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JP7047652B2 - Radiation-sensitive resin compositions and their uses - Google Patents
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JP7047652B2 - Radiation-sensitive resin compositions and their uses - Google Patents

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Description

本発明は、感放射線性樹脂組成物およびその用途に関する。 The present invention relates to a radiation-sensitive resin composition and its use.

半導体素子には、一般に層間絶縁膜、スペーサー、保護膜、カラーフィルタ用のパターン化された着色膜(本明細書において「着色パターン膜」ともいう)等の硬化膜が用いられている。前記硬化膜の形成材料としては、パターン化された硬化膜(本明細書において「パターン膜」ともいう)を形成するための工程数が少なく、かつ高い表面硬度が得られることから、感放射線性樹脂組成物が広く用いられている。 As the semiconductor element, a cured film such as an interlayer insulating film, a spacer, a protective film, and a patterned colored film for a color filter (also referred to as a “colored pattern film” in the present specification) is generally used. As the material for forming the cured film, the number of steps for forming a patterned cured film (also referred to as “patterned film” in the present specification) is small, and high surface hardness can be obtained. Therefore, radiation sensitivity is obtained. Resin compositions are widely used.

感放射線性樹脂組成物としては、例えば、カルボキシ基およびエポキシ基を含む共重合体を含有する感放射線性樹脂組成物が知られている(特許文献1参照)。また、アルコキシシリル基を有するラジカル重合性モノマーと、酸性基を有するラジカル重合性モノマーとをラジカル共重合してなるポリマーを含有するポジ型感光性組成物が知られている(特許文献2参照)。 As the radiation-sensitive resin composition, for example, a radiation-sensitive resin composition containing a copolymer containing a carboxy group and an epoxy group is known (see Patent Document 1). Further, a positive photosensitive composition containing a polymer obtained by radically copolymerizing a radically polymerizable monomer having an alkoxysilyl group and a radically polymerizable monomer having an acidic group is known (see Patent Document 2). ..

特開2001-354822号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-354822 特開2013-101240号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-101240

本発明者らは、芳香環に直接結合したアルコキシシリル基を有する重合体成分と感放射線性化合物とを含有する感放射線性樹脂組成物が放射線感度に優れ、前記組成物を用いることにより解像度に優れるパターン膜を得ることができることを見出した。しかしながら、前記組成物においては、保存安定性および金属配線に対する腐食性が問題となることがある。 The present inventors have excellent radiation sensitivity in a radiation-sensitive resin composition containing a polymer component having an alkoxysilyl group directly bonded to an aromatic ring and a radiation-sensitive compound, and by using the composition, the resolution can be improved. It has been found that an excellent patterned film can be obtained. However, in the composition, storage stability and corrosiveness to metal wiring may be a problem.

本発明の課題は、放射線感度および保存安定性に優れており、解像度が高く金属配線に対する腐食性が低いパターン膜を得ることのできる感放射線性樹脂組成物、パターン膜およびその製造方法、半導体素子、ならびに表示装置を提供することにある。 The subject of the present invention is a radiation-sensitive resin composition, a pattern film and its manufacturing method, and a semiconductor device, which are excellent in radiation sensitivity and storage stability, and can obtain a pattern film having high resolution and low corrosion resistance to metal wiring. , As well as providing a display device.

本発明者らは前記課題を解決すべく鋭意検討を行った。その結果、以下の構成を有する感放射線性樹脂組成物により前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 The present inventors have made diligent studies to solve the above problems. As a result, they have found that the above-mentioned problems can be solved by a radiation-sensitive resin composition having the following constitution, and have completed the present invention.

本発明は、例えば以下の[1]~[11]に関する。
[1]同一のまたは異なる重合体中に、芳香環と当該芳香環に直接結合したアルコキシシリル基とを含む構造単位(I)、および酸性基を含む構造単位(II)を有する重合体成分(A)と、感放射線性化合物(B)と、有機溶媒(D)と、水(E)とを含有し、前記水(E)の含有量が10wtppm以上800wtppm以下であることを特徴とする感放射線性樹脂組成物。
[2]前記水(E)の含有量が550wtppm以下である前記[1]の感放射線性樹脂組成物。
[3]前記水(E)の含有量が250wtppm以下である前記[1]または[2]の感放射線性樹脂組成物。
[4]前記重合体成分(A)が、前記構造単位(I)および前記構造単位(II)から選ばれる少なくとも1種の構造単位を有する重合体と同一のまたは異なる重合体中に、架橋性基を含む構造単位(III)をさらに有する前記[1]~[3]のいずれか1項の感放射線性樹脂組成物。
[5]前記構造単位(I)が、置換又は非置換の、ベンゼン環、ナフタレン環またはアントラセン環と、当該環に直接結合した-SiR3で表される基(前記Rは、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アルキル基、アリール基、またはアルコキシ基であり;但し、前記Rの少なくとも1つは、アルコキシ基である)とを含む構造単位である前記[1]~[4]のいずれか1項の感放射線性樹脂組成物。
[6]ポジ型である前記[1]~[5]のいずれか1項の感放射線性樹脂組成物。
[7]前記[1]~[6]のいずれか1項の感放射線性樹脂組成物から形成された、パターン化された硬化膜。
[8]層間絶縁膜である前記[7]のパターン化された硬化膜。
[9]前記[1]~[6]のいずれか1項の感放射線性樹脂組成物の塗膜を基板上に形成する工程(1)と、前記塗膜の一部に放射線を照射する工程(2)と、放射線が照射された前記塗膜を現像する工程(3)と、現像された前記塗膜を加熱する工程(4)とを有する、パターン化された硬化膜の製造方法。
[10]前記[7]または[8]のパターン化された硬化膜を備える半導体素子。
[11]前記[10]の半導体素子を備える表示装置。
The present invention relates to, for example, the following [1] to [11].
[1] A polymer component having a structural unit (I) containing an aromatic ring and an alkoxysilyl group directly bonded to the aromatic ring and a structural unit (II) containing an acidic group in the same or different polymer (1). A), a radiation-sensitive compound (B), an organic solvent (D), and water (E) are contained, and the content of the water (E) is 10 wtppm or more and 800 wtppm or less. Radial resin composition.
[2] The radiation-sensitive resin composition according to the above [1], wherein the content of the water (E) is 550 wtppm or less.
[3] The radiation-sensitive resin composition according to the above [1] or [2], wherein the content of the water (E) is 250 wtppm or less.
[4] The polymer component (A) is crosslinkable in the same or different polymer as the polymer having at least one structural unit selected from the structural unit (I) and the structural unit (II). The radiation-sensitive resin composition according to any one of the above [1] to [3], which further has a structural unit (III) containing a group.
[5] The structural unit (I) is a substituted or unsubstituted benzene ring, naphthalene ring or ankoxy ring and a group represented by -SiR 3 directly bonded to the ring (the R is independently hydrogen). [1] to [4], which is a structural unit containing an atom, a halogen atom, a hydroxy group, an alkyl group, an aryl group, or an alkoxy group; however, at least one of the R is an alkoxy group). The radiation-sensitive resin composition according to any one of the above.
[6] The radiation-sensitive resin composition according to any one of the above [1] to [5], which is a positive type.
[7] A patterned cured film formed from the radiation-sensitive resin composition according to any one of the above [1] to [6].
[8] The patterned cured film of the above [7], which is an interlayer insulating film.
[9] A step (1) of forming a coating film of the radiation-sensitive resin composition according to any one of the above [1] to [6] on a substrate, and a step of irradiating a part of the coating film with radiation. A method for producing a patterned cured film, comprising (2), a step (3) of developing the coating film irradiated with radiation, and a step (4) of heating the developed coating film.
[10] A semiconductor device including the patterned cured film of the above [7] or [8].
[11] A display device including the semiconductor element of the above [10].

本発明によれば、放射線感度および保存安定性に優れており、解像度が高く金属配線に対する腐食性が低いパターン膜を得ることのできる感放射線性樹脂組成物、パターン膜およびその製造方法、半導体素子、ならびに表示装置を提供することができる。 According to the present invention, a radiation-sensitive resin composition, a pattern film and a method for manufacturing the same, and a semiconductor device capable of obtaining a patterned film having excellent radiation sensitivity and storage stability, high resolution, and low corrosiveness to metal wiring can be obtained. , As well as display devices can be provided.

以下、本発明を実施するための形態について説明する。
[感放射線性樹脂組成物]
本発明の感放射線性樹脂組成物(以下「本発明の組成物」ともいう)は、同一のまたは異なる重合体中に、芳香環と当該芳香環に直接結合したアルコキシシリル基とを含む構造単位(I)、および酸性基を含む構造単位(II)を有する重合体成分(A)と、感放射線性化合物(B)と、有機溶媒(D)と、水(E)とを含有する。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described.
[Radiation-sensitive resin composition]
The radiation-sensitive resin composition of the present invention (hereinafter, also referred to as “composition of the present invention”) is a structural unit containing an aromatic ring and an alkoxysilyl group directly bonded to the aromatic ring in the same or different polymers. It contains (I), a polymer component (A) having a structural unit (II) containing an acidic group, a radiation-sensitive compound (B), an organic solvent (D), and water (E).

<重合体成分(A)>
重合体成分(A)は、同一のまたは異なる重合体中に構造単位(I)および構造単位(II)を有する。構造単位(I)および(II)は、それぞれ、同一の重合体に含まれていてもよく、異なる重合体に含まれていてもよい。
<Polymer component (A)>
The polymer component (A) has a structural unit (I) and a structural unit (II) in the same or different polymers. The structural units (I) and (II) may be contained in the same polymer or different polymers, respectively.

《構造単位(I)》
構造単位(I)は、芳香環と、当該芳香環に直接結合したアルコキシシリル基とを含む。芳香環に直接結合したアルコキシシリル基とは、アルコキシシリル基におけるケイ素原子が芳香環の環炭素原子に結合していることを意味する。
<< Structural unit (I) >>
The structural unit (I) includes an aromatic ring and an alkoxysilyl group directly bonded to the aromatic ring. The alkoxysilyl group directly bonded to the aromatic ring means that the silicon atom in the alkoxysilyl group is bonded to the ring carbon atom of the aromatic ring.

感放射線性化合物(B)として後述する感放射線性酸発生剤を用いる場合、本発明の組成物は、構造単位(I)により、高感度のポジ型感放射線特性を発揮することができる。この理由は、以下のように推測される。構造単位(I)は、芳香環に直接結合したアルコキシシリル基を含む。本発明の組成物の塗膜に放射線を照射した際、感放射線性酸発生剤から発生する酸を触媒とした大気中または現像液中の水との加水分解反応によって、アルコキシシリル基からシラノール基(Si-OH)が生じる。シラノール基は芳香環に結合していることから、シラノール基の縮合反応が阻害され、シラノール基が安定化して存在することができる。このため、シラノール基により放射線照射領域のアルカリ現像液に対する溶解性が高まる。このように、本発明の組成物は、ポジ型感放射線特性を発揮することができる。一方、アルコキシシリル基が芳香環に直接結合していない構造の場合、形成されるシラノール基が不安定であり、シロキサンへの縮合が生じる。このため、放射線照射領域が不溶化(ネガ化)し、ポジ型感放射線特性が発揮されない。また、構造単位(I)は、芳香環を含むことにより、得られるパターン膜の耐熱性等の諸特性をより高めることができる。 When the radiation-sensitive acid generator described later is used as the radiation-sensitive compound (B), the composition of the present invention can exhibit highly sensitive positive radiation-sensitive radiation characteristics due to the structural unit (I). The reason for this is presumed as follows. The structural unit (I) comprises an alkoxysilyl group directly attached to the aromatic ring. When the coating film of the composition of the present invention is irradiated with radiation, the alkoxysilyl group to the silanol group are subjected to a hydrolysis reaction with water in the atmosphere or a developer catalyzed by an acid generated from a radiation-sensitive acid generator. (Si—OH) is generated. Since the silanol group is bound to the aromatic ring, the condensation reaction of the silanol group is inhibited, and the silanol group can be stabilized and exist. Therefore, the silanol group enhances the solubility of the irradiation region in the alkaline developer. As described above, the composition of the present invention can exhibit positive radiation-sensitive radiation characteristics. On the other hand, in the case of a structure in which the alkoxysilyl group is not directly bonded to the aromatic ring, the silanol group formed is unstable and condensation with siloxane occurs. Therefore, the irradiation region is insolubilized (negative), and the positive radiation characteristic is not exhibited. Further, by including the aromatic ring in the structural unit (I), various properties such as heat resistance of the obtained pattern film can be further enhanced.

また、感放射線性化合物(B)として後述する感放射線性塩基発生剤を用いる場合、本発明の組成物は、構造単位(I)により、高感度のネガ型感放射線特性を発揮することができる。これは、本発明の組成物の塗膜に放射線を照射した際、感放射線性塩基発生剤から発生する塩基が触媒となり、ポリシロキサンが形成されるためであると推測される。 Further, when a radiation-sensitive base generator described later is used as the radiation-sensitive compound (B), the composition of the present invention can exhibit highly sensitive negative radiation-sensitive radiation characteristics due to the structural unit (I). .. It is presumed that this is because when the coating film of the composition of the present invention is irradiated with radiation, the base generated from the radiation-sensitive base generator acts as a catalyst to form polysiloxane.

構造単位(I)は、1種の構造単位であっても、複数種の構造単位であってもよい。
アルコキシシリル基は、-SiR3で表される基が好ましい。前記Rは、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アルキル基、アリール基、またはアルコキシ基である。但し、前記Rの少なくとも1つ、好ましくは少なくとも2つ、より好ましくは3つ全てが、アルコキシ基である。構造単位(I)において、芳香環に直接結合したアルコキシシリル基数は、通常は1~9、好ましくは1~7、より好ましくは1~5、さらに好ましくは1である。
The structural unit (I) may be one kind of structural unit or a plurality of kinds of structural units.
The alkoxysilyl group is preferably a group represented by −SiR 3 . The R is independently a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxy group, an alkyl group, an aryl group, or an alkoxy group. However, at least one, preferably at least two, and more preferably all three of the R are alkoxy groups. In the structural unit (I), the number of alkoxysilyl groups directly bonded to the aromatic ring is usually 1 to 9, preferably 1 to 7, more preferably 1 to 5, and even more preferably 1.

アルコキシシリル基が直接結合した芳香環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環が挙げられ、ベンゼン環およびナフタレン環が好ましく、ベンゼン環がより好ましい。 Examples of the aromatic ring to which the alkoxysilyl group is directly bonded include a benzene ring, a naphthalene ring, and an anthracene ring, and a benzene ring and a naphthalene ring are preferable, and a benzene ring is more preferable.

