JP2018109762A - パターン形成方法及びポリシラン樹脂前駆体の製造方法 - Google Patents
パターン形成方法及びポリシラン樹脂前駆体の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018109762A JP2018109762A JP2017247035A JP2017247035A JP2018109762A JP 2018109762 A JP2018109762 A JP 2018109762A JP 2017247035 A JP2017247035 A JP 2017247035A JP 2017247035 A JP2017247035 A JP 2017247035A JP 2018109762 A JP2018109762 A JP 2018109762A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- acid
- resin
- silicon
- meth
- 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.)
- Granted
Links
- 0 CN(C(N(*)C(N1*I)=O)=O)C1=O Chemical compound CN(C(N(*)C(N1*I)=O)=O)C1=O 0.000 description 1
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N c1cc2ccccc2cc1 Chemical compound c1cc2ccccc2cc1 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
- G03F7/11—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers having cover layers or intermediate layers, e.g. subbing layers
-
- H10P76/2041—
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
- C07F7/02—Silicon compounds
- C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
- C07F7/0803—Compounds with Si-C or Si-Si linkages
- C07F7/0825—Preparations of compounds not comprising Si-Si or Si-cyano linkages
- C07F7/083—Syntheses without formation of a Si-C bond
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G77/04—Polysiloxanes
- C08G77/14—Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups
- C08G77/18—Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups to alkoxy or aryloxy groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D183/04—Polysiloxanes
- C09D183/06—Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D183/10—Block or graft copolymers containing polysiloxane sequences
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/075—Silicon-containing compounds
- G03F7/0752—Silicon-containing compounds in non photosensitive layers or as additives, e.g. for dry lithography
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
- G03F7/30—Imagewise removal using liquid means
-
- H10P14/3211—
-
- H10P14/6681—
-
- H10P14/6903—
-
- H10P50/00—
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G77/42—Block-or graft-polymers containing polysiloxane sequences
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
- G03F7/30—Imagewise removal using liquid means
- G03F7/32—Liquid compositions therefor, e.g. developers
- G03F7/325—Non-aqueous compositions
- G03F7/327—Non-aqueous alkaline compositions, e.g. anhydrous quaternary ammonium salts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Architecture (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Silicon Polymers (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
- Optical Filters (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
Description
例えば、特許文献1には、半導体基板やパターニング工程で必要な塗布型有機膜や炭素を主成分とするCVD膜に対してダメージを与えない剥離液で容易にウェットエッチング可能なケイ素含有レジスト下層膜を形成するための塗布型ケイ素含有膜形成用組成物が提案されている。
上記微細加工は、タッチパネル、発光素子(例えば、EL素子)、表示素子(例えば、液晶表示素子)、有機半導体素子等の製造において、インジウムスズ酸化物(ITO)等の透明電極を具備する基板等の支持体上においても要求される。
上記透明電極を具備する基板等の支持体は、高度な透明性が求められる一方、上記支持体が具備する透明電極上の現像残渣(例えば、上記露光及び現像処理による現像残渣)は上記透明性を損ない得る。
そこで、上記支持体が具備する透明電極上における現像残渣の発生が抑えられたパターニングが求められている。
電極を具備する支持体上に、ケイ素含有組成物膜を形成する工程、
前記ケイ素含有組成物膜上に樹脂組成物膜を形成する工程、及び
前記樹脂組成物膜のパターンを形成する工程
を含むパターン形成方法である。
(R7R8R9Si)a1(R10R11Si)a2(R12Si)a3(Si)a4
(A−2−1)
(上記一般式中、R7、R8、R9、R10、R11、R12はそれぞれ水素原子、水酸基又は有機基である。a1、a2、a3、a4はモル分率であり、a1+a2+a3+a4=1、0≦a1≦1、0≦a2≦1、0≦a3≦1、0≦a4≦1である。)
また、本明細書において、「〜」は特に断りがなければ以上から以下を表す。
第1の態様に係るパターン形成方法は、
電極を具備する支持体上に、ケイ素含有組成物膜を形成する工程(以下、「工程1」ともいう。)、
上記ケイ素含有組成物膜上に樹脂組成物膜を形成する工程(以下、「工程2」ともいう。)、及び
上記樹脂組成物膜のパターンを形成する工程(以下、「工程3」ともいう。)を含む。
第1の態様において、上記樹脂組成物膜のパターンに沿って、上記ケイ素含有組成物膜を除去する工程(以下、「工程4」ともいう。)を更に含むことが好ましい。
第1の態様において、上記樹脂組成物膜のパターンを形成する工程3と、上記樹脂組成物膜のパターンに沿って、上記ケイ素含有組成物膜を除去する工程4とを好ましく同時に行うことができる。
具体的には、樹脂組成物膜を、マスクを介して選択的に露光した後、現像による樹脂組成物膜のパターン形成とともに、形成されたパターンに沿って上記ケイ素含有組成物膜を除去することができる。これにより、パターン形成方法の工程の簡略化を行うことができる。
