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JP3640290B2 - Positive photoresist coating liquid and display element substrate using the same - Google Patents
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JP3640290B2 - Positive photoresist coating liquid and display element substrate using the same - Google Patents

Positive photoresist coating liquid and display element substrate using the same Download PDF

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JP3640290B2 JP28076698A JP28076698A JP3640290B2 JP 3640290 B2 JP3640290 B2 JP 3640290B2 JP 28076698 A JP28076698 A JP 28076698A JP 28076698 A JP28076698 A JP 28076698A JP 3640290 B2 JP3640290 B2 JP 3640290B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板全体にわたって均一な膜厚の塗膜形成が可能であるとともに、粒子の発生がなく、保存安定性に優れる非化学増幅型のポジ型ホトレジスト塗布液、及びこの塗布液を用いて面内均一性に優れる塗膜を設けてなる表示素子用基材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、半導体素子や液晶素子などの製造において、アルカリ可溶性樹脂とキノンジアジド基含有化合物を含む非化学増幅型のポジ型ホトレジストを用いることが知られている。
このようなホトレジストは、通常有機溶剤に溶解した形で使用されるが、その有機溶剤としては、これまでエチルセロソルブアセテートが好ましいとされてきた。
しかるに、近年、レジスト溶剤の安全性が問題にされるようになり、これまで使用されてきたエチルセロソルブアセテートに代わって、より安全性の高い溶剤として、例えばプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(特開昭61−7837号公報)、モノオキシモノカルボン酸エステル(特開昭62−123444号公報)などが提案されている。
【0003】
しかしながら、これらの溶剤は単独で使用した場合、感光剤であるキノンジアジド基含有化合物に対する溶解性が不十分なため、塗布液として保存中に粒子が発生する上、塗膜の均一性、基板との密着性がよくないという欠点がある。これらの欠点を改善するため、酢酸ブチルや2‐ヘプタノン等と混合して用いることが提案されている(特開平5−34918号公報、特開平6−67420号公報、特開平6−317901号公報、特開平7−56333号公報など)。
一方において、γ‐ブチロラクトンを乳酸メチルや2‐ヘプタノンと混合して用いることも知られている(特開平4−362645号公報、特開平5−34919号公報)。
【0004】
ところで、近年の半導体デバイス、液晶デバイスに使用される基板の大型化により、基板全体にわたって均一な膜厚の塗膜形成が困難になり、その結果、マスクパターンに忠実なレジストパターン寸法が得られないという問題が起ってきた。
また、粒子が一旦析出するとデバイス製造の量産ラインを中止しなければならないため、粒子が発生しない保存安定性に優れるレジスト塗布液が望ましいが、これまで知られている溶剤は、この要望にこたえることができず、より保存安定性に優れるレジスト塗布液の出現が強く望まれていた。
【0005】
化学増幅型レジストに対する溶剤としては、3‐メトキシプロピオン酸メチル又はプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートとγ‐ブチロラクトンとの混合溶剤が知られているが(特開平10−133377号公報)、樹脂成分が異な、非化学増幅型レジストに対してこれを用いた場合に、長期間にわたって安定な溶液を形成することは全く予測できなかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、基板全体にわたって均一な膜厚の塗膜形成が可能であるとともに、粒子の発生がなく、保存安定性に優れる非化学増幅型のポジ型ホトレジスト塗布液を提供するとともに、この塗布液を用いて面内均一性が優れた塗膜を形成させた表示素子用基材を提供することを目的としてなされたものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、塗布性及び保存安定性の良好な非化学増幅型のポジ型ホトレジスト塗布液を開発するために鋭意研究を重ねた結果、溶剤として特定の組成を有する混合溶剤を用いることにより、前記目的を達成しうることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【0008】