前記芳香環には、前述したアルコキシシリル基以外の置換基が結合していてもよい。置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アルキル基、アルコキシ基が挙げられる。置換基は1種であっても2種以上であってもよく、ひとつでも複数であってもよい。 A substituent other than the above-mentioned alkoxysilyl group may be bonded to the aromatic ring. Examples of the substituent include a halogen atom, a hydroxy group, an alkyl group, and an alkoxy group. The substituent may be one kind, two or more kinds, and may be one or more.

以下、前記Rおよび置換基における各基を説明する。
ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子が挙げられる。
アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基が挙げられる。アルキル基の炭素数は、好ましくは1~12、より好ましくは1~6、さらに好ましくは1~3である。メチル基がより好ましい。
Hereinafter, each group in the R and the substituent will be described.
Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom and a bromine atom.
Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, an i-butyl group, a sec-butyl group and a t-butyl group. The number of carbon atoms of the alkyl group is preferably 1 to 12, more preferably 1 to 6, and even more preferably 1 to 3. Methyl groups are more preferred.

アリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基が挙げられる。アリール基の炭素数は、好ましくは6~20、より好ましくは6~10である。
アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、i-プロポキシ基が挙げられる。アルコキシ基の炭素数は、好ましくは1~6、より好ましくは1~3である。メトキシ基およびエトキシ基がより好ましく、メトキシ基がさらに好ましい。
Examples of the aryl group include a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, and a naphthyl group. The aryl group preferably has 6 to 20 carbon atoms, more preferably 6 to 10 carbon atoms.
Examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group and an i-propoxy group. The alkoxy group has preferably 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms. A methoxy group and an ethoxy group are more preferable, and a methoxy group is further preferable.

前記Rのうちアルコキシ基ではない基としては、アルキル基またはヒドロキシ基が好ましい。
-SiR3で表される基としては、具体的には、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、トリプロポキシシリル基、ジメトキシヒドロキシシリル基、ジメトキシメチルシリル基、ジエトキシエチルシリル基、メトキシジメチルシリル基が好ましい。
構造単位(I)としては、例えば、式(1)で表される構造単位が挙げられる。
As the group of R that is not an alkoxy group, an alkyl group or a hydroxy group is preferable.
-Specifically, the group represented by SiR 3 includes a trimethoxysilyl group, a triethoxysilyl group, a tripropoxysilyl group, a dimethoxyhydroxysilyl group, a dimethoxymethylsilyl group, a diethoxyethylsilyl group and a methoxydimethylsilyl group. Groups are preferred.
Examples of the structural unit (I) include a structural unit represented by the formula (1).

Figure 0007047652000001
式(1)中、RAは、水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基、シアノ基またはトリフルオロメチル基であり、好ましくは水素原子またはメチル基である。R1は、前述した、アルコキシシリル基が直接結合した芳香環であり、Xに前記芳香環が結合している。Xは、単結合または2価の有機基である。
Figure 0007047652000001
In the formula (1), RA is a hydrogen atom, a methyl group, a hydroxymethyl group, a cyano group or a trifluoromethyl group, and is preferably a hydrogen atom or a methyl group. R 1 is the above-mentioned aromatic ring to which the alkoxysilyl group is directly bonded, and the aromatic ring is bonded to X. X is a single bond or divalent organic group.

2価の有機基としては、例えば、炭素数1~20の2価の鎖状炭化水素基、炭素数3~20の2価の脂環式炭化水素基、炭素数6~20の2価の芳香族炭化水素基等の2価の炭化水素基;エステル結合(-COO-)、前記2価の炭化水素基とオキシ基(-O-)とが結合してなる基、これらの基を組み合わせた基が挙げられる。 Examples of the divalent organic group include a divalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, and a divalent organic group having 6 to 20 carbon atoms. A divalent hydrocarbon group such as an aromatic hydrocarbon group; an ester bond (-COO-), a group formed by bonding the divalent hydrocarbon group and an oxy group (-O-), and a combination of these groups. The group is mentioned.

Xとしては、単結合および-COO-*(*は、R1中の芳香環との結合位置を示す)が好ましく、単結合がより好ましい。
構造単位(I)としては、例えば、式(I-1)~(I-20)で表される構造単位が挙げられる。
As X, a single bond and -COO- * (* indicates a bond position with an aromatic ring in R 1 ) are preferable, and a single bond is more preferable.
Examples of the structural unit (I) include structural units represented by the formulas (I-1) to (I-20).

Figure 0007047652000002
式(I-1)~(I-20)中、RAは、式(1)中のRAと同義である。
Figure 0007047652000002
In formulas (I-1) to (I-20), RA is synonymous with RA in formula (1).

《構造単位(II)》
構造単位(II)は、酸性基を有する。例えば、重合体成分(A)は、構造単位(I)を有する重合体と同一のまたは異なる重合体中に、構造単位(II)を有することができる。構造単位(II)は、1種の構造単位であっても、複数種の構造単位であってもよい。構造単位(II)により、重合体成分(A)の現像液に対する溶解性を高めたり、硬化反応性を高めたりすることができる。
《Structural unit (II)》
The structural unit (II) has an acidic group. For example, the polymer component (A) can have the structural unit (II) in the same or different polymer as the polymer having the structural unit (I). The structural unit (II) may be one type of structural unit or a plurality of types of structural units. The structural unit (II) can increase the solubility of the polymer component (A) in a developing solution and enhance the curing reactivity.

酸性基の酸解離定数としては、例えば、pKa≦12が好ましく、pKa≦10がより好ましく、pKa≦8がさらに好ましい。酸性基としては、例えば、炭素原子に結合した水素原子の少なくとも一つが電子求引性基に置換されたヒドロキシアルキル基、窒素原子に結合した水素原子の少なくとも一つが電子求引性基に置換されたアミノ基、カルボキシ基、スルホ基、フェノール性水酸基、リン酸基、ホスホン酸基、ホスフィン酸基およびスルホンアミド基から選ばれる少なくとも1種が挙げられる。電子求引性基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、カルボニル基が挙げられる。酸性基としては、ヒドロキシフッ素化アルキル基、マレイミド基、カルボキシ基、スルホ基、フェノール性水酸基、リン酸基、ホスホン酸基およびホスフィン酸基から選ばれる少なくとも1種が好ましく、ヒドロキシフッ素化アルキル基、マレイミド基、カルボキシ基およびスルホ基から選ばれる少なくとも1種がより好ましい。前記酸解離定数は、構造単位(II)を与える単量体における酸性基の25℃、H2O(水)中の酸解離定数として測定することができる。 As the acid dissociation constant of the acidic group, for example, pKa ≦ 12 is preferable, pKa ≦ 10 is more preferable, and pKa ≦ 8 is further preferable. As the acidic group, for example, at least one of the hydrogen atoms bonded to the carbon atom is substituted with an electron-attracting group, and at least one of the hydrogen atoms bonded to the nitrogen atom is substituted with an electron-attracting group. At least one selected from an amino group, a carboxy group, a sulfo group, a phenolic hydroxyl group, a phosphoric acid group, a phosphonic acid group, a phosphinic acid group and a sulfonamide group can be mentioned. Examples of the electron-withdrawing group include halogen atoms such as a fluorine atom and a chlorine atom, a nitro group, a cyano group, and a carbonyl group. As the acidic group, at least one selected from a hydroxyfluorinated alkyl group, a maleimide group, a carboxy group, a sulfo group, a phenolic hydroxyl group, a phosphoric acid group, a phosphonic acid group and a phosphinic acid group is preferable, and a hydroxyfluorinated alkyl group, At least one selected from a maleimide group, a carboxy group and a sulfo group is more preferable. The acid dissociation constant can be measured as the acid dissociation constant of the acidic group in the monomer giving the structural unit (II) at 25 ° C. in H2O (water).

ヒドロキシフッ素化アルキル基としては、式(2):-C(R2)(R3)OHで表される基が好ましい。前記式中、R2は、フッ素原子または炭素数1~4のフッ素化アルキル基である。R3は、水素原子、フッ素原子、炭素数1~4のアルキル基または炭素数1~4のフッ素化アルキル基である。前記基は、特に良好な現像性や、後述する構造単位(III)中の架橋性基との良好な架橋反応性を発揮することができる。 As the hydroxyfluorinated alkyl group, a group represented by the formula (2): —C (R 2 ) (R 3 ) OH is preferable. In the above formula, R 2 is a fluorine atom or a fluorinated alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. R 3 is a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a fluorinated alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. The group can exhibit particularly good developability and good crosslinkability with a crosslinkable group in the structural unit (III) described later.

炭素数1~4のフッ素化アルキル基としては、例えば、ジフルオロメチル基、2,2-ジフルオロエチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基、2,2,3,3-テトラフルオロプロピル基、パーフルオロエチルメチル基、2,2,3,3,4,4-ヘキサフルオロブチル基;トリフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロブチル基等のパーフルオロアルキル基が挙げられる。 Examples of the fluorinated alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include a difluoromethyl group, a 2,2-difluoroethyl group, a 2,2,2-trifluoroethyl group and a 2,2,3,3-tetrafluoropropyl group. , Perfluoroethylmethyl group, 2,2,3,3,4,4-hexafluorobutyl group; perfluoroalkyl groups such as trifluoromethyl group, perfluoroethyl group, perfluoropropyl group, perfluorobutyl group Can be mentioned.

炭素数1~4のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基が挙げられる。 Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, an i-butyl group, a sec-butyl group and a t-butyl group. Be done.

2としては、炭素数1~4のフッ素化アルキル基が好ましく、パーフルオロアルキル基がより好ましく、トリフルオロメチル基がさらに好ましい。R3としては、水素原子、フッ素原子および炭素数1~4のフッ素化アルキル基が好ましく、水素原子および前記フッ素化アルキル基がより好ましく、前記フッ素化アルキル基がさらに好ましく、パーフルオロアルキル基がとりわけ好ましく、トリフルオロメチル基が特に好ましい。このような態様であると、好適な酸性基となるため良好な架橋反応が生じ、耐薬品性等の得られるパターン膜の諸特性をさらに高めることができる。ヒドロキシフッ素化アルキル基含有モノマーとしては、例えば、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2-(4-ビニルフェニル)-プロパン-2-オールが挙げられる。 As R 2 , a fluorinated alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is preferable, a perfluoroalkyl group is more preferable, and a trifluoromethyl group is further preferable. As R 3 , a hydrogen atom, a fluorine atom and a fluorinated alkyl group having 1 to 4 carbon atoms are preferable, a hydrogen atom and the fluorinated alkyl group are more preferable, the fluorinated alkyl group is further preferable, and a perfluoroalkyl group is preferable. Particularly preferred, a trifluoromethyl group is particularly preferred. In such an embodiment, since it becomes a suitable acidic group, a good cross-linking reaction occurs, and various properties of the obtained pattern film such as chemical resistance can be further enhanced. Examples of the hydroxyfluorinated alkyl group-containing monomer include 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2- (4-vinylphenyl) -propane-2-ol.

構造単位(II)としては、例えば、不飽和カルボン酸に由来する構造単位、マレイミドに由来する構造単位、ビニルスルホン酸に由来する構造単位が挙げられる。
前記不飽和カルボン酸としては、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、α-クロロアクリル酸、ケイ皮酸等の不飽和モノカルボン酸;マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸、フマル酸、メサコン酸等の不飽和ジカルボン酸;コハク酸モノ[2-(メタ)アクリロイルオキシエチル]、フタル酸モノ[2-(メタ)アクリロイルオキシエチル]等の2価以上の多価カルボン酸のモノ[(メタ)アクリロイルオキシアルキル]エステルが挙げられ、好ましくは不飽和モノカルボン酸、より好ましくは(メタ)アクリル酸である。
Examples of the structural unit (II) include a structural unit derived from an unsaturated carboxylic acid, a structural unit derived from maleimide, and a structural unit derived from vinyl sulfonic acid.
Examples of the unsaturated carboxylic acid include unsaturated monocarboxylic acids such as (meth) acrylic acid, crotonic acid, α-chloroacrylic acid, and silicic acid; maleic acid, itaconic acid, citraconic acid, fumaric acid, and mesaconic acid. Unsaturated dicarboxylic acids such as mono [2- (meth) acryloyloxyethyl] monosuccinate, mono [(meth) acryloyloxyethyl] and other polyvalent carboxylic acids with divalent or higher valence such as mono [2- (meth) acryloyloxyethyl] Acryloyloxyalkyl] esters are preferred, preferably unsaturated monocarboxylic acids, more preferably (meth) acrylic acids.

一実施態様において、アルカリ現像性の観点から、前記不飽和カルボン酸は、芳香環を有しない不飽和カルボン酸であることが好ましく、すなわち、例えば4-ビニル安息香酸および4-ビニルフェニルプロピオン酸等の芳香族不飽和カルボン酸ではないことが好ましい。芳香族不飽和カルボン酸の場合、構造単位(I)と構造単位(II)とでπ-πスタッキング現象が生じ、アルカリ現像性が発現しにくくなることがある。 In one embodiment, from the viewpoint of alkali developability, the unsaturated carboxylic acid is preferably an unsaturated carboxylic acid having no aromatic ring, that is, for example, 4-vinylbenzoic acid and 4-vinylphenylpropionic acid. It is preferably not an aromatic unsaturated carboxylic acid. In the case of an aromatic unsaturated carboxylic acid, a π-π stacking phenomenon may occur in the structural unit (I) and the structural unit (II), making it difficult to develop alkali developability.

《構造単位(III)》
重合体成分(A)は、架橋性基を含む構造単位(III)をさらに有することが好ましい。例えば、重合体成分(A)は、構造単位(I)および/または(II)を有する重合体と同一のまたは異なる重合体中に、構造単位(III)を有することができる。構造単位(III)は、1種の構造単位であっても、複数種の構造単位であってもよい。構造単位(III)により、硬化反応性や得られるパターン膜の耐熱性を高めることができる。
<< Structural unit (III) >>
The polymer component (A) preferably further has a structural unit (III) containing a crosslinkable group. For example, the polymer component (A) can have the structural unit (III) in the same or different polymer as the polymer having the structural units (I) and / or (II). The structural unit (III) may be one type of structural unit or a plurality of types of structural units. The structural unit (III) can enhance the curing reactivity and the heat resistance of the obtained pattern film.