工程1において形成されるケイ素含有組成物膜は電極を具備する支持体の保護膜として機能し得る。
上記電極を具備する支持体上に、ケイ素含有組成物膜を形成する方法としては本発明の効果を損なわない限り特に制限はないが、上記支持体上にケイ素含有組成物を適用してケイ素含有組成物膜を形成することが好ましく、例えば、ロールコータ、リバースコータ、バーコータ等の接触転写型塗布装置やスピンナー(回転式塗布装置)、カーテンフローコータ等の非接触型塗布装置を用いて塗布する方法が挙げられる。
上記乾燥後のケイ素含有組成物の塗膜は、紫外線、エキシマレーザー光等の活性エネルギー線を照射して露光してもしなくてもよい。照射するエネルギー線量は特に制限はないが、例えば30〜2000mJ/cm2程度が挙げられる。
上記乾燥後又は露光後のケイ素含有組成物の塗膜は焼成(ポストベーク)を行ってもよい。焼成温度は下層基板にもよるが、例えば、200〜1000℃の範囲であり、200℃〜600℃が好ましく、200〜250℃であることがより好ましく、210℃〜240℃であることが更に好ましい。焼成雰囲気は特に限定されず、窒素雰囲気又はアルゴン雰囲気等の不活性ガス雰囲下、真空下、又は減圧下であってもよい。大気下であってもよいし、酸素濃度を適宜コントロールしてもよい。焼成時間は、適宜変更すればよく、10分〜120分程度である。
上記電極としては、正極(カソード)及び負極(アノード)のいずれであってもよく、本発明の効果を損なわない限り特に制限はないが、タッチパネル、発光素子(例えば、EL素子)、表示素子(例えば、液晶表示素子)、有機半導体素子における透明電極、金、白金、クロム、パラジウム、アルミニウム、インジウム、モリブデン、ニッケル等の金属電極、これらの金属を用いた合金電極、ポリシリコン電極、アモルファスシリコン電極等が挙げられる。これら電極を構成する電極材料は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
上記電極は、ストライプ状等にパターン化されていてもよい。
上記透明電極の具体例としては、インジウムスズ酸化物(ITO)電極、インジウム亜鉛酸化物(IZO)電極、酸化亜鉛(ZO)電極等が挙げられる。
上記電極を具備する支持体としては本発明の効果を損なわない限り特に制限はないが、ガラス基板、石英基板、透明又は半透明の樹脂基板(例えば、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルスルフォン、ポリイミド、ポリアミドイミド等の耐熱性の材料等)、金属、シリコン基板等が挙げられる。
上記電極を具備する支持体としては、半導体基板、液晶ディスプレイ、有機発光ディスプレイ(OLED)、電気泳動ディスプレイ(電子ペーパー)、タッチパネル、カラーフィルター、バックライトなどのディスプレイ材料の基板、太陽電池の基板、光センサ等の光電変換素子の基板、光電素子の基板等の各種基板であってもよい。
支持体の厚さは、特に限定されるものではなく、パターン形成体の使用態様に応じて適宜選択することができる。
上記樹脂組成物膜のパターンをマスクとして、エッチング処理によらずに、例えば、比較的温和な現像処理によっても除去が可能となる観点から、ケイ素含有組成物膜としては、ポリシラン骨格とポリシロキサン骨格とが連結したポリシラン−ポリシロキサン樹脂、及び
下記式(I)で表される化合物を含む少なくとも1つのアルコキシシランの加水分解縮合物よりなる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。
HOOC−X−Z−Y−Si(ORa)3 (I)
(上記一般式(I)中、Xは、芳香族環基又は脂環基から2個の環炭素原子のそれぞれ1個の水素原子を除去することにより生成する2価の基又は分岐鎖及び/若しくは二重結合を有していても良いアルキレン基を表し、Zは−NHCO−又は−CONH−を表し、Yは、単結合、アルキレン基、アリーレン基又は−RY1−NH−RY2−(式中、RY1及びRY2はそれぞれ独立にアルキレン基を表す。)を表し、Raはそれぞれ独立に炭化水素基を表す。ただし、X及び/又はYは、(メタ)アクリル基、ビニル基及びエポキシ基からなる群より選ばれる少なくとも1種の基を置換基として有していてもよい。)
第1の態様に用いるケイ素含有組成物としては、本発明の効果を損なわないケイ素原子を含有する組成物である限り特に制限はないが、上記ケイ素含有組成物は、
ポリシラン骨格とポリシロキサン骨格とが連結したポリシラン−ポリシロキサン樹脂、
上記式(I)で表される化合物、及び
上記式(I)で表される化合物を含む少なくとも1つのアルコキシシランの加水分解物、縮合物又は加水分解縮合物
よりなる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。
上記ケイ素含有組成物に含有し得るポリシラン−ポリシロキサン樹脂としては、ポリシラン骨格とポリシロキサン骨格とが酸素原子(エーテル結合(−O−))を介して連結したポリシラン−ポリシロキサン樹脂であることが好ましい。
第1の態様に用いるポリシラン−ポリシロキサン樹脂において、ポリシラン骨格中のSi−Si結合及びポリシロキサン骨格中のSi−O結合に対して、ポリシラン骨格のポリシロキサン骨格との連結部分(例えば、エーテル結合)の結合が比較的不安定であり、アルカリ現像液の作用により分解し易い。これにより、ポリシラン−ポリシロキサン樹脂を用いる場合、アルカリ現像性に優れる。その結果、現像残渣の低減に寄与するものと推定される。
上記放射線の光源としては、紫外線、エキシマレーザー光等の活性エネルギー線、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノンランプ、カーボンアーク灯等の紫外線を発する光源等が挙げられる。
ケイ素含有組成物はポジ型の感放射線性組成物であってもよいし、ネガ型の感放射線性組成物であってもよいが、ケイ素含有組成物がポリシラン−ポリシロキサン樹脂を含む場合、ポジ型の感放射線性組成物であることが好ましい。
上記ポリシラン−ポリシロキサン樹脂としては、アルカリ現像性の点で、下記一般式(H1)及び(H2)で表される構造よりなる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。
―A2O―は、それぞれ独立に、下記一般式(A2)で表される構造のうちのいずれかである連結基を表す。なお、上記一般式(H1)中、―OA2―は、下記一般式(A1)における主鎖―SiO―の結合順が逆になった―OSi―構造を表す。Psiはポリシラン骨格を表す。*は結合手を表す。)
Psiで表されるポリシラン骨格としては、下記一般式(B1)で表される構造のうちの少なくとも1種を含むことが好ましい。
Psiで表されるポリシラン骨格としては、下記一般式(B1−1)で表される構造を含むことがより好ましい。
本明細書において質量平均分子量(Mw)はゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)のポリスチレン換算による測定値である。
下記一般式(A−1−1)〜(A−1−4)及び上記一般式(I)で表されるケイ素化合物、並びに、下記一般式(A−1−1)〜(A−1−4)及び上記一般式(I)で表されるケイ素化合物よりなる群から選択される少なくとも1種の加水分解物、縮合物、及び加水分解縮合物よりなる群から選択される少なくとも1種と、
下記一般式(A−2−1)及び(A−2−2)で表されるポリシラン化合物よりなる群から選択される少なくとも1種とを加水分解縮合反応させることにより、ポリシラン骨格とポリシロキサン骨格とが連結したポリシラン−ポリシロキサン樹脂を製造することができる。
R1R2R3SiOR (A−1−1)
R4R5Si(OR)2 (A−1−2)
R6Si(OR)3 (A−1−3)
Si(OR)4 (A−1−4)
(上記一般式中、Rは、それぞれ独立に、炭化水素基であり、R1、R2、R3、R4、R5及びR6は、それぞれ独立に、水素原子又は有機基であり、該有機基中の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよい。)
(R7R8R9Si)a1(R10R11Si)a2(R12Si)a3(Si)a4
(A−2−1)
(上記一般式中、R7、R8、R9、R10、R11及びR12は、それぞれ独立に、水素原子、水酸基又は有機基である。a1、a2、a3、a4はモル分率であり、a1+a2+a3+a4=1、0≦a1≦1、0≦a2≦1、0≦a3≦1、0≦a4≦1である。)
R7〜R12、Ra1及びRa2で表される有機基としては、R1〜R6及びR10〜R12で表される有機基として前述した具体例及び好ましい例と同様のものが挙げられる。