すなわち、本発明は、(A)アルカリ可溶性樹脂及び(B)キノンジアジド基含有化合物を、(C)有機溶剤に溶解してなる非化学増幅型のポジ型ホトレジスト塗布液において、(C)成分として、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテー60〜98重量%とγ‐ブチロラクトン40〜2重量%との混合溶剤を用いることを特徴とするポジ型ホトレジスト塗布液、並びに、このポジ型ホトレジスト塗布液の塗膜をガラス角基板上に形成させてなる表示素子用基材を提供するものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明のポジ型ホトレジスト塗布液は非化学増幅型のものであって、その(A)成分であるアルカリ可溶性樹脂としては、従来非化学増幅型のポジ型ホトレジストにおいて、アルカリ可溶性樹脂として使用されているものの中から、任意のものを適宜選択して用いることができる。このようなものとしては、例えば、m‐クレゾール、p‐クレゾール、キシレノール、トリメチルフェノールなどのフェノール類をホルムアルデヒドやこれとサリチルアルデヒドとの混合アルデヒドで酸触媒下常法により製造して得られるノボラック樹脂などがある。
特に基板にガラス角基板が用いられる液晶用ポジ型ホトレジストに使用する場合、より安価な樹脂が望まれるため、m‐クレゾールとp‐クレゾールをホルムアルデヒドで縮合して得られるクレゾールノボラック樹脂が好適である。
これらのアルカリ可溶性樹脂は単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0010】
一方、本発明のポジ型ホトレジスト塗布液における(B)成分のキノンジアジド基含有化合物としては、従来非化学増幅型のポジ型レジストにおいて、感光性成分として使用されているキノンジアジド基を有する化合物の中から、任意のものを適宜選択して用いることができる。このキノンジアジド基含有化合物としては、例えばナフトキノン‐1,2‐ジアジド‐4‐スルホニルハライド又はナフトキノン‐1,2‐ジアジド‐5‐スルホニルハライドと、2,3,4‐トリヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,4′‐テトラヒドロキシベンゾフェノンなどのポリヒドロキシベンゾフェノン類、あるいはビス(4‐ヒドロキシ‐3,5‐ジメチルフェニル)‐2‐ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4‐ヒドロキシ‐2,5‐ジメチルフェニル)‐2‐ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4‐ヒドロキシ‐2,3,5‐トリメチルフェニル)‐2‐ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4‐ヒドロキシ‐2,3,5‐トリメチルフェニル)‐3‐ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4‐ヒドロキシ‐2,3,5‐トリメチルフェニル)‐4‐ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4‐ヒドロキシ‐2‐メチル‐5‐シクロヘキシルフェニル)‐3,4‐ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4‐ヒドロキシ‐2‐メチル‐5‐シクロヘキシルフェニル)‐4‐ヒドロキシフェニルメタン、1‐[1‐(4‐ヒドロキシフェニル)イソプロピル]‐4‐[1,1‐ビス(4‐ヒドロキシフェニル)エチル]ベンゼンなどのトリスフェノール類とを、トリエチルアミンやトリエタノールアミンなどのアミン触媒の存在下、ジオキサンやγ‐ブチロラクトンなどの有機溶剤中において縮合反応させ、完全エステル化又は部分エステル化することにより、得られたものなどを挙げることができる。
【0011】
特に、2,3,4,4´‐テトラヒドロキシベンゾフェノン1モルに対し、ナフトキノン‐1,2‐ジアジド4又は5‐スルホン酸クロリドを2〜4モルの割合で反応させて得たエステルは、解像性及びパターン形状のパターニング特性が非常に優れ好ましいものであるが、反面従来の溶剤に対する溶解性が悪く、粒子発生の原因となっていたため、利用分野が制限されるのを免れなかったが、本発明によると、その保存安定性の問題が解決されるので、広範囲にわたり、パターニング特性のよい塗膜を提供することができる。
【0012】
本発明においては、この(B)成分のキノンジアジド基含有化合物は1種用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、その配合量については、前記(A)成分のアルカリ可溶性樹脂100重量部に対して、10〜40重量部の割合で用いるのが好ましい。この量が10重量部未満では実用的な形状を有するレジストパターンが得られにくいし、40重量部を超えると感度が低下する傾向がみられる。レジストパターンの形状及び感度の面から、キノンジアジド基含有化合物の特に好ましい使用量は、アルカリ可溶性樹脂100重量部に対して、15〜30重量部の範囲である。