架橋性基とは、アルコキシシリル基および酸性基以外の基であって、例えば加熱条件下において同種の基同士(例えばエポキシ基同士)で反応して共有結合を形成することができる基をいう。架橋性基としては、例えば、オキシラニル基(1,2-エポキシ構造)、オキセタニル基(1,3-エポキシ構造)等のエポキシ基、環状カーボネート基、メチロール基、(メタ)アクリロイル基、ビニル基が挙げられる。これらの中でも、オキシラニル基、オキセタニル基およびメチロール基が好ましく、オキシラニル基およびオキセタニル基がより好ましく、オキシラニル基がさらに好ましい。 The crosslinkable group is a group other than the alkoxysilyl group and the acidic group, and refers to a group capable of reacting with each other (for example, epoxy groups) of the same type under heating conditions to form a covalent bond. Examples of the crosslinkable group include an epoxy group such as an oxylanyl group (1,2-epoxy structure) and an oxetanyl group (1,3-epoxy structure), a cyclic carbonate group, a methylol group, a (meth) acryloyl group, and a vinyl group. Can be mentioned. Among these, an oxylanyl group, an oxetanyl group and a methylol group are preferable, an oxylanyl group and an oxetanyl group are more preferable, and an oxylanyl group is further preferable.

オキシラニル基を含む構造単位(III)としては、例えば、式(III-1)~(III-7)、(III-18)で表される構造単位が挙げられる。オキセタニル基を含む構造単位(III)としては、例えば、式(III-8)~(III-11)で表される構造単位が挙げられる。環状カーボネート基を含む構造単位(III)としては、例えば、下記式(III-12)~(III-16)で表される構造単位が挙げられる。メチロール基を含む構造単位(III)としては、例えば、式(III-17)で表される構造単位が挙げられる。 Examples of the structural unit (III) containing an oxylanyl group include structural units represented by the formulas (III-1) to (III-7) and (III-18). Examples of the structural unit (III) containing an oxetanyl group include structural units represented by the formulas (III-8) to (III-11). Examples of the structural unit (III) containing a cyclic carbonate group include structural units represented by the following formulas (III-12) to (III-16). Examples of the structural unit (III) containing a methylol group include structural units represented by the formula (III-17).

Figure 0007047652000003
式(III-1)~(III-18)中、RCは、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基である。
Figure 0007047652000003
In formulas (III-1) to (III-18), RC is a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.

(メタ)アクリロイル基を含む構造単位(III)としては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレンジ(メタ)アクリレート、トリプロピレンジ(メタ)アクリレート、1,3-ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート等のジ(メタ)アクリレート化合物;トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート等のトリ(メタ)アクリレート化合物;ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等のテトラ(メタ)アクリレート化合物;ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等のペンタ(メタ)アクリレート化合物等の単量体に由来する構造単位が挙げられる。 Examples of the structural unit (III) containing the (meth) acryloyl group include ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, and dipropylene di. (Meta) acrylate, tripropylene di (meth) acrylate, 1,3-butylene glycol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, neo Di (meth) acrylate compounds such as pentyl glycol di (meth) acrylate and tripropylene glycol diacrylate; tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate tri (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri ( Tri (meth) acrylate compounds such as meta) acrylate; Tetra (meth) acrylate compounds such as pentaerythritol tetra (meth) acrylate; Dipentaerythritol For monomers such as penta (meth) acrylate compounds such as penta (meth) acrylate The structural unit from which it is derived can be mentioned.

(メタ)アクリロイル基またはビニル基を含む構造単位(III)としては、例えば、カルボキシ基を含む構造単位にエポキシ基含有不飽和化合物を反応させて得られる構造単位、エポキシ基を含む構造単位に(メタ)アクリル酸を反応させて得られる構造単位、ヒドロキシ基を含む構造単位にイソシアネート基を含む(メタ)アクリル酸エステルまたはビニル化合物を反応させて得られる構造単位、酸無水物を含む構造単位に(メタ)アクリル酸を反応させて得られる構造単位も挙げられる。 The structural unit (III) containing a (meth) acrylic group or a vinyl group includes, for example, a structural unit obtained by reacting a structural unit containing a carboxy group with an unsaturated compound containing an epoxy group, and a structural unit containing an epoxy group (meth). Meta) A structural unit obtained by reacting acrylic acid, a structural unit containing an isocyanate group in a structural unit containing a hydroxy group, a structural unit obtained by reacting a (meth) acrylic acid ester or a vinyl compound, and a structural unit containing an acid anhydride. A structural unit obtained by reacting (meth) acrylic acid can also be mentioned.

《構造単位(IV)》
重合体成分(A)は、構造単位(I)~(III)以外の構造単位(IV)をさらに有してもよい。例えば、重合体成分(A)は、構造単位(I)~(III)のいずれか一つ以上を有する重合体と同一のまたは異なる重合体中に、構造単位(IV)を有することができる。構造単位(IV)は、1種の構造単位であっても、複数種の構造単位であってもよい。構造単位(IV)により、重合体成分(A)のガラス転移温度を調整し、熱硬化時のメルトフロー性や得られるパターン膜の機械的強度、耐薬品性を向上させることができる。
<< Structural unit (IV) >>
The polymer component (A) may further have a structural unit (IV) other than the structural units (I) to (III). For example, the polymer component (A) can have the structural unit (IV) in the same or different polymer as the polymer having any one or more of the structural units (I) to (III). The structural unit (IV) may be one type of structural unit or a plurality of types of structural unit. The structural unit (IV) can adjust the glass transition temperature of the polymer component (A) to improve the melt flow property at the time of thermosetting, the mechanical strength of the obtained pattern film, and the chemical resistance.

構造単位(IV)を与える単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸鎖状アルキルエステル、(メタ)アクリル酸脂環含有エステル、(メタ)アクリル酸アリールエステル、N-置換マレイミド化合物、不飽和ジカルボン酸ジエステル、不飽和芳香族化合物が挙げられ、その他、ビシクロ不飽和化合物、テトラヒドロフラン骨格、フラン骨格、テトラヒドロピラン骨格またはピラン骨格を有する不飽和化合物、その他の不飽和化合物を挙げることもできる。 Examples of the monomer giving the structural unit (IV) include (meth) acrylic acid chain alkyl ester, (meth) acrylic acid alicyclic-containing ester, (meth) acrylic acid aryl ester, N-substituted maleimide compound, and unsaturated. Examples thereof include saturated dicarboxylic acid diesters and unsaturated aromatic compounds, and other examples include bicyclounsaturated compounds, isocyanate skeletons, furan skeletons, unsaturated compounds having a tetrahydropyran skeleton or pyran skeleton, and other unsaturated compounds.

(メタ)アクリル酸鎖状アルキルエステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸sec-ブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸n-ラウリル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸n-ステアリルが挙げられる。 Examples of the (meth) acrylic acid chain alkyl ester include methyl (meth) acrylic acid, ethyl (meth) acrylic acid, n-butyl (meth) acrylic acid, sec-butyl (meth) acrylic acid, and (meth) acrylic. Examples thereof include t-butyl acid acid, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, isodecyl (meth) acrylate, n-lauryl (meth) acrylate, tridecyl (meth) acrylate, and n-stearyl (meth) acrylate.

(メタ)アクリル酸脂環含有エステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸2-メチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン-8-イル、(メタ)アクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン-8-イルオキシエチル、(メタ)アクリル酸イソボロニルが挙げられる。 Examples of the (meth) acrylic acid alicyclic-containing ester include (meth) acrylic acid cyclohexyl, (meth) acrylic acid 2-methylcyclohexyl, and (meth) acrylic acid tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane. -8-yl, tricyclo (meth) acrylate [5.2.1.0 2,6 ] decane-8-yloxyethyl, isoboronyl (meth) acrylate can be mentioned.

(メタ)アクリル酸アリールエステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ベンジルが挙げられる。
N-置換マレイミド化合物としては、例えば、N-メチルマレイミド、N-エチルマレイミド、N-tert-ブチルマレイミド等のN-アルキル基置換マレイミド;N-シクロヘキシルマレイミド等のN-シクロアルキル基置換マレイミド;N-フェニルマレイミド、N-ベンジルマレイミド、N-(9-アクリジニル)マレイミド、N-ヒドロキシフェニルマレイミド等のN-芳香環含有基置換マレイミドが挙げられる。
Examples of the (meth) acrylic acid aryl ester include (meth) acrylic acid phenyl and (meth) acrylic acid benzyl.
Examples of the N-substituted maleimide compound include N-alkyl group-substituted maleimides such as N-methylmaleimide, N-ethylmaleimide, and N-tert-butylmaleimide; and N-cycloalkyl group-substituted maleimides such as N-cyclohexylmaleimide; N. Examples thereof include N-aromatic ring-containing group-substituted maleimides such as -phenylmaleimide, N-benzylmaleimide, N- (9-acridinyl) maleimide, and N-hydroxyphenylmaleimide.

不飽和ジカルボン酸ジエステルとしては、例えば、マレイン酸ジエチル、フマル酸ジエチル、イタコン酸ジエチルが挙げられる。不飽和芳香族化合物としては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン、p-メトキシスチレン、α-メチル-p-ヒドロキシスチレンが挙げられる。その他の不飽和化合物としては、例えば、(メタ)アクリロニトリル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、(メタ)アクリルアミド、酢酸ビニルが挙げられる。 Examples of unsaturated dicarboxylic acid diesters include diethyl maleate, diethyl fumarate, and diethyl itaconic acid. Examples of unsaturated aromatic compounds include styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, p-methoxystyrene, and α-methyl-p-hydroxystyrene. Other unsaturated compounds include, for example, (meth) acrylonitrile, vinyl chloride, vinylidene chloride, (meth) acrylamide, vinyl acetate.

これらの中でも、構造単位(IV)としては、(メタ)アクリル酸鎖状アルキルエステル、(メタ)アクリル酸脂環含有エステル、N-置換マレイミド化合物、および不飽和芳香族化合物に由来する構造単位が好ましい。 Among these, the structural unit (IV) includes a (meth) acrylic acid chain alkyl ester, a (meth) acrylic acid alicyclic-containing ester, an N-substituted maleimide compound, and a structural unit derived from an unsaturated aromatic compound. preferable.

《各構造単位の含有割合》
重合体成分(A)における全構造単位に対する構造単位(I)の含有割合の下限としては、10質量%が好ましく、20質量%がより好ましく、25質量%がさらに好ましい。一方、この上限としては、80質量%が好ましく、70質量%がより好ましく、60質量%がさらに好ましい。このような態様であると、本発明の組成物は、より良好な感放射線特性を発揮しつつ、得られるパターン膜の耐熱性をより向上させることができる。
<< Content ratio of each structural unit >>
The lower limit of the content ratio of the structural unit (I) to the total structural units in the polymer component (A) is preferably 10% by mass, more preferably 20% by mass, still more preferably 25% by mass. On the other hand, as the upper limit, 80% by mass is preferable, 70% by mass is more preferable, and 60% by mass is further preferable. In such an embodiment, the composition of the present invention can further improve the heat resistance of the obtained pattern film while exhibiting better radiation-sensitive characteristics.

重合体成分(A)における全構造単位に対する構造単位(II)の含有割合の下限としては、3質量%が好ましく、5質量%がより好ましく、7質量%がさらに好ましく;この上限としては、50質量%が好ましく、40質量%がより好ましく、30質量%がさらに好ましい。このような態様であると、本発明の組成物は、より良好な感放射線特性を発揮しつつ、得られるパターン膜の諸特性等をより向上させることができる。 The lower limit of the content ratio of the structural unit (II) to the total structural units in the polymer component (A) is preferably 3% by mass, more preferably 5% by mass, still more preferably 7% by mass; the upper limit is 50. It is preferably by mass, more preferably 40% by mass, still more preferably 30% by mass. In such an aspect, the composition of the present invention can further improve various characteristics of the obtained pattern film while exhibiting better radiation-sensitive characteristics.

重合体成分(A)が構造単位(III)を有する場合、重合体成分(A)における全構造単位に対する構造単位(III)の含有割合の下限としては、5質量%が好ましく、10質量%がより好ましく、20質量%がさらに好ましく;この上限としては、70質量%が好ましく、60質量%がより好ましい。このような態様であると、本発明の組成物は、感放射線性特性や、得られるパターン膜の諸特性をよりバランスよく高めることができる。 When the polymer component (A) has a structural unit (III), the lower limit of the content ratio of the structural unit (III) to all the structural units in the polymer component (A) is preferably 5% by mass, preferably 10% by mass. More preferably, 20% by mass is even more preferable; as the upper limit thereof, 70% by mass is preferable, and 60% by mass is more preferable. In such an embodiment, the composition of the present invention can enhance the radiation-sensitive properties and various properties of the obtained pattern film in a more balanced manner.

重合体成分(A)が構造単位(IV)を有する場合、重合体成分(A)における全構造単位に対する構造単位(IV)の含有割合の下限としては、5質量%が好ましく、10質量%がより好ましく;この上限としては、50質量%が好ましく、40質量%がより好ましい。このような態様であると、耐薬品性等を効果的に向上させることができる。 When the polymer component (A) has a structural unit (IV), the lower limit of the content ratio of the structural unit (IV) to all the structural units in the polymer component (A) is preferably 5% by mass, preferably 10% by mass. More preferably; as the upper limit, 50% by mass is preferable, and 40% by mass is more preferable. In such an embodiment, chemical resistance and the like can be effectively improved.

重合体成分(A)は、例えば、NMR分析により測定した各構造単位の含有量が上記要件を満たす限り、1種の重合体からなってもよく、2種以上の重合体からなってもよい。2種以上の重合体からなる場合(ブレンド物)は、ブレンド物全体に対する各構造単位の含有割合(測定値)が上記要件を満たしていればよい。 The polymer component (A) may be composed of one kind of polymer or two or more kinds of polymers as long as the content of each structural unit measured by NMR analysis satisfies the above requirements. .. In the case of two or more kinds of polymers (blended product), the content ratio (measured value) of each structural unit to the entire blended product may satisfy the above requirements.

重合体成分(A)としては、例えば、構造単位(I)および(II)を有する共重合体、構造単位(I)を有する重合体と構造単位(II)を有する重合体との混合物、構造単位(I)、(II)および(III)を有する共重合体、構造単位(I)および(II)を有する共重合体と構造単位(III)を有する重合体との混合物、構造単位(I)を有する重合体と構造単位(II)および(III)を有する重合体との混合物、構造単位(I)を有する重合体と構造単位(II)を有する重合体と構造単位(III)を有する重合体との混合物が挙げられる。前記の重合体または共重合体は、さらに構造単位(IV)を有してもよい。
なお、構造単位(I)および(II)を有する共重合体というときは、同一の重合体が構造単位(I)および(II)を有することを意味する。その他の共重合体についても同様である。
Examples of the polymer component (A) include a copolymer having structural units (I) and (II), a mixture of a polymer having structural unit (I) and a polymer having structural unit (II), and a structure. Polymers having units (I), (II) and (III), mixtures of polymers having structural units (I) and (II) and polymers having structural unit (III), structural units (I) ) And a mixture of the polymer having the structural unit (II) and (III), the polymer having the structural unit (I), the polymer having the structural unit (II), and the structural unit (III). Examples include a mixture with a polymer. The polymer or copolymer may further have a structural unit (IV).
The copolymer having structural units (I) and (II) means that the same polymer has structural units (I) and (II). The same applies to other copolymers.