R7〜R6、Ra1及びRa2で表される有機基としては、例えば、特開2003−261681号公報段落0031に記載の方法により任意の有機基を導入し得る。
また、上記ポリシラン−ポリシロキサン樹脂におけるポリシラン骨格は、上記一般式(A−2−1)及び(A−2−2)で表されるポリシラン化合物よりなる群から選択される少なくとも1種から形成することができる。
反応温度は0〜100℃が好ましく、より好ましくは5〜80℃である。
例えば、(a)マグネシウムを還元剤としてハロシラン類を脱ハロゲン縮重合させる方法(「マグネシウム還元法」、WO98/29476号公報、特開2003−277507号公報に記載の方法など)、(b)金属ナトリウムなどのアルカリ金属を用いてトルエン溶媒中のジアルキルジハロシランあるいはジハロテトラアルキルジシランを100℃以上の温度で強力に撹拌し、還元的にカップリングさせる方法[J.Am.Chem.Soc.,103(1981)7352]、(c)ビフェニルなどでマスクしたジシレンをアニオン重合させる方法(特開平1−23063号公報)、(d)環状シラン類を開環重合させる方法(特開平5−170913号公報)、(e)ヒドロシラン類を遷移金属錯体触媒により脱水素縮重合させる方法(特公平7−17753号公報)、(f)ジハロシラン類を室温以下の温度で電極還元してポリシランを製造する方法(特開平7−309953号公報)などが挙げられ、マグネシウム還元法であることが好ましい。
これらの中では、入手が容易であり、ハロシラン化合物の重合活性を向上しやすいことから、シクロオクチルアセテートが好ましい。
反応に用いる溶媒は、式(S1)で表されるシクロアルキルアセテートを2種以上組み合わせて含んでいてもよい。
ここで、ポリシラン−ポリシロキサン樹脂前駆体とは、上記ポリシラン−ポリシロキサン樹脂の製造に用いられるポリシラン化合物をいう。
第2の態様に係るポリシラン−ポリシロキサン樹脂前駆体の製造方法は、上記一般式(A−2−1)及び(A−2−2)で表されるポリシラン化合物よりなる群から選択される少なくとも1種のポリシラン化合物を塩基性条件下で処理することを含む。
上記ポリシラン−ポリシロキサン樹脂の製造において、上記一般式(A−1−1)〜(A−1−4)及び上記一般式(I)で表されるケイ素化合物、並びに、上記一般式(A−1−1)〜(A−1−4)及び上記一般式(I)で表されるケイ素化合物よりなる群から選択される少なくとも1種の加水分解物、縮合物、及び加水分解縮合物よりなる群から選択される少なくとも1種と加水分解縮合反応させる前に、上記ポリシラン化合物を塩基性条件下で処理(例えば、精製処理)することにより、ハロゲン原子(例えば、ハロゲンイオン(塩化物イオン等)、ポリシラン化合物中に残存するSi−Cl)等の夾雑物を除去することができ、また、ポリシラン化合物の低分子量化を促進することができ、上記ポリシラン化合物の溶剤溶解性を向上することができる。
これにより、上記ポリシラン化合物をポリシラン−ポリシロキサン樹脂の製造に好適に用いることができる。
上記ケイ素含有組成物は、下記式(I)で表される化合物、又は下記式(I)で表される化合物を含む少なくとも1つのアルコキシシランの加水分解物、縮合物若しくは加水分解縮合物を含有することができ、下記式(I)で表される化合物、又は下記式(I)で表される化合物の加水分解物、縮合物若しくは加水分解縮合物を含有することが好ましい。
HOOC−X−Z−Y−Si(ORa)3 (I)
(上記一般式(I)中、Xは、芳香族環基又は脂環基から2個の環炭素原子のそれぞれ1個の水素原子を除去することにより生成する2価の基又は分岐鎖及び/若しくは二重結合を有していても良いアルキレン基を表し、Zは−NHCO−又は−CONH−を表し、Yは、単結合、アルキレン基、アリーレン基又は−RY1−NH−RY2−(式中、RY1及びRY2はそれぞれ独立にアルキレン基を表す。)を表し、Raはそれぞれ独立に炭化水素基を表す。ただし、X及び/又はYは、(メタ)アクリル基、ビニル基及びエポキシ基からなる群より選ばれる少なくとも1種の基を置換基として有していてもよい。)
ケイ素含有組成物が、上記式(I)で表される化合物、又は上記式(I)で表される化合物を含む少なくとも1つのアルコキシシランの加水分解物、縮合物又は加水分解縮合物を含む場合、ケイ素含有組成物はポジ型の感放射線性組成物であってもネガ型の感放射線性組成物であってもよいが、ネガ型の感放射線性組成物であることが好ましい。
上記Xにおける脂環としては、炭素数5〜10の脂環(例えば、単環シクロアルキル基、単環シクロアルケニル基、2環式アルキル基、篭型アルキル基等が挙げられ、具体的には、例えば、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環、シクロオクタン環、シクロノナン環、シクロデカン環、ジシクロペンタジエン環、ノルボルナン環、ノルボルネン環、キュバン環、バスケタン環等)を挙げることができる。
上記Xにおける分岐鎖及び/若しくは二重結合を有していても良いアルキレン基としては、炭素数1〜4のアルキレン基が挙げられ、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ビニレン基、(2−オクテニル)エチレン基、(2,4,6−トリメチル−2−ノネニル)エチレン基等のアルキレン基、二重結合を有するアルキレン基又は炭素数1〜9の分岐鎖を有するアルキレン基を挙げることができる。
第1の態様に用いるケイ素含有組成物は、溶剤を含有することが好ましい。溶剤としては、上記式(S1)で表されるシクロアルキルアセテート、
メタノール、エタノール、プロパノール、n−ブタノール等のアルコール類;
エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール等の多価アルコール類;
アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチル−n−アミルケトン、メチルイソアミルケトン、2−ヘプタノン等のケトン類;
γ−ブチロラクトン等のラクトン環含有有機溶媒;
エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、又はジプロピレングリコールモノアセテート等のエステル結合を有する化合物、前記多価アルコール類又は前記エステル結合を有する化合物のモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテル等のモノアルキルエーテル又はモノフェニルエーテル等のエーテル結合を有する化合物等の多価アルコール類の誘導体;
ジオキサンのような環式エーテル類や、乳酸メチル、乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル等のエステル類;
アニソール、エチルベンジルエーテル、クレジルメチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、フェネトール、ブチルフェニルエーテル、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、アミルベンゼン、イソプロピルベンゼン、トルエン、キシレン、シメン、メシチレン等の芳香族系有機溶剤;
N,N,N’,N’−テトラメチルウレア、N,N,2−トリメチルプロピオンアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N−メチルピロリドン、N−エチルピロリドン等の窒素含有有機溶媒;
が挙げられる。
これらの溶剤は、2種以上組み合わせて使用してもよい。
ケイ素含有組成物の水分は、溶剤に由来する場合が多い。このため、ケイ素含有組成物の水分量が上記の量となるように、溶剤が脱水されているのが好ましい。
第1の態様に用いるケイ素含有組成物は、1分子中に2個以上の水酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物を含んでいてもよい。このような有機化合物として、下記に示す化合物を挙げることができる。
上記構造式にはエナンチオ異性体(enantiomer)やジアステレオ異性体(diastereomer)が存在し得るが、各構造式はこれらの立体異性体のすべてを代表して表す。これらの立体異性体は単独で用いてもよいし、混合物として用いてもよい。
このような有機化合物を添加することで、アルカリ現像の際に上記ケイ素含有組成物膜の崩壊が加速され剥離が容易になる。
第1の態様に係る組成物は、その他の種々の硬化剤を含んでいてもよい。
硬化剤としては、例えば、ブレンステッド酸;イミダゾール類;有機アミン類;有機リン化合物及びその複合体;ルイス酸の有機アミン錯体;アミジン類;光又は熱により塩基成分を発生する硬化剤等が挙げられる。
工程2において、上記ケイ素含有組成物膜上に樹脂組成物膜を形成する。