【0013】
本発明のポジ型ホトレジスト塗布液においては、(C)成分の溶剤として、(イ)プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテー60〜98重量%と(ロ)γ‐ブチロラクトン40〜2重量%との混合溶剤を用いることが必要である。上記(ロ)成分の量が2重量%未満では保存安定性の効果が充分に発揮されないし、40重量%を超えると、このγ‐ブチロラクトンは高沸点であることから、レジストパターンの耐熱性、レジストパターンと基板間の密着性、レジストパターン形状及び残膜率が低下する原因となる。保存安定性及びレジストパターンの耐熱性、基板間の密着性、形状、残膜率などを考慮すると、上記(イ)成分と(ロ)成分の好ましい混合割合は、(イ)成分が70〜95重量%で、(ロ)成分が30〜5重量%である。
【0014】
本発明塗布液における溶剤の使用量については特に制限はないが、通常固形分濃度が10〜50重量%、好ましくは20〜30重量%の範囲になるように用いられる。
本発明塗布液においては、必要に応じ、(D)成分としてフッ素系又はケイ素系界面活性剤を含有させることができる。
【0015】
半導体素子製造に用いられるシリコンウエーハは現在8インチ基板が使用されているが、将来は12インチ基板へと移行する。また、液晶素子製造に用いられるガラス角基板も360mm×460mmから550mm×650mm、さらには600mm×720mmへとますます大型化される。
このような大型基板においては、レジスト塗膜の面内均一性をより向上させるために、フッ素系又はケイ素系あるいはフッ素−ケイ素系界面活性剤を、該塗布液の固形分に対し、好ましくは0.01〜0.5重量%、より好ましくは0.02〜0.4重量%の割合で含有させるのが有利である。
【0016】
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートのような従来用いられている溶剤に、このような界面活性剤を添加すると、基板上のレジスト塗膜の面内均一性は向上するものの、感光剤との相互作用によって、一層粒子が発生しやすくなる。
これに対し、前記(C)成分の溶剤を用いた本発明の塗布液に、該界面活性剤を含有させると、粒子の発生をもたらすことなく、レジスト塗膜の面内均一性を向上させることができるので、好都合である。
【0017】
フッ素系界面活性剤としては、特に制限はなく、従来公知のものを用いることができる。このフッ素系界面活性剤の例としては、商品名フロラードFC−430、FC−431(住友スリーエム社製)のようなフッ化アルキル基又はパーフルオロアルキル基を有する直鎖上の非イオン性フッ素系界面活性剤が挙げられる。
【0018】
ケイ素系界面活性剤としては、特に制限はなく、従来公知のものを用いることができる。このケイ素系界面活性剤の例としては、商品名SI−10シリーズ(竹本油脂社製)、メガファックペインタッド31(大日本インキ化学工業社製)のようなアルキルシロキサン基とエチレンオキシ基とプロピレンオキシ基が結合した非イオン性ケイ素系界面活性剤、商品名X−70−090(信越化学工業社製)のようなアルキルシロキサン基とエチレンオキシ基とプロピレンオキシ基にパーフルオロアルキルエステル基が結合した非イオン性含フッ素ケイ素系界面活性剤などが挙げられる。
【0019】
これらの界面活性剤は単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0020】
本発明のポジ型ホトレジスト塗布液には、必要に応じ、感度向上剤として、前記(B)成分の原料として用いた被エステル化合物であるトリスフェノール類のような重量平均分子量200〜600程度の低分子量フェノールなどを、密着性向上剤として、2‐ヒドロキシエチルピリジンのようなヒドロキシアルキル含窒素複素環化合物などを、また、照射放射線の吸収能を有するハレーション防止剤などを含有させてもよい。
【0021】
さらには、必要に応じて相容性のある添加物、例えばレジスト膜の性能などを改良するための付加的樹脂、可塑剤、安定剤あるいは現像して得られるパターンをより一層可視的にするための着色料、コントラスト向上剤などの慣用成分を添加させることができる。
【0022】
本発明はまた、このようにして得られたポジ型ホトレジスト塗布液の塗膜をガラス角基板上に形成させてなる表示素子用基材をも提供するものである。この表示素子用基材は、前記の360mm×460mm、550mm×650mm、600mm×720mm以上のガラス角基板、特に液晶素子製造用のガラス角基板に好適に用いられる。
【0023】
【発明の効果】
本発明のポジ型ホトレジスト塗布液は、安全性の高い溶剤を用いた非化学増幅型のものであって、基板全体にわたって均一な膜厚の塗膜形成が可能であるとともに、粒子の発生がなく、保存安定性にも優れている。
【0024】
【実施例】
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
