrimethylsilane, butoxy Trimethylsilane, dimethylethoxysilane, methoxydimethylvinylsilane , Ethoxydimethylvinylsilane, diphenyldiethoxysilane, phenyldiethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, diacetoxymethylsilane, diethoxymethylsilane, 3-chloropropyldimethoxymethylsilane, chloromethyldiethoxymethylsilane, diethoxydimethylsilane Diacetoxymethylvinylsilane, diethoxymethylvinylsilane, diethoxydiethylsilane, dimethyldipropoxysilane, dimethoxymethylphenylsilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyl-tri-n-propoxysilane, ethyltrimethoxysilane, Ethyltriethoxysilane, ethyl-tri-n-propoxysilane, propyltrimethoxysilane, propyltriethoxysilane, propyl-tri-n Propoxysilane, butyltrimethoxysilane, butyltriethoxysilane, butyltripropoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, isobutyltriethoxysilane, isobutyltripropoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane, n-hexyltriethoxysilane, n-hexyl Tripropoxysilane, cyclohexyltrimethoxysilane, cyclohexyltriethoxysilane, cyclohexyltripropoxysilane, octyltrimethoxysilane, octyltriethoxysilane, octyltripropoxysilane, dodecyltrimethoxysilane, dodecyltriethoxysilane, dodecyltripropoxysilane, tetra Decyltrimethoxysilane, tetradecyltriethoxysilane, tetradecyltripropoxysilane, hex Sadecyltrimethoxysilane, hexadecyltriethoxysilane, hexadecyltripropoxysilane, octadecyltrimethoxysilane, octadecyltriethoxysilane, octadecyltripropoxysilane, eicosyldecyltrimethoxysilane, eicosyltriethoxysilane, eicosyltripropoxy Silane, 6-chlorohexyltrimethoxysilane, 6,6,6-trifluorohexyltrimethoxysilane, benzyltrimethoxysilane, 4-chlorobenzyltrimethoxysilane, 4-bromobenzyltri-n-propoxysilane, phenyltrimethoxy Silane, phenyltriethoxysilane; vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ- Glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-amino Propyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, methyltriacetoxysilane, ethyltriacetoxysilane, N-β-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltri Methoxysilane, triethoxysilane, trimethoxysilane, triisopropoxysilane, tri-n-propoxysilane, triacetoxysilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetraiso Examples include propoxysilane and tetraacetoxysilane. An alkoxysilane condensate obtained by condensing these alkoxysilanes is more preferably used. In constituting the alkoxysilane condensate (A), it is sufficient that at least one alkoxysilane is used, and therefore two or more alkoxysilanes may be used.

本発明に係るポジ型感光性組成物は、上記アルコキシシランの縮合物(A)に加えて、熱の作用により酸を発生する熱酸発生剤(B)をさらに含有する。熱酸発生剤(B)は、熱処理時にアルコキシシランの縮合物(A)の架橋を進行させるために配合される。   In addition to the alkoxysilane condensate (A), the positive photosensitive composition according to the present invention further contains a thermal acid generator (B) that generates an acid by the action of heat. The thermal acid generator (B) is blended in order to advance the crosslinking of the alkoxysilane condensate (A) during the heat treatment.

上記熱酸発生剤(B)としては、特に限定されないが、例えばオニウム塩、例えば、ジアゾニウム塩、アンモニウム塩、ホスホニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、セレノニウム塩、アルソニウム塩及びスルホン酸エステル等が挙げられ、好ましく用いられる。   The thermal acid generator (B) is not particularly limited, and examples thereof include onium salts such as diazonium salts, ammonium salts, phosphonium salts, iodonium salts, sulfonium salts, selenonium salts, arsonium salts, and sulfonic acid esters. Are preferably used.

上記熱酸発生剤(B)の例としては、ジアゾニウム塩(S.I.Schlesinger,Photogr.Sci.Eng.,18,387(1974)、T.S.Bal et al,Polymer,21,423(1980)に明記)、アンモニウム塩(米国特許第4 069055号、同4069056号、同再発行27992号の各明細書および特開平4 −365049号公報に明記)、ホスホニウム塩(D.C.Necker et al,Macromolecules,17,2468(1984)、C.S.Wen et al,Teh,Proc.Conf.Rad,Curing ASIA,p478 Tokyo,Oct(1988)、米国特許第4069055号、同4069056号の各明細書に明記)、ヨードニウム塩(J.V.Crivello et al,Macromorecules,10(6),1307(1977)、Chem.& Eng.News,Nov.28,p31(1988)、欧州特許104143号、米国特許第339049号、同410201号の各明細書、特開平2−150848号、同2−296514号の各公報に明記)、スルホニウム塩(J.V.Crivello et al, Polymer J.17,73(1985)、J.V.Crivello et al.J.Org.Chem.,43,3055(1978)、W.R.Watt et al, J.Polymer Sci.,Polymer Chem.Ed.,22,1789(1984)、J.V.Crivello et al, PolymerBull.,14,279(1985)、J.V.Crivello et al, Macromorecules,14(5),1141 (1981)、J.V.Crivel.lo et al,J.Polymer Sci.,Polymer Chem.Ed.,17,2877(1979)、欧州特許370693号、同3902114号、同233567号、同297443号、同297442号、米国特許第4933377号、同161811号、同410201号、同339049号、同4760013号、同4734444号、同2833827号、独国特許第2904626号、同3604580号、同3604581号の各明細書に明記、セレノニウム塩(J.V.Crivello et al,Macromorecules,10(6),1307(1977)、J.V.Crivello et al,J.Polymer Sci.,Polymer Chem.Ed.,17,1047(1979)に明記)、およびアルソニウム塩(C.S.Wen et al,Teh,Proc.Conf.Rad.Curing ASIA,p478 Tokyo,Oct(1988)に明記) が挙げられる。オニウム塩の対アニオンの例としては、BF 、PF 、AsF およびSbF などが挙げられる。 Examples of the thermal acid generator (B) include diazonium salts (SI Schlesinger, Photogr. Sci. Eng., 18, 387 (1974), TS Bal et al, Polymer, 21, 423 ( 1980), ammonium salts (specified in US Pat. Nos. 4,0690,05, 4,690,056, Reissue 27992, and JP-A-4-365049), phosphonium salts (DC Necker et al.). al, Macromolecules, 17, 2468 (1984), CS Wen et al, Teh, Proc. Conf. Rad, Curing ASIA, p478 Tokyo, Oct (1988), US Patent Nos. 4069055 and 4069056. ), Iodonium salt (JV Crivello et al, Macromolecules, 10 (6), 1307 (1977), Chem. & Eng. News, Nov. 28, p31 (1988), European Patent No. 104143, US Pat. Nos. 3,390,49, 410201. No. 2, pp. 2-150848 and JP-A-2-296514), sulfonium salts (JV Crivello et al, Polymer J. 17, 73 (1985), J. V. Crivello et al. J. Org. Chem., 43, 3055 (1978), WR Watt et al, J. Polymer Sci., Polymer Chem. Ed., 22, 1789 (1984), J. V. Crivello. et al, Polymer Bull , 14, 279 (1985), JV Crivello et al, Macromolecules, 14 (5), 1141 (1981), JV Crivel. Lo et al, J. Polymer Sci., Polymer Chem. Ed., 17, 2877 (1979), European Patent No. 370693, No. 3902114, No. 233567, No. 293443, No. 297442, U.S. Pat. Nos. 4,933,377, No. 16,1811, No. 410201, No. 339049, No. 4734444, 2833827, German Patent Nos. 2904626, 3604580, 3606041, and the selenonium salt (JV Crivello et al, Macromolecules, 10 6), 1307 (1977), J. V. Crivello et al, J.A. Polymer Sci. , Polymer Chem. Ed. , 17, 1047 (1979)), and arsonium salts (specified in CS Wen et al, Teh, Proc. Conf. Rad. Curing ASIA, p478 Tokyo, Oct (1988)). Examples of the counter anion of the onium salt include BF 4 , PF 6 , AsF 6 and SbF 6 .

これらの熱酸発生剤(B)は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。   These thermal acid generators (B) may be used alone or in combination of two or more.

熱処理によって酸が効率的に発生するので、熱酸発生剤(B)として、ヨードニウム塩、スルホニウム塩及びスルホン酸エステルからなる群から選択した少なくとも1種の化合物がより好ましく用いられる。   Since an acid is efficiently generated by heat treatment, at least one compound selected from the group consisting of iodonium salts, sulfonium salts and sulfonic acid esters is more preferably used as the thermal acid generator (B).

本発明に係るポジ型感光性組成物は、アルコキシシランの縮合物(A)100重量部に対して、熱酸発生剤(B)を0.2〜15重量部の割合で含むことが好ましい。熱酸発生剤(B)が0.2重量部未満であると、熱処理により十分な量の酸が発生せず、アルコキシシランの縮合物(A)の架橋が十分に進行しないことがある。熱酸発生剤(B)が15重量部を超えると、感光性組成物を均一に塗布することが困難となり、さらに現像後に残渣が生じることがある。   The positive photosensitive composition according to the present invention preferably contains 0.2 to 15 parts by weight of the thermal acid generator (B) with respect to 100 parts by weight of the alkoxysilane condensate (A). When the thermal acid generator (B) is less than 0.2 parts by weight, a sufficient amount of acid is not generated by the heat treatment, and the crosslinking of the alkoxysilane condensate (A) may not sufficiently proceed. When the thermal acid generator (B) exceeds 15 parts by weight, it is difficult to uniformly apply the photosensitive composition, and a residue may be generated after development.

本発明に係るポジ型感光性組成物は、上記アルコキシシランの縮合物(A)と、上記熱酸発生剤(B)とに加えて、光カチオン発生剤(C)をさらに含有する。光カチオン発生剤(C)は、露光時にアルコキシシランの縮合物(A)のSiOH基に化合物(D)を反応させるために配合される。   The positive photosensitive composition according to the present invention further contains a photocation generator (C) in addition to the alkoxysilane condensate (A) and the thermal acid generator (B). The photo cation generator (C) is blended for reacting the compound (D) with the SiOH group of the alkoxysilane condensate (A) during exposure.

上記光カチオン発生剤(C)としては、特に限定されないが、オニウム塩、スルホン酸エステル等が挙げられる。これらの光カチオン発生剤(C)は単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。   The photocation generator (C) is not particularly limited, and examples thereof include onium salts and sulfonic acid esters. These photocation generators (C) may be used alone or in combination of two or more.

本発明に係るポジ型感光性組成物は、アルコキシシランの縮合物(A)100重量部に対して、光カチオン発生剤(C)を0.05〜15重量部の割合で含むことが好ましい。光カチオン発生剤(C)が0.05重量部未満であると、露光によりアルコキシシランの縮合物(A)のSiOH基に化合物(D)を十分に反応させることができないことがある。光カチオン発生剤(C)が15重量部を超えると、感光性組成物を均一に塗布することが困難となり、さらに現像後に残渣が生じることがある。   The positive photosensitive composition according to the present invention preferably contains 0.05 to 15 parts by weight of the photocation generator (C) with respect to 100 parts by weight of the alkoxysilane condensate (A). When the photocation generator (C) is less than 0.05 part by weight, the compound (D) may not be sufficiently reacted with the SiOH group of the alkoxysilane condensate (A) by exposure. If the photocation generator (C) exceeds 15 parts by weight, it may be difficult to uniformly apply the photosensitive composition, and a residue may be generated after development.

本発明に係るポジ型感光性組成物は、上記アルコキシシランの縮合物(A)と、上記熱酸発生剤(B)と、上記光カチオン発生剤(C)とに加えて、単官能エポキシ化合物、単官能ビニルエーテル及び単官能オキセタン化合物からなる群から選択された少なくとも1種の化合物(D)をさらに含有する。   The positive photosensitive composition according to the present invention comprises a monofunctional epoxy compound in addition to the alkoxysilane condensate (A), the thermal acid generator (B), and the photocation generator (C). And at least one compound (D) selected from the group consisting of a monofunctional vinyl ether and a monofunctional oxetane compound.

本発明の特徴は、光カチオン発生剤(C)と、単官能エポキシ化合物、単官能ビニルエーテル及び単官能オキセタン化合物からなる群から選択された少なくとも1種の化合物(D)とを含有することにある。光カチオン発生剤(C)及び化合物(D)を含む構成によって、後に詳述するが、フォトマスクを介して感光性組成物層を露光したときに、露光部においてアルコキシシランの縮合物(A)のSiOH基に化合物(D)を反応させることができる。さらに、熱処理した後、現像液で現像することにより、露光部の感光性組成物が除去され、パターン形状に優れたパターン膜を得ることができる。   A feature of the present invention is that it contains a photocation generator (C) and at least one compound (D) selected from the group consisting of a monofunctional epoxy compound, a monofunctional vinyl ether, and a monofunctional oxetane compound. . The composition containing the photo cation generator (C) and the compound (D) will be described in detail later. When the photosensitive composition layer is exposed through a photomask, the alkoxysilane condensate (A) is exposed in the exposed area. The compound (D) can be reacted with the SiOH group. Furthermore, by carrying out heat treatment and developing with a developer, the photosensitive composition in the exposed area is removed, and a pattern film having an excellent pattern shape can be obtained.

上記化合物(D)としての単官能エポキシ化合物としては、特に限定されないが、メチルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、デシルグリシジルエーテル、フェニル−2−メチルグリシジルエーテル、セチルグリシジルエーテル、ステアリルグリシジルエーテル、p−sec−ブチルフェニルグリシジルエーテル、p−tert−ブチルフェニルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、オルソクレジルグリシジルエーテル、メタパタクレジルグリシジルエーテル、グリシジルメタクリレート、イソプロピルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル等が挙げられる。   The monofunctional epoxy compound as the compound (D) is not particularly limited, but is methyl glycidyl ether, 2-ethylhexyl glycidyl ether, butyl glycidyl ether, decyl glycidyl ether, phenyl-2-methyl glycidyl ether, cetyl glycidyl ether, stearyl. Glycidyl ether, p-sec-butylphenyl glycidyl ether, p-tert-butylphenyl glycidyl ether, phenyl glycidyl ether, orthocresyl glycidyl ether, metapatacridyl glycidyl ether, glycidyl methacrylate, isopropyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, etc. Can be mentioned.

上記単官能エポキシ化合物の市販品としては、日本油脂社製の商品名「エピオールM」(メチルグリシジルエーテル)、商品名「エピオールEH」(2−エチルヘキシルグリシジルエーテル)等が挙げられる。   As a commercial item of the said monofunctional epoxy compound, the brand name "Epiol M" (methyl glycidyl ether) by Nippon Oil & Fats Co., Ltd., brand name "Epiol EH" (2-ethylhexyl glycidyl ether), etc. are mentioned.

上記化合物(D)としての単官能ビニルエーテルとしては、特に限定されないが、プロピレンカーボネートのプロペニルエーテル、n−ドデシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、2−エチルヘキシルビニルエーテル、2−クロロエチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、トリエチレングリコールビニルエーテル等が挙げられる。   Although it does not specifically limit as monofunctional vinyl ether as said compound (D), Propenyl ether of propylene carbonate, n-dodecyl vinyl ether, cyclohexyl vinyl ether, 2-ethylhexyl vinyl ether, 2-chloroethyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, isobutyl vinyl ether, tributyl vinyl ether, And ethylene glycol vinyl ether.

上記単官能ビニルエーテルの市販品としては、アイエスピー・ジャパン社製の商品名「PAPI−CURE PEPC」(プロピレンカーボネートのプロペニルエーテル)、商品名「PAPI−CURE DDVE」(n−ドデシルビニルエーテル)、商品名「PAPI−CURE CVE」(シクロヘキシルビニルエーテル)、商品名「PAPI−CURE EHVE」(2−エチルヘキシルビニルエーテル)等が挙げられる。   As a commercial item of the above monofunctional vinyl ether, trade name “PAPI-CURE PEPC” (propenyl ether of propylene carbonate), trade name “PAPI-CURE DDVE” (n-dodecyl vinyl ether), trade name, manufactured by IS Japan Co., Ltd. “PAPI-CURE CVE” (cyclohexyl vinyl ether), trade name “PAPI-CURE EHVE” (2-ethylhexyl vinyl ether) and the like.

上記化合物(D)としての単官能オキセタン化合物としては、特に限定されないが、3エチル−3−フェノキシメチルオキセタン(分子量192.3)、3−エチル−3−[(2−エチルヘキシルオキシ)メチル]オキセタン(分子量228.4)等が挙げられる。   Although it does not specifically limit as a monofunctional oxetane compound as said compound (D), 3 ethyl-3-phenoxymethyl oxetane (molecular weight 192.3), 3-ethyl-3-[(2-ethylhexyloxy) methyl] oxetane (Molecular weight 228.4).

上記単官能オキセタン化合物の市販品としては、東亜合成社製の商品名「OXT−211」(3エチル−3−フェノキシメチルオキセタン)、商品名「OXT−212」(3−エチル−3−[(2−エチルヘキシルオキシ)メチル]オキセタン等が挙げられる。   As a commercial item of the said monofunctional oxetane compound, the brand name "OXT-211" (3-ethyl-3-phenoxymethyl oxetane) by Toa Gosei Co., Ltd., brand name "OXT-212" (3-ethyl-3-[( 2-ethylhexyloxy) methyl] oxetane and the like.

本発明では、ポジ型感光性組成物中でのアルコキシシランの縮合物(A)のSiOH基の当量数(a)と、化合物(D)のビニルエーテル基、エポキシ基及びオキセタニル基の合計当量数(d)との当量比(当量数(a)/当量数(d))が0.8〜1.5の範囲にあることが好ましい。当量比(当量数(a)/当量数(d))が0.8未満であると、化合物(D)が過剰なことがあり、過剰な化合物(D)に起因する残渣が生じることがある。当量比(当量数(a)/当量数(d))が1.5を超えると、露光後にアルコキシシランの縮合物(A)のSiOH基に化合物(D)が十分に反応していないことがある。   In the present invention, the SiOH group equivalent number (a) of the alkoxysilane condensate (A) in the positive photosensitive composition and the total equivalent number of the vinyl ether group, epoxy group and oxetanyl group of the compound (D) ( It is preferable that the equivalent ratio with d) (equivalent number (a) / equivalent number (d)) is in the range of 0.8 to 1.5. When the equivalent ratio (number of equivalents (a) / number of equivalents (d)) is less than 0.8, the compound (D) may be excessive and a residue resulting from the excessive compound (D) may be generated. . If the equivalent ratio (equivalent number (a) / equivalent number (d)) exceeds 1.5, the compound (D) may not sufficiently react with the SiOH group of the alkoxysilane condensate (A) after exposure. is there.

なお、上記アルコキシシランの縮合物のSiOH基の当量数(a)は、例えば、ピリジン−無水酢酸アセチル化法により測定することができ、化合物(D)のビニルエーテル基、エポキシ基及びオキセタニル基の合計当量数(d)は、例えば過塩素酸法により測定することができる。   In addition, the equivalent number (a) of the SiOH group in the alkoxysilane condensate can be measured by, for example, pyridine-acetic anhydride acetylation method, and the total of the vinyl ether group, the epoxy group, and the oxetanyl group of the compound (D). The number of equivalents (d) can be measured, for example, by the perchloric acid method.

本発明においては、アルコキシシランの縮合物(A)と、熱酸発生剤(B)と、光カチオン発生剤(C)と、上記化合物(D)とに加えて、適宜の溶剤がさらに添加され得る。溶剤を添加することにより、容易に塗布し得るポジ型感光性組成物を提供することができる。   In the present invention, an appropriate solvent is further added in addition to the alkoxysilane condensate (A), the thermal acid generator (B), the photocation generator (C), and the compound (D). obtain. By adding a solvent, a positive photosensitive composition that can be easily applied can be provided.

上記溶剤としては、アルコキシシランの縮合物を溶解し得る限り、特に限定されないが、ベンゼン、キシレン、トルエン、エチルベンゼン、スチレン、トリメチルベンゼン、ジエチルベンゼンなどの芳香族炭化水素化合物;シクロヘキサン、シクロヘキセン、ジペンテン、n−ペンタン、イソペンタン、n−ヘキサン、イソヘキサン、n−ヘプタン、イソヘプタン、n−オクタン、イソオクタン、n−ノナン、イソノナン、n−デカン、イソデカン、テトラヒドロナフタレン、スクワランなどの飽和または不飽和炭化水素化合物;ジエチルエーテル、ジ−n−プロピルエーテル、ジ−イソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、エチルプロピルエーテル、ジフェニルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジプロピルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチルシクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、p−メンタン、o−メンタン、m−メンタン;ジプロピルエーテル、ジブチルエーテルなどのエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルケトン、ジプロピルケトン、メチルアミルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノンなどのケトン類;酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル、酢酸シクロヘキシル、酢酸メチルセロソルブ、酢酸エチルセロソルブ、酢酸ブチルセロソルブ、乳酸エチル、乳酸プロピル、乳酸ブチル、乳酸イソアミル、ステアリン酸ブチルなどのエステル類などが挙げられる。これらの溶剤は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。   The solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the alkoxysilane condensate, but is an aromatic hydrocarbon compound such as benzene, xylene, toluene, ethylbenzene, styrene, trimethylbenzene, diethylbenzene; cyclohexane, cyclohexene, dipentene, n Saturated or unsaturated hydrocarbon compounds such as pentane, isopentane, n-hexane, isohexane, n-heptane, isoheptane, n-octane, isooctane, n-nonane, isononane, n-decane, isodecane, tetrahydronaphthalene, squalane; diethyl Ether, di-n-propyl ether, di-isopropyl ether, dibutyl ether, ethylpropyl ether, diphenyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol Ethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol diethyl ether, dipropylene glycol dibutyl ether, dipropylene glycol methyl ethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol dipropyl ether , Ethylene glycol methyl ethyl ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, dipropylene glycol methyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl cyclohexa , Methylcyclohexane, p-menthane, o-menthane, m-menthane; ethers such as dipropyl ether and dibutyl ether; acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, diethyl ketone, dipropyl ketone, methyl amyl ketone, cyclopentanone, Ketones such as cyclohexanone and cycloheptanone; ethyl acetate, methyl acetate, butyl acetate, propyl acetate, cyclohexyl acetate, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, ethyl lactate, propyl lactate, butyl lactate, isoamyl lactate, stearic acid Examples include esters such as butyl. These solvents may be used independently and 2 or more types may be used together.

上記溶剤の配合割合は、例えば基板上にポジ型感光性組成物を塗工し、感光性組成物層を形成する際に、均一に塗工されるように適宜選択すればよい。好ましくは、ポジ型感光性組成物の濃度は、固形分濃度で、0.5〜60重量%、より好ましくは、2〜40重量%程度とされる。   What is necessary is just to select the mixing | blending ratio of the said solvent suitably so that it may apply uniformly, for example, when a positive photosensitive composition is applied on a board | substrate and a photosensitive composition layer is formed. Preferably, the positive photosensitive composition has a solid concentration of 0.5 to 60% by weight, more preferably about 2 to 40% by weight.

本発明に係るポジ型感光性組成物には、必要に応じて、他の添加剤をさらに添加してもよい。このような添加剤としては、充填剤、顔料、染料、レベリング剤、消泡剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、pH調整剤、分散剤、分散助剤、表面改質剤、可塑剤、可塑促進剤、タレ防止剤などが挙げられる。   If necessary, other additives may be further added to the positive photosensitive composition according to the present invention. Such additives include fillers, pigments, dyes, leveling agents, antifoaming agents, antistatic agents, UV absorbers, pH adjusters, dispersants, dispersion aids, surface modifiers, plasticizers, plasticizers. Examples include accelerators and sagging inhibitors.

本発明に係るパターン膜の製造方法では、上記ポジ型感光性組成物が用いられ、例えば図1(a)に示すように、基板上に、ポジ型感光性組成物からなる感光性組成物層1を形成する工程が行われる。次に、パターンに応じたフォトマスク3を用いて、感光性組成物層1を選択的に露光し、露光部において光カチオン発生剤(C)の作用によって、アルコキシシランの縮合物(A)のSiOH基に化合物(D)を反応させ、しかる後、露光部の感光性組成物層1A及び未露光部の感光性組成物層1Bを熱処理することにより、熱酸発生剤(B)の作用によって、未露光部においてアルコキシシランの縮合物(A)の架橋を進行させ、未露光部の感光性組成物層1Bを現像液に不溶にする工程(図1(b))が行われる。未露光部の感光性組成物層1Bを現像液に不溶にした後、感光性組成物層1A,1Bを現像液で現像し、パターン膜1Cを得る工程(図1(c))がさらに行われる。   In the method for producing a patterned film according to the present invention, the positive photosensitive composition is used. For example, as shown in FIG. 1A, a photosensitive composition layer made of a positive photosensitive composition is formed on a substrate. The process of forming 1 is performed. Next, the photosensitive composition layer 1 is selectively exposed using a photomask 3 corresponding to the pattern, and the alkoxysilane condensate (A) is formed by the action of the photocation generator (C) in the exposed portion. By reacting the compound (D) with the SiOH group and then heat-treating the photosensitive composition layer 1A in the exposed area and the photosensitive composition layer 1B in the unexposed area, by the action of the thermal acid generator (B). Then, the step of cross-linking the alkoxysilane condensate (A) in the unexposed area to make the photosensitive composition layer 1B in the unexposed area insoluble in the developer (FIG. 1B) is performed. After making the photosensitive composition layer 1B in the unexposed area insoluble in the developer, the photosensitive composition layers 1A and 1B are developed with the developer to obtain a pattern film 1C (FIG. 1C). Is called.

ここで、現像とは、アルカリ水溶液などの現像液に、露光部の感光性組成物層1Aや未露光部の感光性組成物層1Bを浸漬する操作の他、該感光性組成物層1A,1Bの表面を現像液で洗い流す操作、あるいは現像液を上記感光性組成物層1A,1Bの表面に噴射する操作など、現像液で感光性組成物層1A,1Bを処理する様々な操作を含むものとする。なお、現像液としては、アルカリ水溶液に限らず、酸性水溶液や各種溶媒を用いてもよい。溶媒としては、前述した各種溶剤が挙げられる。酸性水溶液としては、シュウ酸、ギ酸、酢酸等が挙げられる。   Here, the development includes the operation of immersing the photosensitive composition layer 1A in the exposed area and the photosensitive composition layer 1B in the unexposed area in a developer such as an alkaline aqueous solution, as well as the photosensitive composition layer 1A, Various operations for treating the photosensitive composition layers 1A and 1B with a developing solution, such as an operation of washing the surface of 1B with a developing solution or an operation of spraying the developing solution onto the surface of the photosensitive composition layers 1A and 1B, are included. Shall be. The developing solution is not limited to an alkaline aqueous solution, and an acidic aqueous solution or various solvents may be used. Examples of the solvent include the various solvents described above. Examples of the acidic aqueous solution include oxalic acid, formic acid, acetic acid and the like.

上記感光性組成物層を形成する工程は、特に限定されないが、例えば上記ポジ型感光性組成物を図1に示す基板2上に付与し、感光性組成物層1を形成する方法が挙げられる。この場合の具体的な方法としては、一般的な塗工方法を用いることができ、例えば、浸漬塗工、ロール塗工、バー塗工、刷毛塗工、スプレー塗工、スピン塗工、押出塗工、グラビア塗工などを使用することができる。ポジ型感光性組成物が塗工される基板としては、シリコン基板、ガラス基板、金属板、プラスチックス板などが用途に応じて用いられる。感光性組成物層の厚さは、用途によって異なるが、10nm〜10μmが目安となる。基板上に塗工された感光性組成物層は、ポジ型感光性組成物を溶解させるために溶剤を用いた場合、その溶剤を乾燥させるために加熱処理することが望ましい。加熱処理温度は、一般には40℃〜200℃であり、溶剤の沸点や蒸気圧に応じて適宜選択される。   Although the process of forming the said photosensitive composition layer is not specifically limited, For example, the method of providing the said positive photosensitive composition on the board | substrate 2 shown in FIG. 1, and forming the photosensitive composition layer 1 is mentioned. . As a specific method in this case, a general coating method can be used, for example, dip coating, roll coating, bar coating, brush coating, spray coating, spin coating, extrusion coating. Work, gravure coating, etc. can be used. As the substrate on which the positive photosensitive composition is applied, a silicon substrate, a glass substrate, a metal plate, a plastics plate, or the like is used depending on the application. The thickness of the photosensitive composition layer varies depending on the use, but 10 nm to 10 μm is a standard. When the photosensitive composition layer coated on the substrate uses a solvent to dissolve the positive photosensitive composition, it is preferably heat-treated to dry the solvent. The heat treatment temperature is generally 40 ° C. to 200 ° C., and is appropriately selected according to the boiling point and vapor pressure of the solvent.

感光性組成物層1を基板2上に形成し、該感光性組成物層をフォトマスクで被覆して光をパターン状に照射する。これにより、露光部において光カチオン発生剤(C)の作用によって、アルコキシシランの縮合物(A)のSiOH基に化合物(D)を反応させることができる。露光部の感光性組成物層1Aでは、アルコキシシランの縮合物(A)のSiOH基に化合物(D)が反応していることによって、熱処理されて熱酸発生剤(B)から酸が発生しても、感光性組成物層1Aの硬化が進行し難くなる。フォトマスクとしては、市販されている一般的なものを用いればよい。   The photosensitive composition layer 1 is formed on the substrate 2, the photosensitive composition layer is covered with a photomask, and light is irradiated in a pattern. Accordingly, the compound (D) can be reacted with the SiOH group of the alkoxysilane condensate (A) by the action of the photocation generator (C) in the exposed portion. In the photosensitive composition layer 1A in the exposed area, the compound (D) reacts with the SiOH group of the alkoxysilane condensate (A), so that it is heat-treated and acid is generated from the thermal acid generator (B). However, the curing of the photosensitive composition layer 1A is difficult to proceed. What is necessary is just to use the common thing marketed as a photomask.

紫外線や可視光線などの光線、もしくは放射線を照射するための光源としては、特に限定されないが、超高圧水銀灯、Deep UV ランプ、高圧水銀灯、低圧水銀灯、メタルハライドランプ、エキシマレーザーなどを使用することができる。これらの光源は、光カチオン発生剤(C)の種類や配合量に応じて適宜選択される。光の照射エネルギーは、光カチオン発生剤(C)の種類や配合量の種類にもよるが、一般に、10〜1000mJ/cmの範囲である。10mJ/cmよりも小さいと、アルコキシシランの縮合物(A)のSiOH基に化合物(D)が十分に反応しないことがある。また、1000mJ/cmより大きいと露光時間が長くなるおそれがあり、パターン膜の時間あたりの製造効率が低下するおそれがある。 The light source for irradiating light rays such as ultraviolet rays and visible rays, or radiation is not particularly limited, and an ultrahigh pressure mercury lamp, a deep UV lamp, a high pressure mercury lamp, a low pressure mercury lamp, a metal halide lamp, an excimer laser, etc. can be used. . These light sources are appropriately selected according to the type and blending amount of the photocation generator (C). The irradiation energy of light is generally in the range of 10 to 1000 mJ / cm 2 , although it depends on the type of photocation generator (C) and the type of blending amount. When it is less than 10 mJ / cm 2 , the compound (D) may not sufficiently react with the SiOH group of the alkoxysilane condensate (A). Moreover, when larger than 1000 mJ / cm < 2 >, there exists a possibility that exposure time may become long and the manufacturing efficiency per time of a pattern film | membrane may fall.

本発明では、SiOH基に化合物(D)を反応させた後、感光性組成物層を熱処理することにより、熱酸発生剤(B)の作用によって、未露光部においてアルコキシシランの縮合物(A)の架橋を進行させ、未露光部の感光性組成物層1Bを現像液に不溶にする。   In the present invention, after reacting the compound (D) with the SiOH group, the photosensitive composition layer is heat-treated, so that the thermal acid generator (B) causes the alkoxysilane condensate (A ) Is allowed to proceed to make the photosensitive composition layer 1B in the unexposed area insoluble in the developer.

熱処理の温度としては、使用する熱酸発生剤(B)に応じて適宜選択され得るが、好ましくは、150〜350℃の範囲である。   The temperature of the heat treatment can be appropriately selected according to the thermal acid generator (B) to be used, but is preferably in the range of 150 to 350 ° C.

露光後の感光性組成物層を現像液を用いて現像することにより、露光部の感光性組成物層が現像液に溶解して除去され、未露光部が基板上に残る。その結果、パターンが形成される。このパターンは、露光部が除去されることから、ポジ型パターンといわれるものである。本発明のパターン膜の製造方法では、露光部の感光性組成物を十分に除去できるので、良好な解像度を得ることができる。   By developing the photosensitive composition layer after exposure using a developer, the photosensitive composition layer in the exposed portion is dissolved and removed in the developer, and the unexposed portion remains on the substrate. As a result, a pattern is formed. This pattern is called a positive pattern because the exposed portion is removed. In the method for producing a patterned film of the present invention, the photosensitive composition in the exposed area can be sufficiently removed, so that good resolution can be obtained.

現像液としては、防爆設備が不要であり、腐蝕等による設備負担も少ないので、アルカリ水溶液が好ましく用いられる。例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液、珪酸ナトリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液などのアルカリ水溶液が挙げられる。現像に要する時間は、感光性組成物層の厚みや溶剤の種類にもよるが、効率良く現像でき製造効率が高められるため、10秒〜5分の範囲が好ましい。現像後にパターン膜は、蒸留水で洗浄され、薄膜上に残存しているアルカリ水溶液を除去することが好ましい。   As the developer, an explosion-proof facility is unnecessary, and the burden on the facility due to corrosion or the like is small, so an alkaline aqueous solution is preferably used. For example, alkaline aqueous solutions, such as tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, sodium silicate aqueous solution, sodium hydroxide aqueous solution, potassium hydroxide aqueous solution, are mentioned. The time required for development depends on the thickness of the photosensitive composition layer and the type of solvent, but is preferably in the range of 10 seconds to 5 minutes because development can be efficiently performed and production efficiency is increased. After development, the pattern film is preferably washed with distilled water to remove the aqueous alkali solution remaining on the thin film.

なお、本発明に係るポジ型感光性組成物は、様々な装置において、パターン膜を形成するのに好適に用いられるが、電子機器の絶縁保護膜に上記ポジ型感光性組成物が好適に用いられる。電子機器の絶縁保護膜として、上記感光性組成物を用いて構成されたパターン膜を用いることにより、得られた絶縁保護膜の形状安定性を効果的に高めることができる。このような電子機器の絶縁保護膜の例としては、例えば、液晶表示素子において、薄膜トランジスタ(TFT)を保護するためのTFT保護膜や、カラーフィルタにおいてフィルタを保護する保護膜などが挙げられる。   The positive photosensitive composition according to the present invention is suitably used for forming a pattern film in various apparatuses. However, the positive photosensitive composition is preferably used for an insulating protective film of an electronic device. It is done. By using a pattern film composed of the photosensitive composition as an insulating protective film of an electronic device, the shape stability of the obtained insulating protective film can be effectively increased. Examples of such an insulating protective film for an electronic device include a TFT protective film for protecting a thin film transistor (TFT) in a liquid crystal display element, and a protective film for protecting a filter in a color filter.

また、本発明に係るポジ型感光性組成物は、半導体素子の層間絶縁膜、あるいはパッシベーション膜を構成するのにより好適に用いられる。   Moreover, the positive photosensitive composition according to the present invention is more preferably used to constitute an interlayer insulating film or a passivation film of a semiconductor element.

図2は、本発明に係るポジ型感光性組成物を用いて構成されたパッシベーション膜および層間絶縁膜を備える半導体素子を模式的に示す正面断面図である。   FIG. 2 is a front cross-sectional view schematically showing a semiconductor device including a passivation film and an interlayer insulating film constituted by using the positive photosensitive composition according to the present invention.

図2に示す半導体素子11では、基板12の上表面の中央にゲート電極13が設けられている。ゲート電極13を覆うように、基板12の上表面にゲート絶縁膜14が形成されている。ゲート絶縁膜14上に、ソース電極15とドレイン電極16とが設けられている。ソース電極15の一部及びドレイン電極16の一部を覆うように、ゲート絶縁膜14上に半導体層17が形成されている。さらに、ソース電極15及びドレイン電極16の半導体層17により覆われていない部分と半導体層17とを覆うように、パッシベーション膜18が形成されている。半導体素子11では、上記ゲート絶縁膜14及びパッシベーション膜18が、本発明に係るポジ型感光性組成物を用いて形成された膜である。   In the semiconductor element 11 shown in FIG. 2, a gate electrode 13 is provided at the center of the upper surface of the substrate 12. A gate insulating film 14 is formed on the upper surface of the substrate 12 so as to cover the gate electrode 13. A source electrode 15 and a drain electrode 16 are provided on the gate insulating film 14. A semiconductor layer 17 is formed on the gate insulating film 14 so as to cover part of the source electrode 15 and part of the drain electrode 16. Further, a passivation film 18 is formed so as to cover the portion of the source electrode 15 and the drain electrode 16 that are not covered with the semiconductor layer 17 and the semiconductor layer 17. In the semiconductor element 11, the gate insulating film 14 and the passivation film 18 are films formed by using the positive photosensitive composition according to the present invention.

本発明に係るポジ型感光性組成物を用いて形成された膜は、様々な用途に用いられる。ここで、「ポジ型感光性組成物を用いて形成された膜」とは、熱や光線若しくは放射線などのエネルギーをポジ型感光性組成物に与えて架橋構造を導入して得られた膜であることを意味する。   The film | membrane formed using the positive photosensitive composition which concerns on this invention is used for various uses. Here, the “film formed using a positive photosensitive composition” is a film obtained by introducing a cross-linked structure by applying energy such as heat, light or radiation to the positive photosensitive composition. It means that there is.

本発明に係るポジ型感光性組成物は、例えば、有機EL素子のTFT保護膜、ICチップの層間保護膜、センサの絶縁層などの様々な電子機器用絶縁保護膜としても広く用いられ得る。   The positive photosensitive composition according to the present invention can be widely used as an insulating protective film for various electronic devices such as a TFT protective film of an organic EL element, an interlayer protective film of an IC chip, and an insulating layer of a sensor.

以下、本発明の実施例及び比較例を挙げることにより、本発明を明らかにする。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be clarified by giving examples and comparative examples of the present invention. In addition, this invention is not limited to a following example.

(使用した材料)
〔アルコキシシランの縮合物(A)〕
冷却管をつけた100mlのフラスコにフェニルトリエトキシシラン5g、トリエトキシシラン10g、シュウ酸0.5g、水5ml及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート50mlを加えた。半円形型のメカニカルスターラーを用いて溶液を撹拌し、マントルヒーターで70℃・6時間反応させた。次いでエバポレーターを用いて水との縮合反応で生成したエタノールと残留水とを除去した。反応終了後、フラスコを室温になるまで放置し、SiOH基を有するアルコキシシランの縮合物(A1)を調製した。
(Materials used)
[Condensation product of alkoxysilane (A)]
To a 100 ml flask equipped with a condenser, 5 g of phenyltriethoxysilane, 10 g of triethoxysilane, 0.5 g of oxalic acid, 5 ml of water and 50 ml of propylene glycol monomethyl ether acetate were added. The solution was stirred using a semicircular type mechanical stirrer and reacted at 70 ° C. for 6 hours with a mantle heater. Subsequently, ethanol and residual water produced by the condensation reaction with water were removed using an evaporator. After completion of the reaction, the flask was left to reach room temperature to prepare an alkoxysilane condensate (A1) having a SiOH group.

〔熱酸発生剤(B)〕
(B1)シクロヘキシル−p−トルエンスルホネート
[光カチオン発生剤(C)]
(C1)SP−150(ADEKA社製)
〔化合物(D)〕
(D1)2−エチルヘキシルグリシジルエーテル(日本油脂社製、商品名:エピオールEH、単官能エポキシ化合物)
(実施例及び比較例のポジ型感光性組成物の調製)
上記アルコキシシランの縮合物(A)と、上記熱酸発生剤(B)と、上記光カチオン発生剤(C)と、上記化合物(D)とを下記表1に示す配合割合で混合した後、溶剤であるテトラヒドロフラン500重量部に溶解させ、ポジ型感光性組成物を調製した。
[Thermal acid generator (B)]
(B1) Cyclohexyl-p-toluenesulfonate [Photocation generator (C)]
(C1) SP-150 (made by ADEKA)
[Compound (D)]
(D1) 2-ethylhexyl glycidyl ether (manufactured by NOF Corporation, trade name: Epiol EH, monofunctional epoxy compound)
(Preparation of positive photosensitive compositions of Examples and Comparative Examples)
After mixing the alkoxysilane condensate (A), the thermal acid generator (B), the photocation generator (C), and the compound (D) in the blending ratio shown in Table 1 below, A positive photosensitive composition was prepared by dissolving in 500 parts by weight of tetrahydrofuran as a solvent.

(実施例及び比較例の評価)
基材として、表層にアルミニウムが蒸着されたガラス基板を用い、このガラス基板上に実施例及び比較例の各ポジ型感光性組成物を回転数1500rpmでスピン塗工した。塗工後、80℃の熱風オーブンで乾燥させ、塗膜を形成した。
(Evaluation of Examples and Comparative Examples)
As a base material, a glass substrate having aluminum deposited on the surface layer was used, and the positive photosensitive compositions of Examples and Comparative Examples were spin-coated on the glass substrate at a rotational speed of 1500 rpm. After coating, it was dried in a hot air oven at 80 ° C. to form a coating film.

次に、所定のパターンを有するフォトマスクを介して紫外線照射装置(ウシオ電機社製、スポットキュアSP−5)を用い、塗膜に365nmの波長の紫外線を、照射エネルギーが1000mJ/cmとなるように100mW/cmの紫外線照度で10秒間照射した。 Next, ultraviolet rays with a wavelength of 365 nm are applied to the coating film through a photomask having a predetermined pattern (USHIO Inc., Spot Cure SP-5), and the irradiation energy is 1000 mJ / cm 2. In this way, irradiation was performed for 10 seconds with an ultraviolet illuminance of 100 mW / cm 2 .

次に、塗膜を150℃の熱風オーブンで5分間熱処理した。しかる後、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの2.38%水溶液に、塗膜を浸漬して現像し、パターン膜を形成した。   Next, the coating film was heat-treated in a hot air oven at 150 ° C. for 5 minutes. Thereafter, the coating film was immersed in a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide and developed to form a pattern film.

上記のようにして得られたパターン膜について、パターン形状を下記評価基準で評価した。   The pattern shape of the pattern film obtained as described above was evaluated according to the following evaluation criteria.

〔パターン形状の評価基準〕
○:良好なパターンを形成
△:部分的にしかパターンが形成されず
×:パターンが形成されず
結果を下記表1に示す。
[Evaluation criteria for pattern shape]
○: A good pattern is formed. Δ: A pattern is formed only partially. ×: A pattern is not formed. The results are shown in Table 1 below.

Figure 2008032989
また、アルコキシシランの縮合物(A)のSiOH基の当量数(a)と、化合物(D)のビニルエーテル基、エポキシ基及びオキセタニル基の合計当量数(d)との当量比(当量数(a)/当量数(d))を表1に示す。
Figure 2008032989
Further, the equivalent ratio (equivalent number (a) of the equivalent number (a) of SiOH groups of the condensate (A) of alkoxysilane and the total equivalent number (d) of vinyl ether group, epoxy group and oxetanyl group of compound (D). ) / Number of equivalents (d)) is shown in Table 1.

(a)〜(c)は、本発明に係るポジ型感光性組成物を用いてパターン膜を形成する方法を説明するための各工程の断面図。(A)-(c) is sectional drawing of each process for demonstrating the method of forming a pattern film using the positive photosensitive composition which concerns on this invention. 本発明に係るポジ型感光性組成物を用いて構成されたパッシベーション膜および層間絶縁膜を備える半導体素子を示す正面断面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a front cross-sectional view showing a semiconductor element including a passivation film and an interlayer insulating film configured using a positive photosensitive composition according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…感光性組成物層
1A…感光性組成物層
1B…感光性組成物層
1C…パターン膜
2…基板
3…フォトマスク
11…半導体素子
12…基板
13…ゲート電極
14…ゲート絶縁膜
15…ソース電極
16…ドレイン電極
17…半導体層
18…パッシベーション膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Photosensitive composition layer 1A ... Photosensitive composition layer 1B ... Photosensitive composition layer 1C ... Pattern film 2 ... Substrate 3 ... Photomask 11 ... Semiconductor element 12 ... Substrate 13 ... Gate electrode 14 ... Gate insulating film 15 ... Source electrode 16 ... Drain electrode 17 ... Semiconductor layer 18 ... Passivation film

Claims (6)

SiOH基を有するアルコキシシランの縮合物(A)と、熱酸発生剤(B)と、光カチオン発生剤(C)と、単官能エポキシ化合物、単官能ビニルエーテル及び単官能オキセタン化合物からなる群から選択された少なくとも1種の化合物(D)とを含有することを特徴とする、ポジ型感光性組成物。   Selected from the group consisting of a condensate (A) of an alkoxysilane having a SiOH group, a thermal acid generator (B), a photocation generator (C), a monofunctional epoxy compound, a monofunctional vinyl ether, and a monofunctional oxetane compound. And a positive photosensitive composition comprising the at least one compound (D). 前記アルコキシシランの縮合物(A)100重量部に対して、前記光カチオン発生剤(C)を0.05〜15重量部の割合で含む、請求項1に記載のポジ型感光性組成物。   2. The positive photosensitive composition according to claim 1, comprising 0.05 to 15 parts by weight of the photocation generator (C) with respect to 100 parts by weight of the alkoxysilane condensate (A). ポジ型感光性組成物中での前記アルコキシシランの縮合物(A)のSiOH基の当量数(a)と、前記化合物(D)のビニルエーテル基、エポキシ基及びオキセタニル基の合計当量数(d)との当量比(当量数(a)/当量数(d))が0.8〜1.5の範囲にある、請求項1または2に記載のポジ型感光性組成物。   Equivalent number (a) of SiOH group of condensate (A) of alkoxysilane in positive photosensitive composition and total equivalent number (d) of vinyl ether group, epoxy group and oxetanyl group of compound (D) The positive photosensitive composition according to claim 1, wherein the equivalent ratio (number of equivalents (a) / number of equivalents (d)) is in the range of 0.8 to 1.5. 前記アルコキシシランの縮合物(A)100重量部に対して、前記熱酸発生剤(B)を0.2〜15重量部の割合で含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載のポジ型感光性組成物。   The thermal acid generator (B) is contained in a proportion of 0.2 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the alkoxysilane condensate (A). Positive photosensitive composition. 基板上に、請求項1〜4のいずれか1項に記載のポジ型感光性組成物からなる感光性組成物層を形成する工程と、
形成するパターンに応じて前記感光性組成物層を選択的に露光し、露光部において前記光カチオン発生剤(C)の作用によって、前記アルコキシシランの縮合物(A)のSiOH基に前記化合物(D)を反応させる工程と、
SiOH基に化合物(D)を反応させた後、前記感光性組成物層を熱処理することにより、前記熱酸発生剤(B)の作用によって、未露光部において前記アルコキシシランの縮合物(A)の架橋を進行させ、未露光部の前記感光性組成物層を現像液に不溶にする工程と、
未露光部の感光性組成物層を現像液に不溶にした後、前記感光性組成物層を現像液で現像し、パターン膜を得る工程とを備えることを特徴とする、パターン膜の製造方法。
Forming a photosensitive composition layer comprising the positive photosensitive composition according to any one of claims 1 to 4 on a substrate;
The photosensitive composition layer is selectively exposed according to the pattern to be formed, and the compound ((H) of the alkoxysilane condensate (A) is bonded to the compound (A) by the action of the photocation generator (C) in the exposed portion. Reacting D);
After reacting the compound (D) with the SiOH group, the photosensitive composition layer is heat-treated, so that the thermal acid generator (B) acts to condense the alkoxysilane condensate (A) in the unexposed area. A step of making the crosslinking of the photosensitive composition layer in an unexposed part insoluble in a developer,
A process for producing a pattern film, comprising: making a photosensitive composition layer in an unexposed portion insoluble in a developer; and developing the photosensitive composition layer with a developer to obtain a pattern film. .
ゲート絶縁膜、パッシベーション膜及び層間絶縁膜からなる群から選択された少なくとも1種の膜を備え、該膜が請求項1〜4のいずれか1項に記載のポジ型感光性組成物を用いて形成された膜であることを特徴とする、半導体素子。   It comprises at least one film selected from the group consisting of a gate insulating film, a passivation film and an interlayer insulating film, and the film uses the positive photosensitive composition according to any one of claims 1 to 4. A semiconductor element, which is a formed film.
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