樹脂組成物膜は、上記ケイ素含有組成物膜上に樹脂組成物を適用して形成されることが好ましい。
樹脂組成物膜は、樹脂組成物が後述する着色剤を含むことにより着色膜であってもよいし、着色膜ではなくてもよい。
また、樹脂組成物膜は、感放射線性(感光性)の膜であってもよいし、感放射線性の膜でなくてもよい。
上記ケイ素含有組成物膜上に樹脂組成物膜を形成する方法としては、本発明の効果を損なわない限り特に制限はないが、ロールコータ、リバースコータ、バーコータ等の接触転写型塗布装置やスピンナー(回転式塗布装置)、カーテンフローコータ等の非接触型塗布装置を用いて樹脂組成物を塗布する方法が挙げられる。
上記乾燥後の樹脂組成物の塗膜は、紫外線、エキシマレーザー光等の活性エネルギー線を照射して露光してもしなくてもよい。照射するエネルギー線量は特に制限はないが、例えば30〜2000mJ/cm2程度が挙げられる。
上記乾燥後又は露光後の樹脂組成物の塗膜はベーク(ポストベーク)をおこなってもよい。ベーク温度は例えば、80℃〜250℃であることが更に好ましい。乾燥時間は10秒〜120秒であることが好ましく、15秒〜60秒であることがより好ましい。
樹脂組成物膜の膜厚としても特に制限はないが、例えば、10nm〜100000nmの膜厚であり、50nm〜5000nmの膜厚が好ましく、100nm〜500nmであることがより好ましく、100nm〜300nmであることがさらに好ましい。
樹脂組成物は、加熱により架橋して高分子化合物を生じたり、加熱により分子内環化等の化学変性が生じたりすることにより硬化する熱硬化性樹脂、露光により硬化し得る光重合性の化合物等を含むことが好ましい。
また、製膜を容易にするため、樹脂組成物は溶剤を含んでいてもよい。溶剤の種類は、熱硬化性樹脂の種類に応じて、適宜選択される。
樹脂組成物が感放射線性組成物である場合、種々の光硬化性の化合物や、アルカリ可溶性樹脂、露光されることでアルカリに対する溶解性が高まる樹脂等を含むことができる。
樹脂組成物が感放射線性組成物である場合、露光により現像液に対して不溶化するネガ型の感放射線性組成物であってもよく、露光により現像液に対して可溶化するポジ型の感放射線性組成物であってもよい。
樹脂組成物が感放射線性組成物である場合、下記感放射線性組成物(1)〜(3)の態様が好ましく挙げられる。
感放射線性組成物(1)は、アルカリ可溶性樹脂(A1)、任意で光重合性化合物(A2)、及び光重合開始剤(C)及び有機溶剤を含有するネガ型感放射線性組成物である。
なお、本明細書においてアルカリ可溶性樹脂とは、樹脂濃度20質量%の樹脂溶液(溶媒:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)により、膜厚1μmの樹脂膜を基板上に形成し、2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液に1分間浸漬した際に、膜厚0.01μm以上溶解するものをいう。
また、上記式(a−1)中、mは、0〜20の整数を示す。
なお、本明細書において、「(メタ)アクリル酸」は、アクリル酸とメタクリル酸との両方を意味する。同様に、「(メタ)アクリレート」は、アクリレートとメタクリレートとの両方を意味する。
脂環式基を有さないエポキシ基含有不飽和化合物としては、グリシジル(メタ)アクリレート、2−メチルグリシジル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシブチル(メタ)アクリレート、6,7−エポキシヘプチル(メタ)アクリレート等のエポキシアルキル(メタ)アクリレート;2−グリシジルオキシエチル(メタ)アクリレート、3−グリシジルオキシ−n−プロピル(メタ)アクリレート、4−グリシジルオキシ−n−ブチル(メタ)アクリレート、5−グリシジルオキシ−n−ヘキシル(メタ)アクリレート、6−グリシジルオキシ−n−ヘキシル(メタ)アクリレート等のエポキシアルキルオキシアルキル(メタ)アクリレート;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、α−エチルアクリル酸6,7−エポキシヘプチル等のα−アルキルアクリル酸エポキシアルキルエステル類;o−ビニルベンジルグリシジルエーテル、m−ビニルベンジルグリシジルエーテル、p−ビニルベンジルグリシジルエーテル等のグリシジルエーテル類;等が挙げられる。これらの中でも、共重合反応性、硬化後の樹脂の強度等の点から、グリシジル(メタ)アクリレート、2−メチルグリシジル(メタ)アクリレート、6,7−エポキシヘプチル(メタ)アクリレート、o−ビニルベンジルグリシジルエーテル、m−ビニルベンジルグリシジルエーテル、及びp−ビニルベンジルグリシジルエーテルが好ましい。
これらのエポキシ基含有不飽和化合物は、単独又は2種以上組み合わせて用いることができる。
また、不飽和カルボン酸に由来する構成単位と、エポキシ基含有不飽和化合物に由来する構成単位とを有する共重合体におけるエポキシ基の少なくとも一部と、不飽和カルボン酸とを反応させることでも、光重合性化合物(A2)との重合可能部位を有する構成単位を有する共重合体を調製することができる。
単官能モノマーとしては、(メタ)アクリルアミド、メチロール(メタ)アクリルアミド、メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、プロポキシメチル(メタ)アクリルアミド、ブトキシメトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリル酸、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、シトラコン酸、無水シトラコン酸、クロトン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、tert−ブチルアクリルアミドスルホン酸、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−フェノキシ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロピルフタレート、グリセリンモノ(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノ(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、フタル酸誘導体のハーフ(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの単官能モノマーは、単独又は2種以上組み合わせて用いることができる。
C.I.ピグメントオレンジ1(以下、「C.I.ピグメントオレンジ」は同様であり、番号のみを記載する。)、5、13、14、16、17、24、34、36、38、40、43、46、49、51、55、59、61、63、64、71、73;
C.I.ピグメントバイオレット1(以下、「C.I.ピグメントバイオレット」は同様であり、番号のみを記載する。)、19、23、29、30、32、36、37、38、39、40、50;
C.I.ピグメントレッド1(以下、「C.I.ピグメントレッド」は同様であり、番号のみを記載する。)、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、40、41、42、48:1、48:2、48:3、48:4、49:1、49:2、50:1、52:1、53:1、57、57:1、57:2、58:2、58:4、60:1、63:1、63:2、64:1、81:1、83、88、90:1、97、101、102、104、105、106、108、112、113、114、122、123、144、146、149、150、151、155、166、168、170、171、172、174、175、176、177、178、179、180、185、187、188、190、192、193、194、202、206、207、208、209、215、216、217、220、223、224、226、227、228、240、242、243、245、254、255、264、265;
C.I.ピグメントブルー1(以下、「C.I.ピグメントブルー」は同様であり、番号のみを記載する。)、2、15、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64、66;
C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ピグメントグリーン36、C.I.ピグメントグリーン37;
C.I.ピグメントブラウン23、C.I.ピグメントブラウン25、C.I.ピグメントブラウン26、C.I.ピグメントブラウン28;
C.I.ピグメントブラック1、C.I.ピグメントブラック7。