なお、得られたポジ型ホトレジスト塗布液の諸物性は以下の方法により評価した。
【0025】
(1)面内均一性
調製したポジ型ホトレジスト塗布液をCr膜が形成された360mm×460mmのガラス角基板上に膜厚1.5μmになるようにスピンナー塗布したのち、ホットプレートの温度を130℃とし、約1mmの間隔をあけ、60秒間第1回目の乾燥を行い、次いでホットプレート上で110℃、60秒間第2回目の乾燥を施し塗膜を得た。
この塗膜が形成された基板を目視により観察し、基板全面に均一に塗膜が形成されている場合を○、不均一な塗布むらがある場合を×とした。
(2)保存安定性
調製したポジ型ホトレジスト塗布液を30℃で密閉した褐色の瓶にて1か月間保存し、0.3μmの粒子の発生数を調べた。
(3)パターニング特性
調製したポジ型ホトレジスト塗布液を上記ガラス基板上に膜厚1.5μmになるようにスピンナー塗布したのち、(1)の第1回目及び第2回目の乾燥を施し、テストマスクパターンを介してコンタクト露光装置MPA−600FA(キャノン社製)を用いて露光を行った。
次いで、2.38重量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液にて65秒間パドル現像することにより、レジストパターンを形成し、その際の解像度、レジストパターン形状を求めた。
【0026】
実施例1
m‐クレゾールとp‐クレゾールとを重量比で60:40の割合で混合し、これにホルマリンを加え、シュウ酸触媒を用いて常法により縮合させ、重量平均分子量10000のクレゾールノボラック樹脂を製造した。
このクレゾールノボラック樹脂100重量部、2,3,4,4′‐テトラヒドロキシベンゾフェノン1モルとナフトキノン‐1,2‐ジアジド‐5‐スルホニルクロリド2.3モルとのエステル化反応生成物27重量部及び界面活性剤「FC−430」0.3重量部を、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(以下PGMEAと略す)324重量部とγ‐ブチロラクトン(以下γ−Bと略す)36重量部(重量比9:1)との混合溶剤に溶解したのち、これを孔径0.2μmのメンブランフィルターを用いてろ過し、ポジ型ホトレジスト塗布液を調製した。
この塗布液の物性を表1に示す。
【0027】
実施例2
実施例1における界面活性剤「FC−430」の代りに、界面活性剤「メガファックペインタッド31」を用いた以外は、実施例1と同様にしてポジ型ホトレジスト塗布液を調製した。この塗布液の物性を表1に示す。
【0028】
実施例3
実施例1における界面活性剤「FC−430」の代りに、界面活性剤「X−70−090」を用いた以外は、実施例1と同様にしてポジ型ホトレジスト塗布液を調製した。この塗布液の物性を表1に示す。
【0029】
実施例4
実施例3におけるPGMEA/γ−B(重量比9:1)の代りに、PGMEA/γ−B(重量比8:2)の混合溶剤を用いた以外は、実施例3と同様にしてポジ型ホトレジスト塗布液を調製した。この塗布液の物性を表1に示す
【0030】
比較例1〜3
実施例3における混合溶剤を、PGMEA単独、PGMEA/γ−B(重量比5:5)の混合溶剤又は2‐ヘプタノン(以下HPと略す)とγ−Bとの混合溶剤(重量比9:1)に変えた以外は、実施例3と同様にしてポジ型ホトレジスト塗布液を調製した。これらの塗布液の物性を表1に示す。
【0031】
【表1】

Figure 0003640290
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is capable of forming a coating film with a uniform film thickness over the entire substrate, does not generate particles, and has excellent storage stability, and a non-chemically amplified positive photoresist coating solution and a coating solution using the coating solution The present invention relates to a display element base material provided with a coating film having excellent in-plane uniformity.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, it is known to use a non-chemically amplified positive photoresist containing an alkali-soluble resin and a quinonediazide group-containing compound in the production of semiconductor elements, liquid crystal elements, and the like.