また、構造単位(I)および(II)を有する共重合体と、構造単位(II)および(III)を有する共重合体との混合物など、異なる重合体中に、同種の構造単位が含まれるものであってもよい。前記の共重合体は、さらに構造単位(IV)を有してもよい。 Also, different polymers include homologous structural units, such as mixtures of copolymers with structural units (I) and (II) and copolymers with structural units (II) and (III). It may be a thing. The copolymer may further have a structural unit (IV).

重合体成分(A)としては、構造単位(I)および(II)を有する共重合体が好ましく、構造単位(I)、(II)および(III)を有する共重合体がより好ましく、構造単位(I)、(II)、(III)および(IV)を有する共重合体がさらに好ましい。また、保存安定性の観点からは、構造単位(I)および(II)を有する共重合体の方が、構造単位(I)を有する重合体と構造単位(II)を有する重合体との混合物よりも好ましい。その他の混合物の場合も、保存安定性の観点からは、対応する構造単位を有する共重合体の方が当該混合物よりも好ましい。 As the polymer component (A), a copolymer having structural units (I) and (II) is preferable, and a copolymer having structural units (I), (II) and (III) is more preferable, and structural units. Copolymers having (I), (II), (III) and (IV) are more preferred. Further, from the viewpoint of storage stability, the copolymer having the structural units (I) and (II) is a mixture of the polymer having the structural unit (I) and the polymer having the structural unit (II). Is preferable. In the case of other mixtures as well, from the viewpoint of storage stability, a copolymer having a corresponding structural unit is preferable to the mixture.

《重合体成分(A)の合成方法》
重合体成分(A)は、例えば所定の各構造単位に対応する単量体を、ラジカル重合開始剤を使用し、適当な重合溶媒中で重合することにより製造できる。なお、通常、重合の際の各単量体の配合比は、得られる重合体成分(A)において、対応する構造単位の含有割合と一致する。また、重合体成分(A)としては、複数種の重合体をそれぞれ合成し、その後、これらの複数種の重合体を混合して用いることもできる。
<< Method for synthesizing polymer component (A) >>
The polymer component (A) can be produced, for example, by polymerizing a monomer corresponding to each predetermined structural unit in an appropriate polymerization solvent using a radical polymerization initiator. In general, the compounding ratio of each monomer at the time of polymerization is the same as the content ratio of the corresponding structural unit in the obtained polymer component (A). Further, as the polymer component (A), a plurality of types of polymers may be synthesized, and then the plurality of types of polymers may be mixed and used.

重合温度は、通常は30~180℃とすることができる。
重合時間は、通常は30分~8時間である。
ラジカル重合開始剤としては、例えば、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、2,2'-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2'-アゾビス(2-シクロプロピルプロピオニトリル)、2,2'-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2'-アゾビス(2-メチルプロピオニトリル)が挙げられる。ラジカル重合開始剤は、単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
The polymerization temperature can usually be 30 to 180 ° C.
The polymerization time is usually 30 minutes to 8 hours.
Examples of the radical polymerization initiator include azobisisobutyronitrile (AIBN), 2,2'-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), and 2,2'-azobis (2-cyclopropyl). Propionitrile), 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis (2-methylpropionitrile). The radical polymerization initiator can be used alone or in combination of two or more.

重合溶媒としては、例えば、後述する有機溶媒(D)として列挙した有機溶媒が挙げられる。重合溶媒は、単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
重合溶媒が調製される感放射線性樹脂組成物中の有機溶媒(D)と同じ場合、上記重合で得られた重合体溶液をそのまま用いたり、得られた重合体溶液に有機溶媒(D)を追加したりすることで、感放射線性樹脂組成物の調製に供してもよい。この場合、得られる組成物中の水(E)の含有量を低減するために、重合溶媒として後述する方法を用いて乾燥させた有機溶媒を用いることもできる。
Examples of the polymerization solvent include the organic solvents listed as the organic solvent (D) described later. The polymerization solvent can be used alone or in combination of two or more.
When the same as the organic solvent (D) in the radiation-sensitive resin composition in which the polymerization solvent is prepared, the polymer solution obtained by the above polymerization can be used as it is, or the organic solvent (D) can be added to the obtained polymer solution. By adding it, it may be used for preparing a radiation-sensitive resin composition. In this case, in order to reduce the content of water (E) in the obtained composition, an organic solvent dried by a method described later can also be used as the polymerization solvent.

《重合体成分(A)の物性、含有割合》
重合体成分(A)のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法によるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、1,000~30,000が好ましい。また、重合体成分(A)のMwとGPC法によるポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)は、1~3が好ましい。
<< Physical characteristics and content ratio of polymer component (A) >>
The polystyrene-equivalent weight average molecular weight (Mw) of the polymer component (A) by the gel permeation chromatography (GPC) method is preferably 1,000 to 30,000. The ratio (Mw / Mn) of the Mw of the polymer component (A) to the polystyrene-equivalent number average molecular weight (Mn) by the GPC method is preferably 1 to 3.

本発明の組成物の全固形分に占める重合体成分(A)の含有量の下限は、50質量%が好ましく、70質量%がより好ましく、90質量%がさらに好ましく;この上限は、99質量%が好ましく、97質量%がより好ましい。このような態様であると、本発明の組成物は感放射線性特性や得られるパターン膜の諸特性(例:解像度)をより効果的に高めることができる。なお、全固形分とは、有機溶媒(D)および水(E)以外の全成分をいう。 The lower limit of the content of the polymer component (A) in the total solid content of the composition of the present invention is preferably 50% by mass, more preferably 70% by mass, still more preferably 90% by mass; the upper limit is 99% by mass. % Is preferable, and 97% by mass is more preferable. In such an embodiment, the composition of the present invention can more effectively enhance the radiation-sensitive properties and various properties (eg, resolution) of the obtained pattern film. The total solid content refers to all components other than the organic solvent (D) and water (E).

<感放射線性化合物(B)>
感放射線性化合物(B)(以下「成分(B)」ともいう)としては、例えば、放射線照射を含む処理によって酸を発生する化合物である感放射線性酸発生剤、放射線照射を含む処理によって塩基を発生する化合物である感放射線性塩基発生剤が挙げられ、前記酸発生剤が好ましい。放射線としては、例えば、紫外線、遠紫外線、可視光線、X線、電子線が挙げられる。前記処理としては、成分(B)の種類によっては放射線照射のみでよく、また水接触処理が必要な場合もある。
<Radiation-sensitive compound (B)>
The radiation-sensitive compound (B) (hereinafter, also referred to as “component (B)”) includes, for example, a radiation-sensitive acid generator which is a compound that generates an acid by a treatment including irradiation, and a base by a treatment including irradiation. Examples thereof include a radiation-sensitive base generator which is a compound that generates the above-mentioned acid generator. Examples of radiation include ultraviolet rays, far ultraviolet rays, visible rays, X-rays, and electron beams. As the treatment, depending on the type of the component (B), only irradiation may be sufficient, and water contact treatment may be required.

本発明の組成物から形成される塗膜に対する放射線照射処理等によって、成分(B)に基づき照射部に酸または塩基が発生し、この酸または塩基の作用に基づき重合体成分(A)のアルカリ現像液への溶解性が変わる。 By irradiation treatment or the like on the coating film formed from the composition of the present invention, an acid or a base is generated in the irradiated portion based on the component (B), and the alkali of the polymer component (A) is generated based on the action of the acid or the base. Solubility in developer changes.

感放射線性酸発生剤としては、例えば、オキシムスルホネート化合物、オニウム塩、スルホンイミド化合物、ハロゲン含有化合物、ジアゾメタン化合物、スルホン化合物、スルホン酸エステル化合物、カルボン酸エステル化合物、キノンジアジド化合物が挙げられる。 Examples of the radiation-sensitive acid generator include an oxime sulfonate compound, an onium salt, a sulfonimide compound, a halogen-containing compound, a diazomethane compound, a sulfone compound, a sulfonic acid ester compound, a carboxylic acid ester compound, and a quinonediazide compound.

オキシムスルホネート化合物、オニウム塩、スルホンイミド化合物、ハロゲン含有化合物、ジアゾメタン化合物、スルホン化合物、スルホン酸エステル化合物およびカルボン酸エステル化合物の具体例としては、例えば、特開2014-157252号公報の段落[0078]~[0106]や国際公開第2016/124493号に記載された化合物が挙げられ、これらの酸発生剤は本明細書に記載されているものとする。また、これらの酸発生剤とキノンジアジド化合物とを併用することもできる。 Specific examples of the oxime sulfonate compound, onium salt, sulfonimide compound, halogen-containing compound, diazomethane compound, sulfone compound, sulfonic acid ester compound and carboxylic acid ester compound include, for example, paragraph [0078] of JP-A-2014-157252. ~ [0106] and the compounds described in International Publication No. 2016/124943 are mentioned, and these acid generators are assumed to be described in the present specification. In addition, these acid generators can also be used in combination with a quinonediazide compound.

オキシムスルホネート化合物について例示すると、例えば、(5-プロピルスルホニルオキシイミノ-5H-チオフェン-2-イリデン)-(2-メチルフェニル)アセトニトリル、(5-オクチルスルホニルオキシイミノ-5H-チオフェン-2-イリデン)-(2-メチルフェニル)アセトニトリル、(カンファースルホニルオキシイミノ-5H-チオフェン-2-イリデン)-(2-メチルフェニル)アセトニトリル、(5-p-トルエンスルホニルオキシイミノ-5H-チオフェン-2-イリデン)-(2-メチルフェニル)アセトニトリル、(2-[2-(4-メチルフェニルスルホニルオキシイミノ)]-2,3-ジヒドロチオフェン-3-イリデン]-2-(2-メチルフェニル)アセトニトリル)、2-(オクチルスルホニルオキシイミノ)-2-(4-メトキシフェニル)アセトニトリルが挙げられる。
具体例としては、BASF社製のIrgacure PAG121が挙げられる。
Examples of the oxime sulfonate compound include, for example, (5-propylsulfonyloxyimino-5H-thiophen-2-iriden)-(2-methylphenyl) acetonitrile, (5-octylsulfonyloxyimino-5H-thiophen-2-iriden). -(2-Methylphenyl) acetonitrile, (Camfersulfonyloxyimino-5H-thiophen-2-iriden)-(2-Methylphenyl) acetonitrile, (5-p-toluenesulfonyloxyimino-5H-thiophen-2-iriden) -(2-Methylphenyl) acetonitrile, (2- [2- (4-methylphenylsulfonyloxyimine)]-2,3-dihydrothiophene-3-iriden] -2- (2-methylphenyl) acetonitrile), 2 -(Octylsulfonyloxyimino) -2- (4-methoxyphenyl) acetonitrile can be mentioned.
Specific examples include the Irgacure PAG 121 manufactured by BASF.

スルホンイミド化合物について例示すると、例えば、N-(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N-(カンファスルホニルオキシ)スクシンイミド、N-(4-メチルフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N-(2-トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N-(4-フルオロフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N-(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)フタルイミド、N-(カンファスルホニルオキシ)フタルイミド、N-(2-トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)フタルイミド、N-(2-フルオロフェニルスルホニルオキシ)フタルイミド、N-(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N-(カンファスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、4-メチルフェニルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、トリフルオロメタンスルホン酸-1,8-ナフタルイミドが挙げられる。 Examples of sulfonimide compounds include, for example, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) succinimide, N- (kanfasulfonyloxy) succinimide, N- (4-methylphenylsulfonyloxy) succinimide, N- (2-trifluoromethylphenyl). Sulfonyloxy) Sulfonylimide, N- (4-fluorophenylsulfonyloxy) Sulfonylimide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) phthalimide, N- (kanfasulfonyloxy) phthalimide, N- (2-trifluoromethylphenylsulfonyloxy) phthalimide , N- (2-Fluorophenylsulfonyloxy) phthalimide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) diphenylmaleimide, N- (kanfasulfonyloxy) diphenylmaleimide, 4-methylphenylsulfonyloxy) diphenylmaleimide, trifluoromethanesulfonic acid- Examples include 1,8-naphthalimide.

キノンジアジド化合物としては、例えば、ナフトキノンジアジド化合物が挙げられ、フェノール性水酸基を1つ以上有する化合物と、1,2-ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドまたは1,2-ナフトキノンジアジドスルホン酸アミドとの縮合物である。 Examples of the quinone diazide compound include a naphthoquinone diazide compound, which is a condensate of a compound having one or more phenolic hydroxyl groups and a 1,2-naphthoquinone diazide sulfonic acid halide or a 1,2-naphthoquinone diazido sulfonic acid amide. ..

フェノール性水酸基を1つ以上有する化合物の具体例としては、例えば、特開2014-186300号公報の段落[0065]~[0070]に記載された化合物が挙げられ、これらの化合物は本明細書に記載されているものとする。1,2-ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドとしては、1,2-ナフトキノンジアジドスルホン酸クロリドが好ましく、1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホン酸クロリド、1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸クロリドがより好ましい。1,2-ナフトキノンジアジドスルホン酸アミドとしては、2,3,4-トリアミノベンゾフェノン-1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホン酸アミドが好ましい。 Specific examples of the compound having one or more phenolic hydroxyl groups include the compounds described in paragraphs [0065] to [0070] of JP-A-2014-186300, and these compounds are described in the present specification. It shall be stated. As the 1,2-naphthoquinone diazide sulfonic acid halide, 1,2-naphthoquinone diazide sulfonic acid chloride is preferable, and 1,2-naphthoquinone diazide-4-sulfonic acid chloride and 1,2-naphthoquinone diazide-5-sulfonic acid chloride are preferable. More preferred. As the 1,2-naphthoquinone diazide sulfonic acid amide, 2,3,4-triaminobenzophenone-1,2-naphthoquinone diazide-4-sulfonic acid amide is preferable.