特に、感放射線性組成物(1)を使用してブラックマトリクスを形成する場合には、ブラックマトリクスの膜厚1μm当たりのOD値が4以上となるように、感放射線性組成物における遮光剤の量を調整することが好ましい。ブラックマトリクスにおける膜厚1μm当たりのOD値が4以上あれば、液晶表示ディスプレイのブラックマトリクスに用いた場合に、十分な表示コントラストを得ることができる。
また、任意の添加剤として、1−(N,N−ジ(2−エチルヘキシル)アミノ)メチル−1H−ベンゾトリアゾール、1−(N,N−ジ(2−エチルヘキシル)アミノ)メチル−1H−メチルベンゾトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾール、ベンゾトリアゾール、メチルベンゾトリアゾール、ジハイドロキシプロピルベンゾトリアゾール、ビスアミノメチルベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール誘導体等を単独又は2種以上組み合わせて用いてもよい。
各種添加剤の添加量は、組成物全体に対して、例えば、0.001質量%〜10質量%の範囲で適宜調整すればよく、好ましくは0.1〜5質量%である。
感放射線性組成物(2)は、ポジ型感放射線性組成物である。感放射線性組成物(2)が、化学増幅型ポジ型感放射線性組成物の場合、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する酸発生剤(以下、光酸発生剤とも記す。)と、酸の作用によりアルカリに対する溶解性が増大する樹脂(以下、感光性樹脂とも記す。)とを含有する。感放射線性組成物(2)は、必要に応じて、アルカリ可溶性樹脂、酸拡散抑制剤、及び有機溶剤等の成分を含んでいてもよい。他の感放射線性組成物(2)としては、キノンジアジド基含有化合物とノボラックフェノール樹脂等のアルカリ可溶性樹脂(例えば後述のノボラック樹脂(C1)等)を含むポジ型感放射線性組成物が挙げられる。その他、特開2015−194719号公報に記載のポジ型感放射線性組成物を用いてもよい。
以下、感放射線性組成物(2)において好適に使用される光酸発生剤の好適な例について説明するが、これに限定されない。
これらの光酸発生剤は、単独又は2種以上組み合わせて用いることができる。
ノボラック樹脂(B1)としては、下記式(b1)で表される構成単位を含む樹脂を使用することができる。
ポリヒドロキシスチレン樹脂(B2)としては、下記式(b4)で表される構成単位を含む樹脂を使用することができる。
アクリル樹脂(B3)としては、下記式(b5)、(b6)、又は(b7)で表される構成単位を含む樹脂を使用することができる。
脂肪族環式基の具体例としては、モノシクロアルカン、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカン等のポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基が挙げられる。具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン等のモノシクロアルカンや、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等のポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が挙げられる。特に、シクロヘキサン、アダマンタンから1個の水素原子を除いた基(さらに置換基を有していてもよい)が好ましい。
アルカリ可溶性樹脂としては、ノボラック樹脂(C1)、ポリヒドロキシスチレン樹脂(C2)、及びアクリル樹脂(C3)からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂であることが好ましい。
ノボラック樹脂は、例えばフェノール性水酸基を有する芳香族化合物(以下、単に「フェノール類」という。)とアルデヒド類とを酸触媒下で付加縮合させることにより得られる。
上記アルデヒド類としては、例えば、ホルムアルデヒド、フルフラール、ベンズアルデヒド、ニトロベンズアルデヒド、アセトアルデヒド等が挙げられる。
付加縮合反応時の触媒は、特に限定されるものではないが、例えば酸触媒では、塩酸、硝酸、硫酸、蟻酸、シュウ酸、酢酸等が使用される。
ポリヒドロキシスチレン樹脂(C2)を構成するヒドロキシスチレン系化合物としては、p−ヒドロキシスチレン、α−メチルヒドロキシスチレン、α−エチルヒドロキシスチレン等が挙げられる。
さらに、ポリヒドロキシスチレン樹脂(C2)は、スチレン樹脂との共重合体とすることが好ましい。このようなスチレン樹脂を構成するスチレン系化合物としては、スチレン、クロロスチレン、クロロメチルスチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン等が挙げられる。
アクリル樹脂(C3)としては、エーテル結合を有する重合性化合物から誘導された構成単位、及びカルボキシ基を有する重合性化合物から誘導された構成単位を含むことが好ましい。
感放射線性組成物(2)は、感度を向上させるため、増感剤をさらに含有していてもよい。
感放射線性組成物(3)は、フェノール性水酸基を有するアルカリ可溶性樹脂、酸架橋性物質、光酸発生剤及び有機溶剤を含有するネガ型感放射線性組成物である。
ポリヒドロキシスチレン系樹脂は、ヒドロキシスチレンに由来する構成単位を少なくとも有する。
ここで「ヒドロキシスチレン」とは、ヒドロキシスチレン、及びヒドロキシスチレンのα位に結合する水素原子がハロゲン原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基等の他の置換基に置換されたもの、並びにそれらの誘導体のヒドロキシスチレン誘導体(モノマー)を含む概念とする。
「ヒドロキシスチレン誘導体」は、少なくともベンゼン環とこれに結合する水酸基とが維持されており、例えば、ヒドロキシスチレンのα位に結合する水素原子が、ハロゲン原子、炭素数1〜5のアルキル基、ハロゲン化アルキル基等の他の置換基に置換されたもの、並びにヒドロキシスチレンの水酸基が結合したベンゼン環に、さらに炭素数1〜5のアルキル基が結合したものや、この水酸基が結合したベンゼン環に、さらに1〜2個の水酸基が結合したもの(このとき、水酸基の数の合計は2〜3である。)等を包含するものとする。
ハロゲン原子としては、塩素原子、フッ素原子、臭素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
なお、「ヒドロキシスチレンのα位」とは、特に断りがない限り、ベンゼン環が結合している炭素原子のことをいう。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
ハロゲン化アルキル基としては、上述した炭素数1〜5のアルキル基の水素原子の一部又は全部がハロゲン原子で置換されたものである。この中でも、水素原子の全部がフッ素原子で置換されたものが好ましい。また、直鎖状又は分岐鎖状のフッ素化アルキル基が好ましく、トリフルオロメチル基、ヘキサフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基、ノナフルオロブチル基等がより好ましく、トリフルオロメチル基(−CF3)が最も好ましい。
Rb1としては、水素原子又はメチル基が好ましく、水素原子がより好ましい。
qは0〜2の整数である。これらの中でも0又は1であることが好ましく、工業上は特に0であることが好ましい。
Rb2の置換位置は、qが1である場合にはオルト位、メタ位、パラ位のいずれでもよく、さらに、qが2の場合には任意の置換位置を組み合わせることができる。
pは1〜3の整数であり、好ましくは1である。
水酸基の置換位置は、pが1である場合にはオルト位、メタ位、パラ位のいずれでもよいが、容易に入手可能で低価格であることからパラ位が好ましい。さらに、pが2又は3の場合には任意の置換位置を組み合わせることができる。
ここで「スチレンに由来する構成単位」とは、スチレン及びスチレン誘導体(但し、ヒドロキシスチレンは含まない。)のエチレン性二重結合が開裂してなる構成単位を包含するものとする。
「スチレン誘導体」は、スチレンのα位に結合する水素原子が、ハロゲン原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基等の他の置換基に置換されたもの、並びにスチレンのフェニル基の水素原子が、炭素数1〜5のアルキル基等の置換基に置換されているもの等を包含するものとする。
ハロゲン原子としては、塩素原子、フッ素原子、臭素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