Such a photoresist is usually used in a form dissolved in an organic solvent. As the organic solvent, ethyl cellosolve acetate has been regarded as preferable so far.
However, in recent years, the safety of resist solvents has become a problem, and instead of ethyl cellosolve acetate which has been used so far, as a more safe solvent, for example, propylene glycol monomethyl ether acetate (Japanese Patent Laid-Open No. Sho 61). No. -7837), monooxymonocarboxylic acid esters (Japanese Patent Laid-Open No. Sho 62-123444) and the like have been proposed.
[0003]
However, when these solvents are used alone, they are insufficiently soluble in the quinonediazide group-containing compound that is a photosensitizer, so that particles are generated during storage as a coating solution, and the uniformity of the coating film and the substrate There is a drawback of poor adhesion. In order to improve these disadvantages, it has been proposed to use a mixture with butyl acetate, 2-heptanone or the like (Japanese Patent Laid-Open Nos. 5-34918, 6-67420, and 6-317901). JP, 7-56333, A, etc.).
On the other hand, it is also known to use γ-butyrolactone mixed with methyl lactate or 2-heptanone (Japanese Patent Laid-Open Nos. 4-362645 and 5-34919).
[0004]
By the way, the recent increase in size of substrates used for semiconductor devices and liquid crystal devices makes it difficult to form a coating film with a uniform film thickness over the entire substrate, and as a result, resist pattern dimensions faithful to the mask pattern cannot be obtained. The problem has arisen.
Also, once the particles are deposited, the mass production line for device manufacturing must be stopped. Therefore, a resist coating solution that does not generate particles and has excellent storage stability is desirable. Solvents that have been known so far can meet this demand. Thus, there has been a strong demand for the appearance of a resist coating solution that is more excellent in storage stability.
[0005]
The solvent for a chemically amplified resist, methyl 3-methoxypropionate or is a mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether acetate and γ- butyrolactone is known (JP-A-10-133377), that a resin component Do different When this was used for a non-chemically amplified resist, it was completely unpredictable to form a stable solution over a long period of time.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention provides a non-chemically amplified positive photoresist coating solution that is capable of forming a coating film with a uniform film thickness over the entire substrate, is free of particles, and has excellent storage stability. It is made for the purpose of providing the base material for display elements in which the coating film excellent in in-plane uniformity was formed using.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive research to develop a non-chemically amplified positive photoresist coating solution having good coating properties and storage stability, the present inventors have used a mixed solvent having a specific composition as a solvent. The inventors have found that the above object can be achieved, and have completed the present invention based on this finding.
[0008]
That is, the present invention provides (A) an alkali-soluble resin and (B) a quinonediazide group-containing compound in (C) an organic solvent, a non-chemically amplified positive photoresist coating solution, positive photoresist coating liquid, which comprises using a mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether acetate tape preparative 60-98 wt% and γ- butyrolactone 40-2 wt%, and, a coating of the positive photoresist coating liquid The present invention provides a display element base material formed on a glass square substrate.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The positive photoresist coating solution of the present invention is of a non-chemical amplification type, and the alkali-soluble resin as component (A) has been used as an alkali-soluble resin in conventional non-chemical amplification type positive photoresists. Any of these can be selected and used as appropriate. As such, for example, novolak resins obtained by producing phenols such as m-cresol, p-cresol, xylenol, trimethylphenol and the like with formaldehyde or a mixed aldehyde of salicylaldehyde with an acid catalyst in a conventional manner and so on.
In particular, a cresol novolak resin obtained by condensing m-cresol and p-cresol with formaldehyde is preferable when used for a positive photoresist for liquid crystal, in which a glass square substrate is used as the substrate. .