キノンジアジド化合物の具体例としては、例えば、4,4'-ジヒドロキシジフェニルメタン、2,3,4,2',4'-ペンタヒドロキシベンゾフェノン、トリ(p-ヒドロキシフェニル)メタン、1,1,1-トリ(p-ヒドロキシフェニル)エタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-フェニルエタン、1,3-ビス[1-(4-ヒドロキシフェニル)-1-メチルエチル]ベンゼン、1,4-ビス[1-(4-ヒドロキシフェニル)-1-メチルエチル]ベンゼン、4,6-ビス[1-(4-ヒドロキシフェニル)-1-メチルエチル]-1,3-ジヒドロキシベンゼンおよび4,4'-[1-[4-[1-[4-ヒドロキシフェニル]-1-メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスフェノールから選ばれる化合物と、1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホン酸クロリドまたは1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸クロリドとのエステル化合物が挙げられる。 Specific examples of the quinone diazide compound include, for example, 4,4'-dihydroxydiphenylmethane, 2,3,4,2', 4'-pentahydroxybenzophenone, tri (p-hydroxyphenyl) methane, 1,1,1-tri. (P-Hydroxyphenyl) Ester, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -1-phenylethane, 1,3-bis [1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl] benzene, 1,4 -Bis [1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl] benzene, 4,6-bis [1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl] -1,3-dihydroxybenzene and 4,4 A compound selected from'-[1- [4- [1- [4-hydroxyphenyl] -1-methylethyl] phenyl] ethylidene] bisphenol and 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid chloride or 1,2. -An ester compound with naphthoquinone diazide-5-sulfonic acid chloride can be mentioned.

感放射線性塩基発生剤としては、放射線照射によりアミンを発生する塩基発生剤が好ましい。前記アミンとしては、例えば、脂肪族アミン、芳香族アミンが挙げられ、また1官能アミン、多官能アミンのいずれでもよい。 As the radiation-sensitive base generator, a base generator that generates an amine by irradiation is preferable. Examples of the amine include aliphatic amines and aromatic amines, and may be either monofunctional amines or polyfunctional amines.

放射線照射によりアミンを発生する塩基発生剤としては、例えば、オルトニトロベンジルカルバメート化合物、α,α-ジメチル-3,5-ジメトキシベンジルカルバメート化合物、その他のカルバメート化合物、アシルオキシイミノ化合物、コバルトアミン錯体が挙げられる。放射線照射によりアミンを発生する塩基発生剤の具体例としては、例えば、特開2017-097378号公報の段落[0104]~[0105]、特開2017-133006号公報の段落[0045]に記載された化合物が挙げられ、これらの化合物は本明細書に記載されているものとする。 Examples of the base generator that generates an amine by irradiation include orthonitrobenzyl carbamate compounds, α, α-dimethyl-3,5-dimethoxybenzyl carbamate compounds, other carbamate compounds, acyloxyimino compounds, and cobalt amine complexes. Be done. Specific examples of the base generator that generates an amine by irradiation are described in paragraphs [0104] to [0105] of JP-A-2017-09737 and paragraph [0045] of JP-A-2017-133006. These compounds are described herein.

感放射線性塩基発生剤の具体例としては、例えば、[〔(2,6-ジニトロベンジル)オキシ〕カルボニル]シクロヘキシルアミン、N-(2-ニトロベンジルオキシカルボニル)ピロリジン、ビス[〔(2-ニトロベンジル)オキシ〕カルボニル]ヘキサン-1,6-ジアミン、N-(2-ニトロベンジルオキシ)カルボニル-N-シクロヘキシルアミン、9-アントリルメチル N,N-ジエチルカルバメート、9-アントリルメチル N-シクロヘキシルカルバメート、9-アントリルメチル N,N-ジシクロヘキシルカルバメート、O-カルバモイルヒドロキシアミド、O-カルバモイルオキシム、4-(メチルチオベンゾイル)-1-メチル-1-モルホリノエタン、(4-モルホリノベンゾイル)-1-ベンジル-1-ジメチルアミノプロパン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノンが挙げられる。 Specific examples of the radiation-sensitive base generator include [[(2,6-dinitrobenzyl) oxy] carbonyl] cyclohexylamine, N- (2-nitrobenzyloxycarbonyl) pyrrolidine, and bis [[(2-nitro]. Benzyl) oxy] carbonyl] hexane-1,6-diamine, N- (2-nitrobenzyloxy) carbonyl-N-cyclohexylamine, 9-anthrylmethyl N, N-diethylcarbamate, 9-anthrylmethyl N-cyclohexyl Carbamate, 9-anthrylmethyl N, N-dicyclohexylcarbamate, O-carbamoylhydroxyamide, O-carbamoyloxime, 4- (methylthiobenzoyl) -1-methyl-1-morpholinoetan, (4-morpholinobenzoyl) -1- Benzyl-1-dimethylaminopropane and 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone can be mentioned.

成分(B)は、単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
本発明の組成物において、成分(B)の含有量は、重合体成分(A)100質量部に対して、通常は0.05~30質量部、好ましくは0.05~26質量部、より好ましくは0.05~20質量部である。
The component (B) can be used alone or in combination of two or more.
In the composition of the present invention, the content of the component (B) is usually 0.05 to 30 parts by mass, preferably 0.05 to 26 parts by mass, based on 100 parts by mass of the polymer component (A). It is preferably 0.05 to 20 parts by mass.

<密着助剤(C)>
密着助剤(C)(以下「成分(C)」ともいう)は、得られるパターン膜と基板との接着性を向上させる成分である。成分(C)としては、カルボキシ基、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、イソシアネート基、イソシアヌレート基、オキシラニル基、オキセタニル基、メルカプト基等の反応性官能基を有する官能性シランカップリング剤が好ましい。官能性シランカップリング剤としては、例えば、トリメトキシシリル安息香酸、3-(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、トリス-(トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート、3-グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、2-(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、3-エチル-3-オキセタニルメトキシプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシランが挙げられる。
<Adhesion aid (C)>
The adhesion aid (C) (hereinafter, also referred to as “component (C)”) is a component that improves the adhesiveness between the obtained pattern film and the substrate. As the component (C), a functional silane coupling agent having a reactive functional group such as a carboxy group, a (meth) acryloyl group, a vinyl group, an isocyanate group, an isocyanurate group, an oxylanyl group, an oxetanyl group and a mercapto group is preferable. .. Examples of the functional silane coupling agent include trimethoxysilyl benzoic acid, 3- (meth) acryloxipropyltrimethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, vinyltrimethoxysilane, 3-isoxapropyltriethoxysilane, and tris-(. Trimethoxysilylpropyl) isocyanurate, 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-ethyl-3-oxetanylmethoxypropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyl Dimethoxysilane can be mentioned.

成分(C)は、単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
成分(C)を用いる場合の、本発明の組成物中の成分(C)の含有量は、重合体成分(A)100質量部に対して、0.1~10質量部が好ましい。
The component (C) can be used alone or in combination of two or more.
When the component (C) is used, the content of the component (C) in the composition of the present invention is preferably 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer component (A).

<その他の成分>
本発明の組成物は、重合体成分(A)および成分(B)の他、他の成分をさらに含有することができる。他の成分としては、例えば、酸化防止剤、界面活性剤、架橋性化合物および重合開始剤から選ばれる少なくとも1種が挙げられる。
<Other ingredients>
The composition of the present invention may further contain other components in addition to the polymer component (A) and the component (B). Other components include, for example, at least one selected from antioxidants, surfactants, crosslinkable compounds and polymerization initiators.

本発明の組成物において、全固形分に占める、重合体成分(A)、成分(B)および成分(C)以外の成分の合計含有割合の上限としては、20質量%が好ましいことがあり、15質量%がより好ましいことがあり、10質量%がさらに好ましいことがある。 In the composition of the present invention, the upper limit of the total content ratio of the components other than the polymer component (A), the component (B) and the component (C) in the total solid content may be preferably 20% by mass. 15% by weight may be more preferred, and 10% by weight may be even more preferred.

<有機溶媒(D)>
有機溶媒(D)としては、本発明の組成物が含有する各成分を均一に溶解または分散し、上記各成分と反応しない有機溶媒が用いられる。
<Organic solvent (D)>
As the organic solvent (D), an organic solvent that uniformly dissolves or disperses each component contained in the composition of the present invention and does not react with each of the above components is used.

有機溶媒(D)としては、例えば、イソプロピルアルコール、ブタノール、イソアミルアルコール、オクタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール溶媒;酢酸ブチル、乳酸エチル、γ-ブチロラクトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル等のエステル溶媒;エチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル等のエーテル溶媒;N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン等のアミド溶媒;メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン溶媒;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒が挙げられる。 Examples of the organic solvent (D) include alcohol solvents such as isopropyl alcohol, butanol, isoamyl alcohol, octanol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, and propylene glycol monomethyl ether; butyl acetate, ethyl lactate, and γ. -Ester solvents such as butyrolactone, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate; ether solvents such as ethylene glycol ethyl methyl ether and diethylene glycol methyl ethyl ether; N , N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone and other amide solvents; methylisobutylketone, cyclohexanone and other ketone solvents; and toluene, xylene and other aromatic hydrocarbon solvents.

有機溶媒(D)は、単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
本発明の組成物中の有機溶媒(D)の含有割合は、通常は5~95質量%、好ましくは10~90質量%、より好ましくは15~85質量%である。
The organic solvent (D) can be used alone or in combination of two or more.
The content of the organic solvent (D) in the composition of the present invention is usually 5 to 95% by mass, preferably 10 to 90% by mass, and more preferably 15 to 85% by mass.

<水(E)>
本発明の組成物は、水(E)を含有する。
本発明の組成物における水(E)の含有量は、800wtppm以下であり、好ましくは550wtppm以下、より好ましくは250wtppm以下である。また、水(E)の含有量は、10wtppm以上であり、好ましくは15wtppm以上、より好ましくは20wtppm以上、さらに好ましくは200wtppm以上である。水(E)の含有量は、カールフィッシャー水分量計を用いて測定することができる。水(E)の含有量が前記上限値以下であると、保存安定性や金属配線腐食耐性、後述するPCDマージンに優れる。水(E)の含有量が前記下限値未満であると、放射線感度が低下し、また後述するPEDマージンが小さくなる傾向にある。
<Water (E)>
The composition of the present invention contains water (E).
The content of water (E) in the composition of the present invention is 800 wtppm or less, preferably 550 wtppm or less, and more preferably 250 wtppm or less. The content of water (E) is 10 wtppm or more, preferably 15 wtppm or more, more preferably 20 wtppm or more, still more preferably 200 wtppm or more. The content of water (E) can be measured using a Karl Fischer titer. When the content of water (E) is not more than the above upper limit value, it is excellent in storage stability, resistance to metal wiring corrosion, and PCD margin described later. When the content of water (E) is less than the lower limit, the radiation sensitivity tends to decrease and the PED margin described later tends to decrease.

また、本発明の組成物中に水(E)が多量に存在すると、前記組成物の保存安定性および基板への密着性が低下するとともに、例えば前記組成物を金属配線上に塗布する場合、金属配線が腐食しやすくなることがある。前記腐食については、前記水(E)が感放射線性酸発生剤と金属配線との媒体として働くことで、金属配線が腐食されるからであると考えられる。 Further, when a large amount of water (E) is present in the composition of the present invention, the storage stability of the composition and the adhesion to the substrate are lowered, and for example, when the composition is applied on a metal wiring, the composition is used. Metal wiring may be prone to corrosion. It is considered that the corrosion is caused by the water (E) acting as a medium between the radiation-sensitive acid generator and the metal wiring, so that the metal wiring is corroded.

本発明の組成物では水(E)の含有量が800wtppm以下であることから、組成物の保存安定性および基板への密着性が高く、しかも例えば組成物が塗布される金属配線の腐食性、すなわち組成物から形成された絶縁膜の金属配線腐食性が低くなっている。 Since the content of water (E) in the composition of the present invention is 800 wtppm or less, the storage stability of the composition and the adhesion to the substrate are high, and for example, the corrosiveness of the metal wiring to which the composition is applied. That is, the metal wiring corrosiveness of the insulating film formed from the composition is low.

<感放射線性樹脂組成物の調製方法>
本発明の組成物は、例えば、重合体成分(A)、成分(B)、および必要に応じて成分(C)、その他の成分を所定の割合で混合し、有機溶媒(D)に溶解して調製する。調製した感放射線性樹脂組成物は、例えば孔径0.2μm程度のフィルタで濾過することが好ましい。
<Preparation method of radiation-sensitive resin composition>
In the composition of the present invention, for example, the polymer component (A), the component (B), and if necessary, the component (C) and other components are mixed in a predetermined ratio and dissolved in an organic solvent (D). To prepare. The prepared radiation-sensitive resin composition is preferably filtered with, for example, a filter having a pore size of about 0.2 μm.

本発明の組成物中の水(E)の含有量には、有機溶媒(D)等の原材料に含まれる水に由来する水分量も含まれる。本発明の組成物における水(E)の含有量を800wtppm以下とするためには、例えば、有機溶媒(D)として、モレキュラーシーブスを用いて乾燥させた有機溶媒や、水素化カルシウムを用いて蒸留乾燥させた有機溶媒、オルトギ酸トリメチルを用いて蒸留乾燥させた有機溶媒を用いる方法、固形分の含有成分や得られた組成物をトルエン等の有機溶媒を用いて共沸脱水する方法、減圧蒸留する方法が挙げられる。また、重合体成分(A)を減圧乾燥で乾燥させることもできる。 The content of water (E) in the composition of the present invention also includes the amount of water derived from water contained in the raw material such as the organic solvent (D). In order to reduce the content of water (E) in the composition of the present invention to 800 wtppm or less, for example, the organic solvent (D) is distilled using an organic solvent dried with molecular sieves or calcium hydride. A method using a dried organic solvent, a method using an organic solvent distilled and dried using trimethyl orthogeate, a method of azeotropically dehydrating the solid content components and the obtained composition using an organic solvent such as toluene, distillation under reduced pressure. There is a way to do it. Further, the polymer component (A) can also be dried under reduced pressure.

<感放射線性樹脂組成物の用途>
本発明の組成物は、良好な感放射線特性を発揮し放射線感度に優れ、また保存安定性に優れている。前記組成物を用いることにより、解像度が高く、金属配線に対する腐食性が低く、基板に対する密着性に優れるパターン膜を得ることができる。特に前記組成物は、後述する実施例に記載のPCD(Post Coating Delay)マージンおよびPED(Post Exposure Delay)マージンが大きく、パターン膜の不良率を下げて歩留りを向上させることができ、製造作業性に優れている。
<Use of radiation-sensitive resin composition>
The composition of the present invention exhibits good radiation-sensitive characteristics, is excellent in radiation sensitivity, and is excellent in storage stability. By using the above composition, it is possible to obtain a pattern film having high resolution, low corrosiveness to metal wiring, and excellent adhesion to a substrate. In particular, the composition has a large PCD (Post Coating Delay) margin and PED (Post Exposure Delay) margin described in Examples described later, can reduce the defect rate of the pattern film and improve the yield, and can be used for manufacturing workability. Is excellent.

したがって、前記組成物は、層間絶縁膜、スペーサー、保護膜、カラーフィルタ用着色パターン膜等の半導体素子用硬化膜の形成材料、特に層間絶縁膜の形成材料として好適に用いることができる。前記半導体素子としては、例えば、表示素子が挙げられる。 Therefore, the composition can be suitably used as a material for forming a cured film for a semiconductor element such as an interlayer insulating film, a spacer, a protective film, and a colored pattern film for a color filter, particularly as a material for forming an interlayer insulating film. Examples of the semiconductor element include a display element.

[パターン膜]
本発明のパターン膜は、本発明の組成物から形成される。前記パターン膜としては、例えば、層間絶縁膜、スペーサー、保護膜、カラーフィルタ用着色パターン膜等の半導体素子用硬化膜が挙げられる。前記パターン膜の製造方法としては、好ましくは下記製造方法が挙げられる。前記パターン膜の膜厚は、通常は0.1~10μm、好ましくは0.5~5μm、より好ましくは0.5~3μmである。
[Pattern film]
The pattern film of the present invention is formed from the composition of the present invention. Examples of the pattern film include an interlayer insulating film, a spacer, a protective film, and a cured film for a semiconductor element such as a colored pattern film for a color filter. As the method for producing the pattern film, the following production method is preferably used. The film thickness of the pattern film is usually 0.1 to 10 μm, preferably 0.5 to 5 μm, and more preferably 0.5 to 3 μm.

[パターン膜の製造方法]
本発明のパターン膜の製造方法は、本発明の組成物の塗膜を基板上に形成する工程(1)と、前記塗膜の一部に放射線を照射する工程(2)と、放射線が照射された前記塗膜を現像する工程(3)と、現像された前記塗膜を加熱する工程(4)とを有する。
[Manufacturing method of pattern film]
The method for producing a pattern film of the present invention includes a step (1) of forming a coating film of the composition of the present invention on a substrate, a step (2) of irradiating a part of the coating film with radiation, and irradiation with radiation. It has a step (3) of developing the developed coating film and a step (4) of heating the developed coating film.

<工程(1)>
工程(1)では、本発明の組成物を用い、基板上に塗膜を形成する。具体的には、溶液状の前記組成物を基板表面に塗布し、好ましくはプレベークを行うことにより有機溶媒(D)を除去して塗膜を形成する。
<Process (1)>
In step (1), the composition of the present invention is used to form a coating film on a substrate. Specifically, the composition in the form of a solution is applied to the surface of the substrate, and preferably prebaked to remove the organic solvent (D) to form a coating film.

基板としては、例えば、ガラス基板、シリコン基板、プラスチック基板、およびこれらの表面に各種金属薄膜が形成された基板が挙げられる。プラスチック基板としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン等のプラスチックからなる樹脂基板が挙げられる。基板は、塗膜との密着性を向上させるため、HMDS(ヘキサメチルジシラザン)処理等の疎水化表面処理がされていてもよい。 Examples of the substrate include a glass substrate, a silicon substrate, a plastic substrate, and a substrate on which various metal thin films are formed on the surface thereof. Examples of the plastic substrate include a resin substrate made of plastic such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyether sulfone, polycarbonate, polyimide, and polycycloolefin. The substrate may be subjected to a hydrophobic surface treatment such as HMDS (hexamethyldisilazane) treatment in order to improve the adhesion to the coating film.

塗布方法としては、例えば、スプレー法、ロールコート法、回転塗布法(スピンコート法)、スリットダイ塗布法、バー塗布法、インクジェット法が挙げられる。
プレベークの条件としては、各含有成分の種類、含有割合等によっても異なるが、例えば、60~130℃で30秒間~10分間程度とすることができる。形成される塗膜の膜厚は、プレベーク後の値として、0.1~10μmが好ましい。
Examples of the coating method include a spray method, a roll coating method, a rotary coating method (spin coating method), a slit die coating method, a bar coating method, and an inkjet method.
The prebaking conditions vary depending on the type and proportion of each component, but can be, for example, about 30 seconds to 10 minutes at 60 to 130 ° C. The film thickness of the formed coating film is preferably 0.1 to 10 μm as a value after prebaking.

<工程(2)>
工程(2)では、前記塗膜の一部に放射線を照射する。具体的には、工程(1)で形成した塗膜に所定のパターンを有するマスクを介して放射線を照射する。このとき用いられる放射線としては、例えば、紫外線、遠紫外線、可視光線、X線、電子線が挙げられる。紫外線としては、例えば、g線(波長436nm)、h線(波長405nm)、i線(波長365nm)が挙げられる。これらの放射線のうち、紫外線が好ましく、紫外線の中でもg線、h線およびi線のいずれか一つ以上を含む放射線がより好ましい。放射線の露光量としては、0.1~10,000J/m2が好ましい。高感度化のために、放射線照射前に、塗膜を水等の液体でぬらしてもよい。
<Process (2)>
In the step (2), a part of the coating film is irradiated with radiation. Specifically, the coating film formed in the step (1) is irradiated with radiation through a mask having a predetermined pattern. Examples of the radiation used at this time include ultraviolet rays, far ultraviolet rays, visible rays, X-rays, and electron beams. Examples of ultraviolet rays include g-line (wavelength 436 nm), h-line (wavelength 405 nm), and i-line (wavelength 365 nm). Among these radiations, ultraviolet rays are preferable, and among the ultraviolet rays, radiations containing any one or more of g-rays, h-rays and i-rays are more preferable. The exposure amount of radiation is preferably 0.1 to 10,000 J / m 2 . For higher sensitivity, the coating film may be wetted with a liquid such as water before irradiation.

また、ネガ型の感放射線性樹脂組成物を用いる場合は、放射線照射後に加熱処理を行うこともできる。以下、この処理を「PEB処理」ともいう。PEB条件は、感放射線性樹脂組成物中の各成分の種類、配合割合、樹脂膜の厚さ等によって異なるが、通常は70~150℃、好ましくは80~120℃で、1~60分間程度である。 Further, when a negative type radiation-sensitive resin composition is used, heat treatment can be performed after irradiation. Hereinafter, this process is also referred to as "PEB process". The PEB conditions vary depending on the type of each component in the radiation-sensitive resin composition, the mixing ratio, the thickness of the resin film, etc., but are usually 70 to 150 ° C., preferably 80 to 120 ° C. for about 1 to 60 minutes. Is.

<工程(3)>
工程(3)では、放射線が照射された前記塗膜を現像する。具体的には、工程(2)で放射線が照射された塗膜に対して、現像液を用いて現像を行って、ポジ型の場合は放射線の照射部分を、ネガ型の場合は放射線の未照射部分を除去する。高感度化のために、現像前に、塗膜を水等の液体でぬらしてもよい。
<Process (3)>
In the step (3), the coating film irradiated with radiation is developed. Specifically, the coating film irradiated with radiation in step (2) is developed with a developing solution, and in the case of the positive type, the irradiated portion is exposed, and in the case of the negative type, the radiation is not applied. Remove the irradiated area. For higher sensitivity, the coating film may be wetted with a liquid such as water before development.

現像液は、通常はアルカリ現像液であり、例えば塩基性化合物の水溶液が挙げられる。塩基性化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア、エチルアミン、n-プロピルアミン、ジエチルアミン、ジエチルアミノエタノール、ジ-n-プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、ピロール、ピペリジン、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセン、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]-5-ノナンが挙げられる。前記水溶液における塩基性化合物の濃度は、例えば0.1~10質量%である。前記水溶液にメタノール、エタノール等の水溶性有機溶媒や界面活性剤を適当量添加した水溶液、または感放射線性樹脂組成物を溶解可能な各種有機溶媒を少量含むアルカリ水溶液を現像液として用いてもよい。 The developer is usually an alkaline developer, and examples thereof include an aqueous solution of a basic compound. Examples of the basic compound include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, diethylaminoethanol, di-n-propylamine, and triethylamine. Methyldiethylamine, dimethylethanolamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, pyrrole, piperidine, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo [4] .3.0] -5-Nonan can be mentioned. The concentration of the basic compound in the aqueous solution is, for example, 0.1 to 10% by mass. An aqueous solution obtained by adding an appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as methanol or ethanol or a surfactant to the aqueous solution, or an alkaline aqueous solution containing a small amount of various organic solvents capable of dissolving a radiation-sensitive resin composition may be used as a developer. ..

現像方法としては、例えば、液盛り法、ディッピング法、揺動浸漬法、シャワー法が挙げられる。現像温度および現像時間としては、例えばそれぞれ20~30℃、30~120秒とすることができる。 Examples of the developing method include a liquid filling method, a dipping method, a rocking dipping method, and a shower method. The development temperature and development time can be, for example, 20 to 30 ° C. and 30 to 120 seconds, respectively.

なお、現像後、パターニングされた塗膜に対して流水洗浄によるリンス処理を行うことが好ましい。また、次いで、高圧水銀灯等による放射線を全面に照射(後露光)することにより、塗膜中に残存する感放射線性化合物(B)の分解処理を行ってもよい。この後露光における露光量としては、2,000~10,000J/m2が好ましい。 After development, it is preferable to rinse the patterned coating film by washing with running water. Next, the radiation-sensitive compound (B) remaining in the coating film may be decomposed by irradiating the entire surface with radiation from a high-pressure mercury lamp or the like (post-exposure). The exposure amount in the post-exposure is preferably 2,000 to 10,000 J / m 2 .

<工程(4)>
工程(4)では、現像された前記塗膜を加熱する。これにより、重合体成分(A)の硬化反応を促進して、硬化膜を形成することができる。加熱方法としては、例えば、オーブンやホットプレート等の加熱装置を用いて加熱する方法が挙げられる。加熱温度は、例えば120~250℃である。加熱時間は、加熱機器の種類により異なるが、例えば、ホットプレート上で加熱処理を行う場合には5~40分、オーブン中で加熱処理を行う場合には10~80分である。
以上のようにして、目的とするパターン膜を基板上に形成することができる。パターン膜におけるパターンの形状としては、凹凸構造を有する形状であれば特に限定されないが、例えば、ライン・アンド・スペースパターン、ドットパターン、ホールパターン、格子パターンが挙げられる。
<Process (4)>
In the step (4), the developed coating film is heated. As a result, the curing reaction of the polymer component (A) can be promoted to form a cured film. Examples of the heating method include a method of heating using a heating device such as an oven or a hot plate. The heating temperature is, for example, 120 to 250 ° C. The heating time varies depending on the type of heating equipment, but is, for example, 5 to 40 minutes when the heat treatment is performed on a hot plate, and 10 to 80 minutes when the heat treatment is performed in an oven.
As described above, the target pattern film can be formed on the substrate. The shape of the pattern in the pattern film is not particularly limited as long as it has a concavo-convex structure, and examples thereof include a line and space pattern, a dot pattern, a hole pattern, and a lattice pattern.

[半導体素子]
本発明の半導体素子は、前記パターン膜、好ましくは前記パターン膜からなる層間絶縁膜を備えている。前記層間絶縁膜は、半導体素子中の配線間を絶縁する膜として機能する。本発明の半導体素子は、公知の方法を用いて製造することができる。本発明の半導体素子は、前記パターン膜を備えているため、表示素子、発光ダイオード(LED)、太陽電池等の電子デバイスに好適に用いることができる。
[Semiconductor device]
The semiconductor device of the present invention includes the pattern film, preferably an interlayer insulating film made of the pattern film. The interlayer insulating film functions as a film that insulates wiring between wirings in a semiconductor element. The semiconductor device of the present invention can be manufactured by using a known method. Since the semiconductor element of the present invention includes the pattern film, it can be suitably used for electronic devices such as display elements, light emitting diodes (LEDs), and solar cells.

[表示装置]
本発明の表示装置は、前記半導体素子を備えている。本発明の表示装置は、前記半導体素子を備えているため、表示装置として実用面で要求される一般的特性を満足する。本発明の表示装置としては、例えば、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置が挙げられる。
[Display device]
The display device of the present invention includes the semiconductor element. Since the display device of the present invention includes the semiconductor element, it satisfies the general characteristics required for practical use as a display device. Examples of the display device of the present invention include a liquid crystal display device and an organic electroluminescence (EL) display device.

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。特に言及しない限り、「部」は「質量部」を意味する。
[重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)]
重合体のMwおよびMnは、下記方法により測定した。
・測定方法:ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法
・装置:昭和電工社のGPC-101
・GPCカラム:島津ジーエルシー社のGPC-KF-801、GPC-KF-802、
GPC-KF-803およびGPC-KF-804を結合
・移動相:テトラヒドロフラン
・カラム温度:40℃
・流速:1.0mL/分
・試料濃度:1.0質量%
・試料注入量:100μL
・検出器:示差屈折計
・標準物質:単分散ポリスチレン
[単量体]
共重合体の合成で用いた単量体は以下のとおりである。
《構造単位(I)を与える単量体》
・STMS:スチリルトリメトキシシラン
・SDMS:スチリルジメトキシヒドロキシシラン
・STES:スチリルトリエトキシシラン
・TMSPhMA:トリメトキシシリルフェニルメタクリレート
・VNTMS:ビニルナフチルトリメトキシシラン
・VNDMS:ビニルナフチルジメトキシヒドロキシシラン
《構造単位(II)を与える単量体》
・MA:メタクリル酸
・HFA:1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2-(4-ビニルフェニル)-プロパン-2-オール
・MI:マレイミド
《構造単位(III)を与える単量体》
・OXMA:OXE-30(大阪有機化学工業社製)
(3-エチルオキセタン-3-イル)メチルメタクリレート
・GMA:メタクリル酸グリシジル
・VBG:p-ビニルベンジルグリシジルエーテル
・ECHMA:3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート
・EDCPMA:メタクリル酸[3,4-エポキシトリシクロ(5.2.1.02,6)デカン-9-イル]
《構造単位(IV)を与える単量体》
・MMA:メタクリル酸メチル
・EMA:メタクリル酸エチル
・PMI:N-フェニルマレイミド
・MPTS:3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン
Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise stated, "parts" means "parts by mass".
[Weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn)]
The Mw and Mn of the polymer were measured by the following method.
-Measurement method: Gel permeation chromatography (GPC) method-Equipment: Showa Denko GPC-101
-GPC column: GPC-KF-801, GPC-KF-802, Shimadzu GLC,
GPC-KF-803 and GPC-KF-804 bonded ・ Mobile phase: Tetrahydrofuran ・ Column temperature: 40 ° C.
・ Flow velocity: 1.0 mL / min ・ Sample concentration: 1.0 mass%
-Sample injection amount: 100 μL
・ Detector: Differential refractometer ・ Standard material: Monodisperse polystyrene
[Monomer]
The monomers used in the synthesis of the copolymer are as follows.
<< Monomer giving structural unit (I) >>
-STMS: Stylyltrimethoxysilane-SDMS: Stylyldimethoxyhydroxysilane-STES: Stylyltriethoxysilane-TMSPhMA: Trimethoxysilylphenylmethacrylate-VNTMS: Vinylnaphthyldimethoxysilane-VNDMS: Vinylnaphthyldimethoxyhydroxysilane
<< Monomer giving structural unit (II) >>
-MA: Methacrylic acid-HFA: 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2- (4-vinylphenyl) -propane-2-ol-MI: maleimide
<< Monomer giving structural unit (III) >>
・ OXMA: OXE-30 (manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.)
(3-Ethyloxetane-3-yl) Methyl Methacrylate ・ GMA: Glycydyl Methacrylate ・ VBG: p-Vinylbenzyl Glycydyl Ether ・ ECHMA: 3,4-Epoxycyclohexylmethylmethacrylate ・ EDCPMA: Methacrylic Acid [3,4-Epoxytri Cyclo (5.2.1.0 2,6 ) decane-9-yl]
<< Monomer giving structural unit (IV) >>
-MMA: Methyl methacrylate-EMA: Ethyl methacrylate-PMI: N-phenylmaleimide-MPTS: 3-Methylmethacryloxypropyltrimethoxysilane

<重合体成分(A)の合成>
[合成例1]重合体成分(A-1)の合成
冷却管および撹拌機を備えたフラスコに、2,2'-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)10部およびモレキュラーシーブス4A(和光純薬工業社製)を用いて水分量50wtppmに乾燥させたプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート200部を仕込んだ。引き続き、スチリルトリメトキシシラン30部、メタクリル酸10部、メタクリル酸グリシジル30部、およびメタクリル酸メチル30部を仕込み、窒素置換した後、緩やかに攪拌しつつ、溶液の温度を70℃に上昇させ、この温度を5時間保持することにより、重合体成分(A-1)を含有する重合体溶液を得た。この重合体溶液の固形分濃度は34.1質量%であり、重合体成分(A-1)のMwは11,000、分子量分布(Mw/Mn)は2.1であった。
<Synthesis of polymer component (A)>
[Synthesis Example 1] In a flask equipped with a synthetic cooling tube for the polymer component (A-1) and a stirrer, 10 parts of 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and Molecular Sieves 4A (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 200 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate dried to a water content of 50 wtppm using (manufactured by Yakuhin Kogyo Co., Ltd.) was charged. Subsequently, 30 parts of styryltrimethoxysilane, 10 parts of methacrylic acid, 30 parts of glycidyl methacrylate, and 30 parts of methyl methacrylate were charged, substituted with nitrogen, and then the temperature of the solution was raised to 70 ° C. with gentle stirring. By keeping this temperature for 5 hours, a polymer solution containing the polymer component (A-1) was obtained. The solid content concentration of this polymer solution was 34.1% by mass, the Mw of the polymer component (A-1) was 11,000, and the molecular weight distribution (Mw / Mn) was 2.1.

[合成例2~19]重合体成分又は構成重合体(A-2)~(A-19)の合成
表1に示す種類および配合量(質量部)の各成分を用いたこと以外は合成例1と同様の手法にて、重合体成分(A-1)と同等の固形分濃度、重量平均分子量および分子量分布を有する重合体成分又はその構成重合体(A-2)~(A-19)を含む重合体溶液を得た。用いた重合溶媒は、表2および3記載の有機溶媒(D)と同一種である。
[Synthesis Examples 2 to 19] Polymer components or constituent polymers (A-2) to (A-19) synthesis Examples of synthesis except that the types and blending amounts (parts by mass) shown in Table 1 are used. A polymer component having a solid content concentration, a weight average molecular weight and a molecular weight distribution equivalent to that of the polymer component (A-1) or its constituent polymers (A-2) to (A-19) by the same method as in 1. A polymer solution containing the above was obtained. The polymerization solvent used is the same as the organic solvent (D) shown in Tables 2 and 3.

Figure 0007047652000004
Figure 0007047652000004

<感放射線性樹脂組成物の調製>
感放射線性樹脂組成物の調製に用いた重合体成分(A)、感放射線性化合物(B)、密着助剤(C)および有機溶媒(D)を以下に示す。
《重合体成分(A)》
A-1~A-19:合成例1~19で合成した
重合体成分又は構成重合体(A-1)~(A-19)
《感放射線性化合物(B)》
B-1:トリフルオロメタンスルホン酸-1,8-ナフタルイミド
B-2:Irgacure PAG121(BASF社製)(2-[2-(4-メチルフェニルスルホニルオキシイミノ)]-2,3-ジヒドロチオフェン-3-イリデン]-2-(2-メチルフェニル)アセトニトリル)
B-3:4,4'-[1-[4-[1-[4-ヒドロキシフェニル]-1-メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスフェノール(1.0モル)と1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸クロリド(2.0モル)との縮合物
B-4:1,1,1-トリ(p-ヒドロキシフェニル)エタン(1.0モル)と1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸クロリド(2.0モル)との縮合物
B-5:N-(2-ニトロベンジルオキシ)カルボニル-N-シクロヘキシルアミン
B-6:トリフルオロメタンスルホン酸オキシムエステル(国際公開第2016/124493号記載のOS17)
B-7:メタンスルホン酸オキシムエステル(国際公開第2016/124493号記載のOS25)
《密着助剤(C)》
C-1:3-グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン
C-2:2-(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
《有機溶媒(D)》
D-1:モレキュラーシーブス4A(和光純薬工業社製)を用いて水分量50wtppmに乾燥させたプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)
D-2:モレキュラーシーブス4A(和光純薬工業社製)を用いて水分量50wtppmに乾燥させたジエチレングリコールメチルエチルエーテル(EDM)
D-3:ジエチレングリコールメチルエチルエーテル(EDM)
D-4:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)
D-5:水素化カルシウムを用いて蒸留乾燥させたプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)
<Preparation of radiation-sensitive resin composition>
The polymer component (A), the radiation-sensitive compound (B), the adhesion aid (C) and the organic solvent (D) used for preparing the radiation-sensitive resin composition are shown below.
<< Polymer component (A) >>
A-1 to A-19: Synthesized in Synthesis Examples 1 to 19
Polymer components or constituent polymers (A-1) to (A-19)
<< Radiation-sensitive compound (B) >>
B-1: Trifluoromethanesulfonic acid-1,8-naphthalimide B-2: Irgacure PAG121 (manufactured by BASF) (2- [2- (4-Methylphenylsulfonyloxyimino)]-2,3-dihydrothiophene- 3-Ilidene] -2- (2-methylphenyl) acetonitrile)
B-3: 4,4'-[1- [4- [1- [4-hydroxyphenyl] -1-methylethyl] phenyl] ethylidene] bisphenol (1.0 mol) and 1,2-naphthoquinonediazide-5 -Condensate with sulfonic acid chloride (2.0 mol) B-4: 1,1,1-tri (p-hydroxyphenyl) ethane (1.0 mol) and 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid Condensate with chloride (2.0 mol) B-5: N- (2-nitrobenzyloxy) carbonyl-N-cyclohexylamine B-6: Trifluoromethanesulfonic acid oxime ester (International Publication No. 2016/124943). OS17)
B-7: Methanesulfonic acid oxime ester (OS25 described in International Publication No. 2016/124943)
<< Adhesion aid (C) >>
C-1: 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane C-2: 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane
<< Organic solvent (D) >>
D-1: Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) dried to a water content of 50 wtppm using Molecular Sieves 4A (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).
D-2: Diethylene glycol methyl ethyl ether (EDM) dried to a water content of 50 wtppm using Molecular Sieves 4A (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).
D-3: Diethylene glycol methyl ethyl ether (EDM)
D-4: Propylene Glycol Monomethyl Ether Acetate (PGMEA)
D-5: Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) distilled and dried using calcium hydride.

<感放射線性樹脂組成物の調製>
[実施例1]
重合体成分(A-1)を含有する重合体溶液に、重合体成分(A-1)100部(固形分)に相当する量に対して、感放射線性酸発生剤(B-1)1部および密着助剤(C-1)3部を混合し、最終的な固形分濃度が30質量%となるように、モレキュラーシーブス4A(和光純薬工業社製)を用いて水分量50wtppmに乾燥させた有機溶媒(D-1)で希釈した。次いで、孔径0.2μmのメンブランフィルタで濾過して、感放射線性樹脂組成物を調製した。この感放射線性樹脂組成物の水分量をカールフィッシャー水分量計を用いて測定したところ、250wtppmであった。
<Preparation of radiation-sensitive resin composition>
[Example 1]
Radiation sensitive acid generator (B-1) 1 in an amount corresponding to 100 parts (solid content) of the polymer component (A-1) in the polymer solution containing the polymer component (A-1). Mix 3 parts and 3 parts of adhesion aid (C-1) and dry to 50 wtppm of water content using Molecular Sieves 4A (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) so that the final solid content concentration is 30% by mass. It was diluted with the allowed organic solvent (D-1). Then, the radiation-sensitive resin composition was prepared by filtering with a membrane filter having a pore size of 0.2 μm. The water content of this radiation-sensitive resin composition was measured using a Karl Fischer water content meter and found to be 250 wtppm.

[実施例2~23、比較例1~2、4~6]
表2および3に示す種類および配合量(質量部)の各成分を用いたこと以外は実施例1と同様の手法にて、実施例2~23および比較例4~6の感放射線性樹脂組成物を調製した。表2および3に示す種類および配合量(質量部)の各成分を用い、有機溶媒の乾燥処理を省略したこと以外は実施例1と同様の手法にて、比較例1~2の感放射線性樹脂組成物を調製した。
[Examples 2 to 23, Comparative Examples 1 to 2, 4 to 6]
Radiation-sensitive resin compositions of Examples 2 to 23 and Comparative Examples 4 to 6 by the same method as in Example 1 except that each component of the type and the blending amount (part by mass) shown in Tables 2 and 3 was used. The thing was prepared. Radiation-sensitive properties of Comparative Examples 1 and 2 were used in the same manner as in Example 1 except that the components of the types and blending amounts (parts by mass) shown in Tables 2 and 3 were used and the drying treatment of the organic solvent was omitted. A resin composition was prepared.

[比較例3]
重合体成分(A-10)を含有する重合体溶液に、重合体成分(A-10)100部(固形分)に相当する量に対して、感放射線性酸発生剤(B-1)1部および密着助剤(C-1)3部を混合した後、組成物中の有機溶媒を減圧下で除去した。トルエン10部を加え減圧下で1時間共沸脱水する操作を3回繰り返した後、水素化カルシウムを用いて蒸留乾燥させた有機溶媒(D-5)を用いて固形分濃度が30質量%となるように溶解させた。次いで、孔径0.2μmのメンブランフィルタで濾過して、比較例3の感放射線性樹脂組成物を調製した。この感放射線性樹脂組成物の水分量をカールフィッシャー水分量計を用いて測定したところ、3wtppmであった。
表2および3中、(A)~(C)欄の括弧内の数値は、各成分の配合量(質量部)である。
[Comparative Example 3]
Radiation-sensitive acid generator (B-1) 1 in an amount corresponding to 100 parts (solid content) of the polymer component (A-10) in the polymer solution containing the polymer component (A-10). After mixing the parts and 3 parts of the adhesion aid (C-1), the organic solvent in the composition was removed under reduced pressure. After repeating the operation of adding 10 parts of toluene and azeotropically dehydrating for 1 hour under reduced pressure three times, the solid content concentration was 30% by mass using an organic solvent (D-5) distilled and dried using calcium hydride. It was dissolved so as to become. Next, the radiation-sensitive resin composition of Comparative Example 3 was prepared by filtering with a membrane filter having a pore size of 0.2 μm. The water content of this radiation-sensitive resin composition was measured using a Karl Fischer water content meter and found to be 3 wt ppm.
In Tables 2 and 3, the numerical values in parentheses in columns (A) to (C) are the blending amount (parts by mass) of each component.

Figure 0007047652000005
Figure 0007047652000005

Figure 0007047652000006
Figure 0007047652000006

<評価>
実施例1~23および比較例1~6の感放射線性樹脂組成物から硬化膜を形成し、以下に説明する手法により、下記項目を評価した。評価結果を表2および3に示す。実施例21ではネガ用パターンマスクを用い、それ以外の例ではポジ用パターンマスクを用いた。
<Evaluation>
A cured film was formed from the radiation-sensitive resin compositions of Examples 1 to 23 and Comparative Examples 1 to 6, and the following items were evaluated by the method described below. The evaluation results are shown in Tables 2 and 3. In Example 21, a negative pattern mask was used, and in other examples, a positive pattern mask was used.

[放射線感度]
スピンナーを用い、60℃で60秒間HMDS処理したシリコン基板上に感放射線性樹脂組成物を塗布した後、90℃にて2分間ホットプレート上でプレベークして平均膜厚3.0μmの塗膜を形成した。この塗膜に、幅10μmのライン・アンド・スペースパターンを有するパターンマスクを介して、水銀ランプを用いて365nmの紫外線を照射した。次いで、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド2.38質量%水溶液よりなる現像液を用い、25℃で60秒現像処理を行った後、超純水で1分間流水洗浄を行った。このとき、幅10μmのライン・アンド・スペースパターンを形成可能な最小露光量を測定した。この測定値が300J/m2未満の場合に放射線感度が良好であり、300J/m2以上の場合に放射線感度が不良であると評価できる。
[Radiation sensitivity]
A radiation-sensitive resin composition is applied onto a silicon substrate treated with HMDS at 60 ° C. for 60 seconds using a spinner, and then prebaked on a hot plate at 90 ° C. for 2 minutes to form a coating film having an average film thickness of 3.0 μm. Formed. This coating film was irradiated with ultraviolet rays of 365 nm using a mercury lamp via a pattern mask having a line and space pattern having a width of 10 μm. Then, using a developer consisting of a 2.38% by mass aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, development treatment was carried out at 25 ° C. for 60 seconds, and then washing with ultrapure water for 1 minute was carried out. At this time, the minimum exposure amount capable of forming a line-and-space pattern having a width of 10 μm was measured. When this measured value is less than 300 J / m 2 , it can be evaluated that the radiation sensitivity is good, and when it is 300 J / m 2 or more, it can be evaluated that the radiation sensitivity is poor.

[保存安定性の評価]
調製した感放射線性樹脂組成物を遮光・密閉性の容器に封入した。25℃で7日間経過後容器を開封し、[放射線感度]の測定を行い、7日間保管前後での放射線感度(最小露光量)の増加率を計算した。この値が5%未満の場合をAA、5%以上10%未満の場合をA、10%以上20%未満の場合をB、20%以上の場合または解像に至らなかった場合をCと判定した。AA、AまたはBの場合に保存安定性が良好であり、Cの場合に保存安定性が不良であると評価できる。
[Evaluation of storage stability]
The prepared radiation-sensitive resin composition was enclosed in a light-shielding and airtight container. After 7 days at 25 ° C., the container was opened, [radiation sensitivity] was measured, and the rate of increase in radiation sensitivity (minimum exposure) before and after storage for 7 days was calculated. If this value is less than 5%, it is judged as AA, if it is 5% or more and less than 10%, it is judged as A, if it is 10% or more and less than 20%, it is judged as B, and if it is 20% or more or the resolution is not reached, it is judged as C. bottom. It can be evaluated that the storage stability is good in the case of AA, A or B, and the storage stability is poor in the case of C.

[基板密着性の評価]
スピンナーを用い、HMDS処理を実施していないシリコン基板上に感放射線性樹脂組成物を塗布した後、90℃にて2分間ホットプレート上でプレベークして平均膜厚3.0μmの塗膜を形成した。この塗膜に、幅1~50μmのライン・アンド・スペースパターンを有するパターンマスクを介して、水銀ランプによって365nmにおける露光量が400J/m2の紫外線を照射した。次いで、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド2.38質量%水溶液よりなる現像液を用い、25℃で60秒現像処理を行った後、超純水で1分間流水洗浄を行った。このとき、基板上から剥がれずに残っているライン・アンド・スペースパターンの最少幅を測定した。前記測定値が10μm未満の場合に基板密着性が良好(A)であり、10μm以上15μm未満の場合に基板密着性がやや良好(B)であり、15μm以上の場合または解像に至らなかった場合に基板密着性が不良(C)であると評価できる。
[Evaluation of substrate adhesion]
After applying the radiation-sensitive resin composition on a silicon substrate that has not been HMDS-treated using a spinner, it is prebaked on a hot plate at 90 ° C. for 2 minutes to form a coating film with an average film thickness of 3.0 μm. bottom. This coating film was irradiated with ultraviolet rays having an exposure amount of 400 J / m 2 at 365 nm by a mercury lamp via a pattern mask having a line-and-space pattern having a width of 1 to 50 μm. Then, using a developer consisting of a 2.38% by mass aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, development treatment was carried out at 25 ° C. for 60 seconds, and then washing with ultrapure water for 1 minute was carried out. At this time, the minimum width of the line-and-space pattern remaining without peeling off from the substrate was measured. When the measured value is less than 10 μm, the substrate adhesion is good (A), when the measured value is 10 μm or more and less than 15 μm, the substrate adhesion is slightly good (B), and when the measured value is 15 μm or more or the resolution is not reached. In some cases, it can be evaluated that the substrate adhesion is poor (C).

[配線腐食耐性の評価]
スピンナーを用い、10μm間隔で金属配線がパターニングされたガラス基板上に感放射線性樹脂組成物を塗布した後、90℃にて2分間ホットプレート上でプレベークして平均膜厚3.0μmの塗膜を形成した。次いで、基板外周部の塗膜を除去して金属配線を露出させ、水銀ランプによって365nmにおける積算照射量が9,000J/m2となるように上記塗膜を露光し、露光した基板をクリーンオーブン内にて200℃で30分加熱することにより、基板配線上に絶縁膜を形成した。この基板の金属配線露出部に電極を接続し、絶縁膜に18Vの電圧を印加し、60℃、湿度90%に設定した恒温恒湿槽中で3日間保管後、金属配線の状態を光学顕微鏡を用いて観察した。このとき、金属配線の腐食率(面積基準)が15%未満の場合をA、15%以上25%未満の場合をB、25%以上の場合をCと判定した。金属配線の腐食率がAまたはBの場合に配線腐食耐性が良好であり、Cの場合に配線腐食耐性が不良であると評価できる。
[Evaluation of wiring corrosion resistance]
A radiation-sensitive resin composition is applied onto a glass substrate in which metal wiring is patterned at intervals of 10 μm using a spinner, and then prebaked on a hot plate at 90 ° C. for 2 minutes to form a coating film having an average film thickness of 3.0 μm. Was formed. Next, the coating film on the outer periphery of the substrate is removed to expose the metal wiring, the coating film is exposed to a mercury lamp so that the integrated irradiation amount at 365 nm is 9,000 J / m 2 , and the exposed substrate is exposed to a clean oven. An insulating film was formed on the substrate wiring by heating at 200 ° C. for 30 minutes. An electrode is connected to the exposed metal wiring of this substrate, a voltage of 18V is applied to the insulating film, and the metal wiring is stored in a constant temperature and humidity chamber set at 60 ° C. and 90% humidity for 3 days, and then the state of the metal wiring is measured with an optical microscope. Was observed using. At this time, when the corrosion rate (area standard) of the metal wiring was less than 15%, it was determined as A, when it was 15% or more and less than 25%, it was determined as B, and when it was 25% or more, it was determined as C. It can be evaluated that the wiring corrosion resistance is good when the corrosion rate of the metal wiring is A or B, and the wiring corrosion resistance is poor when the corrosion rate is C.

[PCDマージンおよびPEDマージンの評価]
スピンナーを用い、60℃で60秒間HMDS処理したシリコン基板上に感放射線性樹脂組成物を塗布した後、(1a)90℃にて2分間ホットプレート上でプレベークして平均膜厚3.0μmの塗膜を形成し、(2a)この塗膜に、幅10μmのライン・アンド・スペースパターンを有するパターンマスクを介して、水銀ランプを用いて365nmの紫外線を照射し、(3a)紫外線照射後の塗膜に、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド2.38質量%水溶液よりなる現像液を用い、25℃で60秒現像処理を行った後、超純水で1分間流水洗浄を行った。なお、PCD(Post Coating Delay)マージン評価の場合は上記(1a)の後、上記(2a)の前に、またPED(Post Exposure Delay)マージン評価の場合は上記(2a)の後、上記(3a)の前に、前記塗膜を室温で1時間放置する工程を加えた。このとき、幅10μmのライン・アンド・スペースパターンを形成可能な最小露光量を測定した。この測定値を[放射線感度]の測定値と比較し、最小露光量の増加率が5%未満の場合をA、5%以上10%未満の場合をB、10%以上の場合または解像に至らなかった場合をCと判定した。AまたはBの場合にPCD、PEDマージンが良好であると評価でき、Cの場合にPCD、PEDマージンが不良であると評価できる。
[Evaluation of PCD margin and PED margin]
After applying the radiation-sensitive resin composition on a silicon substrate treated with HMDS at 60 ° C. for 60 seconds using a spinner, (1a) prebaked on a hot plate at 90 ° C. for 2 minutes to have an average film thickness of 3.0 μm. A coating film is formed, and (2a) the coating film is irradiated with ultraviolet rays of 365 nm using a mercury lamp via a pattern mask having a line-and-space pattern having a width of 10 μm, and (3a) after the ultraviolet irradiation. A developer consisting of a 2.38 mass% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide was used as a coating film, and the film was developed at 25 ° C. for 60 seconds and then washed with ultrapure water for 1 minute. In the case of PCD (Post Coating Delay) margin evaluation, after the above (1a) and before the above (2a), and in the case of PED (Post Exposure Delay) margin evaluation, after the above (2a) and above (3a). ), The step of leaving the coating film at room temperature for 1 hour was added. At this time, the minimum exposure amount capable of forming a line-and-space pattern having a width of 10 μm was measured. Comparing this measured value with the measured value of [Radiation Sensitivity], the case where the increase rate of the minimum exposure is less than 5% is A, the case where it is 5% or more and less than 10% is B, and the case where it is 10% or more or the resolution. The case where the result was not reached was determined as C. In the case of A or B, it can be evaluated that the PCD and PED margins are good, and in the case of C, it can be evaluated that the PCD and PED margins are poor.

[最小解像度の測定]
スピンナーを用い、60℃で60秒間HMDS処理したシリコン基板上に感放射線性樹脂組成物を塗布した後、90℃にて2分間ホットプレート上でプレベークして平均膜厚3.0μmの塗膜を形成した。この塗膜に一辺1~10μmのスクウェアパターンを有するパターンマスクを介して、水銀ランプを用いて365nmの紫外線を、各々[放射線感度]で最適化した最小露光量×1.5倍の露光量で照射した。次いで、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド2.38質量%水溶液よりなる現像液を用い、25℃で60秒現像処理を行った後、超純水で1分間流水洗浄を行った。このとき、スクウェアパターンが形成可能な最小マスクサイズを測定した。この測定値が4μm未満の場合に解像性が良好であり、4μm以上の場合に解像性が不良であると評価できる。
[Measurement of minimum resolution]
A radiation-sensitive resin composition is applied onto a silicon substrate treated with HMDS at 60 ° C. for 60 seconds using a spinner, and then prebaked on a hot plate at 90 ° C. for 2 minutes to form a coating film having an average film thickness of 3.0 μm. Formed. Through a pattern mask having a square pattern with a side of 1 to 10 μm on this coating film, ultraviolet rays of 365 nm are emitted using a mercury lamp at the minimum exposure amount optimized by [radiation sensitivity] × 1.5 times the exposure amount. Irradiated. Then, using a developer consisting of a 2.38% by mass aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, development treatment was carried out at 25 ° C. for 60 seconds, and then washing with ultrapure water for 1 minute was carried out. At this time, the minimum mask size in which the square pattern can be formed was measured. When this measured value is less than 4 μm, it can be evaluated that the resolution is good, and when it is 4 μm or more, it can be evaluated that the resolution is poor.

表2および3に示されるように、実施例の各感放射線性樹脂組成物は良好な放射線感度を有し、実用特性として放射線感度、保存安定性、基板密着性、配線腐食耐性、PCDマージン、PEDマージン、解像性のいずれも良好であることがわかる。一方、比較例の感放射線樹脂組成物においては、全ての特性が良好であるものはなかった。 As shown in Tables 2 and 3, each radiation-sensitive resin composition of Examples has good radiation sensitivity, and practical characteristics include radiation sensitivity, storage stability, substrate adhesion, wiring corrosion resistance, PCD margin, and the like. It can be seen that both the PED margin and the resolution are good. On the other hand, none of the radiation-sensitive resin compositions of Comparative Examples had good properties.

Claims (10)

同一のまたは異なる重合体中に、芳香環と当該芳香環に直接結合したアルコキシシリル基とを含む構造単位(I)、および酸性基を含む構造単位(II)を有する重合体成分(A)と、
感放射線性酸発生剤と、
有機溶媒(D)と、
水(E)とを含有し、
前記水(E)の含有量が10wtppm以上800wtppm以下であり、
前記感放射線性酸発生剤が、オキシムスルホネート化合物、オニウム塩、スルホンイミド化合物、ハロゲン含有化合物、ジアゾメタン化合物、スルホン化合物、スルホン酸エステル化合物、およびカルボン酸エステル化合物から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とするポジ型感放射線性樹脂組成物。
A polymer component (A) having a structural unit (I) containing an aromatic ring and an alkoxysilyl group directly bonded to the aromatic ring, and a structural unit (II) containing an acidic group in the same or different polymer. ,
Radiation-sensitive acid generators and
Organic solvent (D) and
Contains water (E),
The content of the water (E) is 10 wtppm or more and 800 wtppm or less.
The radiation-sensitive acid generator is at least one selected from an oxime sulfonate compound, an onium salt, a sulfonimide compound, a halogen-containing compound, a diazomethane compound, a sulfone compound, a sulfonic acid ester compound, and a carboxylic acid ester compound. A characteristic positive radiation- sensitive resin composition.
前記水(E)の含有量が550wtppm以下である請求項1のポジ型感放射線性樹脂組成物。 The positive radiation- sensitive resin composition according to claim 1, wherein the content of the water (E) is 550 wtppm or less. 前記水(E)の含有量が250wtppm以下である請求項1または2のポジ型感放射線性樹脂組成物。 The positive radiation- sensitive resin composition according to claim 1 or 2, wherein the content of the water (E) is 250 wtppm or less. 前記重合体成分(A)が、前記構造単位(I)および前記構造単位(II)から選ばれる少なくとも1種の構造単位を有する重合体と同一のまたは異なる重合体中に、架橋性基を含む構造単位(III)をさらに有する請求項1~3のいずれか1項のポジ型感放射線性樹脂組成物。 The polymer component (A) contains a crosslinkable group in the same or different polymer as the polymer having at least one structural unit selected from the structural unit (I) and the structural unit (II). The positive radiation- sensitive resin composition according to any one of claims 1 to 3, further comprising a structural unit (III). 前記構造単位(I)が、置換又は非置換の、ベンゼン環、ナフタレン環またはアントラセン環と、当該環に直接結合した-SiR3で表される基(前記Rは、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アルキル基、アリール基、またはアルコキシ基であり;但し、前記Rの少なくとも1つは、アルコキシ基である)とを含む構造単位である請求項1~4のいずれか1項のポジ型感放射線性樹脂組成物。 The structural unit (I) is a substituted or unsubstituted benzene ring, naphthalene ring or ankoxy ring and a group represented by -SiR 3 directly bonded to the ring (the R is independently a hydrogen atom and a halogen, respectively). 13. Positive type radiation-sensitive resin composition. 請求項1~のいずれか1項のポジ型感放射線性樹脂組成物から形成された、パターン化された硬化膜。 A patterned cured film formed from the positive radiation- sensitive resin composition according to any one of claims 1 to 5 . 層間絶縁膜である請求項のパターン化された硬化膜。 The patterned cured film according to claim 6 , which is an interlayer insulating film. 請求項1~のいずれか1項のポジ型感放射線性樹脂組成物の塗膜を基板上に形成する工程(1)と、前記塗膜の一部に放射線を照射する工程(2)と、放射線が照射された前記塗膜を現像する工程(3)と、現像された前記塗膜を加熱する工程(4)とを有する、パターン化された硬化膜の製造方法。 A step (1) of forming a coating film of the positive radiation- sensitive resin composition according to any one of claims 1 to 5 on a substrate, and a step (2) of irradiating a part of the coating film with radiation. A method for producing a patterned cured film, comprising a step (3) of developing the coating film irradiated with radiation and a step (4) of heating the developed coating film. 請求項またはのパターン化された硬化膜を備える半導体素子。 A semiconductor device comprising the patterned cured film of claim 6 or 7 . 請求項の半導体素子を備える表示装置。 A display device including the semiconductor element of claim 9 .
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