なお、「スチレンのα位」とは、特に断りがない限り、ベンゼン環が結合している炭素原子のことをいう。
qは0〜2の整数である。これらの中でも0又は1であることが好ましく、工業上は特に0であることが好ましい。
Rb2の置換位置は、qが1である場合にはオルト位、メタ位、パラ位のいずれでもよく、さらに、qが2の場合には任意の置換位置を組み合わせることができる。
これらのフェノール類の中でも、m−クレゾール、p−クレゾールが好ましく、m−クレゾールとp−クレゾールとを併用することがより好ましい。この場合、両者の配合割合を調整することにより、感度等の諸特性を調整することができる。
これらの酸架橋性物質は、単独又は2種以上組み合わせて用いることができる。
有機溶剤の含有量は、感放射線性組成物(3)の固形分濃度が1〜50質量%となる量が好ましく、5〜30質量%となる量がより好ましい。感放射線性組成物(3)は、感放射線性組成物(1)と同様に、必要に応じて、上記の各種添加剤を含有してもよい。
樹脂組成物は、上記の各成分を撹拌機で混合することにより調製される。なお、調製され樹脂組成物が均一なものとなるよう、メンブランフィルタ等を用いて濾過してもよい。
工程3において、樹脂組成物膜のパターンを形成する方法としては、パターンを形成し得る限り特に制限はないが、樹脂組成物膜を、マスクを介して選択的に露光後、又は電子線による描画した後、現像することにより樹脂組成物膜にパターンを形成することができる。
露光源としては、紫外線、エキシマレーザー光等の活性エネルギー線、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノンランプ、カーボンアーク灯等の紫外線を発する光源等を用いることができる。照射するエネルギー線量は、樹脂組成物の組成によっても異なるが、例えば5〜2000mJ/cm2程度が好ましい。
現像方法は特に限定されず、例えば浸漬法、スプレー法等を用いることができる。現像液の具体例としては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の有機系のものや、例えば、0.02〜10質量%の、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、アンモニア、4級アンモニウム塩等の水溶液が挙げられる。例えば、0.05質量%以上10質量%以下、好ましくは0.05質量%以上3質量%以下のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いることができる。
なお、現像後のレジストパターンにポストベークを施して加熱硬化することもできる。ポストベークの温度は150〜250℃が好ましい。
第1の態様において、上記樹脂組成物膜のパターンに沿って、上記ケイ素含有組成物膜を除去する工程4を更に含むことが好ましい。
すなわち、上記樹脂組成物膜のパターンをマスクとして現像除去又はエッチングし上記ケイ素含有組成物膜を除去することができる。
電極を具備する支持体へのダメージを抑える観点及び残渣低減の観点から、上記樹脂組成物膜のパターンをマスクとして上記ケイ素含有組成物膜を現像除去することが好ましい。
現像除去条件としては工程3における現像条件と同様の条件が挙げられる。
現像除去以外のエッチングとしては、ドライエッチング(例えば、プラズマ及び/又は反応性イオン等)であってもよいが、残渣低減の観点からは、ウェットエッチングであることが好ましい。
工程4がウェットエッチングとなる場合、過酸化水素を含有したエッチング液を用いることが好ましい。このとき、エッチング除去を促進するため、酸または塩基を加えてpH調整するとさらに好ましい。このpH調整剤としては、塩酸や硫酸などの無機酸、酢酸、シュウ酸、酒石酸、クエン酸、乳酸などの有機酸、アンモニア、エタノールアミン、水酸化テトラメチルアンモニウムなどの含窒素塩基性化合物、EDTA(エチレンジアミン4酢酸)等の窒素を含む有機酸化合物などを例示できる。
工程4がドライエッチングになる場合において使用されるプラズマ及び/又は反応性イオンのガスは、ドライエッチング分野で通常用いられているガスであれば、特に限定されるものではない。例えば、酸素、ハロゲン、二酸化硫黄等を挙げることができるが、得られるパターンの解像度が高いこと、汎用的に用いられていることから、酸素を含むプラズマ及び/又は反応性イオンを用いることが好ましい。
第1の態様に係るパターン形成方法は、電極付支持体を具備するタッチパネル、発光素子(例えば、EL素子)、表示素子(例えば、液晶表示素子)、有機半導体素子等の製造に好適である。
三方コックを装着した内容積1000mlの丸型フラスコに、粒状(粒径20〜1000μm)のマグネシウム25.0g、無水塩化リチウム21.4g、第2塩化鉄4.1gを仕込み、50℃で1mmHg(=133kPa)に加熱減圧して、反応混合物を乾燥した後、乾燥アルゴンガスを反応器内に導入し、予めナトリウム−ベンゾフェノンケチルで乾燥したテトラヒドロフラン500mlを加え、室温で約30分間撹拌した。この反応混合物に、予め蒸留により精製したメチルフェニルジクロロシラン105.8g(0.50mol)を加え、20℃で約18時間撹拌した。反応終了後、テトラヒドロフラン300mlを加えた後、減圧濾過により反応によって生成した塩化マグネシウム、余剰のマグネシウムを除去した。ろ液を純水200mlで10回洗浄し、テトラヒドロフラン相を無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、テトラヒドロフランを留去することにより、メチルフェニルシラン重合体50gを得た。
得られたメチルフェニルシラン重合体を酢酸シクロヘキシル300gに溶解し、さらに27質量%のトリエチルアミン水溶液200gを混合して60分間攪拌したのち、メチルフェニルシラン重合体を含む有機相とトリエチルアミンを含む水相とを分離した。そして、メチルフェニルシラン重合体を含む有機相を、純水200mlで3回洗浄した後、溶媒成分を留去し、メチルフェニルシラン重合体48gを得た。この重合体(ポリシラン化合物)を重合体(A0−1)とした。
上記ポリシラン−ポリシロキサン樹脂(A3−1)の酢酸シクロヘキシル溶液を孔径0.1μmのフッ素樹脂製のフィルターで濾過した。上記ポリシラン−ポリシロキサン樹脂(A3−1)に対して、1質量%の濃度になるように、マレイン酸モノ(トリフェニルスルホニウム)及びマレイン酸をそれぞれ添加し、ケイ素含有組成物1を調製した。
実施例1及び比較例1では、アルカリ可溶性樹脂として、以下に説明する方法で合成された樹脂(A−1)を用いた。
まず、500ml四つ口フラスコ中に、ビスフェノールフルオレン型エポキシ樹脂(エポキシ当量235)235g、テトラメチルアンモニウムクロライド110mg、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール100mg、及びアクリル酸72.0gを仕込み、これに25ml/分の速度で空気を吹き込みながら90〜100℃で加熱溶解した。次に、溶液が白濁した状態のまま徐々に昇温し、120℃に加熱して完全溶解させた。この際、溶液は次第に透明粘稠になったが、そのまま撹拌を継続した。この間、酸価を測定し、1.0mgKOH/g未満になるまで加熱撹拌を続けた。酸価が目標値に達するまで12時間を要した。そして室温まで冷却し、無色透明で固体状の下記式(a−4)で表されるビスフェノールフルオレン型エポキシアクリレートを得た。
着色剤として、3−メトキシブチルアセテートにカーボンブラックを分散させたカーボンブラック分散液(固形分濃度25質量%)を用いた。
アルカリ可溶性樹脂(樹脂(A−1))100質量部と、光重合性モノマー(ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA))35質量部と、下記式で表される光重合開始剤15質量部と、カーボンブラック分散液500質量部とを混合した後、混合物を有機溶剤で固形分濃度15質量%に希釈して樹脂組成物1を得た。混合物の希釈に用いた有機溶剤としては、3−メトキシブチルアセテート(MA)と、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PM)と、シクロヘキサノン(AN)とが、MA/PM/AN=60/20/20(質量比)で混合された混合溶剤を用いた。
ガラス基板(ダウ・コーニング社製、1737ガラス)上にスパッタにて2000ÅのITOを表面抵抗値が10Ωになるように形成することによりITO層が形成されたガラス基板を作製した。
上記ITO層が形成されたガラス基板上に、ケイ素含有組成物1をスピンコートし、ホットプレート上にて100℃で120秒間プレベークを行い、その後240℃160秒間ベークし、膜厚500nmのケイ素含有組成物膜を形成した。
[実施例2]