These alkali-soluble resins may be used alone or in combination of two or more.
[0010]
On the other hand, as the quinonediazide group-containing compound as the component (B) in the positive photoresist coating solution of the present invention, among the compounds having a quinonediazide group conventionally used as a photosensitive component in non-chemically amplified positive resists. Any one can be appropriately selected and used. Examples of the quinonediazide group-containing compound include naphthoquinone-1,2-diazide-4-sulfonyl halide or naphthoquinone-1,2-diazide-5-sulfonyl halide, 2,3,4-trihydroxybenzophenone, 2,3, Polyhydroxybenzophenones such as 4,4'-tetrahydroxybenzophenone, or bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-2,5-dimethylphenyl)- 2-hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-2,3,5-trimethylphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-2,3,5-trimethylphenyl) -3-hydroxyphenylmethane, Bis (4-hydroxy-2,3,5-to Methylphenyl) -4-hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-2-methyl-5-cyclohexylphenyl) -3,4-hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-2-methyl-5-cyclohexylphenyl)- Trisphenols such as 4-hydroxyphenylmethane, 1- [1- (4-hydroxyphenyl) isopropyl] -4- [1,1-bis (4-hydroxyphenyl) ethyl] benzene, triethylamine and triethanolamine In the presence of an amine catalyst such as the above, a condensation reaction in an organic solvent such as dioxane or γ-butyrolactone and complete esterification or partial esterification can be used.
[0011]
In particular, an ester obtained by reacting naphthoquinone-1,2-diazide 4 or 5-sulfonic acid chloride in a ratio of 2 to 4 moles per mole of 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone is Although the image characteristics and patterning characteristics of the pattern shape are very excellent and preferable, on the other hand, the solubility in conventional solvents was poor and it was the cause of particle generation, so it was inevitable that the application field was limited, According to the present invention, the problem of storage stability is solved, and thus a coating film having good patterning characteristics can be provided over a wide range.
[0012]
In this invention, this quinonediazide group containing compound of (B) component may be used 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. Moreover, about the compounding quantity, it is preferable to use in the ratio of 10-40 weight part with respect to 100 weight part of alkali-soluble resin of the said (A) component. If this amount is less than 10 parts by weight, it is difficult to obtain a resist pattern having a practical shape, and if it exceeds 40 parts by weight, the sensitivity tends to decrease. In view of the shape and sensitivity of the resist pattern, the particularly preferred amount of the quinonediazide group-containing compound is in the range of 15 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the alkali-soluble resin.
[0013]
In positive photoresist coating liquid of the present invention, (C) as a solvent component, (b) propylene glycol monomethyl ether acetate tape preparative 60-98 wt% and (b) .gamma.-butyrolactone 40-2% by weight mixed solvent of Must be used. When the amount of the component (b) is less than 2% by weight, the effect of storage stability is not sufficiently exerted, and when it exceeds 40% by weight, since this γ-butyrolactone has a high boiling point, the heat resistance of the resist pattern, This causes a decrease in the adhesion between the resist pattern and the substrate, the resist pattern shape, and the remaining film rate. Considering the storage stability, the heat resistance of the resist pattern, the adhesion between the substrates, the shape, the remaining film ratio, etc., the preferred mixing ratio of the component (a) and the component (b) is as follows. The component (b) is 30 to 5% by weight.
[0014]
Although there is no restriction | limiting in particular about the usage-amount of the solvent in this invention coating liquid, Usually, it uses so that solid content concentration may be in the range of 10 to 50 weight%, Preferably it is 20 to 30 weight%.
In the coating solution of the present invention, if necessary, a fluorine-based or silicon-based surfactant can be contained as the component (D).
[0015]
Although silicon wafers used for semiconductor element manufacturing currently use 8-inch substrates, they will be shifted to 12-inch substrates in the future. Further, the glass square substrate used for manufacturing the liquid crystal element is further increased in size from 360 mm × 460 mm to 550 mm × 650 mm, and further to 600 mm × 720 mm.
In such a large substrate, in order to further improve the in-plane uniformity of the resist coating film, a fluorine-based, silicon-based or fluorine-silicon-based surfactant is preferably added to the solid content of the coating solution. It is advantageous to contain it in a proportion of 0.01 to 0.5% by weight, more preferably 0.02 to 0.4% by weight.
[0016]
When such a surfactant is added to a conventionally used solvent such as propylene glycol monomethyl ether acetate, the in-plane uniformity of the resist coating on the substrate is improved, but by interaction with the photosensitive agent, Particles are more likely to be generated.
On the other hand, when the surfactant is contained in the coating solution of the present invention using the solvent of the component (C), the in-plane uniformity of the resist coating film is improved without causing the generation of particles. This is convenient.
[0017]
There is no restriction | limiting in particular as a fluorine-type surfactant, A conventionally well-known thing can be used. Examples of this fluorosurfactant include a nonionic fluorocarbon on a straight chain having a fluorinated alkyl group or a perfluoroalkyl group such as the trade names Florard FC-430 and FC-431 (manufactured by Sumitomo 3M). Surfactant is mentioned.
[0018]
There is no restriction | limiting in particular as a silicon type surfactant, A conventionally well-known thing can be used. Examples of this silicon-based surfactant include alkylsiloxane groups, ethyleneoxy groups, and propylene such as the trade name SI-10 series (manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd.) and MegaFuck Paintad 31 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.). Nonionic silicon-based surfactant with oxy group bonded, perfluoroalkyl ester group bonded to alkylsiloxane group, ethyleneoxy group and propyleneoxy group such as trade name X-70-090 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) And nonionic fluorine-containing silicon-based surfactants.
[0019]
These surfactants may be used alone or in combination of two or more.
[0020]
In the positive photoresist coating solution of the present invention, a low weight average molecular weight of about 200 to 600, such as trisphenol, which is an ester compound used as a raw material of the component (B), is used as a sensitivity improver, if necessary. A molecular weight phenol or the like may be used as an adhesion improver, a hydroxyalkyl nitrogen-containing heterocyclic compound such as 2-hydroxyethylpyridine, or an antihalation agent capable of absorbing irradiation radiation.
[0021]
Furthermore, if necessary, compatible additives such as additional resins, plasticizers, stabilizers for improving the performance of the resist film, or patterns obtained by development are made more visible. Conventional components such as colorants and contrast improvers can be added.
[0022]
The present invention also provides a substrate for a display element in which a coating film of the positive photoresist coating solution thus obtained is formed on a glass square substrate. This base material for a display element is suitably used for a glass square substrate of the above-mentioned 360 mm × 460 mm, 550 mm × 650 mm, 600 mm × 720 mm or more, particularly a glass square substrate for producing a liquid crystal element.
[0023]
【The invention's effect】
The positive photoresist coating solution of the present invention is of a non-chemical amplification type using a highly safe solvent, can form a coating film with a uniform film thickness over the entire substrate, and has no generation of particles. Excellent storage stability.
[0024]
【Example】
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by these examples.
Various physical properties of the obtained positive photoresist coating solution were evaluated by the following methods.
[0025]
(1) In-plane uniformity The prepared positive photoresist coating solution is spinner-coated on a 360 mm × 460 mm glass square substrate on which a Cr film is formed to a film thickness of 1.5 μm, and then the temperature of the hot plate is set to 130. First drying was performed for 60 seconds at an interval of about 1 mm, and then a second drying was performed on a hot plate at 110 ° C. for 60 seconds to obtain a coating film.
The board | substrate with which this coating film was formed was observed visually, and the case where the coating film was uniformly formed in the whole substrate surface was set as (circle), and the case where there was uneven coating unevenness was set as x.
(2) Storage stability The prepared positive photoresist coating solution was stored in a brown bottle sealed at 30 ° C. for 1 month, and the number of 0.3 μm particles generated was examined.
(3) Patterning characteristics The prepared positive photoresist coating solution is spinner-coated on the glass substrate so as to have a film thickness of 1.5 μm, and then subjected to the first and second drying in (1) to form a test mask. Exposure was performed using a contact exposure apparatus MPA-600FA (manufactured by Canon Inc.) through the pattern.