ケイ素含有組成物1のかわりに、ケイ素含有組成物2として、3‐アミノプロピルトリエトキシシランと無水フタル酸との1:1反応物の10質量%TMU(N,N,N’,N’−テトラメチルウレア)溶液を用い、プレベーク後の膜厚を1μmとした他は、実施例1と同様の方法により上記ITO層が形成されたガラス基板上にブラックマトリクスを形成した。
上記ITO層が形成されたガラス基板上にケイ素含有組成物膜を形成することなく、上記ITO層が形成されたガラス基板上に樹脂組成物1を直接スピンコートし露光及び現像しブラックマトリクスを形成すること以外は実施例1と同様の方法により上記ITO層が形成されたガラス基板上にブラックマトリクスを形成した。
比較例1のITO付ガラス基板表面には複数の現像残渣が観察された。
一方、実施例1及び実施例2のITO付ガラス基板表面には現像残渣が観察されなかった。
Claims (6)
- 電極を具備する支持体上に、
ケイ素含有組成物膜を形成する工程、
前記ケイ素含有組成物膜上に樹脂組成物膜を形成する工程、及び
前記樹脂組成物膜のパターンを形成する工程
を含むパターン形成方法。 - 前記樹脂組成物膜のパターンに沿って、前記ケイ素含有組成物膜を除去する工程を更に含む、請求項1に記載のパターン形成方法。
- 前記樹脂組成物膜のパターンを形成する工程と前記ケイ素含有組成物膜を除去する工程とが同時である、請求項2に記載のパターン形成方法。
- 前記ケイ素含有組成物膜はケイ素含有組成物を用いて形成され、前記ケイ素含有組成物が、
ポリシラン骨格とポリシロキサン骨格とが連結したポリシラン−ポリシロキサン樹脂、
下記式(I)で表される化合物、及び
下記式(I)で表される化合物を含む少なくとも1つのアルコキシシランの加水分解物、縮合物又は加水分解縮合物
よりなる群から選択される少なくとも1種を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載のパターン形成方法。
HOOC−X−Z−Y−Si(ORa)3 (I)
(上記一般式(I)中、Xは、芳香族環基又は脂環基から2個の環炭素原子のそれぞれ1個の水素原子を除去することにより生成する2価の基又は分岐鎖及び/若しくは二重結合を有していても良いアルキレン基を表し、Zは−NHCO−又は−CONH−を表し、Yは、単結合、アルキレン基、アリーレン基又は−RY1−NH−RY2−(式中、RY1及びRY2はそれぞれ独立にアルキレン基を表す。)を表し、Raはそれぞれ独立に炭化水素基を表す。ただし、X及び/又はYは、(メタ)アクリル基、ビニル基及びエポキシ基からなる群より選ばれる少なくとも1種の基を置換基として有していてもよい。) - 前記ポリシラン−ポリシロキサン樹脂における前記ポリシラン骨格のケイ素原子数が5〜30個である、請求項4に記載のパターン形成方法。
- 下記一般式(A−2−1)及び(A−2−2)で表されるポリシラン化合物よりなる群から選択される少なくとも1種のポリシラン化合物を塩基性条件下で処理することを含む、ポリシラン−ポリシロキサン樹脂前駆体の製造方法。
(R7R8R9Si)a1(R10R11Si)a2(R12Si)a3(Si)a4
(A−2−1)
(上記一般式中、R7、R8、R9、R10、R11、R12はそれぞれ水素原子、水酸基又は有機基である。a1、a2、a3、a4はモル分率であり、a1+a2+a3+a4=1、0≦a1≦1、0≦a2≦1、0≦a3≦1、0≦a4≦1である。)
(上記一般式(A−2−2)中、Ra1及びRa2は、それぞれ独立に、水素原子、水酸基又は有機基を表す。nは3〜20の整数を表す。)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016257076 | 2016-12-28 | ||
| JP2016257076 | 2016-12-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018109762A true JP2018109762A (ja) | 2018-07-12 |
| JP7075209B2 JP7075209B2 (ja) | 2022-05-25 |
Family
ID=62630326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017247035A Active JP7075209B2 (ja) | 2016-12-28 | 2017-12-22 | パターン形成方法及びポリシラン樹脂前駆体の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10747113B2 (ja) |
| JP (1) | JP7075209B2 (ja) |
| KR (1) | KR102405499B1 (ja) |
| TW (1) | TWI774719B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021065211A1 (ja) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | サカタインクス株式会社 | 皮膜形成用組成物、該皮膜形成用組成物を塗工してなる積層体、該積層体を用いてなるタッチパネル、及び、硬化皮膜の形成方法 |
| JP2022190405A (ja) * | 2021-06-14 | 2022-12-26 | 東京応化工業株式会社 | 硬化性組成物、硬化物、及び硬化物の製造方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018028630A (ja) * | 2016-08-19 | 2018-02-22 | アーゼッド・エレクトロニック・マテリアルズ(ルクセンブルグ)ソシエテ・ア・レスポンサビリテ・リミテ | ブラックマトリックス用組成物、およびそれを用いたブラックマトリックスの製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016074772A (ja) * | 2014-10-03 | 2016-05-12 | 信越化学工業株式会社 | 塗布型ケイ素含有膜形成用組成物、基板、及びパターン形成方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000031118A (ja) * | 1998-07-08 | 2000-01-28 | Toshiba Corp | パターン形成方法 |
| JP4381143B2 (ja) * | 2001-11-15 | 2009-12-09 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド | フォトリソグラフィー用スピンオン反射防止膜 |
| US8053159B2 (en) * | 2003-11-18 | 2011-11-08 | Honeywell International Inc. | Antireflective coatings for via fill and photolithography applications and methods of preparation thereof |
| JP4541080B2 (ja) * | 2004-09-16 | 2010-09-08 | 東京応化工業株式会社 | 反射防止膜形成用組成物およびこれを用いた配線形成方法 |
| TWI416262B (zh) * | 2009-03-13 | 2013-11-21 | Jsr Corp | A silicon film-forming composition, a silicon-containing film, and a pattern-forming method |
| JP2010232291A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Canon Inc | 情報処理方法、それを用いた露光処理システム、デバイスの製造方法、情報処理装置、及び情報処理プログラム |
| JP5518772B2 (ja) * | 2011-03-15 | 2014-06-11 | 信越化学工業株式会社 | パターン形成方法 |
| JP6002554B2 (ja) * | 2012-11-26 | 2016-10-05 | 富士フイルム株式会社 | パターン形成方法、及び、これを用いる電子デバイスの製造方法 |
| US10114288B2 (en) * | 2016-09-01 | 2018-10-30 | Rohm And Haas Electronic Materials Llc | Silicon-containing underlayers |
-
2017