Next, a resist pattern was formed by paddle development for 65 seconds with a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, and the resolution and the resist pattern shape were determined.
[0026]
Example 1
m-cresol and p-cresol were mixed at a weight ratio of 60:40, formalin was added thereto, and condensed by an ordinary method using an oxalic acid catalyst to produce a cresol novolak resin having a weight average molecular weight of 10,000. .
100 parts by weight of this cresol novolac resin, 27 parts by weight of an esterification reaction product of 1 mol of 2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone and 2.3 mol of naphthoquinone-1,2-diazido-5-sulfonyl chloride Surfactant “FC-430” 0.3 parts by weight, propylene glycol monomethyl ether acetate (hereinafter abbreviated as PGMEA) 324 parts by weight and γ-butyrolactone (hereinafter abbreviated as γ-B) 36 parts by weight (weight ratio 9: 1) And a positive photoresist coating solution was prepared by filtration using a membrane filter having a pore size of 0.2 μm.
Table 1 shows the physical properties of this coating solution.
[0027]
Example 2
A positive photoresist coating solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that the surfactant “Megafac Paintad 31” was used instead of the surfactant “FC-430” in Example 1. Table 1 shows the physical properties of this coating solution.
[0028]
Example 3
A positive photoresist coating solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that the surfactant “X-70-090” was used instead of the surfactant “FC-430” in Example 1. Table 1 shows the physical properties of this coating solution.
[0029]
Example 4
In the same manner as in Example 3, except that a mixed solvent of PGMEA / γ-B (weight ratio 8: 2) was used instead of PGMEA / γ-B (weight ratio 9: 1) in Example 3, a positive type was used. A photoresist coating solution was prepared. Table 1 shows the physical properties of this coating solution .
[0030]
Comparative Examples 1-3
The mixed solvent in Example 3 was PGMEA alone, a mixed solvent of PGMEA / γ-B (weight ratio 5: 5), or a mixed solvent of 2-heptanone (hereinafter abbreviated to HP) and γ-B (weight ratio 9: 1). A positive photoresist coating solution was prepared in the same manner as in Example 3 except that the above was changed. Table 1 shows the physical properties of these coating solutions.
[0031]
[Table 1]
Figure 0003640290

Claims (4)

(A)アルカリ可溶性樹脂及び(B)キノンジアジド基含有化合物を、(C)有機溶剤に溶解してなる非化学増幅型のポジ型ホトレジスト塗布液において、(C)成分として、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテー60〜98重量%とγ‐ブチロラクトン40〜2重量%との混合溶剤を用いることを特徴とするポジ型ホトレジスト塗布液。In a non-chemically amplified positive photoresist coating solution obtained by dissolving (A) an alkali-soluble resin and (B) a quinonediazide group-containing compound in (C) an organic solvent, propylene glycol monomethyl ether acetate as component (C) A positive photoresist coating solution characterized by using a mixed solvent of 60 to 98% by weight of γ-butyrolactone and 40 to 2% by weight of γ-butyrolactone. (B)成分が2,3,4,4´‐テトラヒドロキシベンゾフェノン1モルとナフトキノン‐1,2‐ジアジドスルホン酸2〜4モルとのエステルである請求項1記載のポジ型ホトレジスト塗布液。  2. The positive photoresist coating solution according to claim 1, wherein the component (B) is an ester of 1 mol of 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone and 2 to 4 mol of naphthoquinone-1,2-diazidesulfonic acid. (D)成分としてフッ素系又はケイ素系界面活性剤を固形分重量に基づき0.01〜0.5重量%含有する請求項1又は2記載のポジ型ホトレジスト塗布液。  The positive photoresist coating solution according to claim 1 or 2, comprising 0.01 to 0.5% by weight of a fluorine-based or silicon-based surfactant as a component (D) based on the solid content weight. 請求項1ないし3のいずれかに記載のポジ型ホトレジスト塗布液の塗膜をガラス角基板上に形成させてなる表示素子用基材。  A base material for a display element, wherein a coating film of the positive photoresist coating solution according to any one of claims 1 to 3 is formed on a glass square substrate.
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