- 2017-12-22 JP JP2017247035A patent/JP7075209B2/ja active Active
- 2017-12-26 KR KR1020170179957A patent/KR102405499B1/ko active Active
- 2017-12-26 TW TW106145671A patent/TWI774719B/zh active
- 2017-12-27 US US15/855,102 patent/US10747113B2/en active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016074772A (ja) * | 2014-10-03 | 2016-05-12 | 信越化学工業株式会社 | 塗布型ケイ素含有膜形成用組成物、基板、及びパターン形成方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021065211A1 (ja) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | サカタインクス株式会社 | 皮膜形成用組成物、該皮膜形成用組成物を塗工してなる積層体、該積層体を用いてなるタッチパネル、及び、硬化皮膜の形成方法 |
| JP2021054995A (ja) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | サカタインクス株式会社 | 皮膜形成用組成物、該皮膜形成用組成物を塗工してなる積層体、該積層体を用いてなるタッチパネル、及び、硬化皮膜の形成方法 |
| JP7382196B2 (ja) | 2019-09-30 | 2023-11-16 | サカタインクス株式会社 | 皮膜形成用組成物、該皮膜形成用組成物を塗工してなる積層体、該積層体を用いてなるタッチパネル、及び、硬化皮膜の形成方法 |
| JP2022190405A (ja) * | 2021-06-14 | 2022-12-26 | 東京応化工業株式会社 | 硬化性組成物、硬化物、及び硬化物の製造方法 |
| JP7565875B2 (ja) | 2021-06-14 | 2024-10-11 | 東京応化工業株式会社 | 硬化性組成物、硬化物、及び硬化物の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW201839039A (zh) | 2018-11-01 |
| KR102405499B1 (ko) | 2022-06-08 |
| US20180181002A1 (en) | 2018-06-28 |
| KR20180077063A (ko) | 2018-07-06 |
| JP7075209B2 (ja) | 2022-05-25 |
| TWI774719B (zh) | 2022-08-21 |
| US10747113B2 (en) | 2020-08-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6557755B2 (ja) | ビニル基含有化合物を含有する組成物 | |
| JP6080759B2 (ja) | ネガ型感光性樹脂組成物、パターン形成方法、硬化膜、絶縁膜、カラーフィルタ、及び表示装置 | |
| KR20090083383A (ko) | 후막용 화학증폭형 포지티브형 포토레지스트 조성물, 후막용 화학증폭형 드라이 필름 및 후막 레지스트 패턴의 제조 방법 | |
| US10023540B2 (en) | Hydrogen barrier agent, hydrogen barrier film forming composition, hydrogen barrier film, method for producing hydrogen barrier film, and electronic element | |
| JP2016191905A (ja) | 感光性樹脂組成物、パターン形成方法、硬化膜、絶縁膜、カラーフィルタ、及び表示装置 | |
| US11142629B2 (en) | Hydrogen barrier agent, hydrogen barrier film forming composition, hydrogen barrier film, method for producing hydrogen barrier film, and electronic element | |
| JP6935287B2 (ja) | 水素バリア剤、水素バリア膜形成用組成物、水素バリア膜、水素バリア膜の製造方法、及び電子素子 | |
| EP1761823B1 (en) | Method of forming plated product using negative photoresist composition | |
| JP2011075987A (ja) | 樹脂組成物、および硬化レリーフパターンの形成方法 | |
| JP7075209B2 (ja) | パターン形成方法及びポリシラン樹脂前駆体の製造方法 | |
| JP7161323B2 (ja) | 組成物、硬化物、パターン形成方法、化合物、重合体、及び化合物の製造方法 | |
| WO2018123994A1 (ja) | 組成物、硬化物、パターン形成方法、化合物、重合体、及び化合物の製造方法 | |
| JP3710758B2 (ja) | 厚膜用ネガ型ホトレジスト組成物、ホトレジスト膜およびこれを用いたバンプ形成方法 | |
| WO2010001779A1 (ja) | 感光性絶縁樹脂組成物及びそれを用いたパターン形成方法 | |
| KR102620390B1 (ko) | 폴리실록산 공중합체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 수지 조성물 | |
| JP2023015197A (ja) | 撥液処理剤、及び被処理体の位置選択的撥液化方法 | |
| CN107703658B (zh) | 基板的制造方法 | |
| JP2024095337A (ja) | 半導体装置製造方法及び半導体装置 | |
| JP6564253B2 (ja) | 化合物、及びそれを含むネガ型感光性組成物 | |
| JP2008310001A (ja) | 感光性樹脂組成物及びパターン形成方法 | |
| JP2008096717A (ja) | 低温ドライエッチング用化学増幅型ポジ型ホトレジスト組成物およびこれを用いたホトレジストパターン形成方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200910 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210519 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210601 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20210727 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210831 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20211221 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220318 |
|
| C60 | Trial request (containing other claim documents, opposition documents) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60 Effective date: 20220318 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20220329 |
|
| C21 | Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21 Effective date: 20220405 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220426 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220513 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7075209 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |