KR101421299B1 - Sensitive radiation-sensitive resin composition, an interlayer insulating film and a microlens, and a method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 [A] (a1) 카르복실기를 갖는 특정한 불포화 화합물, (a2) 지환식 에폭시 골격을 갖는 특정한 불포화 화합물 및 (a3) 상기 (a1) 및 (a2) 이외의 특정한 불포화 화합물의 공중합체 및 [B] 1,2-퀴논디아지드 화합물을 함유하는 감방사선성 수지 조성물에 관한 것이다. (A3) a copolymer of a specific unsaturated compound other than the above (a1) and (a2), and a copolymer of a specific unsaturated compound having an alicyclic epoxy skeleton and a specific unsaturated compound other than the above (a1) B] 1,2-quinone diazide compound as a radiation-sensitive resin composition.
상기 감방사선성 수지 조성물은 높은 감방사선 감도를 갖고, 현상 공정에서 최적 현상 시간을 초과하여 현상 처리를 행하더라도 여전히 양호한 패턴 형상을 형성할 수 있는 현상 마진을 갖고, 또한 기판과의 밀착성이 우수한 패턴상 박막을 용이하게 형성할 수 있고, 특히 층간 절연막 또는 마이크로렌즈의 형성에 바람직하게 사용된다.The radiation-sensitive resin composition has a high sensitivity to radiation and has a developing margin capable of still forming a good pattern shape even when a developing process is performed in excess of an optimum developing time in the developing process and also has a pattern An upper thin film can be easily formed, and is particularly preferably used for forming an interlayer insulating film or a microlens.
감방사선성 수지 조성물, 층간 절연막, 마이크로렌즈 Sensitive radiation-sensitive resin composition, an interlayer insulating film, a micro lens
Description
본 발명은, 감방사선성 수지 조성물, 층간 절연막 및 마이크로렌즈 및 이들의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a radiation-sensitive resin composition, an interlayer insulating film and a microlens, and a method of manufacturing the same.
박막 트랜지스터(이하, 「TFT」라 함)형 액정 표시 소자나 자기 헤드 소자, 집적 회로 소자, 고체 촬상 소자 등의 전자 부품에는, 일반적으로 층상으로 배치되는 배선 간을 절연하기 위해서 층간 절연막이 설치된다. 층간 절연막을 형성하는 재료로서는, 필요한 패턴 형상을 얻기 위한 공정수가 적고 게다가 충분한 평탄성을 갖는 것이 바람직하기 때문에, 감방사선성 수지 조성물이 폭넓게 사용된다(일본 특허 공개 제2001-354822호 공보 및 일본 특허 공개 제2001-343743호 공보 참조).In an electronic component such as a thin film transistor (hereinafter referred to as " TFT ") type liquid crystal display element, a magnetic head element, an integrated circuit element, or a solid-state image pickup element, an interlayer insulating film is generally provided to insulate inter- . As the material for forming the interlayer insulating film, a radiation-sensitive resin composition is widely used because it is preferable that the number of processes for obtaining a necessary pattern shape is small and sufficient flatness is obtained (Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2001-354822 and Japanese Patent Laid- 2001-343743).
상기 전자 부품 중, 예를 들면 TFT형 액정 표시 소자는, 상기 층간 절연막 상에, 투명 전극막을 형성하고, 그 위에 액정 배향막을 추가로 형성하는 공정을 거쳐서 제조되기 때문에, 층간 절연막은, 투명 전극막의 형성 공정에서 고온 조건에 노출되거나, 전극의 패턴 형성에 사용되는 레지스트의 박리액에 노출되게 되기 때 문에, 이들에 대한 충분한 내성이 필요해진다. Among the above electronic components, for example, a TFT type liquid crystal display element is manufactured by forming a transparent electrode film on the interlayer insulating film and further forming a liquid crystal alignment film thereon. Therefore, Since they are exposed to high temperature conditions in the forming process or are exposed to the stripping solution of the resist used for forming the pattern of the electrode, sufficient resistance to these is required.
또한 최근 들어, TFT형 액정 표시 소자에서는 대화면화, 고휘도화, 고정밀 미세화, 고속 응답화, 박형화 등의 동향에 있어, 그것에 이용되는 층간 절연막 형성용 조성물로서는 고감도이고, 형성되는 층간 절연막에는 저유전율, 광투과율의 고도성 등에 있어서, 종래보다도 더 고성능이 요구되고 있다. In recent years, in TFT-type liquid crystal display devices, as a composition for forming an interlayer insulating film used in the trends such as a large-sized screen, a high brightness, a high-precision miniaturization, a high speed response and a thinness, Higher performance is demanded in the optical transmissivity and the like as compared with the prior art.
한편, 팩시밀리, 전자 복사기, 고체 촬상 소자 등의 온칩 컬러 필터의 결상(結像) 광학계 또는 광 섬유 커넥터의 광학계 재료로서 3 내지 100 ㎛ 정도의 렌즈 직경을 갖는 마이크로렌즈, 또는 이들 마이크로렌즈를 규칙적으로 배열한 마이크로렌즈 어레이가 사용된다.On the other hand, a microlens having a lens diameter of about 3 to 100 mu m as an optical system material of an imaging optical system or an optical fiber connector of an on-chip color filter such as a facsimile, an electronic copying machine, An array of microlenses is used.
마이크로렌즈 또는 마이크로렌즈 어레이의 형성에는, 렌즈에 상당하는 레지스트 패턴을 형성한 후, 가열 처리함으로써 멜트플로우시키고, 이것을 그대로 렌즈로서 이용하는 방법이나, 멜트플로우시킨 렌즈 패턴을 마스크로 하여 드라이 에칭에 의해 바탕에 렌즈 형상을 전사하는 방법 등이 알려져 있다. 상기 렌즈 패턴의 형성에는, 감방사선성 수지 조성물이 폭넓게 사용된다(일본 특허 공개 (평)6-18702호 공보 및 일본 특허 공개 (평)6-136239호 공보 참조). In order to form a microlens or a microlens array, a method in which a resist pattern corresponding to a lens is formed and then subjected to a heat treatment to perform a melt flow and used as it is as a lens, or a method in which a lens pattern formed by a melt flow is used as a mask, And a method of transferring the lens shape to the lens. For the formation of the lens pattern, a radiation-sensitive resin composition is widely used (see Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 6-18702 and Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 6-136239).
그런데, 상기한 바와 같은 마이크로렌즈 또는 마이크로렌즈 어레이가 형성된 소자는 그 후, 배선 형성 부분인 본딩 패드 상의 각종 절연막을 제거하기 위해서, 평탄화막 및 에칭용 레지스트막을 도포하고, 원하는 마스크를 이용하여 노광, 현상하여 본딩 패드 부분의 에칭 레지스트를 제거하고, 이어서, 에칭에 의해 평탄화막이나 각종 절연막을 제거하여 본딩 패드 부분을 노출시키는 공정에 제공된다. 그 때문에 마이크로렌즈 또는 마이크로렌즈 어레이에는, 평탄화막 및 에칭 레지스트의 도막 형성 공정 및 에칭 공정에 있어서, 내용제성이나 내열성이 필요해진다. After the formation of the microlenses or microlens arrays as described above, a planarizing film and a resist film for etching are applied to remove various insulating films on the bonding pads, which are wiring forming portions, Development is performed to remove the etching resist on the bonding pad portion, and then the flattening film and various insulating films are removed by etching to expose the bonding pad portion. Therefore, in the microlens or microlens array, solvent resistance and heat resistance are required in the film forming process and the etching process of the planarizing film and the etching resist.
이러한 마이크로렌즈를 형성하기 위해서 이용되는 감방사선성 수지 조성물은, 고감도일 것, 또한, 그것으로부터 형성되는 마이크로렌즈가 원하는 곡률 반경을 갖는 것일 것, 고내열일 것, 광투과율이 높을 것 등이 요구된다. The radiation-sensitive resin composition used for forming such a microlens is required to have a high sensitivity, a microlens formed therefrom having a desired radius of curvature, a high heat resistance, and a high light transmittance do.
또한, 이와 같이 하여 얻어지는 층간 절연막이나 마이크로렌즈는, 이들을 형성할 때의 현상 공정에서, 현상 시간이 최적 시간보다 약간일지라도 과잉이 되면, 패턴과 기판 사이에 현상액이 침투하여 박리가 생기기 쉬워지기 때문에, 현상 시간을 엄밀하게 제어할 필요가 있어, 제품의 수율 면에서 문제가 있었다. In addition, the interlayer insulating film or microlens obtained in this way, when the development time is a little more than the optimal time in the developing step for forming them, if the excessive development occurs, the developing solution penetrates between the pattern and the substrate, It is necessary to strictly control the development time, and there is a problem in terms of the yield of the product.
이와 같이, 층간 절연막이나 마이크로렌즈를 감방사선성 수지 조성물로 형성함에 있어서는, 조성물로서는 고감도인 것이 요구되고, 또한 형성 공정 중의 현상 공정에서 현상 시간이 소정 시간보다 과잉이 된 경우에도 패턴의 박리가 생기지 않고 양호한 밀착성을 나타내고, 또한 그것으로부터 형성되는 층간 절연막에는 고내열성, 고내용제성, 저유전율, 높은 광투과율 등이 요구되고, 한편, 마이크로렌즈를 형성하는 경우에는 마이크로렌즈로서 양호한 멜트 형상(원하는 곡률 반경), 고내열성, 고내용제성, 높은 광투과율이 요구되게 되지만, 그와 같은 요구를 만족시키는 감방사선성 수지 조성물은 종래에 알려져 있지 않았다.As described above, when forming an interlayer insulating film or a microlens from a radiation-sensitive resin composition, a high sensitivity is required for the composition, and even when the developing time in the developing process during the forming process becomes excessively longer than the predetermined time, High dielectric constant, low dielectric constant, high light transmittance and the like are required for the interlayer insulating film formed therefrom. On the other hand, in the case of forming the microlenses, a good melt shape (desired curvature Radius), high heat resistance, high solvent resistance, and high light transmittance are required, but a radiation-sensitive resin composition satisfying such a requirement has not been known heretofore.
본 발명은 이상과 같은 사정에 기초하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은, 높은 감방사선 감도를 갖고, 현상 공정에서 최적 현상 시간을 초과하여 현상 처리를 행하더라도 여전히 양호한 패턴 형상을 형성할 수 있는 현상 마진을 갖고, 또한 기판과의 밀착성이 우수한 패턴상 박막을 용이하게 형성할 수 있는 감방사선성 수지 조성물을 제공하는 데에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made based on the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a developing device which has a high sensitivity to radiation sensitivity and can still form a good pattern shape even if a developing process is performed in excess of an optimum developing time in the developing process Sensitive resin composition which is capable of easily forming a patterned thin film having an excellent adhesion to a substrate and a margin.
본 발명의 다른 목적은, 층간 절연막의 형성에 이용하는 경우에 있어서는 고내열성, 고내용제성, 높은 광투과율, 저유전율의 층간 절연막을 형성할 수 있고, 또한 마이크로렌즈의 형성에 이용하는 경우에 있어서는 높은 광투과율과 양호한 멜트 형상을 갖는 마이크로렌즈를 형성할 수 있는 감방사선성 수지 조성물을 제공하는 데에 있다. Another object of the present invention is to provide an interlayer insulating film having a high heat resistance, a high solvent resistance, a high light transmittance and a low dielectric constant when used for the formation of an interlayer insulating film, And to provide a radiation-sensitive resin composition capable of forming a microlens having a transmittance and a good melt shape.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 감방사선성 수지 조성물을 이용하여 층간 절연막 및 마이크로렌즈를 형성하는 방법을 제공하는 데에 있다. It is still another object of the present invention to provide a method of forming an interlayer insulating film and a microlens by using the radiation sensitive resin composition.
본 발명의 또 다른 목적은, 본 발명의 방법에 의해 형성된 층간 절연막 및 마이크로렌즈를 제공하는 데에 있다. It is still another object of the present invention to provide an interlayer insulating film and a microlens formed by the method of the present invention.
본 발명의 또 다른 목적 및 이점은, 이하의 설명으로부터 명백해질 것이다.Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description.
본 발명에 따르면, 본 발명의 상기 목적 및 이점은 첫째로, According to the present invention, the above objects and advantages of the present invention are achieved by firstly,
[A] (a1) 하기 화학식 1로 표시되는 카르복실기를 갖는 불포화 화합물, [A] (a1) an unsaturated compound having a carboxyl group represented by the following formula (1)
(a2) 하기 화학식 (2-1) 내지 (2-3) 중에서 선택되는 지환식 에폭시 골격을 갖는 불포화 화합물 및 (a2) an unsaturated compound having an alicyclic epoxy skeleton selected from the following formulas (2-1) to (2-3) and
(a3) 메타크릴산 알킬에스테르, 메타크릴산 환상 알킬에스테르, 메타크릴산 환상 알킬에스테르, 수산기를 갖는 메타아크릴산 에스테르, 아크릴산 환상 알킬에스테르, 메타크릴산 아릴에스테르, 아크릴산 아릴에스테르, 불포화 디카르복실산 디에스테르, 비시클로 불포화 화합물, 말레이미드 화합물, 불포화 방향족 화합물, 공액 디엔; 테트라히드로푸란 골격, 푸란 골격, 테트라히드로피란 골격, 피란 골격, 글리시딜 골격, 하기 화학식 3으로 표시되는 골격을 갖는 불포화 화합물; 하기 화학식 4로 표시되는 페놀성 수산기 함유 불포화 화합물 및 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 염화비닐, 염화비닐리덴, 아크릴아미드, 메타크릴아미드 및 아세트산 비닐로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 불포화 화합물의 공중합체 및(a3) at least one monomer selected from the group consisting of (a3) methacrylic acid alkyl esters, methacrylic acid cyclic alkyl esters, methacrylic acid cyclic alkyl esters, methacrylic acid esters having hydroxyl groups, acrylic acid cyclic alkyl esters, methacrylic acid aryl esters, A diester, a bicyclic unsaturated compound, a maleimide compound, an unsaturated aromatic compound, a conjugated diene; An unsaturated compound having a tetrahydrofuran skeleton, a furan skeleton, a tetrahydropyran skeleton, a pyran skeleton, a glycidyl skeleton, and a skeleton represented by Formula 3 below; A phenolic hydroxyl group-containing unsaturated compound represented by the following formula (4) and at least one unsaturated compound selected from the group consisting of acrylonitrile, methacrylonitrile, vinyl chloride, vinylidene chloride, acrylamide, methacrylamide and vinyl acetate Copolymers and
[B] 1,2-퀴논디아지드 화합물을 함유하는 감방사선성 수지 조성물에 의해서 달성된다. And [B] a 1,2-quinonediazide compound.
(여기서, R는 수소 또는 메틸기를 나타내고, X는 메틸렌기, 탄소수 2 이상의 알킬렌기 또는 하기 화학식 (1-1) 내지 (1-6) 중 어느 하나로 표시되는 2가의 기임)(Wherein R represents hydrogen or a methyl group, and X represents a methylene group, an alkylene group having 2 or more carbon atoms, or a bivalent group represented by any one of the following formulas (1-1) to (1-6)
(여기서, X1은 각각 독립적으로 메틸렌기 또는 탄소수 2 이상의 알킬렌기이고, 화학식 (1-1) 내지 (1-6)의 오른편의 결합수가 카르복실기와 결합함)(Wherein X 1 is each independently a methylene group or an alkylene group having 2 or more carbon atoms, and the bond on the right hand side of the formulas (1-1) to (1-6) is bonded to a carboxyl group)
(화학식 3 중, R3은 수소 원자 또는 메틸기이고, n은 반복수임)(Wherein R 3 is a hydrogen atom or a methyl group, and n is a repeating number)
(화학식 4 중, R4는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, 복수개의 R5는 각각 독립적으로 수소 원자, 수산기 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, X2는 단결합, -COO- 또는 -CONH-이고, m은 0 내지 3의 정수이되, 단 R5 중의 1개 이상은 수산기임)(Wherein R 4 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a plurality of R 5 are each independently a hydrogen atom, a hydroxyl group or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, X 2 is a single bond, -COO- or -CONH- and m is an integer of 0 to 3, provided that at least one of R < 5 > is a hydroxyl group)
본 발명의 목적 및 이점은 둘째로,The objects and advantages of the present invention are secondly,
이하의 공정을 이하의 기재순으로 포함하는 것을 특징으로 하는 층간 절연막 또는 마이크로렌즈의 형성 방법에 의해 달성된다.And the following steps are included in the order of the following description.
(1) 상기 감방사선성 수지 조성물의 도막을 기판 상에 형성하는 공정(1) a step of forming a coating film of the radiation-sensitive resin composition on a substrate
(2) 상기 도막의 적어도 일부에 방사선을 조사하는 공정(2) a step of irradiating at least a part of the coating film with radiation
(3) 현상 공정(3) Development process
(4) 가열 공정 (4) Heating process
또한 본 발명의 목적 및 이점은 셋째로, The objects and advantages of the present invention are also, thirdly,
상기 방법에 의해서 형성된 층간 절연막 또는 마이크로렌즈에 의해서 달성된다.Is achieved by an interlayer insulating film or a microlens formed by the above method.
본 발명의 감방사선성 수지 조성물은, 높은 감방사선 감도를 갖고, 현상 공정에서 최적 현상 시간을 초과하여 현상 처리를 행하더라도 여전히 양호한 패턴 형상을 형성할 수 있는 현상 마진을 갖고, 밀착성이 우수하여 패턴상 박막을 용이하게 형성할 수 있다. The radiation-sensitive resin composition of the present invention has a high sensitivity to radiation and has a developing margin capable of still forming a good pattern even when the developing process exceeds the optimum developing time in the developing process, An upper thin film can be easily formed.
본 발명의 감방사선성 수지 조성물로부터 형성된 층간 절연막 및 마이크로렌즈는, 각각 층간 절연막 및 마이크로렌즈로서 요구되는 다양한 성능(최근 점점 더 엄격해지는 요구 성능)을 만족시키는 것이다.The interlayer insulating film and the microlens formed from the radiation-sensitive resin composition of the present invention satisfy the various performances required for the interlayer insulating film and the microlens, respectively (recently more and more demanding performance).
이하, 본 발명의 감방사선성 수지 조성물에 관해서 상술한다. Hereinafter, the radiation sensitive resin composition of the present invention will be described in detail.
- 공중합체 [A] -- copolymer [A] -
공중합체 [A]는, 화합물 (a1), 화합물 (a2) 및 화합물 (a3)을 바람직하게는 용매 내, 중합 개시제의 존재 하에서 라디칼 중합함으로써 제조할 수 있다. The copolymer [A] can be produced by radical polymerization of the compound (a1), the compound (a2) and the compound (a3) in a solvent, preferably in the presence of a polymerization initiator.
본 발명에서 이용되는 공중합체 [A]는, 화합물 (a1)로부터 유도되는 반복 단위를, 화합물 (a1), 화합물 (a2) 및 화합물 (a3)으로부터 유도되는 반복 단위의 합 계에 기초하여, 바람직하게는 5 내지 40 중량%, 특히 바람직하게는 5 내지 25 중량% 함유하고 있다. 이 반복 단위가 5 중량% 미만인 공중합체를 사용하면 현상 공정 시에 알칼리 수용액에 용해되기 어렵게 되고, 한편 40 중량%을 초과하는 공중합체는 알칼리 수용액에 대한 용해성이 너무 커지는 경향이 있다. The copolymer [A] used in the present invention can be obtained by copolymerizing the repeating unit derived from the compound (a1) with a repeating unit derived from the compound (a1), the compound (a2) and the compound (a3) By weight, preferably 5 to 40% by weight, particularly preferably 5 to 25% by weight. When a copolymer having a repeating unit of less than 5% by weight is used, it is difficult to dissolve in an alkali aqueous solution during the development process. On the other hand, a copolymer exceeding 40% by weight tends to have an excessively high solubility in an aqueous alkali solution.
화합물 (a1)은 상기 화학식 1로 표시되는 카르복실기 함유 불포화 화합물이다. 상기 화학식 1에 있어서의 X 및 상기 화학식 (1-1) 내지 (1-6)에 있어서의 X1의 탄소수 2 이상의 알킬렌기로서는, 탄소수 2 내지 6의 알킬렌기가 바람직하고, 예를 들면 1,1-에틸렌기, 1,2-에틸렌기, 1,2-프로필렌기, 1,3-프로필렌기, 1,1-디메틸-1,2-에틸렌기, 2,2-디메틸-1,2-에틸렌기, 1-메틸-1,3-프로필렌기, 2-메틸-1,3-프로필렌기, 1,3-부틸렌기, 1,4-부틸렌기, 1,5-펜틸렌기 등을 들 수 있다. 상기 화학식 (1-6)에 있어서의 시클로헥센환은, 화학식 (1-6) 중의 -X1-OCO-에 대하여 3위치 및 4위치의 탄소탄소 간에 이중 결합이 있는 위치에서 결합되는 것이 바람직하다.The compound (a1) is a carboxyl group-containing unsaturated compound represented by the above formula (1). The alkylene group having 2 or more carbon atoms of X 1 in the above general formula (1) and the above general formulas (1-1) to (1-6) is preferably an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, Ethylene group, 1,2-propylene group, 1,3-propylene group, 1,1-dimethyl-1,2-ethylene group, 2,2-dimethyl- Methylene-1,3-propylene group, 2-methyl-1,3-propylene group, 1,3-butylene group, 1,4-butylene group and 1,5-pentylene group. The cyclohexene ring in the formula (1-6) is preferably bonded at a position having a double bond between the carbon atoms at the 3-position and the 4-position with respect to -X 1 -OCO- in the formula (1-6).
이러한 화합물 (a1) 중, 2-카르복시에틸(메트)아크릴레이트, 2-(메트)아크릴로일옥시에틸숙신산, 2-(메트)아크릴로일옥시이소프로필숙신산, 2-(메트)아크릴로일옥시에틸프탈산, 2-(메트)아크릴로일옥시이소프로필프탈산, 2-(메트)아크릴로일옥시에틸헥사히드로프탈산, 2-(메트)아크릴로일옥시이소프로필헥사히드로프탈산, 2-(메트)아크릴로일옥시에틸-3,4,5,6-테트라히드로프탈산 또는 2-(메트)아크릴로일옥시프로필-3,4,5,6-테트라히드로프탈산이, 공중합 반응성, 알칼리 수용액에 대한 용해성 및 입수가 용이한 점에서 바람직하게 이용된다. 이들 화합물 (a1)은, 단독으로 또는 조합하여 이용된다. Among these compounds (a1), preferred are the following: 2-carboxyethyl (meth) acrylate, 2- (meth) acryloyloxyethylsuccinic acid, 2- (meth) acryloyloxyisopropylsuccinic acid, 2- (Meth) acryloyloxypropyl hexahydrophthalic acid, 2- (meth) acryloyloxyhexahydrophthalic acid, 2- (meth) acryloyloxyisopropylphthalic acid, 2- (Meth) acryloyloxypropyl-3,4,5,6-tetrahydrophthalic acid is copolymerizable and soluble in an aqueous alkali solution, Is advantageously used. These compounds (a1) are used alone or in combination.
본 발명에서 이용되는 공중합체 [A]는, 화합물 (a2)로부터 유도되는 반복 단위를, 화합물 (a1), 화합물 (a2) 및 화합물 (a3)으로부터 유도되는 반복 단위의 합계에 기초하여, 바람직하게는 10 내지 80 중량%, 특히 바람직하게는 30 내지 80 중량% 함유하고 있다. 이 반복 단위가 10 중량% 미만인 경우에는 얻어지는 층간 절연막이나 마이크로렌즈의 내열성, 표면 경도 및 박리액 내성이 저하되는 경향이 있고, 한편 이 반복 단위의 양이 80 중량%을 초과하는 경우에는 감방사선성 수지 조성물의 보존 안정성이 저하되는 경향이 있다. The copolymer [A] used in the present invention can be obtained by copolymerizing the repeating unit derived from the compound (a2) with the repeating unit derived from the compound (a1), the compound (a2) and the compound (a3) Is contained in an amount of 10 to 80% by weight, particularly preferably 30 to 80% by weight. When the repeating unit is less than 10% by weight, the heat resistance, surface hardness and peel strength of the resultant interlayer insulating film or microlens tend to be lowered. On the other hand, when the amount of the repeating unit exceeds 80% by weight, The storage stability of the resin composition tends to be lowered.
화합물 (a2)는, 상기 화학식 (2-1) 내지 (2-3) 중에서 선택되는 지환식 에폭시 골격을 갖는 불포화 화합물이다. 화합물 (a2)로서는, 상기 지환식 에폭시 골격을 갖는, 예를 들면 메타크릴산 에스테르, 아크릴산 에스테르, 스티렌 화합물, 비닐에테르 화합물이 바람직하고, 특히 바람직하게는, 메타크릴산 에스테르를 들 수 있다. 화합물 (a2)로서는, 예를 들면 하기 화학식으로 표시되는 화합물을 바람직한 예로서 들 수 있다.The compound (a2) is an unsaturated compound having an alicyclic epoxy skeleton selected from the above formulas (2-1) to (2-3). As the compound (a2), for example, a methacrylate ester, an acrylate ester, a styrene compound, or a vinyl ether compound having an alicyclic epoxy skeleton are preferable, and methacrylate esters are particularly preferable. As the compound (a2), for example, a compound represented by the following formula may be mentioned as a preferable example.
(식 중, R1은 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, R2는 탄소수 1 이상의 2가의 탄화수소기임)(Wherein R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and R 2 is a divalent hydrocarbon group having 1 or more carbon atoms)
R2의 탄소수 1 이상의 2가의 탄화수소기로서는, 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 2가의 탄화수소기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 2 내지 6의 2가의 탄화수소기이고, 특히 1,1-에틸렌기, 1,2-에틸렌기, 1,2-프로필렌기, 1,3-프로필렌기, 1,1-디메틸-1,2-에틸렌기, 2,2-디메틸-1,2-에틸렌기, 1-메틸-1,3-프로필렌기, 2-메틸-1,3-프로필렌기, 1,3-부틸렌기, 1,4-부틸렌기 또는 1,5-펜틸렌기가 바람직하다.The bivalent hydrocarbon group having 1 or more carbon atoms in R 2 is preferably a divalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably a divalent hydrocarbon group having 2 to 6 carbon atoms, particularly 1, 1-ethylene group, 1 Ethylene group, 1,2-propylene group, 1,3-propylene group, 1,1-dimethyl-1,2-ethylene group, 2,2- A 1,3-propylene group, a 2-methyl-1,3-propylene group, a 1,3-butylene group, a 1,4-butylene group or a 1,5-pentylene group is preferable.
화합물 (a2) 중, 특히 바람직한 것으로서, 3,4-에폭시시클로헥실메틸(메트)아크릴레이트, 3,4-에폭시트리시클로[5.2.1.02,6]데칸-8-일(메트)아크릴레이트 및 2,3-에폭시시클로펜틸메틸(메트)아크릴레이트를 들 수 있다. Particularly preferred among the compounds (a2) are 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth) acrylate, 3,4-epoxytricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl (meth) 2,3-epoxycyclopentylmethyl (meth) acrylate.
본 발명에서 이용되는 공중합체 [A]는, 화합물 (a3)으로부터 유도되는 반복 단위를, 화합물 (a1), 화합물 (a2) 및 화합물 (a3)으로부터 유도되는 반복 단위의 합계에 기초하여, 바람직하게는 5 내지 80 중량%, 특히 바람직하게는 10 내지 60 중량% 함유하고 있다. 이 반복 단위가 5 중량% 미만인 경우에는, 감방사선성 수지 조성물의 보존 안정성이 손상되는 경우가 있고, 한편 이 반복 단위의 양이 80 중량%을 초과하는 경우에는, 얻어지는 층간 절연막 또는 마이크로렌즈의 내열성, 표면 경도 또는 박리액 내성이 부족한 경우가 있다. The copolymer [A] used in the present invention can be obtained by copolymerizing the repeating unit derived from the compound (a3) with the repeating unit derived from the compound (a1), the compound (a2) and the compound (a3) Contains 5 to 80% by weight, particularly preferably 10 to 60% by weight. When the repeating unit is less than 5% by weight, storage stability of the radiation-sensitive resin composition may be impaired. On the other hand, when the amount of the repeating unit exceeds 80% by weight, the heat resistance , Surface hardness or peel strength may be insufficient.
화합물 (a3)의 구체예로서는, 메타크릴산 알킬에스테르로서, 예를 들면 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, sec-부틸메타크릴레이트, t-부틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 이소데실메타크릴레이트, n-라우릴메타크릴레이트, 트리데실메타크릴레이트, n-스테아릴메타크릴레이트 등; Specific examples of the compound (a3) include methacrylic acid alkyl esters such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, sec-butyl methacrylate, t-butyl methacrylate, - ethylhexyl methacrylate, isodecyl methacrylate, n-lauryl methacrylate, tridecyl methacrylate, n-stearyl methacrylate and the like;
아크릴산 알킬에스테르로서, 예를 들면 메틸아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트 등; As the acrylic acid alkyl ester, for example, methyl acrylate, isopropyl acrylate and the like;
메타크릴산 환상 알킬에스테르로서, 예를 들면 시클로헥실메타크릴레이트, 2-메틸시클로헥실메타크릴레이트, 트리시클로[5.2.1.02,6]데칸-8-일메타크릴레이트, 트리시클로[5.2.1.02,6]데칸-8-일옥시에틸메타크릴레이트, 이소보로닐메타크릴레이트 등; As the methacrylic acid cyclic alkyl ester, for example, cyclohexyl methacrylate, 2-methylcyclohexyl methacrylate, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl methacrylate, tricyclo [5.2. 1.0 2,6 ] decane-8- yloxyethyl methacrylate, isobornyl methacrylate and the like;
수산기를 갖는 메타아크릴산 에스테르로서, 예를 들면 히드록시메틸메타크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트, 3-히드록시프로필메타크릴레이트, 4-히드록시부틸메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜모노메타크릴레이트, 2,3-디히드록시프로필메타크릴레이트, 2-메타크릴옥시에틸글리코사이드, 4-히드록시페닐메타크릴레이트 등; Examples of the methacrylic ester having a hydroxyl group include hydroxymethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 3-hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, diethylene glycol monomethacrylate 2,3-dihydroxypropyl methacrylate, 2-methacryloxyethyl glycoside, 4-hydroxyphenyl methacrylate and the like;
아크릴산 환상 알킬에스테르로서, 예를 들면 시클로헥실아크릴레이트, 2-메틸시클로헥실아크릴레이트, 트리시클로[5.2.1.02,6]데칸-8-일아크릴레이트, 트리시클로[5.2.1.02,6]데칸-8-일옥시에틸아크릴레이트, 이소보로닐아크릴레이트 등; Examples of the acrylic acid cyclic alkyl esters include cyclohexyl acrylate, 2-methylcyclohexyl acrylate, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl acrylate, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] Decane-8-yloxyethyl acrylate, isobornyl acrylate and the like;
메타크릴산 아릴에스테르로서, 예를 들면 페닐메타크릴레이트, 벤질메타크릴레이트 등; As the methacrylic acid aryl esters, for example, phenyl methacrylate, benzyl methacrylate and the like;
아크릴산 아릴에스테르로서, 예를 들면 페닐아크릴레이트, 벤질아크릴레이트 등; As the acrylic acid aryl esters, for example, phenyl acrylate, benzyl acrylate and the like;
불포화 디카르복실산 디에스테르로서, 예를 들면 말레산 디에틸, 푸마르산 디에틸, 이타콘산 디에틸 등; As the unsaturated dicarboxylic acid diester, for example, diethyl maleate, diethyl fumarate, diethyl itaconate and the like;
비시클로 불포화 화합물로서, 예를 들면 비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-메틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-에틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-메톡시비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-에톡시비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5,6-디메톡시비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5,6-디에톡시비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-t-부톡시카르보닐비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-시클로헥실옥시카르보닐비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-페녹시카르보닐비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5,6-디(t-부톡시카르보닐)비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5,6-디(시클로헥실옥시카르보닐)비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-(2'-히드록시에틸)비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5,6-디히드록시비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5,6-디(히드록시메틸)비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5,6-디(2'-히드록시에틸)비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-히드록시-5-메틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-히드록시-5-에틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔, 5-히드록시메틸-5-메틸비시클로[2.2.1]헵트-2-엔 등; 2.2.1] hept-2-ene, 5-methylbicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-ethylbicyclo [2.2.1] hept- 2.2.1] hept-2-ene, 5-methoxybicyclo [2.2.1] 2-ene, 5,6-diethoxybicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-t-butoxycarbonylbicyclo [2.2.1] hept- 2,6-di (t-butoxycarbonyl) bicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-phenoxycarbonylbicyclo [2.2.1] hept- 2,1-hept-2-ene, 5,6-di (cyclohexyloxycarbonyl) bicyclo [2.2.1] hept-2-ene and 5- (2'-hydroxyethyl) bicyclo [2.2. (Hydroxymethyl) bicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5,6-dihydroxybicyclo [2.2.1] hept- , 5,6-di (2'-hydroxyethyl) bicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-hydroxy- Hydroxy-5-ethylbicyclo [2.2.1] hept-2-ene, and 5-hydroxy-5-methyl-bicyclo [2.2.1] hept-2-ene;
말레이미드 화합물로서, 예를 들면 N-페닐말레이미드, N-시클로헥실말레이미드, N-벤질말레이미드, N-(4-히드록시페닐)말레이미드, N-(4-히드록시벤질)말레이미드, N-숙신이미딜-3-말레이미드벤조에이트, N-숙신이미딜-4-말레이미드부티레이트, N-숙신이미딜-6-말레이미드카프로에이트, N-숙신이미딜-3-말레이미드프로피오네이트, N-(9-아크리디닐)말레이미드 등; Examples of the maleimide compound include N-phenylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, N-benzylmaleimide, N- (4-hydroxyphenyl) maleimide, N- (4-hydroxybenzyl) maleimide , N-succinimidyl-3-maleimide benzoate, N-succinimidyl-4-maleimide butyrate, N-succinimidyl-6-maleimide caproate, N- Pyranate, N- (9-acridinyl) maleimide, and the like;
불포화 방향족 화합물로서, 예를 들면 스티렌, α-메틸스티렌, m-메틸스티 렌, p-메틸스티렌, 비닐톨루엔, p-메톡시스티렌 등; As the unsaturated aromatic compound, for example, styrene,? -Methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, vinyltoluene, p-methoxystyrene and the like;
공액 디엔으로서, 예를 들면 1,3-부타디엔, 이소프렌, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔 등; Examples of the conjugated diene include 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene and the like;
테트라히드로푸란 골격을 함유하는 불포화 화합물로서, 예를 들면 테트라히드로푸르푸릴(메트)아크릴레이트, 2-메타크릴로일옥시-프로피온산 테트라히드로푸르푸릴에스테르, 3-(메트)아크릴로일옥시테트라히드로푸란-2-온 등; Examples of the unsaturated compound containing a tetrahydrofuran skeleton include tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, 2-methacryloyloxy-propionic acid tetrahydrofurfuryl ester, 3- (meth) acryloyloxytetrahydro Furan-2-one and the like;
푸란 골격을 함유하는 불포화 화합물로서, 예를 들면 2-메틸-5-푸란-3-일-1-펜텐-3-온, 푸르푸릴(메트)아크릴레이트, 1-푸란-2-부틸-3-엔-2-온, 1-푸란-2-부틸-3-메톡시-3-엔-2-온, 6-푸란-2-일-2-메틸-1-헥센-3-온, 6-푸란-2-일-헥시-1-엔-3-온, 아크릴산 2-푸란-2-일-1-메틸-에틸에스테르, 6-푸란-2-일-6-메틸-1-헵텐-3-온 등; As the unsaturated compound containing a furan skeleton, for example, 2-methyl-5-furan-3-yl-1-penten- 2-yl-2-methyl-1-hexen-3-one, 6-furan- 2-yl-1-en-3-one, 6-methyl-1-hepten- Etc;
테트라히드로피란 골격을 함유하는 불포화 화합물로서, 예를 들면(테트라히드로피란-2-일)메틸메타크릴레이트, 2,6-디메틸-8-(테트라히드로피란-2-일옥시)-옥트-1-엔-3-온, 2-메타크릴산 테트라히드로피란-2-일에스테르, 1-(테트라히드로피란-2-옥시)-부틸-3-엔-2-온 등; As the unsaturated compound containing a tetrahydropyran skeleton, for example, (tetrahydropyran-2-yl) methyl methacrylate, 2,6-dimethyl-8- (tetrahydropyran- -En-3-one, 2-methacrylic acid tetrahydropyran-2-yl ester, 1- (tetrahydropyran-2-oxy) -butyl-3-en-2-
피란 골격을 함유하는 불포화 화합물로서, 예를 들면 4-(1,4-디옥사-5-옥소-6-헵테닐)-6-메틸-2-피론, 4-(1,5-디옥사-6-옥소-7-옥테닐)-6-메틸-2-피론 등; Examples of the unsaturated compound containing a pyran skeleton include 4- (1, 4-dioxa-5-oxo-6-heptenyl) -6- 6-oxo-7-octenyl) -6-methyl-2-pyrone;
글리시딜 골격을 함유하는 불포화 화합물로서, 예를 들면 아크릴산 글리시딜, 메타크릴산 글리시딜, α-에틸아크릴산 글리시딜, α-n-프로필아크릴산 글리시딜, α-n-부틸아크릴산 글리시딜, o-비닐벤질글리시딜에테르, m-비닐벤질글리시딜 에테르, p-비닐벤질글리시딜에테르 등; As the unsaturated compound containing a glycidyl skeleton, for example, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, glycidyl? -Ethyl acrylate, glycidyl? -N-propyl acrylate,? -N-butyl acrylate Glycidyl, o-vinyl benzyl glycidyl ether, m-vinyl benzyl glycidyl ether, p-vinyl benzyl glycidyl ether and the like;
상기 화학식 3으로 표시되는 골격을 함유하는 불포화 화합물로서, 예를 들면 반복수 n이 2 내지 10인 폴리에틸렌글리콜모노(메트)아크릴레이트, 반복수 n이 2 내지 10인 폴리프로필렌글리콜모노(메트)아크릴레이트 등; Examples of unsaturated compounds containing a skeleton represented by the above formula (3) include polyethylene glycol mono (meth) acrylate having a repeating number n of 2 to 10, polypropylene glycol mono (meth) acrylate having a repeating number n of 2 to 10 Rate etc;
상기 화학식 4로 표시되는 페놀성 수산기 함유 불포화 화합물로서는, 하기 화학식 (5) 내지 (9)로 표시되는 화합물 등을, 각각 예로 들 수 있다.Examples of the phenolic hydroxyl group-containing unsaturated compound represented by the formula (4) include the compounds represented by the following formulas (5) to (9), respectively.
(화학식 (5) 내지 (9) 중, R4 및 R5는 상기 화학식 4에서의 것과 동일 의미이고, m'는 1 내지 3의 정수임)(In the formulas (5) to (9), R 4 and R 5 have the same meanings as in the above formula (4), and m 'is an integer of 1 to 3)
이들 중에서, 메타크릴산 알킬에스테르, 메타크릴산 환상 알킬에스테르, 말레이미드 화합물, 불포화 방향족 화합물; 테트라히드로푸란 골격, 푸란 골격, 테트라히드로피란 골격, 피란 골격, 글리시딜 골격, 상기 화학식 3으로 표시되는 골격 을 갖는 불포화 화합물; 상기 화학식 4로 표시되는 페놀성 수산기 함유 불포화 화합물이 바람직하게 이용되고, 특히 스티렌, t-부틸메타크릴레이트, 트리시클로[5.2.1.02,6]데칸-8-일메타크릴레이트, p-메톡시스티렌, 2-메틸시클로헥실아크릴레이트, N-페닐말레이미드, N-시클로헥실말레이미드, 테트라히드로푸르푸릴(메트)아크릴레이트, 글리시딜(메트)아크릴레이트, 반복수 n=2 내지 10의 폴리에틸렌글리콜모노(메트)아크릴레이트, 3-(메트)아크릴로일옥시테트라히드로푸란-2-온, 4-히드록시벤질(메트)아크릴레이트, 4-히드록시페닐(메트)아크릴레이트, o-히드록시스티렌, p-히드록시스티렌 또는 α-메틸-p-히드록시스티렌이, 공중합 반응성 및 알칼리 수용액에 대한 용해성 면에서 바람직하다. 이들 화합물 (a3)은, 단독으로 또는 조합하여 이용된다. Of these, methacrylic acid alkyl esters, methacrylic acid cyclic alkyl esters, maleimide compounds, and unsaturated aromatic compounds; A tetrahydrofuran skeleton, a furan skeleton, a tetrahydropyran skeleton, a pyran skeleton, a glycidyl skeleton, and a skeleton represented by Formula 3; The phenolic hydroxyl group-containing unsaturated compound represented by the above-mentioned formula (4) is preferably used, and in particular, styrene, t-butyl methacrylate, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl methacrylate, (Meth) acrylate, repeating number n = 2 to 10 (meth) acrylate, n-heptyl methacrylate, N-methylacrylamide, N-cyclohexylmaleimide, tetrahydrofurfuryl (Meth) acryloyloxytetrahydrofuran-2-one, 4-hydroxybenzyl (meth) acrylate, 4-hydroxyphenyl (meth) acrylate, o -Hydroxystyrene, p-hydroxystyrene or? -Methyl-p-hydroxystyrene are preferable in terms of copolymerization reactivity and solubility in an aqueous alkali solution. These compounds (a3) are used alone or in combination.
본 발명에서 이용되는 공중합체 [A]의 바람직한 구체예로서는, 예를 들면, 2-메타크릴로일옥시에틸프탈산/3,4-에폭시시클로헥실메틸(메트)아크릴레이트/스티렌/트리시클로[5.2.1.02,6]데칸-8-일(메트)아크릴레이트, 2-(메트)아크릴로일옥시에틸헥사히드로프탈산/3,4-에폭시시클로헥실메틸(메트)아크릴레이트/4-(메트)아크릴로일모르폴린/3-(메트)아크릴로일옥시테트라히드로푸란-2-온/스티렌, 2-(메트)아크릴로일옥시프로필헥사히드로프탈산/3,4-에폭시시클로헥실메틸(메트)아크릴레이트/N-시클로헥실말레이미드/스티렌, (메트)아크릴로일옥시에틸숙신산/3,4-에폭시트리시클로[5.2.1.02,6]데칸-8-일(메트)아크릴레이트/트리시클로[5.2.1.02,6]데칸-8-일(메트)아크릴레이트/4-히드록시페닐(메트)아크릴레이트를 들 수 있다. Specific preferred examples of the copolymer [A] used in the present invention include, for example, 2-methacryloyloxyethylphthalic acid / 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth) acrylate / styrene / tricyclo [5.2. 1.0 2,6] decane-8-yl (meth) acrylate, 2- (meth) acryloyloxyethyl hexahydrophthalic acid / 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth) acrylate / 4- (meth) acrylate (Meth) acryloyloxypropylhexahydrophthalic acid / 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth) acryloyloxytetrahydrofuran-2-one / styrene, (Meth) acryloyloxyethyl succinic acid / 3,4-epoxytricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl (meth) acrylate / tricyclo [ 5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl (meth) acrylate / 4-hydroxyphenyl (meth) acrylate.
본 발명에서 이용되는 공중합체 [A]의 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량(이하, 「Mw」라 함)은, 바람직하게는 2×103 내지 1×105, 보다 바람직하게는 5×103 내지 5×104이다. Mw가 2×103 미만이면, 현상 마진이 충분하지 않게 되는 경우가 있어, 얻어지는 피막의 잔막률 등이 저하되거나, 또한 얻어지는 층간 절연막 또는 마이크로렌즈의 패턴 형상, 내열성 등이 열화되는 경우가 있고, 한편 1×105를 초과하면, 감도가 저하되거나 패턴 형상이 열화되는 경우가 있다. 또한, 분자량 분포(이하, 「Mw/Mn」이라 함)는, 바람직하게는 5.0 이하, 보다 바람직하게는 3.0 이하인 것이 바람직하다. Mw/Mn이 5.0을 초과하면, 얻어지는 층간 절연막 또는 마이크로렌즈의 패턴 형상이 열화되는 경우가 있다. 상기 공중합체 [A]를 포함하는 감방사선성 수지 조성물은, 현상할 때에 현상 잔사가 생기는 일없이 용이하게 소정 패턴 형상을 형성할 수 있다.The polystyrene reduced weight average molecular weight (hereinafter referred to as "Mw") of the copolymer [A] used in the present invention is preferably 2 × 10 3 to 1 × 10 5 , more preferably 5 × 10 3 to 5 × 10 4 . If the Mw is less than 2 x 10 3 , the developing margin may become insufficient, and the residual film ratio of the obtained film may decrease, and the pattern shape, heat resistance, etc. of the obtained interlayer insulating film or microlens may deteriorate, On the other hand, if it exceeds 1 × 10 5 , the sensitivity may be lowered or the pattern shape may be deteriorated. The molecular weight distribution (hereinafter referred to as " Mw / Mn ") is preferably 5.0 or less, more preferably 3.0 or less. When Mw / Mn exceeds 5.0, the pattern shape of the resulting interlayer insulating film or microlens may be deteriorated. The radiation-sensitive resin composition containing the copolymer [A] can easily form a predetermined pattern shape without developing residue at the time of development.
공중합체 [A]의 제조에 이용되는 용매로서는, 예를 들면, 알코올, 에테르, 글리콜에테르, 에틸렌글리콜알킬에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜모노알킬에테르, 프로필렌글리콜알킬에테르아세테이트, 프로필렌글리콜알킬에테르프로피오네이트, 방향족 탄화수소, 케톤, 에스테르 등을 들 수 있다.Examples of the solvent used for preparing the copolymer [A] include alcohols, ethers, glycol ethers, ethylene glycol alkyl ether acetates, diethylene glycol, propylene glycol monoalkyl ethers, propylene glycol alkyl ether acetates, propylene glycol alkyl ethers Propionate, aromatic hydrocarbons, ketones, esters and the like.
이들의 구체예로서는, 알코올로서, 예를 들면 메탄올, 에탄올, 벤질알코올, 2-페닐에틸알코올, 3-페닐-1-프로판올 등; Specific examples thereof include alcohols such as methanol, ethanol, benzyl alcohol, 2-phenylethyl alcohol, 3-phenyl-1-propanol and the like;
에테르로서 테트라히드로푸란 등; Ethers such as tetrahydrofuran;
글리콜에테르로서, 예를 들면 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모 노에틸에테르 등; As the glycol ether, for example, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether and the like;
에틸렌글리콜알킬에테르아세테이트로서, 예를 들면 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트 등; As the ethylene glycol alkyl ether acetate, for example, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate and the like;
디에틸렌글리콜로서, 예를 들면 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸메틸에테르 등; As the diethylene glycol, for example, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether and the like;
프로필렌글리콜모노알킬에테르로서, 예를 들면 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노프로필에테르, 프로필렌글리콜모노부틸에테르 등;As the propylene glycol monoalkyl ether, for example, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether and the like;
프로필렌글리콜알킬에테르프로피오네이트로서, 예를 들면 프로필렌글리콜메틸에테르프로피오네이트, 프로필렌글리콜에틸에테르프로피오네이트, 프로필렌글리콜프로필에테르프로피오네이트, 프로필렌글리콜부틸에테르프로피오네이트 등; Examples of the propylene glycol alkyl ether propionate include propylene glycol methyl ether propionate, propylene glycol ethyl ether propionate, propylene glycol propyl ether propionate, and propylene glycol butyl ether propionate;
프로필렌글리콜알킬에테르아세테이트로서, 예를 들면 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜프로필에테르아세테이트, 프로필렌글리콜부틸에테르아세테이트 등; As the propylene glycol alkyl ether acetate, for example, propylene glycol methyl ether acetate, propylene glycol ethyl ether acetate, propylene glycol propyl ether acetate, propylene glycol butyl ether acetate and the like;
방향족 탄화수소로서, 예를 들면 톨루엔, 크실렌 등; As aromatic hydrocarbons, for example, toluene, xylene and the like;
케톤으로서, 예를 들면 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 4-히드록시-4-메틸-2-펜타논 등; As the ketone, for example, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone and the like;
에스테르로서, 예를 들면 아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 아세트산 프로필, 아세트산 부틸, 2-히드록시프로피온산 에틸, 2-히드록시-2-메틸프로피온산 메틸, 2-히드록시-2-메틸프로피온산 에틸, 히드록시아세트산 메틸, 히드록시아세트산 에틸, 히드록시아세트산 부틸, 락트산 메틸, 락트산 에틸, 락트산 프로필, 락트산 부틸, 3-히드록시프로피온산 메틸, 3-히드록시프로피온산 에틸, 3-히드록시프로피온산 프로필, 3-히드록시프로피온산 부틸, 2-히드록시-3-메틸부탄산 메틸, 메톡시아세트산 메틸, 메톡시아세트산 에틸, 메톡시아세트산 프로필, 메톡시아세트산 부틸, 에톡시아세트산 메틸, 에톡시아세트산 에틸, 에톡시아세트산 프로필, 에톡시아세트산 부틸, 프로폭시아세트산 메틸, 프로폭시아세트산 에틸, 프로폭시아세트산 프로필, 프로폭시아세트산 부틸, 부톡시아세트산 메틸, 부톡시아세트산 에틸, 부톡시아세트산 프로필, 부톡시아세트산 부틸, 2-메톡시프로피온산 메틸, 2-메톡시프로피온산 에틸, 2-메톡시프로피온산 프로필, 2-메톡시프로피온산 부틸, 2-에톡시프로피온산 메틸, 2-에톡시프로피온산 에틸, 2-에톡시프로피온산 프로필, 2-에톡시프로피온산 부틸, 2-부톡시프로피온산 메틸, 2-부톡시프로피온산 에틸, 2-부톡시프로피온산 프로필, 2-부톡시프로피온산 부틸, 3-메톡시프로피온산 메틸, 3-메톡시프로피온산 에틸, 3-메톡시프로피온산 프로필, 3-메톡시프로피온산 부틸, 3-에톡시프로피온산 메틸, 3-에톡시프로피온산 에틸, 3-에톡시프로피온산 프로필, 3-에톡시프로피온산 부틸, 3-프로폭시프로피온산 메틸, 3-프로폭시프로피온산 에틸, 3-프로폭시프로피온산 프로필, 3-프로폭시프로피온산 부틸, 3-부톡시프로피온산 메틸, 3-부톡시프로피온산 에틸, 3-부톡시프로피온산 프로필, 3-부톡시프로피온산 부틸 등을 각각 들 수 있다.Examples of esters include esters such as methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, ethyl 2-hydroxypropionate, methyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl 2-hydroxy- Propyl 3-hydroxypropionate, ethyl 3-hydroxypropionate, propyl 3-hydroxypropionate, 3-hydroxypropionate, 3-hydroxypropionate, propyl 3-hydroxypropionate, propyl 3-hydroxypropionate, Butyl methacrylate, methyl methoxyacetate, ethyl methoxyacetate, propyl methoxyacetate, butyl methoxyacetate, methyl ethoxyacetate, ethyl ethoxyacetate, ethoxyacetic acid propyl, Propoxyacetic acid, propoxyacetic acid, propoxyacetic acid, propoxyacetic acid, propoxyacetic acid, Butyl methoxypropionate, methyl 2-methoxypropionate, ethyl 2-methoxypropionate, propyl 2-methoxypropionate, butyl 2-methoxypropionate, butyl 2-methoxypropionate, Ethoxypropionate, propyl 2-ethoxypropionate, butyl 2-ethoxypropionate, methyl 2-butoxypropionate, ethyl 2-butoxypropionate, propyl 2-butoxypropionate, 2-ethoxypropionate, Methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, propyl 3-methoxypropionate, butyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, 3- Ethoxypropionate, butyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-propoxypropionate, ethyl 3-propoxypropionate, propyl 3-propoxypropionate, butyl 3-propoxypropionate, 3- Methyl 3-butoxypropionate, ethyl 3-butoxypropionate, propyl 3-butoxypropionate and butyl 3-butoxypropionate.
이들 중에서, 에틸렌글리콜알킬에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜모노알킬에테르, 프로필렌글리콜알킬에테르아세테이트가 바람직하고, 특히, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸메틸에테르, 프로필렌글리콜메틸에테르, 프로필렌글리콜에틸에테르, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 3-메톡시프로피온산 메틸이 바람직하다. Of these, preferred are ethylene glycol alkyl ether acetates, diethylene glycol, propylene glycol monoalkyl ethers and propylene glycol alkyl ether acetates. Particularly preferred are diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether, propylene glycol methyl ether, propylene glycol Ethyl ether, propylene glycol methyl ether acetate and methyl 3-methoxypropionate are preferable.
공중합체 [A]의 제조에 이용되는 중합 개시제로서는, 일반적으로 라디칼 중합 개시제로서 알려져 있는 것을 사용할 수 있다. 예를 들면 2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 2,2'-아조비스-(2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스-(4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴) 등의 아조 화합물; 벤조일퍼옥사이드, 라우로일퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시피발레이트, 1,1'-비스-(t-부틸퍼옥시)시클로헥산 등의 유기 과산화물; 및 과산화수소를 들 수 있다. 라디칼 중합 개시제로서 과산화물을 이용하는 경우에는, 과산화물을 환원제와 함께 이용하여 산화 환원형 개시제로 할 수도 있다.As the polymerization initiator used in the production of the copolymer [A], those generally known as radical polymerization initiators can be used. Azo compounds such as 2,2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis- (4-methoxy- 4-dimethylvaleronitrile); Organic peroxides such as benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, t-butyl peroxy pivalate, and 1,1'-bis- (t-butyl peroxy) cyclohexane; And hydrogen peroxide. When the peroxide is used as the radical polymerization initiator, the peroxide may be used together with the reducing agent to form the redox type initiator.
공중합체 [A]의 제조에 있어서는, 분자량을 조정하기 위해서 분자량 조정제를 사용할 수 있다. 그 구체예로서는, 클로로포름, 사브롬화 탄소 등의 할로겐화 탄화수소; n-헥실머캅탄, n-옥틸머캅탄, n-도데실머캅탄, tert-도데실머캅탄, 티오글리콜산 등의 머캅탄 화합물; 디메틸크산토겐술피드, 디이소프로필크산토겐디술피드 등의 크산토겐 화합물; 테르피놀렌, α-메틸스티렌 이량체 등을 들 수 있다. In the production of the copolymer [A], a molecular weight regulator can be used to adjust the molecular weight. Specific examples thereof include halogenated hydrocarbons such as chloroform and carbon tetrabromide; mercaptan compounds such as n-hexylmercaptan, n-octylmercaptan, n-dodecylmercaptan, tert-dodecylmercaptan and thioglycolic acid; Xanthene compounds such as dimethylxanthogen sulfide and diisopropylxanthogen disulfide; Terpinolene,? -Methylstyrene dimer, and the like.
- [B] 성분 -- [B] Component -
본 발명에서 이용되는 [B] 성분은, 방사선의 조사에 의해 카르복실산을 발생 하는 1,2-퀴논디아지드 화합물이고, 페놀성 화합물 또는 알코올성 화합물(이하, 「모핵」이라고 함)과, 1,2-나프토퀴논디아지드술폰산 할라이드의 축합물을 이용할 수 있다. The component [B] used in the present invention is a 1,2-quinonediazide compound which generates a carboxylic acid upon irradiation with radiation, and is a phenolic compound or an alcoholic compound (hereinafter referred to as " , And condensates of 2-naphthoquinone diazidesulfonic acid halide can be used.
상기 모핵으로서는, 예를 들면, 트리히드록시벤조페논, 테트라히드록시벤조페논, 펜타히드록시벤조페논, 헥사히드록시벤조페논, (폴리히드록시페닐)알칸, 그 밖의 모핵을 들 수 있다. Examples of the mother nucleus include trihydroxybenzophenone, tetrahydroxybenzophenone, pentahydroxybenzophenone, hexahydroxybenzophenone, (polyhydroxyphenyl) alkane, and other parent nuclei.
이들의 구체예로서는, 트리히드록시벤조페논으로서, 예를 들면 2,3,4-트리히드록시벤조페논, 2,4,6-트리히드록시벤조페논 등; Specific examples thereof include trihydroxybenzophenones such as 2,3,4-trihydroxybenzophenone, 2,4,6-trihydroxybenzophenone and the like;
테트라히드록시벤조페논으로서, 2,2',4,4'-테트라히드록시벤조페논, 2,3,4,3'-테트라히드록시벤조페논, 2,3,4,4'-테트라히드록시벤조페논, 2,3,4,2'-테트라히드록시-4'-메틸벤조페논, 2,3,4,4'-테트라히드록시-3'-메톡시벤조페논 등; Examples of the tetrahydroxybenzophenone include 2,2 ', 4,4'-tetrahydroxybenzophenone, 2,3,4,3'-tetrahydroxybenzophenone, 2,3,4,4'-tetrahydroxy Benzophenone, 2,3,4,2'-tetrahydroxy-4'-methylbenzophenone, 2,3,4,4'-tetrahydroxy-3'-methoxybenzophenone and the like;
펜타히드록시벤조페논으로서, 예를 들면 2,3,4,2',6'-펜타히드록시벤조페논 등; As the pentahydroxybenzophenone, for example, 2,3,4,2 ', 6'-pentahydroxybenzophenone and the like;
헥사히드록시벤조페논으로서, 예를 들면 2,4,6,3',4',5'-헥사히드록시벤조페논, 3,4,5,3',4',5'-헥사히드록시벤조페논 등; As the hexahydroxybenzophenone, for example, 2,4,6,3 ', 4', 5'-hexahydroxybenzophenone, 3,4,5,3 ', 4', 5'-hexahydroxybenzophenone Phenon and the like;
(폴리히드록시페닐)알칸으로서, 예를 들면 비스(2,4-디히드록시페닐)메탄, 비스(p-히드록시페닐)메탄, 트리(p-히드록시페닐)메탄, 1,1,1-트리(p-히드록시페닐)에탄, 비스(2,3,4-트리히드록시페닐)메탄, 2,2-비스(2,3,4-트리히드록시페닐)프로판, 1,1,3-트리스(2,5-디메틸-4-히드록시페닐)-3-페닐프로판, 4,4'-[1-[4-[1-[4-히드록시페닐]-1-메틸에틸]페닐]에틸리덴]비스페놀, 비스(2,5-디메틸-4-히드록시페 닐)-2-히드록시페닐메탄, 3,3,3',3'-테트라메틸-1,1'-스피로비인덴-5,6,7,5',6',7'-헥산올, 2,2,4-트리메틸-7,2',4'-트리히드록시플라반 등; (P-hydroxyphenyl) methane, tri (p-hydroxyphenyl) methane, 1,1,1 Tri (p-hydroxyphenyl) ethane, bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) methane, 2,2-bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) propane, - [1- [4- [1- [4-hydroxyphenyl] -1-methylethyl] phenyl] thiophene- Ethylidene] bisphenol, bis (2,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, 3,3,3 ', 3'- tetramethyl-1,1'- 5,6,7,5 ', 6', 7'-hexanol, 2,2,4-trimethyl-7,2 ', 4'-trihydroxyflavone and the like;
그 밖의 모핵으로서, 예를 들면 2-메틸-2-(2,4-디히드록시페닐)-4-(4-히드록시페닐)-7-히드록시크로만, 2-[비스{(5-이소프로필-4-히드록시-2-메틸)페닐}메틸], 1-[1-(3-{1-(4-히드록시페닐)-1-메틸에틸}-4,6-디히드록시페닐)-1-메틸에틸]-3-(1-(3-{1-(4-히드록시페닐)-1-메틸에틸}-4,6-디히드록시페닐)-1-메틸에틸)벤젠, 4,6-비스{1-(4-히드록시페닐)-1-메틸에틸}-1,3-디히드록시벤젠 등을 각각 들 수 있다.(2,4-dihydroxyphenyl) -4- (4-hydroxyphenyl) -7-hydroxychroman, 2- [bis { Phenyl] methyl}, 1- [1- (3- {1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl} -4,6-dihydroxyphenyl ) -1- methylethyl] -3- (1- (3- {1- (4-hydroxyphenyl) -1- methylethyl} -4,6- dihydroxyphenyl) 4,6-bis {1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl} -1,3-dihydroxybenzene.
또한, 상기 예시한 모핵의 에스테르 결합을 아미드 결합으로 변경한 1,2-나프토퀴논디아지드술폰산 아미드, 예를 들면 2,3,4-트리히드록시벤조페논-1,2-나프토퀴논디아지드-4-술폰산 아미드 등도 바람직하게 사용된다. In addition, 1,2-naphthoquinone diazidesulfonic acid amides in which the above-mentioned ester bond of the mother nucleus is changed to an amide bond, such as 2,3,4-trihydroxybenzophenone-1,2-naphthoquinonediamine Sulfonic acid amide and the like are also preferably used.
이들 모핵 중, 2,3,4,4'-테트라히드록시벤조페논, 4,4'-[1-[4-[1-[4-히드록시페닐]-1-메틸에틸]페닐]에틸리덴]비스페놀이 바람직하다. Among these mother cells, 2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone, 4,4 '- [1- [4- [1- [4-hydroxyphenyl] -1- methylethyl] phenyl] ethylidene ] Bisphenol is preferred.
1,2-나프토퀴논디아지드술폰산 할라이드로서는, 1,2-나프토퀴논디아지드술폰산 클로라이드가 바람직하고, 그 구체예로서는 1,2-나프토퀴논디아지드-4-술폰산 클로라이드 및 1,2-나프토퀴논디아지드-5-술폰산 클로라이드를 예로 들 수 있고, 이 중, 1,2-나프토퀴논디아지드-5-술폰산 클로라이드를 사용하는 것이 바람직하다.As the 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid halide, 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid chloride is preferable, and specific examples thereof include 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid chloride and 1,2- And naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride. Of these, 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride is preferably used.
축합 반응에 있어서는, 페놀성 화합물 또는 알코올성 화합물 중의 OH기 수에 대하여, 바람직하게는 30 내지 85 몰%, 보다 바람직하게는 50 내지 70 몰%에 상당하는 1,2-나프토퀴논디아지드술폰산 할라이드를 사용할 수 있다. In the condensation reaction, 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid halide, which preferably corresponds to 30 to 85 mol%, more preferably 50 to 70 mol%, based on the number of OH groups in the phenolic compound or the alcoholic compound Can be used.
축합 반응은 공지된 방법에 의해서 실시할 수 있다. The condensation reaction can be carried out by a known method.
이들 [B] 성분은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. These [B] components may be used alone or in combination of two or more.
[B] 성분의 사용 비율은, 공중합체 [A] 100 중량부에 대하여, 바람직하게는 5 내지 100 중량부, 보다 바람직하게는 10 내지 50 중량부이다. 이 비율이 5 중량부 미만인 경우에는, 현상액이 되는 알칼리 수용액에 대한 방사선의 조사 부분과 미조사 부분과의 용해도의 차가 작아서, 패터닝이 곤란해지는 경우가 있고, 또한 얻어지는 층간 절연막 또는 마이크로렌즈의 내열성 및 내용제성이 불충분해지는 경우가 있다. 한편, 이 비율이 100 중량부를 초과하는 경우에는, 방사선 조사 부분에서 상기 알칼리 수용액에의 용해도가 불충분해져서, 현상하는 것이 곤란해지는 경우가 있다. The proportion of the component [B] is preferably 5 to 100 parts by weight, more preferably 10 to 50 parts by weight, based on 100 parts by weight of the copolymer [A]. When the ratio is less than 5 parts by weight, the difference in solubility between the irradiated portion of the aqueous alkali solution and the unirradiated portion of the aqueous alkali solution becomes small, making patterning difficult. In addition, the heat resistance of the resulting interlayer insulating film or micro- The solvent resistance may be insufficient. On the other hand, when the proportion is more than 100 parts by weight, the solubility in the alkali aqueous solution becomes insufficient at the irradiated portion, so that it may become difficult to develop.
- 그 외의 성분 - - Other ingredients -
본 발명의 감방사선성 수지 조성물은, 상기 공중합체 [A] 및 [B] 성분을 필수 성분으로서 함유하지만, 그 외에 필요에 따라서 [C] 감열성 산생성 화합물, [D] 1개 이상의 에틸렌성 불포화 이중 결합을 갖는 중합성 화합물, [E] 공중합체 [A] 이외의 에폭시 수지, [F] 계면 활성제 또는 [G] 밀착 보조제를 함유할 수 있다. The radiation-sensitive resin composition of the present invention contains the copolymer [A] and the component [B] as essential components, and if necessary, the thermosensitive acid generating compound [C] A polymerizable compound having an unsaturated double bond, an epoxy resin other than the [E] copolymer [A], an [F] surfactant or a [G] adhesion aid.
상기 [C] 감열성 산생성 화합물은, 내열성이나 경도를 향상시키기 위해서 사용할 수 있다. 그 구체예로서는, 술포늄염, 벤조티아조늄염, 암모늄염, 포스포늄염 등의 오늄염을 들 수 있다. The [C] thermosensitive acid-generating compound can be used for improving heat resistance and hardness. Specific examples thereof include onium salts such as sulfonium salts, benzothiazonium salts, ammonium salts and phosphonium salts.
상기 술포늄염의 구체예로서는, 알킬술포늄염, 벤질술포늄염, 디벤질술포늄염, 치환 벤질술포늄염 등을 들 수 있다. Specific examples of the sulfonium salt include an alkylsulfonium salt, a benzylsulfonium salt, a dibenzylsulfonium salt, and a substituted benzylsulfonium salt.
이들의 구체예로서는, 알킬술포늄염으로서, 예를 들면 4-아세트페닐디메틸술 포늄헥사플루오로안티모네이트, 4-아세톡시페닐디메틸술포늄헥사플루오로아르세네이트, 디메틸-4-(벤질옥시카르보닐옥시)페닐술포늄헥사플루오로안티모네이트, 디메틸-4-(벤조일옥시)페닐술포늄헥사플루오로안티모네이트, 디메틸-4-(벤조일옥시)페닐술포늄헥사플루오로아르세네이트, 디메틸-3-클로로-4-아세톡시페닐술포늄헥사플루오로안티모네이트 등; Specific examples thereof include alkylsulfonium salts such as 4-acetophenyldimethylsulfonium hexafluoroantimonate, 4-acetoxyphenyldimethylsulfonium hexafluoroarsenate, dimethyl-4- (benzyloxycar (Benzoyloxy) phenylsulfonium hexafluoroantimonate, dimethyl 4- (benzoyloxy) phenylsulfonium hexafluoroantimonate, dimethyl-4- (benzoyloxy) phenylsulfonium hexafluoroarsenate, dimethyl -3-chloro-4-acetoxyphenylsulfonium hexafluoroantimonate and the like;
벤질술포늄염으로서, 예를 들면 벤질-4-히드록시페닐메틸술포늄헥사플루오로안티모네이트, 벤질-4-히드록시페닐메틸술포늄헥사플루오로포스페이트, 4-아세톡시페닐벤질메틸술포늄헥사플루오로안티모네이트, 벤질-4-메톡시페닐메틸술포늄헥사플루오로안티모네이트, 벤질-2-메틸-4-히드록시페닐메틸술포늄헥사플루오로안티모네이트, 벤질-3-클로로-4-히드록시페닐메틸술포늄헥사플루오로아르세네이트, 4-메톡시벤질-4-히드록시페닐메틸술포늄헥사플루오로포스페이트 등; As the benzylsulfonium salt, for example, benzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluoroantimonate, benzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluorophosphate, 4-acetoxyphenylbenzylmethylsulfonium hexa Benzyl-2-methyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluoroantimonate, benzyl-3-chloro-thiomorpholinomethane, benzyl-4-methoxyphenylmethylsulfonium hexafluoroantimonate, benzyl- 4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluoroarsenate, 4-methoxybenzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluorophosphate and the like;
디벤질술포늄염으로서, 예를 들면 디벤질-4-히드록시페닐술포늄헥사플루오로안티모네이트, 디벤질-4-히드록시페닐술포늄헥사플루오로포스페이트, 4-아세톡시페닐디벤질술포늄헥사플루오로안티모네이트, 디벤질-4-메톡시페닐술포늄헥사플루오로안티모네이트, 디벤질-3-클로로-4-히드록시페닐술포늄헥사플루오로아르세네이트, 디벤질-3-메틸-4-히드록시-5-tert-부틸페닐술포늄헥사플루오로안티모네이트, 벤질-4-메톡시벤질-4-히드록시페닐술포늄헥사플루오로포스페이트 등; Examples of dibenzylsulfonium salts include dibenzyl-4-hydroxyphenylsulfonium hexafluoroantimonate, dibenzyl-4-hydroxyphenylsulfonium hexafluorophosphate, 4-acetoxyphenyldibenzylsulfonium Dibenzyl-4-methoxyphenylsulfonium hexafluoroantimonate, dibenzyl-3-chloro-4-hydroxyphenylsulfonium hexafluoroarsenate, dibenzyl-3- Methyl-4-hydroxy-5-tert-butylphenylsulfonium hexafluoroantimonate, benzyl-4-methoxybenzyl-4-hydroxyphenylsulfonium hexafluorophosphate and the like;
치환 벤질술포늄염으로서, 예를 들면 p-클로로벤질-4-히드록시페닐메틸술포늄헥사플루오로안티모네이트, p-니트로벤질-4-히드록시페닐메틸술포늄헥사플루오로안티모네이트, p-클로로벤질-4-히드록시페닐메틸술포늄헥사플루오로포스페이트, p- 니트로벤질-3-메틸-4-히드록시페닐메틸술포늄헥사플루오로안티모네이트, 3,5-디클로로벤질-4-히드록시페닐메틸술포늄헥사플루오로안티모네이트, o-클로로벤질-3-클로로-4-히드록시페닐메틸술포늄헥사플루오로안티모네이트 등을, 각각 예로 들 수 있다.As the substituted benzylsulfonium salts, for example, p-chlorobenzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluoroantimonate, p-nitrobenzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluoroantimonate, p -Chlorobenzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluorophosphate, p-nitrobenzyl-3-methyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluoroantimonate, 3,5-dichlorobenzyl- Hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluoroantimonate, o-chlorobenzyl-3-chloro-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluoroantimonate, and the like.
상기 벤조티아조늄염의 구체예로서는 3-벤질벤조티아조늄헥사플루오로안티모네이트, 3-벤질벤조티아조늄헥사플루오로포스페이트, 3-벤질벤조티아조늄테트라플루오로보레이트, 3-(p-메톡시벤질)벤조티아조늄헥사플루오로안티모네이트, 3-벤질-2-메틸티오벤조티아조늄헥사플루오로안티모네이트, 3-벤질-5-클로로벤조티아조늄헥사플루오로안티모네이트 등의 벤질벤조티아조늄염을 들 수 있다. Specific examples of the benzothiazonium salts include 3-benzylbenzothiazonium hexafluoroantimonate, 3-benzylbenzothiazonium hexafluorophosphate, 3-benzylbenzothiazonium tetrafluoroborate, 3- (p-methoxybenzyl ) Benzothiazonium hexafluoroantimonate, 3-benzyl-2-methylthiobenzothiazonium hexafluoroantimonate, and 3-benzyl-5-chlorobenzothiazonium hexafluoroantimonate. Zonium salts.
이들 중에서, 술포늄염 및 벤조티아조늄염이 바람직하게 이용되고, 특히 4-아세톡시페닐디메틸술포늄헥사플루오로아르세네이트, 벤질-4-히드록시페닐메틸술포늄헥사플루오로안티모네이트, 4-아세톡시페닐벤질메틸술포늄헥사플루오로안티모네이트, 디벤질-4-히드록시페닐술포늄헥사플루오로안티모네이트, 4-아세톡시페닐벤질술포늄헥사플루오로안티모네이트, 3-벤질벤조티아졸륨헥사플루오로안티모네이트가 바람직하게 이용된다. Among them, sulfonium salts and benzothiazonium salts are preferably used, and in particular, 4-acetoxyphenyldimethylsulfonium hexafluoroarsenate, benzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluoroantimonate, 4 -Acetoxyphenylbenzylmethylsulfonium hexafluoroantimonate, dibenzyl-4-hydroxyphenylsulfonium hexafluoroantimonate, 4-acetoxyphenylbenzylsulfonium hexafluoroantimonate, 3-benzyl Benzothiazolium hexafluoroantimonate is preferably used.
이들의 시판품으로서는, 선에이드 SI-L85, 동 SI-L110, 동 SI-L145, 동 SI-L150, 동 SI-L160(산신 가가꾸 고교(주) 제조) 등을 들 수 있다. Examples of commercially available products thereof include Sun Aid SI-L85, SI-L110, SI-L145, SI-L150 and SI-L160 (manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.).
[C] 성분의 사용 비율은, 공중합체 [A] 100 중량부에 대하여, 바람직하게는 20 중량부 이하, 보다 바람직하게는 5 중량부 이하이다. 이 사용량이 20 중량부를 초과하는 경우에는, 도막 형성 공정에서 석출물이 석출하여, 도막 형성에 지장을 초래하는 경우가 있다. The proportion of the [C] component is preferably 20 parts by weight or less, more preferably 5 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of the copolymer [A]. If the amount is more than 20 parts by weight, precipitates may precipitate in the coating film forming step, which may interfere with the coating film formation.
상기 [D] 1개 이상의 에틸렌성 불포화 이중 결합을 갖는 중합성 화합물(이하, 「[D] 성분」이라 하기도 함)로서는, 예를 들면 단관능 (메트)아크릴레이트, 2관능 (메트)아크릴레이트 또는 3관능 이상의 (메트)아크릴레이트를 바람직하게 들 수 있다. Examples of the [D] polymerizable compound having at least one ethylenically unsaturated double bond (hereinafter also referred to as "component [D]") include monofunctional (meth) acrylate, difunctional (meth) Or trifunctional or more (meth) acrylate.
상기 단관능 (메트)아크릴레이트로서는, 예를 들면 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 카르비톨(메트)아크릴레이트, 이소보로닐(메트)아크릴레이트, 3-메톡시부틸(메트)아크릴레이트, 2-(메트)아크릴로일옥시에틸-2-히드록시프로필프탈레이트 등을 들 수 있다. 이들의 시판품으로서는, 예를 들면 아로닉스 M-101, 동 M-111, 동 M-114(이상, 도아 고세이(주) 제조), KAYARAD TC-110S, 동 TC-120S(이상, 닛본 가야꾸(주) 제조), 비스코트 158, 동 2311(이상, 오사카 유키 가가꾸 고교(주) 제조) 등을 들 수 있다. Examples of the monofunctional (meth) acrylate include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, carbitol (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, 3-methoxybutyl Acrylate, 2- (meth) acryloyloxyethyl-2-hydroxypropyl phthalate, and the like. Examples of commercially available products thereof include Aronix M-101, M-111, M-114 (manufactured by TOAGOSEI CO., LTD.), KAYARAD TC-110S and CO-120S Ltd.), Viscot 158, and Copper 2311 (manufactured by Osaka Yuki Kagaku Kogyo Co., Ltd.).
상기 2관능 (메트)아크릴레이트로서는, 예를 들면 에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메트)아크릴레이트, 1,9-노난디올디(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 비스페녹시에탄올플루오렌디아크릴레이트, 비스페녹시에탄올플루오렌디아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들의 시판품으로서는, 예를 들면 아로닉스 M-210, 동 M-240, 동 M-6200(이상, 도아 고세이(주) 제조), KAYARAD HDDA, 동 HX-220, 동 R-604(이상, 닛본 가야꾸(주) 제조), 비스코트 260, 동 312, 동 335 HP(이상, 오사카 유키 가가꾸 고교(주) 제조) 등을 들 수 있다. Examples of the bifunctional (meth) acrylate include ethylene glycol (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,9-nonanediol (meth) acrylate, Di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, bisphenoxyethanol fluorene diacrylate, and bisphenoxyethanol fluorene diacrylate. Examples of commercially available products thereof include Aronix M-210, M-240, M-6200 (manufactured by Toa Kosei Co., Ltd.), KAYARAD HDDA, copper HX-220 and copper R- (Manufactured by Kayaku Co., Ltd.), Viscot 260, Copper 312, Copper 335 HP (manufactured by Osaka Yuki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) and the like.
상기 3관능 이상의 (메트)아크릴레이트로서는, 예를 들면 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 트리((메트)아크릴로일옥시에틸)포스페이트, 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있고, 그 시판품으로서는, 예를 들면 아로닉스 M-309, 동 M-400, 동 M-405, 동 M-450, 동 M-7100, 동 M-8030, 동 M-8060(이상, 도아 고세이(주) 제조), KAYARAD TMPTA, 동 DPHA, 동 DPCA-20, 동 DPCA-30, 동 DPCA-60, 동 DPCA-120(이상, 닛본 가야꾸(주) 제조), 비스코트 295, 동 300, 동 360, 동 GPT, 동 3PA, 동 400(이상, 오사카 유키 가가꾸 고교(주) 제조) 등을 들 수 있다. Examples of the trifunctional or higher (meth) acrylate include trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, tri ((meth) acryloyloxyethyl) (Meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate and dipentaerythritol hexa (meth) acrylate. Commercially available products thereof include Aronix M-309, M- KAYARAD TMPTA, Copper DPHA, Copper DPCA-20, Copper M-8060 (manufactured by TOAGOSEI CO., LTD.), Copper M-405, Copper M-450, Copper M-7100, Copper M- -30, DPCA-60, DPCA-120 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), Viscot 295, Copper 300, Copper 360, Copper GPT, Copper 3PA, Copper 400 (Manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.).
이들 중에서, 3관능 이상의 (메트)아크릴레이트가 바람직하게 이용되고, 그 중에서도 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트가 특히 바람직하다. Of these, trifunctional or more (meth) acrylates are preferably used, and trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate and dipentaerythritol hexa (meth) Particularly preferred.
이들 단관능, 2관능 또는 3관능 이상의 (메트)아크릴레이트는, 단독으로 또는 조합하여 이용된다. [D] 성분의 사용 비율은, 공중합체 [A] 100 중량부에 대하여, 바람직하게는 50 중량부 이하, 보다 바람직하게는 30 중량부 이하이다. These monofunctional, bifunctional or trifunctional (meth) acrylates are used alone or in combination. The proportion of the [D] component is preferably 50 parts by weight or less, more preferably 30 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of the copolymer [A].
이러한 비율로 [D] 성분을 함유시킴으로써, 본 발명의 감방사선성 수지 조성물로부터 얻어지는 층간 절연막 또는 마이크로렌즈의 내열성 및 표면 경도 등을 향상시킬 수 있다. 이 사용량이 50 중량부를 초과하면, 기판 상에 감방사선성 수지 조성물의 도막을 형성하는 공정에서 막 거칠음이 생기는 경우가 있다. By including the [D] component in such a ratio, heat resistance and surface hardness of the interlayer insulating film or microlens obtained from the radiation sensitive resin composition of the present invention can be improved. When the amount is more than 50 parts by weight, film roughness may occur in the step of forming a coating film of the radiation-sensitive resin composition on the substrate.
상기 [E] 공중합체 [A] 이외의 에폭시 수지(이하, 「[E] 성분」이라 하기도 함)로서는, 상용성에 영향이 없는 한 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 페놀노볼락형 에폭시 수지, 크레졸노볼락형 에폭시 수지, 환상 지방족 에폭시 수지, 글리시딜에스테르형 에폭시 수지, 글리시딜아민형 에폭시 수지, 복소환식 에폭시 수지, 글리시딜메타아크릴레이트를 (공)중합한 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 크레졸노볼락형 에폭시 수지, 글리시딜에스테르형 에폭시 수지 등이 특히 바람직하다. The epoxy resin (hereinafter also referred to as "the [E] component") other than the [E] copolymer [A] is not limited as long as it does not affect compatibility. Preferred examples of the epoxy resin include bisphenol A type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, cresol novolak type epoxy resin, cyclic aliphatic epoxy resin, glycidyl ester type epoxy resin, glycidylamine type epoxy resin, And resins obtained by (co) polymerization of cyydimethacrylate. Among them, bisphenol A type epoxy resin, cresol novolak type epoxy resin, glycidyl ester type epoxy resin and the like are particularly preferable.
[E] 성분의 사용 비율은, 공중합체 [A] 100 중량부에 대하여, 바람직하게는 30 중량부 이하이고, 보다 바람직하게는 1 내지 20 중량부이다. 이러한 비율로 [E] 성분이 함유됨으로써, 본 발명의 감방사선성 수지 조성물로부터 얻어지는 보호막 또는 절연막의 내열성 및 표면 경도 등을 더욱 향상시킬 수 있다. 이 비율이 30 중량부를 초과하면, 기판 상에 감방사선성 수지 조성물의 도막을 형성할 때, 도막의 막두께 균일성이 불충분해지는 경우가 있다. The proportion of the component [E] is preferably 30 parts by weight or less, more preferably 1 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the copolymer [A]. By containing the [E] component in such a ratio, the heat resistance and surface hardness of the protective film or insulating film obtained from the radiation sensitive resin composition of the present invention can be further improved. When the ratio is more than 30 parts by weight, uniformity of film thickness of a coating film may be insufficient when a coating film of a radiation-sensitive resin composition is formed on a substrate.
또한, 공중합체 [A]도 「에폭시 수지」라고 할 수 있지만, 알칼리 가용성을 갖는 점에서 [E] 성분과는 다르다. [E] 성분은 알칼리 불용성이다. The copolymer [A] may also be referred to as an " epoxy resin ", but differs from the [E] component in that it has an alkali solubility. The [E] component is alkali-insoluble.
본 발명의 감방사선성 수지 조성물에는, 도포성을 더욱 향상시키기 위해서 상기 [F] 계면 활성제를 사용할 수 있다. 여기서 사용할 수 있는 [F] 계면 활성제로서는, 불소계 계면 활성제, 실리콘계 계면 활성제 또는 비이온계 계면 활성제를 바람직하게 이용할 수 있다. In the radiation-sensitive resin composition of the present invention, the [F] surfactant described above may be used to further improve the coatability. As the [F] surfactant usable herein, a fluorine-based surfactant, a silicon-based surfactant or a nonionic surfactant can be preferably used.
불소계 계면 활성제의 구체예로서는, 1,1,2,2-테트라플루오로옥틸(1,1,2,2-테트라플루오로프로필)에테르, 1,1,2,2-테트라플루오로옥틸헥실에테르, 옥타에틸렌 글리콜디(1,1,2,2-테트라플루오로부틸)에테르, 헥사에틸렌글리콜(1,1,2,2,3,3-헥사플루오로펜틸)에테르, 옥타프로필렌글리콜디(1,1,2,2-테트라플루오로부틸)에테르, 헥사프로필렌글리콜디(1,1,2,2,3,3-헥사플루오로펜틸)에테르, 퍼플루오로도데실술폰산나트륨, 1,1,2,2,8,8,9,9,10,10-데카플루오로도데칸, 1,1,2,2,3,3-헥사플루오로데칸 등 외에, 플루오로알킬벤젠술폰산나트륨; 플루오로알킬옥시에틸렌에테르; 플루오로알킬암모늄요오다이드, 플루오로알킬폴리옥시에틸렌에테르, 퍼플루오로알킬폴리옥시에탄올; 퍼플루오로알킬알콕실레이트; 불소계 알킬에스테르 등을 들 수 있다. 이들의 시판품으로서는, BM-1000, BM-1100(이상, BM Chemie사 제조), 메가팩 F142D, 동 F172, 동 F173, 동 F183, 동 F178, 동 F191, 동 F471(이상, 다이닛본 잉크 가가꾸 고교(주) 제조), 플로라드 FC-170C, FC-171, FC-430, FC-431(이상, 스미또모 쓰리엠(주) 제조), 서플론 S-112, 동 S-113, 동 S-131, 동 S-141, 동 S-145, 동 S-382, 동 SC-101, 동 SC-102, 동 SC-103, 동 SC-104, 동 SC-105, 동 SC-106(아사히 가라스(주) 제조), 에프톱 EF301, 동 303, 동 352(신아키타 가세이(주) 제조) 등을 들 수 있다.Specific examples of the fluorine-based surfactant include 1,1,2,2-tetrafluorooctyl (1,1,2,2-tetrafluoropropyl) ether, 1,1,2,2-tetrafluorooctylhexyl ether, Octaethylene glycol di (1,1,2,2-tetrafluorobutyl) ether, hexaethylene glycol (1,1,2,2,3,3-hexafluoropentyl) ether, octapropylene glycol di (1, 1,2,2-tetrafluorobutyl) ether, hexapropylene glycol di (1,1,2,2,3,3-hexafluoropentyl) ether, sodium perfluorododecylsulfonate, 1,1,2 , 2,8,8,9,9,10,10-decafluorododecane, 1,1,2,2,3,3-hexafluorodecane, and the like, sodium fluoroalkylbenzenesulfonate; Fluoroalkyloxyethylene ethers; Fluoroalkyl ammonium iodide, fluoroalkyl polyoxyethylene ether, perfluoroalkyl polyoxyethanol; Perfluoroalkyl alkoxylates; Fluorine-based alkyl esters and the like. Examples of commercially available products thereof include BM-1000, BM-1100 (manufactured by BM Chemie), Megafac F142D, Copper F172, Copper F173, Copper F183, Copper F178, Copper F191, Copper F471 (Available from Sumitomo 3M Limited), Surflon S-112, S-113, S-113, and S-113 (manufactured by Sumitomo 3M Limited), Florad FC-170C, FC-171, FC- 131, S-141, S-145, S-382, SC-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC- (Trade name, manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), and F-Top EF301, 303 and 352 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.).
상기 실리콘계 계면 활성제로서는, 예를 들면 DC3PA, DC7PA, FS-1265, SF-8428, SH11PA, SH21PA, SH28PA, SH29PA, SH30PA, SH-190, SH-193, SZ-6032(이상, 도레이 다우코닝 실리콘(주) 제조), TSF-4440, TSF-4300, TSF-4445, TSF-4446, TSF-4460, TSF-4452(이상, 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼즈 재팬 고우도우 가이샤 제조) 등의 상품명으로 시판되어 있는 것을 들 수 있다. Examples of the silicone surfactant include DC3PA, DC7PA, FS-1265, SF-8428, SH11PA, SH21PA, SH28PA, SH29PA, SH30PA, SH-190, SH-193, SZ- (Commercially available from Momentive Performance Materials Japan Ltd.), TSF-4440, TSF-4300, TSF-4445, TSF-4446, TSF-4460 and TSF-4452 .
상기 비이온계 계면 활성제로서는, 예를 들면, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌스테아릴에테르, 폴리옥시에틸렌올레일에테르 등의 폴리옥시에틸렌알킬에테르; 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에테르, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르 등의 폴리옥시에틸렌아릴에테르; 폴리옥시에틸렌디라우레이트, 폴리옥시에틸렌디스테아레이트 등의 폴리옥시에틸렌디알킬에스테르 등; (메트)아크릴산계 공중합체 폴리플로우 No.57, 동 95(교에이샤 가가꾸(주) 제조) 등을 사용할 수 있다. Examples of the nonionic surfactant include polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether and polyoxyethylene oleyl ether; Polyoxyethylene aryl ethers such as polyoxyethylene octyl phenyl ether and polyoxyethylene nonyl phenyl ether; Polyoxyethylene dialkyl esters such as polyoxyethylene dilaurate and polyoxyethylene distearate; (Meth) acrylic acid-based copolymer Polyflow No.57 and 95 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) can be used.
이들 계면 활성제는 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. These surfactants may be used alone or in combination of two or more.
이들 [F] 계면 활성제는, 공중합체 [A] 100 중량부에 대하여, 바람직하게는 5 중량부 이하, 보다 바람직하게는 0.01 내지 2 중량부의 범위에서 이용된다. [F] 계면 활성제의 사용량이 5 중량부를 초과하면, 기판 상에 도막을 형성할 때, 도막의 막 거칠음이 생기기 쉬워지는 경우가 있다. These [F] surfactants are used preferably in an amount of 5 parts by weight or less, more preferably 0.01 to 2 parts by weight, based on 100 parts by weight of the copolymer [A]. When the amount of the [F] surfactant used is more than 5 parts by weight, film roughness of the coating film tends to easily occur when the coating film is formed on the substrate.
본 발명의 감방사선성 수지 조성물에 있어서는, 또한 기판과의 접착성을 향상시키기 위해서 [G] 접착 보조제를 사용할 수도 있다. 이러한 [G] 접착 보조제로서는, 관능성 실란 커플링제가 바람직하게 사용되고, 예를 들면 카르복실기, 메타크릴로일기, 이소시아네이트기, 에폭시기 등의 반응성 치환기를 갖는 실란 커플링제를 들 수 있다. 구체적으로는 트리메톡시실릴벤조산, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 비닐트리아세톡시실란, 비닐트리메톡시실란, γ-이소시아네이트프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란 등을 들 수 있다. 이러한 [G] 접착 보조제는, 공중합체 [A] 100 중량부에 대하여, 바람직하게는 20 중량부 이하, 보다 바람직하게는 10 중량부 이하의 양으로 이용된다. 접착 보조제의 양이 20 중량부를 초과하는 경우에 는, 현상 공정에서 현상 잔사가 생기기 쉬워지는 경우가 있다. In the radiation sensitive resin composition of the present invention, a [G] adhesion aid may also be used to improve adhesion to a substrate. As the [G] adhesion aid, a functional silane coupling agent is preferably used, and examples thereof include silane coupling agents having reactive substituents such as a carboxyl group, a methacryloyl group, an isocyanate group, and an epoxy group. Specific examples include trimethoxysilylbenzoic acid,? -Methacryloxypropyltrimethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, vinyltrimethoxysilane,? -Isocyanatepropyltriethoxysilane,? -Glycidoxypropyltrimethoxy Silane,? - (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, and the like. The [G] adhesion aid is used in an amount of preferably 20 parts by weight or less, more preferably 10 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of the copolymer [A]. When the amount of the adhesion-promoting agent exceeds 20 parts by weight, development residue tends to occur in the developing step.
- 감방사선성 수지 조성물 -- Radiation-sensitive resin composition -
본 발명의 감방사선성 수지 조성물은, 상기 공중합체 [A] 및 [B] 성분 및 임의로 첨가할 수 있는 그 밖의 성분을 균일하게 혼합함으로써 제조된다. 본 발명의 감방사선성 수지 조성물은, 바람직하게는 적당한 용매에 용해되어 용액 상태로 이용된다. 예를 들면 공중합체 [A] 및 [B] 성분 및 임의로 첨가되는 그 밖의 성분을, 소정의 비율로 혼합함으로써, 용액 상태의 감방사선성 수지 조성물을 제조할 수 있다. The radiation sensitive resin composition of the present invention is produced by homogeneously mixing the copolymer [A] and the component [B] and other optional components that can be optionally added. The radiation-sensitive resin composition of the present invention is preferably dissolved in a suitable solvent and used in a solution state. For example, the radiation sensitive resin composition in a solution state can be prepared by mixing the components [A] and [B] and optionally other components in a predetermined ratio.
본 발명의 감방사선성 수지 조성물의 제조에 이용되는 용매로서는, 공중합체 [A] 및 [B] 및 임의로 배합되는 그 밖의 성분의 각 성분을 균일하게 용해하고, 각 성분과 반응하지 않는 것이 이용된다. As the solvent used in the production of the radiation sensitive resin composition of the present invention, the components of the copolymers [A] and [B] and other components to be optionally compounded are uniformly dissolved, and those that do not react with each component are used .
이러한 용매로서는, 상술한 공중합체 [A]를 제조하기 위해서 사용할 수 있는 용매로서 예시한 것와 마찬가지의 것을 들 수 있다. Examples of such a solvent include the same solvents as those exemplified as solvents that can be used for producing the copolymer [A].
이러한 용매 중, 각 성분의 용해성, 각 성분과의 반응성, 도막 형성의 용이성 등의 면에서, 알코올, 글리콜에테르, 에틸렌글리콜알킬에테르아세테이트, 에스테르 및 디에틸렌글리콜이 바람직하게 이용된다. 이들 중에서, 벤질알코올, 2-페닐에틸알코올, 3-페닐-1-프로판올, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸메틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 메톡시프로피온산 메틸, 에톡시프로피온산 에틸이 특히 바람직하게 사용할 수 있다. Among these solvents, alcohols, glycol ethers, ethylene glycol alkyl ether acetates, esters and diethylene glycols are preferably used in terms of solubility of each component, reactivity with each component, ease of forming a coating film, and the like. Of these, benzyl alcohol, 2-phenylethyl alcohol, 3-phenyl-1-propanol, ethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether, di Ethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, methyl methoxypropionate and ethyl ethoxypropionate are particularly preferably used.
또한 상기 용매와 함께 막두께의 면내 균일성을 높이기 위해서, 고비점 용매를 병용할 수도 있다. 병용할 수 있는 고비점 용매로서는, 예를 들면 N-메틸포름아미드, N,N-디메틸포름아미드, N-메틸포름아닐리드, N-메틸아세트아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈, 디메틸술폭시드, 벤질에틸에테르, 디헥실에테르, 아세토닐아세톤, 이소포론, 카프로산, 카프릴산, 1-옥탄올, 1-노난올, 아세트산벤질, 벤조산 에틸, 옥살산 디에틸, 말레산 디에틸, γ-부티로락톤, 탄산 에틸렌, 탄산 프로필렌, 페닐셀로솔브아세테이트 등을 들 수 있다. 이들 중에서, N-메틸피롤리돈, γ-부티로락톤, N,N-디메틸아세트아미드가 바람직하다. In addition, a high boiling point solvent may be used in combination with the above solvent in order to increase the in-plane uniformity of the film thickness. Examples of the high boiling point solvents that can be used in combination include N, N-dimethylformamide, N-methylformanilide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, Butanol, ethyl benzoate, diethyl oxalate, maleic anhydride, maleic anhydride, maleic anhydride, maleic anhydride, maleic anhydride, maleic anhydride, Propylene carbonate, phenyl cellosolve acetate, and the like can be given. Of these, N-methylpyrrolidone,? -Butyrolactone and N, N-dimethylacetamide are preferable.
본 발명의 감방사선성 수지 조성물의 용매로서, 고비점 용매를 병용하는 경우, 그 사용량은, 전체 용매량에 대하여 50 중량% 이하, 바람직하게는 40 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 30 중량% 이하이다. 고비점 용매의 사용량이 이 사용량을 초과하면, 도막의 막두께 균일성, 감도 및 잔막률이 저하되는 경우가 있다. When a high-boiling solvent is used as the solvent of the radiation-sensitive resin composition of the present invention, the amount of the solvent to be used is preferably not more than 50% by weight, preferably not more than 40% by weight, more preferably not more than 30% to be. If the amount of the high-boiling solvent used exceeds this amount, uniformity of film thickness, sensitivity and residual film ratio may be lowered.
본 발명의 감방사선성 수지 조성물을 용액 상태로서 제조하는 경우, 그 고형분 농도(조성물 용액 내에 차지하는 용매 이외의 성분(공중합체 [A] 및 [B] 성분 및 임의로 첨가되는 그 밖의 성분의 합계량)의 비율)은, 사용 목적이나 원하는 막두께의 값 등에 따라서 임의로 설정할 수 있지만, 바람직하게는 5 내지 50 중량%, 보다 바람직하게는 10 내지 40 중량%, 더욱 바람직하게는 15 내지 35 중량%이다.When the radiation sensitive resin composition of the present invention is prepared in a solution state, the solid concentration (the sum of the components (copolymer [A] and [B] components other than the solvent occupying in the composition solution and the total amount of other components optionally added) Is preferably from 5 to 50% by weight, more preferably from 10 to 40% by weight, and still more preferably from 15 to 35% by weight, although it can be arbitrarily set depending on the purpose of use or the value of the desired film thickness.
이와 같이 하여 제조된 조성물 용액은, 공경 0.2 ㎛ 정도의 밀리포어 필터 등을 이용하여 여과한 후, 사용에 제공할 수도 있다.The thus prepared composition solution may be filtered for use with a Millipore filter having a pore size of about 0.2 탆 and then used for use.
- 층간 절연막, 마이크로렌즈의 형성 -- Formation of interlayer insulating film, microlens -
다음으로 본 발명의 감방사선성 수지 조성물을 이용하여, 본 발명의 층간 절연막 및 마이크로렌즈를 형성하는 방법에 관해서 진술한다. 본 발명의 층간 절연막 또는 마이크로렌즈의 형성 방법은, 이하의 공정을 이하에 기재된 순으로 포함한다.Next, a method of forming an interlayer insulating film and a microlens of the present invention using the radiation sensitive resin composition of the present invention will be described. The method for forming an interlayer insulating film or a microlens of the present invention includes the following steps in the order described below.
(1) 본 발명의 감방사선성 수지 조성물의 도막을 기판 상에 형성하는 공정, (1) a step of forming a coating film of the radiation sensitive resin composition of the present invention on a substrate,
(2) 상기 도막의 적어도 일부에 방사선을 조사하는 공정, (2) a step of irradiating at least a part of the coating film with radiation,
(3) 현상 공정, 및 (3) developing process, and
(4) 가열 공정(4) Heating process
- (1) 본 발명의 감방사선성 수지 조성물의 도막을 기판 상에 형성하는 공정 - - (1) Step of forming a coated film of the radiation sensitive resin composition of the present invention on a substrate -
상기 (1)의 공정에서는, 본 발명의 조성물 용액을 기판 표면에 도포하고, 바람직하게는 가열 처리(프리베이킹)를 행함으로써 용제를 제거하여, 감방사선성 수지 조성물의 도막을 형성한다. In the step (1), the solution of the composition of the present invention is coated on the surface of the substrate, preferably by heat treatment (prebaking) to remove the solvent to form a coating film of the radiation-sensitive resin composition.
사용할 수 있는 기판의 종류로서는, 예를 들면 유리 기판, 실리콘 기판 및 이들의 표면에 각종 금속이 형성된 기판을 들 수 있다.Examples of the types of substrates that can be used include glass substrates, silicon substrates, and substrates on which various metals are formed.
조성물 용액의 도포 방법으로서는, 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 분무법, 롤 코팅법, 회전 도포법(스핀 코팅법), 슬릿다이 도포법, 바 도포법, 잉크젯법 등의 적절한 방법을 채용할 수 있고, 특히 스핀 코팅법, 슬릿다이 도포법이 바람직하다. 프리베이킹의 조건으로서는, 각 성분의 종류, 사용 비율 등에 따라서도 다르다. 예를 들면, 60 내지 110 ℃에서 30초간 내지 15분간 정도로 할 수 있다.The method of applying the composition solution is not particularly limited, and suitable methods such as a spraying method, a roll coating method, a rotation coating method (spin coating method), a slit die coating method, a bar coating method, , In particular, a spin coating method and a slit die coating method are preferable. Conditions for prebaking also differ depending on the kind of each component, the use ratio, and the like. For example, at 60 to 110 DEG C for 30 seconds to 15 minutes.
형성되는 도막의 막두께로서는, 프리베이킹 후의 값으로서, 층간 절연막을 형성하는 경우에 있어서는 예를 들면 3 내지 6 ㎛, 마이크로렌즈를 형성하는 경우에 있어서는 예를 들면 0.5 내지 3 ㎛가 바람직하다. The film thickness of the formed coating film is preferably 3 to 6 占 퐉 in the case of forming an interlayer insulating film and 0.5 to 3 占 퐉 in the case of forming a microlens as a value after prebaking.
- (2) 상기 도막의 적어도 일부에 방사선을 조사하는 공정 -(2) a step of irradiating at least a part of the coating film with radiation;
상기 (2)의 공정에서는, 형성된 도막에 소정의 패턴을 갖는 마스크를 통해 방사선을 조사한 후, 현상액을 이용하여 현상 처리하여 방사선의 조사 부분을 제거함으로써 패터닝을 행한다. 이 때 이용되는 방사선으로서는, 예를 들면 자외선, 원자외선, X선, 하전 입자선 등을 들 수 있다. In the step (2), the formed coating film is irradiated with radiation through a mask having a predetermined pattern, and then subjected to development processing using a developer to remove the irradiated portion of the radiation to perform patterning. Examples of the radiation used at this time include ultraviolet rays, deep ultraviolet rays, X-rays, charged particle rays, and the like.
상기 자외선으로서는 예를 들면 g선(파장 436 ㎚), i선(파장 365 ㎚) 등을 들 수 있다. 원자외선으로서는 예를 들면 KrF 엑시머 레이저 등을 들 수 있다. X선으로서는 예를 들면 싱크로트론 방사선 등을 들 수 있다. 하전 입자선으로서 예를 들면 전자선 등을 들 수 있다. Examples of the ultraviolet ray include g-line (wavelength: 436 nm) and i-line (wavelength: 365 nm). Examples of the far ultraviolet ray include a KrF excimer laser. Examples of X-rays include synchrotron radiation. Examples of the charged particle beam include electron beams and the like.
이들 중에서, 자외선이 바람직하고, 그 중에서도 g선 및/또는 i선을 포함하는 방사선이 특히 바람직하다. Among these, ultraviolet rays are preferable, and radiation including g line and / or i line is particularly preferable.
노광량으로서는, 층간 절연막을 형성하는 경우에 있어서는 50 내지 1,500 J/㎡, 마이크로렌즈를 형성하는 경우에 있어서는 50 내지 2,000 J/㎡로 하는 것이 바람직하다. The exposure dose is preferably 50 to 1,500 J / m2 in the case of forming an interlayer insulating film, and 50 to 2,000 J / m2 in the case of forming a microlens.
- (3) 현상 공정 -- (3) Developing process -
현상 처리에 이용되는 현상액으로서는, 예를 들면 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 규산나트륨, 메타규산나트륨, 암모니아, 에틸아민, n-프로필아민, 디에틸아민, 디에틸아미노에탄올, 디-n-프로필아민, 트리에틸아민, 메틸디에틸아민, 디메틸에탄올아민, 트리에탄올아민, 테트라메틸암모늄히드록시드, 테트라에틸암모늄히드록시드, 피롤, 피페리딘, 1,8-디아자비시클로[5.4.0]-7-운데센, 1,5-디아자비시클로[4.3.0]-5-노난 등의 알칼리(염기성 화합물)의 수용액을 사용할 수 있다. 또한, 상기 알칼리의 수용액에 메탄올, 에탄올 등의 수용성 유기 용매나 계면 활성제를 적당량 첨가한 수용액, 또는 본 발명의 조성물을 용해하는 각종 유기 용매를 현상액으로서 사용할 수 있다. 또한, 현상 방법으로서는, 예를 들면 퍼들법, 디핑법, 요동 침지법, 샤워법 등의 적절한 방법을 이용할 수 있다. 이때의 현상 시간은, 조성물의 조성에 따라서 다르지만, 예를 들면 30 내지 120초간으로 할 수 있다. Examples of the developer used in the developing treatment include aqueous solutions such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, diethylaminoethanol, Amine, 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-nonane, or the like can be used. Further, an aqueous solution in which an appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as methanol and ethanol or a surfactant is added to the aqueous alkali solution, or various organic solvents which dissolve the composition of the present invention may be used as a developer. As the developing method, suitable methods such as a puddle method, a dipping method, a swing dipping method, and a shower method can be used. The developing time at this time varies depending on the composition of the composition, but may be, for example, 30 to 120 seconds.
또한, 종래 알려져 있는 감방사선성 수지 조성물은, 현상 시간이 최적값으로부터 20 내지 25초 정도 초과하면 형성된 패턴에 박리가 생기기 때문에 현상 시간을 엄밀하게 제어할 필요가 있었지만, 본 발명의 감방사선성 수지 조성물의 경우, 최적 현상 시간으로부터의 초과 시간이 30초 이상이 되더라도 양호한 패턴 형성이 가능하여, 제품 수율 상의 이점이 있다. Further, in the conventionally known radiation-sensitive resin composition, when the developing time exceeds 20 to 25 seconds from the optimum value, the formed pattern is peeled off, so that it is necessary to strictly control the developing time. However, In the case of the composition, good pattern formation is possible even when the excess time from the optimum developing time is 30 seconds or more, which is advantageous in terms of product yield.
- (4) 가열 공정 -- (4) Heating process -
상기한 바와 같이 실시한 (3) 현상 공정 후에, 패터닝된 박막에 대하여, 바람직하게는 예를 들면 유수 세정에 의한 린스 처리를 행하고, 또한, 바람직하게는 고압 수은등 등에 의한 방사선을 전체면에 조사(후노광)함으로써, 해당 박막 내에 잔존하는 1,2-퀴논디아지드 화합물의 분해 처리를 행한 후, 이 박막을, 핫 플레이 트, 오븐 등의 가열 장치에 의해 가열 처리(포스트 베이킹 처리)함으로써, 해당 박막의 경화를 행한다. 상기 후노광 공정에 있어서의 노광량은, 바람직하게는 2,000 내지 5,000 J/㎡ 정도이다. 또한, 포스트 베이킹 처리에 있어서의 가열 온도는, 예를 들면 120 내지 250 ℃ 이다. 가열 시간은, 가열 기기의 종류에 따라 다르지만, 예를 들면 핫 플레이트 상에서 가열 처리를 행하는 경우에는 5 내지 30분간, 오븐 내에서 가열 처리를 행하는 경우에는 30 내지 90분간으로 할 수 있다. 이때에, 2회 이상의 가열 공정을 행하는 스텝베이크법 등을 이용할 수도 있다. After the developing step (3) as described above, the patterned thin film is preferably subjected to a rinsing treatment by, for example, water washing, preferably by irradiating the entire surface with radiation by a high-pressure mercury lamp or the like Quinonediazide compound remaining in the thin film is subjected to decomposition treatment and then the thin film is subjected to a heat treatment (post-baking treatment) by a heating device such as a hot plate or an oven, . The amount of exposure in the post-exposure step is preferably about 2,000 to 5,000 J / m 2. The heating temperature in the post-baking treatment is, for example, 120 to 250 ° C. The heating time varies depending on the type of the heating apparatus. For example, the heating time may be 5 to 30 minutes in the case of performing heat treatment on the hot plate, and 30 to 90 minutes in the case of performing heat treatment in the oven. At this time, a step bake method in which two or more heating steps are performed may be used.
이와 같이 하여, 목적으로 하는 층간 절연막 또는 마이크로렌즈에 대응하는 패턴상 박막을 기판의 표면 상에 형성할 수 있다. In this manner, a patterned thin film corresponding to a desired interlayer insulating film or microlens can be formed on the surface of the substrate.
- 층간 절연막 -- Interlayer insulating film -
상기와 같이 하여 형성된 본 발명의 층간 절연막은, 기판에 대한 밀착성이 양호하고, 내열성 및 내용제성이 우수하고, 광투과율이 높고, 유전율이 낮은 것으로서, 전자 부품의 층간 절연막으로서 바람직하게 사용할 수 있다. The interlayer insulating film of the present invention formed as described above can be preferably used as an interlayer insulating film for electronic parts because it has good adhesion to a substrate, has excellent heat resistance and solvent resistance, has a high light transmittance and a low dielectric constant.
- 마이크로렌즈 -- Micro lens -
상기한 바와 같이하여 형성된 본 발명의 마이크로렌즈는, 기판에 대한 밀착성이 양호하고, 내열성 및 내용제성이 우수하고, 또한 높은 광투과율과 양호한 멜트 형상을 나타내는 것으로서, 고체 촬상 소자의 마이크로렌즈로서 바람직하게 사용할 수 있다. 본 발명의 마이크로렌즈의 형상은, 도 1의 (a)에 도시한 바와 같이, 반볼록 렌즈 형상이 된다. The microlens of the present invention formed as described above has good adhesion to a substrate, excellent heat resistance and solvent resistance, and exhibits a high light transmittance and a good melt shape, and is preferably used as a microlens of a solid- Can be used. The shape of the microlens of the present invention is a semi-convex lens shape as shown in Fig. 1 (a).
이상과 같이, 본 발명의 감방사선성 수지 조성물은, 높은 감방사선 감도를 갖고, 현상 공정에서 최적 현상 시간을 초과하여 현상 처리를 행하더라도 여전히 양호한 패턴 형상을 형성할 수 있는 현상 마진을 갖고, 밀착성이 우수하여 패턴상 박막을 용이하게 형성할 수 있다. Industrial Applicability As described above, the radiation sensitive resin composition of the present invention has a high sensitivity to radiation and has a developing margin capable of still forming a good pattern even if the developing process exceeds the optimum developing time in the developing process, The patterned thin film can be easily formed.
본 발명의 감방사선성 수지 조성물로부터 형성된 층간 절연막 및 마이크로렌즈는, 각각 층간 절연막 및 마이크로렌즈로서 요구되는 다양한 성능(최근 점점 더 엄격해지는 요구 성능)을 만족시키는 것이다. The interlayer insulating film and the microlens formed from the radiation-sensitive resin composition of the present invention satisfy the various performances required for the interlayer insulating film and the microlens, respectively (recently more and more demanding performance).
이하에 합성예, 실시예를 기술하여, 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Synthesis Examples and Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.
- 공중합체 [A]의 합성예 -- Synthesis Example of Copolymer [A]
합성예 1 Synthesis Example 1
냉각관, 교반기를 구비한 플라스크에, 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 7 중량부 및 디에틸렌글리콜에틸메틸에테르 200 중량부를 투입하였다. 계속해서 2-메타크릴로일옥시에틸프탈산 25 중량부, 3,4-에폭시시클로헥실메틸메타아크릴레이트 45 중량부, 스티렌 10 중량부, 트리시클로[5.2.1.02,6]데칸-8-일메타아크릴레이트 20 중량부 및 α-메틸스티렌 이량체 3 중량부를 투입하고 질소 치환한 후, 천천히 교반을 시작하였다. 용액의 온도를 70 ℃로 상승시키고, 이 온도를 4 시간 유지함으로써, 공중합체 [A-1]을 포함하는 중합체 용액을 얻었다.7 parts by weight of 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and 200 parts by weight of diethylene glycol ethyl methyl ether were fed into a flask equipped with a stirrer, a cooling tube and a stirrer. Subsequently, 25 parts by weight of 2-methacryloyloxyethyl phthalic acid, 45 parts by weight of 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate, 10 parts by weight of styrene, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8- 20 parts by weight of methacrylate and 3 parts by weight of? -Methylstyrene dimer were charged and purged with nitrogen, and stirring was started slowly. The temperature of the solution was raised to 70 캜 and maintained at this temperature for 4 hours to obtain a polymer solution containing the copolymer [A-1].
공중합체 [A-1]의 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량(Mw)은 10,000, 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.5였다. 또한, 여기서 얻어진 중합체 용액의 고형분 농도는 34.5 중량%였다.The polystyrene reduced weight average molecular weight (Mw) of the copolymer [A-1] was 10,000 and the molecular weight distribution (Mw / Mn) was 2.5. The solid content concentration of the polymer solution obtained here was 34.5% by weight.
합성예 2 Synthesis Example 2
냉각관, 교반기를 구비한 플라스크에, 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 8 중량부 및 디에틸렌글리콜에틸메틸에테르 220 중량부를 투입하였다. 계속해서 2-메타크릴로일옥시에틸헥사히드로프탈산 13 중량부, 3,4-에폭시시클로헥실메틸메타크릴레이트 50 중량부, 4-아크릴로일모르폴린 10 중량부, 3-메타크릴로일옥시테트라히드로푸란-2-온 15 중량부, 스티렌 12 중량부 및 α-메틸스티렌 이량체 3 중량부를 투입하고 질소 치환한 후, 천천히 교반을 시작하였다. 용액의 온도를 70 ℃로 상승시키고, 이 온도를 5 시간 유지함으로써, 공중합체 [A-2]를 포함하는 중합체 용액을 얻었다. A cooling tube and a stirrer, 8 parts by weight of 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and 220 parts by weight of diethylene glycol ethyl methyl ether were added. Subsequently, 13 weight parts of 2-methacryloyloxyethylhexahydrophthalic acid, 50 weight parts of 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate, 10 weight parts of 4-acryloylmorpholine, 3 weight parts of 3-methacryloyloxy 15 parts by weight of tetrahydrofuran-2-one, 12 parts by weight of styrene and 3 parts by weight of? -Methylstyrene dimer were charged and purged with nitrogen, and stirring was started slowly. The temperature of the solution was raised to 70 캜 and maintained at this temperature for 5 hours to obtain a polymer solution containing the copolymer [A-2].
공중합체 [A-2]의 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량(Mw)은 8,000, 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.3이었다. 또한, 여기서 얻어진 중합체 용액의 고형분 농도는 32.1 중량%였다. The polystyrene reduced weight average molecular weight (Mw) of the copolymer [A-2] was 8,000 and the molecular weight distribution (Mw / Mn) was 2.3. The solid solution concentration of the polymer solution obtained here was 32.1% by weight.
합성예 3 Synthesis Example 3
냉각관, 교반기를 구비한 플라스크에, 2,2'-아조비스(2,4-디이소부틸발레로니트릴) 8 중량부 및 디에틸렌글리콜에틸메틸에테르 220 중량부를 투입하였다. 이어서 2-메타크릴로일옥시프로필헥사히드로프탈산 20 중량부, 3,4-에폭시시클로헥실메틸메타크릴레이트 45 중량부, N-시클로헥실말레이미드 10 중량부 및 스티렌 25 중량부를 투입하고 질소 치환한 후, 천천히 교반을 시작하였다. 용액의 온도를 80 ℃로 상승시키고, 이 온도를 5 시간 유지함으로써, 공중합체 [A-3]를 포함하는 중합체 용액을 얻었다. A cooling tube and a stirrer, 8 parts by weight of 2,2'-azobis (2,4-diisobutylvaleronitrile) and 220 parts by weight of diethylene glycol ethyl methyl ether were charged. Subsequently, 20 parts by weight of 2-methacryloyloxypropyl hexahydrophthalic acid, 45 parts by weight of 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate, 10 parts by weight of N-cyclohexylmaleimide and 25 parts by weight of styrene were charged, After that, stirring was started slowly. The temperature of the solution was raised to 80 캜 and maintained at this temperature for 5 hours to obtain a polymer solution containing the copolymer [A-3].
공중합체 [A-3]의 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량(Mw)은 11,000, 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.8이었다. 또한, 여기서 얻어진 중합체 용액의 고형분 농도는 32.6 중량%였다. The polystyrene reduced weight average molecular weight (Mw) of the copolymer [A-3] was 11,000 and the molecular weight distribution (Mw / Mn) was 2.8. The solid solution concentration of the polymer solution obtained here was 32.6% by weight.
합성예 4 Synthesis Example 4
냉각관, 교반기를 구비한 플라스크에, 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 8 중량부 및 디에틸렌글리콜에틸메틸에테르 220 중량부를 투입하였다. 이어서 메타크릴로일옥시에틸숙신산 15 중량부, 3,4-에폭시트리시클로[5.2.1.02,6]데칸-8-일메타크릴레이트 50 중량부, 트리시클로[5.2.1.02,6]데칸-8-일메타크릴레이트 25 중량부 및 4-히드록시페닐메타크릴레이트 10 중량부를 투입하고 질소 치환한 후, 천천히 교반을 시작하였다. 용액의 온도를 70℃로 상승시키고, 이 온도를 5 시간 유지함으로써, 공중합체 [A-4]를 포함하는 중합체 용액을 얻었다. A cooling tube and a stirrer, 8 parts by weight of 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and 220 parts by weight of diethylene glycol ethyl methyl ether were added. Subsequently, 15 parts by weight of methacryloyloxyethyl succinic acid, 50 parts by weight of 3,4-epoxytricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl methacrylate, 50 parts by weight of tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane -8-yl methacrylate (25 parts by weight) and 4-hydroxyphenyl methacrylate (10 parts by weight) were purged with nitrogen, and stirring was started slowly. The temperature of the solution was raised to 70 캜 and maintained at this temperature for 5 hours to obtain a polymer solution containing the copolymer [A-4].
공중합체 [A-4]의 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량(Mw)은 8,900, 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.4였다. 또한, 여기서 얻어진 중합체 용액의 고형분 농도는 31.5 중량%였다. The polystyrene reduced weight average molecular weight (Mw) of the copolymer [A-4] was 8,900 and the molecular weight distribution (Mw / Mn) was 2.4. The polymer solution thus obtained had a solid content concentration of 31.5% by weight.
비교 합성예 1 Comparative Synthesis Example 1
냉각관, 교반기를 구비한 플라스크에, 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 8 중량부 및 디에틸렌글리콜에틸메틸에테르 220 중량부를 투입하였다. 이어서 메타크릴산 18 중량부, 3,4-에폭시시클로헥실메틸메타크릴레이트 45 중량부, 스티렌 10 중량부, 트리시클로[5.2.1.02,6]데칸-8-일메타크릴레이트 27 중량부 및 α-메틸스티렌 이량체 3 중량부를 투입하고 질소 치환한 후, 천천히 교반을 시작하였다. 용액의 온도를 70 ℃로 상승시키고, 이 온도를 4 시간 유지함으로써, 공중합체 [a-1]을 포함하는 중합체 용액을 얻었다. A cooling tube and a stirrer, 8 parts by weight of 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and 220 parts by weight of diethylene glycol ethyl methyl ether were added. 18 parts by weight of methacrylic acid, 45 parts by weight of 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate, 10 parts by weight of styrene, 27 parts by weight of tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl methacrylate, After 3 parts by weight of? -methylstyrene dimer was added and replaced with nitrogen, stirring was started slowly. The temperature of the solution was raised to 70 캜 and maintained at this temperature for 4 hours to obtain a polymer solution containing the copolymer [a-1].
공중합체 [a-1]의 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량(Mw)은 8,800, 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.4였다. 또한, 여기서 얻어진 중합체 용액의 고형분 농도는 31.9 중량%였다. The polystyrene reduced weight average molecular weight (Mw) of the copolymer [a-1] was 8,800 and the molecular weight distribution (Mw / Mn) was 2.4. The solid concentration of the polymer solution obtained here was 31.9% by weight.
비교 합성예 2 Comparative Synthesis Example 2
냉각관, 교반기를 구비한 플라스크에, 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 7 중량부 및 디에틸렌글리콜에틸메틸에테르 200 중량부를 투입하였다. 이어서 2-메타크릴로일옥시에틸프탈산 25 중량부, 글리시딜메타크릴레이트 45 중량부, 스티렌 10 중량부, 트리시클로[5.2.1.02,6]데칸-8-일메타크릴레이트 20 중량부 및 α-메틸스티렌 이량체 3 중량부를 투입하고 질소 치환한 후, 천천히 교반을 시작하였다. 용액의 온도를 70 ℃로 상승시키고, 이 온도를 4 시간 유지함으로써, 공중합체 [a-2]를 포함하는 중합체 용액을 얻었다. 7 parts by weight of 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and 200 parts by weight of diethylene glycol ethyl methyl ether were fed into a flask equipped with a stirrer, a cooling tube and a stirrer. Then, 25 parts by weight of 2-methacryloyloxyethyl phthalic acid, 45 parts by weight of glycidyl methacrylate, 10 parts by weight of styrene, 20 parts by weight of tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl methacrylate And 3 parts by weight of the? -Methylstyrene dimer were introduced and replaced with nitrogen, and stirring was started slowly. The temperature of the solution was raised to 70 캜 and maintained at this temperature for 4 hours to obtain a polymer solution containing the copolymer [a-2].
공중합체 [a-2]의 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량(Mw)은 14,000, 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.5였다. 또한, 여기서 얻어진 중합체 용액의 고형분 농도는, 34.3 중량%였다. The polystyrene reduced weight average molecular weight (Mw) of the copolymer [a-2] was 14,000 and the molecular weight distribution (Mw / Mn) was 2.5. The solid content concentration of the obtained polymer solution was 34.3% by weight.
- 감방사선성 수지 조성물의 제조 -- Preparation of radiation-sensitive resin composition -
실시예 1Example 1
공중합체로서 상기 합성예 1에서 합성된 공중합체 [A-1]을 함유하는 용액을, 공중합체 [A-1] 100 중량부(고형분)에 상당하는 양 및 [B] 성분으로서 4,4'-[1-[4-[1-[4-히드록시페닐]-1-메틸에틸]페닐]에틸리덴]비스페놀(1.0 몰)과 1,2-나프토퀴논디아지드-5-술폰산 클로라이드(2.0 몰)과의 축합물 (B-1) 30 중량부를 혼합하고, 고형분 농도가 30 중량%가 되게 디에틸렌글리콜에틸메틸에테르에 용해시킨 후, 구경 0.2 ㎛의 멤브레인 필터로 여과함으로써, 용액상의 감방사선성 수지 조성물 (S-1)을 제조하였다. A solution containing the copolymer [A-1] synthesized in Synthesis Example 1 as a copolymer was added in an amount corresponding to 100 parts by weight (solid content) of the copolymer [A-1] Phenyl] ethylidene] bisphenol (1.0 mol) and 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride (2.0 mol) were added to a solution of 1- [4- [1- [4- hydroxyphenyl] And 30 parts by weight of the condensate (B-1) having a solids content of 30% by weight were dissolved in diethylene glycol ethyl methyl ether and filtered through a membrane filter having a pore size of 0.2 탆, To prepare a resin composition (S-1).
실시예 2 내지 4, 비교예 1, 2 Examples 2 to 4, Comparative Examples 1 and 2
실시예 1에 있어서, [A] 성분 및 [B] 성분으로서 각각 하기 표 1에 기재된 종류 및 양을 사용하고, 실시예 2 및 3에 있어서는 [E] 성분으로서 β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란 5 중량부를 더 첨가한 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 용액상의 감방사선성 수지 조성물 (S-2) 내지 (S-4) 및 (s-1) 내지 (s-2)를 제조하였다.Examples 1 and 2 were prepared in the same manner as in Example 1 except that the kind and amount described in the following Table 1 were used as the [A] component and the [B] component, respectively. In Examples 2 and 3, β- (3,4- (S-2) to (S-4) and (s-1) to (s-3) in the solution were prepared in the same manner as in Example 1, -2).
또한, 실시예 3에 있어서는 [B] 성분으로서 표 1에 기재된 2종의 1,2-퀴논디아지드 화합물을 사용하였다. In Example 3, the two kinds of 1,2-quinonediazide compounds listed in Table 1 were used as the [B] component.
실시예 5 Example 5
실시예 1에 있어서, 용매를 디에틸렌글리콜에틸메틸에테르/프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트의 혼합 용매(중량비: 6/4), 또한 [F] 성분으로서 SH- 28PA(상품명, 도레이 다우코닝 실리콘(주) 제조) O.1 중량부를 첨가하고, 조성물 용액의 고형분 농도를 20 중량%로 한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 하여 용액상의 감방사선성 수지 조성물 (S-5)을 제조하였다.In the same manner as in Example 1 except that the solvent was replaced by a mixed solvent of diethylene glycol ethyl methyl ether / propylene glycol monomethyl ether acetate (weight ratio: 6/4) and SH- 28PA (trade name, manufactured by Toray Dow Corning Silicones ) Was added in an amount of 0.1 part by weight to prepare a radiation-sensitive resin composition (S-5) in a solution in the same manner as in Example 1, except that the solid concentration of the composition solution was 20% by weight.
표 1 중, 각 약칭은 다음 화합물을 나타낸다. In Table 1, each abbreviation represents the following compound.
B-1: 4,4'-[1-[4-[1-[4-히드록시페닐]-1-메틸에틸]페닐]에틸리덴]비스페놀(1.0 몰)과 1,2-나프토퀴논디아지드-5-술폰산 클로라이드(2.0 몰)과의 축합물 B-1: Synthesis of 4,4 '- [1- [4- [1- [4-hydroxyphenyl] -1- methylethyl] phenyl] ethylidene] bisphenol (1.0 mol) and 1,2-naphthoquinonediamine 5-sulfonic acid chloride (2.0 mol)
B-2: 4,4'-[1-[4-[1-[4-히드록시페닐]-1-메틸에틸]페닐]에틸리덴]비스페놀(1.0 몰)과 1,2-나프토퀴논디아지드-5-술폰산 클로라이드(2.5 몰)과의 축합물 B-2: Synthesis of 4,4 '- [1- [4- [1- [4-hydroxyphenyl] -1- methylethyl] phenyl] ethylidene] bisphenol (1.0 mol) and 1,2-naphthoquinonediamine 5-sulfonic acid chloride (2.5 mol)
B-3: 2,3,4,4'-테트라히드록시벤조페논(1.0 몰)과 1,2-나프토퀴논디아지드-5-술폰산 에스테르(2.44 몰)과의 축합물 B-3: A condensate of 2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone (1.0 mol) and 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester (2.44 mol)
E: β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란 E:? - (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane
F: SH-28PA(상품명, 도레이 다우코닝 실리콘(주) 제조) F: SH-28PA (trade name, manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.)
- 층간 절연막으로서의 성능 평가 -- Evaluation of performance as an interlayer insulating film -
실시예 6 내지 10, 비교예 3, 4Examples 6 to 10, Comparative Examples 3 and 4
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1, 2에서 제조된 감방사선성 수지 조성물을 사용하여, 이하와 같이 층간 절연막으로서의 각종 특성을 평가하였다. Using the radiation-sensitive resin compositions prepared in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2, various properties as an interlayer insulating film were evaluated as follows.
[감도의 평가][Evaluation of Sensitivity]
실리콘 기판 상에, 실시예 6 내지 9, 비교예 3 내지 4에 대해서는 스피너를 이용하여 하기 표 2에 기재된 조성물을 각각 도포한 후, 90 ℃에서 2분간 핫 플레이트 상에서 프리베이킹하여 막두께 3.0 ㎛의 도막을 형성하였다. 또한, 실시예 10에 대해서는 슬릿다이 코터에 의해 표 2에 기재된 조성물의 도포를 행하고, 상압으로부터 0.5 Torr까지 15초에 걸쳐서 감압하여 용매를 제거한 후, 90 ℃에서 2분간 핫 플레이트 상에서 프리베이킹하여 막두께 3.0 ㎛의 도막을 형성하였다. On the silicon substrate, the compositions described in the following Table 2 were respectively applied to Examples 6 to 9 and Comparative Examples 3 to 4 using a spinner, and then prebaked on a hot plate at 90 캜 for 2 minutes to obtain a Thereby forming a coating film. In Example 10, the composition shown in Table 2 was applied by a slit die coater, and the solvent was removed by depressurization from normal pressure to 0.5 Torr for 15 seconds, followed by pre-baking on a hot plate at 90 DEG C for 2 minutes, Thereby forming a coating film having a thickness of 3.0 탆.
얻어진 도막에 소정의 패턴을 갖는 패턴 마스크를 통해 캐논(주) 제조의 PLA-501F 노광기(초고압 수은 램프)로 노광 시간을 변량으로 하여 각각 노광을 행한 후, 표 2에 기재된 농도의 테트라메틸암모늄히드록시드 수용액에서 25 ℃, 80초간 퍼들법으로 현상하였다. 이어서 초순수로 1분간 유수 세정을 행하고, 그 후 건조시킴으로써, 기판 상에 패턴을 형성하였다. 이때, 3.0 ㎛의 라인 앤드 스페이스(10 대 1)의 스페이스 패턴이 완전히 용해되기 위해서 필요한 노광량을 조사하고, 이 값을 감도로 하여 표 2에 나타내었다. 이 값이 600 J/㎡ 이하인 경우에 감도가 양호하다고 할 수 있다. The resulting coating film was subjected to exposure by varying the exposure time with a PLA-501F exposure apparatus (ultrahigh-pressure mercury lamp) manufactured by Canon Inc. (through a pattern mask having a predetermined pattern), and then exposed to various concentrations of tetramethylammonium hydroxide Rockside aqueous solution at 25 캜 for 80 seconds. Followed by water washing with ultra-pure water for 1 minute, and then drying, thereby forming a pattern on the substrate. At this time, the amount of exposure required to completely dissolve the space pattern of 3.0 μm line-and-space (10: 1) was examined, and this value is shown in Table 2 as sensitivity. When this value is 600 J / m < 2 > or less, the sensitivity is good.
[현상 마진의 평가][Evaluation of Developing Margin]
실리콘 기판 상에, 실시예 6 내지 9, 비교예 3 내지 4에 대해서는 스피너를 이용하여 표 2에 기재된 조성물을 각각 도포한 후, 90 ℃에서 2분간 핫 플레이트 상에서 프리베이킹하여 막두께 3.0 ㎛의 도막을 형성하였다. 실시예 10에 대해서는 슬릿다이 코터에 의해 표 2에 기재된 조성물의 도포를 행하고, 상압으로부터 0.5 Torr까지 15초에 걸쳐서 감압하여 용매를 제거한 후, 90 ℃에서 2분간 핫 플레이트 상에서 프리베이킹하여 막두께 3.0 ㎛의 도막을 형성하였다. The compositions described in Table 2 were coated on a silicon substrate in Examples 6 to 9 and Comparative Examples 3 to 4 using a spinner and then prebaked on a hot plate at 90 캜 for 2 minutes to form a coating film . For Example 10, the composition described in Table 2 was applied by a slit die coater, and the solvent was removed by depressurization from normal pressure to 0.5 Torr for 15 seconds, followed by prebaking on a hot plate at 90 DEG C for 2 minutes to obtain a film thickness of 3.0 Mu m.
얻어진 도막에 대해, 3.0 ㎛의 라인 앤드 스페이스(10 대 1)의 패턴을 갖는 마스크를 통해 캐논(주) 제조 PLA-501F 노광기(초고압 수은 램프)를 사용하여, 상기 「[감도의 평가]」에서 측정된 감도의 값에 상당하는 노광량으로 각각 노광을 행하고, 표 2에 기재된 농도의 테트라메틸암모늄히드록시드 수용액에서 25 ℃, 현상 시간을 변량으로 하여 퍼들법으로 현상하였다. 이어서 초순수로 1분간 유수 세정을 행하고, 그 후 건조시킴으로써, 기판 상에 패턴을 형성하였다. 이 때, 라인선폭이 3 ㎛가 되는 데에 필요한 현상 시간을 최적 현상 시간으로 하여 표 2에 나타내었다. 또한, 최적 현상 시간부터 더욱 현상을 계속했을 때에 3.0 ㎛의 라인 패턴이 박리되기까지의 시간을 측정하여, 현상 마진으로서 표 2에 나타내었다. 이 값이 30초를 초과할 때, 현상 마진은 양호하다고 할 수 있다. The resulting coating film was subjected to evaluation using the PLA-501F exposure apparatus (ultrahigh pressure mercury lamp) manufactured by Canon Inc. (Evaluation of Sensitivity) through a mask having a 3.0 μm line and space (10 times) pattern Exposure was carried out at an exposure amount corresponding to the value of the measured sensitivity, and development was carried out by a puddle method in a tetramethylammonium hydroxide aqueous solution at the concentration described in Table 2 at 25 캜 and a development time varying. Followed by water washing with ultra-pure water for 1 minute, and then drying, thereby forming a pattern on the substrate. At this time, the development time necessary for the line line width to become 3 占 퐉 is shown in Table 2 as the optimal development time. Further, when the development was further continued from the optimum development time, the time until the line pattern of 3.0 탆 was peeled off was measured and shown in Table 2 as the developing margin. When this value exceeds 30 seconds, the development margin can be said to be good.
[내용제성의 평가][Evaluation of solvent resistance]
실리콘 기판 상에, 실시예 6 내지 9, 비교예 3 내지 4에 대해서는 스피너를 이용하여 표 2에 기재된 조성물을 각각 도포한 후, 90 ℃에서 2분간 핫 플레이트 상에서 프리베이킹하여 도막을 형성하였다. 실시예 10에 대해서는 슬릿다이 코터에 의해 표 2에 기재된 조성물의 도포를 행하고, 상압으로부터 0.5 Torr까지 15초에 걸쳐서 감압하여 용매를 제거한 후, 90 ℃에서 2분간 핫 플레이트 상에서 프리베이킹하여 도막을 형성하였다. The compositions described in Table 2 were coated on a silicon substrate in the same manner as in Examples 6 to 9 and Comparative Examples 3 to 4 using a spinner, and then prebaked on a hot plate at 90 캜 for 2 minutes to form a coating film. For Example 10, the composition described in Table 2 was applied by a slit die coater, and the solvent was removed by reducing pressure from normal pressure to 0.5 Torr for 15 seconds, and then prebaked on a hot plate at 90 캜 for 2 minutes to form a coating film Respectively.
얻어진 도막에 대해, 캐논(주) 제조 PLA-501F 노광기(초고압 수은 램프)로 적산 조사량이 3,000 J/㎡가 되도록 각각 노광하고, 이 실리콘 기판을 클린 오븐 내에서 220 ℃에서 1 시간 가열함으로써, 막두께 3.0 ㎛의 경화막을 얻었다. 얻어진 경화막의 막두께(T1)를 측정하였다. 그리고, 이 경화막이 형성된 실리콘 기판을 70 ℃로 온도 제어된 디메틸술폭시드 내에 20분간 침지한 후, 해당 경화막의 막두께(t1)를 측정하고, 침지에 의한 막두께 변화율 {|t1-T1|/T1}×100[%]을 산출하였다. 결과를 표 2에 나타내었다. 이 값이 5% 이하일 때, 내용제성은 양호하다고 할 수 있다. The resulting coating film was exposed to a total irradiation dose of 3,000 J / m 2 with a PLA-501F exposure apparatus (ultra-high pressure mercury lamp) manufactured by Canon Inc., and the silicon substrate was heated in a clean oven at 220 캜 for 1 hour, A cured film having a thickness of 3.0 탆 was obtained. The film thickness (T1) of the obtained cured film was measured. Then, the silicon substrate on which the cured film was formed was immersed in dimethylsulfoxide controlled at a temperature of 70 占 폚 for 20 minutes, and then the film thickness t1 of the cured film was measured, and the film thickness change rate {| t1-T1 | / T1} x 100 [%]. The results are shown in Table 2. When this value is 5% or less, it can be said that the solvent resistance is good.
또한, 내용제성의 평가에 있어서는 형성되는 막의 패터닝은 불필요하기 때문에, 방사선 조사 공정 및 현상 공정은 생략하고, 도막 형성 공정, 포스트 베이킹 공정 및 가열 공정만 행하여 평가에 제공하였다. Further, in the evaluation of the solvent resistance, patterning of the film to be formed is not necessary, so that the irradiation step and the development step are omitted, and only the film forming step, the post-baking step and the heating step are performed for evaluation.
[내열성의 평가][Evaluation of heat resistance]
상기 [내용제성의 평가]에서와 동일하게 하여 경화막을 각각 형성하고, 얻어진 경화막의 막두께(T2)를 측정하였다. 이어서, 이 각 경화막을 갖는 기판을 클린 오븐 내에서 240 ℃에서 1 시간 추가 베이킹한 후의 해당 경화막의 막두께(t2)를 측정하고, 추가 베이킹에 의한 막두께 변화율 {|t2-T2|/T2}×100[%]을 산출하였다. 결과를 표 2에 나타내었다. 이 값이 5% 이하일 때, 내열성은 양호하다고 할 수 있다. The cured films were respectively formed in the same manner as in the evaluation of the solvent resistance, and the film thicknesses (T2) of the obtained cured films were measured. Subsequently, the substrate having the respective cured films was further baked at 240 DEG C for 1 hour in a clean oven, and the film thickness t2 of the cured film was measured. The film thickness change rate {| t2-T2 | / T2} × 100 [%]. The results are shown in Table 2. When this value is 5% or less, it can be said that the heat resistance is good.
[투명성의 평가][Evaluation of transparency]
상기 내용제성의 평가에 있어서, 실리콘 기판 대신에 유리 기판 「코닝 7059(코닝사 제조)」를 사용한 것 이외에는 동일하게 하여 유리 기판 상에 경화막을 형성하였다. 이 경화막을 갖는 유리 기판의 광선 투과율을 분광 광도계「150-20형 더블빔((주) 히따찌 세이사꾸쇼 제조)」를 이용하여 400 내지 800 ㎚의 범위의 파장으로 측정하였다. 이 때의 최저 광선 투과율의 값을 표 2에 나타내었다. 이 값이 90% 이상일 때, 투명성은 양호하다고 할 수 있다. In the evaluation of the solvent resistance, a cured film was formed on a glass substrate in the same manner as above except that a glass substrate "Corning 7059 (manufactured by Corning)" was used instead of the silicon substrate. The light transmittance of the glass substrate having the cured film was measured using a spectrophotometer "150-20 double beam (manufactured by Hitachi, Ltd.)" with a wavelength in the range of 400 to 800 nm. The values of the lowest light transmittance at this time are shown in Table 2. When this value is 90% or more, transparency can be said to be good.
[비유전율의 평가][Evaluation of relative dielectric constant]
연마된 SUS304제 기판 상에, 실시예 6 내지 9, 비교예 3 내지 4에 대해서는 스피너를 이용하여 표 2에 기재된 조성물을 각각 도포한 후, 90 ℃에서 2분간 핫 플레이트 상에서 프리베이킹하여 막두께 3.0 ㎛의 도막을 형성하였다. 실시예 10에 대해서는 슬릿다이 코터에 의해 표 2에 기재된 조성물의 도포를 행하고, 상압으로부터 0.5 Torr까지 15초에 걸쳐서 감압하여 용매를 제거한 후, 90 ℃에서 2분간 핫 플레이트 상에서 프리베이킹하여 막두께 3.0 ㎛의 도막을 형성하였다. The compositions shown in Table 2 were coated on a polished SUS304 substrate using a spinner for Examples 6 to 9 and Comparative Examples 3 to 4 and then prebaked on a hot plate at 90 DEG C for 2 minutes to obtain a film having a thickness of 3.0 Mu m. For Example 10, the composition described in Table 2 was applied by a slit die coater, and the solvent was removed by depressurization from normal pressure to 0.5 Torr for 15 seconds, followed by prebaking on a hot plate at 90 DEG C for 2 minutes to obtain a film thickness of 3.0 Mu m.
얻어진 도막에 관하여, 캐논(주) 제조 PLA-501F 노광기(초고압 수은 램프)로 적산 조사량이 3,000 J/㎡가 되도록 각각 노광하고, 이 기판을 클린 오븐 내에서 220 ℃에서 1 시간 소성함으로써 경화막을 얻었다. 상기 각 경화막 상에 증착법에 의해 Pt/Pd 전극 패턴을 형성하여 유전율 측정용 샘플을 제조하였다. 각 기판에 관하여, 요코가와 휴렛팩커드(주)(당시) 제조의 HP16451B 전극 및 HP4284A 프래시죤 LCR 미터를 이용하여 주파수 10 kHz의 주파수에 있어서 CV법에 의해 비유전율을 측정하였다. 결과를 표 2에 나타내었다. 이 값이 3.9 이하일 때, 유전율은 양호하다고 할 수 있다. With respect to the obtained coating film, each of the resulting coating films was exposed with a PLA-501F exposure apparatus (ultrahigh pressure mercury lamp) manufactured by Canon Inc. in such a manner that the cumulative irradiation dose was 3,000 J / m 2, and the substrate was fired in a clean oven at 220 캜 for 1 hour to obtain a cured film . A Pt / Pd electrode pattern was formed on each of the cured films by a vapor deposition method to prepare samples for measuring the dielectric constant. With respect to each substrate, relative dielectric constant was measured by the CV method at a frequency of 10 kHz using an HP16451B electrode manufactured by Yokogawa Hewlett-Packard Co., Ltd. (then) and an HP4284A plasma zone LCR meter. The results are shown in Table 2. When this value is less than 3.9, the dielectric constant is said to be good.
또한, 유전율의 평가에 있어서는 형성되는 막의 패터닝은 불필요하기 때문에, 방사선 조사 공정 및 현상 공정은 생략하고, 도막 형성 공정, 포스트 베이킹 공정 및 가열 공정만 행하여 평가에 제공하였다.Further, in the evaluation of the dielectric constant, patterning of the film to be formed is not necessary. Therefore, the irradiation step and the development step are omitted, and only the film forming step, the post-baking step and the heating step are performed for evaluation.
- 마이크로렌즈로서의 성능 평가 -- Performance evaluation as microlens -
실시예 11 내지 14, 비교예 5, 6Examples 11 to 14, Comparative Examples 5 and 6
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1, 2에서 제조된 감방사선성 수지 조성물을 사용하여, 이하와 같이 마이크로렌즈로서의 각종 특성을 평가하였다. 또 내용제성의 평가, 내열성의 평가, 투명성의 평가는 상기 층간 절연막으로서의 성능 평가에 있어서의 결과를 참조하기 바란다.Using the radiation-sensitive resin compositions prepared in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2, various properties as microlenses were evaluated as follows. The evaluation of the solvent resistance, the evaluation of the heat resistance and the evaluation of the transparency are the results of the performance evaluation as the interlayer insulating film.
[감도의 평가][Evaluation of Sensitivity]
실리콘 기판 상에 스피너를 이용하여, 하기 표 3에 기재된 조성물을 각각 도포한 후, 90 ℃에서 2분간 핫 플레이트 상에서 프리베이킹하여 막두께 2.0 ㎛의 도막을 형성하였다. 얻어진 도막에 소정의 패턴을 갖는 패턴 마스크를 통해 니콘(주) 제조 NSR1755i7A 축소 투영 노광기(NA=0.50, λ=365 ㎚)로 노광 시간을 변화시켜 노광하고, 표 3에 기재된 농도의 테트라메틸암모늄히드록시드 수용액에서 25 ℃, 1분간 퍼들법으로 현상하였다. 이어서 물로 린스하고, 그 후 건조시킴으로써, 기판 상에 패턴을 형성하였다. 0.8 ㎛ 라인 앤드 스페이스 패턴(1 대 1)의 스페이스 선폭이 0.8 ㎛가 되는 데 필요한 노광 시간을 측정하였다. 이 값을 감도로 하여, 표 3에 나타내었다. 이 값이 2,000 J/㎡ 이하인 경우에 감도가 양호하다고 할 수 있다. The composition described in Table 3 below was applied to each of the silicon substrates using a spinner and then baked on a hot plate at 90 DEG C for 2 minutes to form a coating film having a thickness of 2.0 mu m. The thus-obtained coating film was exposed to light through a pattern mask having a predetermined pattern with an exposure time varying with an NSR1755i7A reduced projection exposure apparatus (NA = 0.50,? = 365 nm) manufactured by Nikon Corporation, and the concentration of tetramethylammonium hydroxide Was developed by a puddle method at 25 ° C for 1 minute in an aqueous solution of a lockside. Then rinsed with water, and then dried to form a pattern on the substrate. The exposure time required for the 0.8 m line-and-space pattern (one-to-one) to have a space line width of 0.8 mu m was measured. These values are shown in Table 3 with sensitivity. When the value is 2,000 J / m < 2 > or less, the sensitivity is good.
[현상 마진의 평가][Evaluation of Developing Margin]
실리콘 기판 상에 스피너를 이용하여, 표 3에 기재된 조성물을 각각 도포한 후, 90 ℃에서 2분간 핫 플레이트 상에서 프리베이킹하여 막두께 2.0 ㎛의 도막을 형성하였다. 얻어진 도막에 소정의 패턴을 갖는 패턴 마스크를 통해 니콘(주) 제조 NSR1755i7A 축소 투영 노광기(NA=0.50, λ=365 ㎚)로 상기 「[감도의 평가]」에서 측정된 감도의 값에 상당하는 노광량으로 각각 노광을 행하고, 표 3에 기재된 농도의 테트라메틸암모늄히드록시드 수용액에서 25 ℃, 1분간 퍼들법으로 현상하였다. 이어서 물로 린스하고, 그 후 건조시킴으로써, 웨이퍼 상에 패턴을 형성하였다. 0.8 ㎛ 라인 앤드 스페이스 패턴(1 대 1)의 스페이스 선폭이 0.8 ㎛가 되는 데 필요한 현상 시간을 최적 현상 시간으로 하여 표 3에 나타내었다. 또한, 최적 현상 시간부터 더욱 현상을 계속했을 때에 폭 0.8 ㎛의 패턴이 박리되기까지의 시간(현상 마진)을 측정하고, 현상 마진으로서 표 3에 나타내었다. 이 값이 30초를 초과한 때에, 현상 마진은 양호하다고 할 수 있다. Each of the compositions shown in Table 3 was coated on a silicon substrate using a spinner and then prebaked on a hot plate at 90 DEG C for 2 minutes to form a coating film having a thickness of 2.0 mu m. The obtained coating film was exposed to an exposure amount corresponding to the value of the sensitivity measured in the "evaluation of sensitivity" with a NSR1755i7A reduced projection exposure apparatus (NA = 0.50, λ = 365 nm) manufactured by Nikon Corporation through a pattern mask having a predetermined pattern , And developed in a puddle method at 25 DEG C for 1 minute in an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide at the concentrations shown in Table 3. [ Then rinsed with water, and then dried to form a pattern on the wafer. The developing time required for the space line width of 0.8 占 퐉 line-and-space pattern (one-to-one) to be 0.8 占 퐉 is shown in Table 3 as the optimum developing time. Further, when development continued further from the optimum developing time, the time (developing margin) until the pattern with a width of 0.8 탆 was peeled off was measured and shown in Table 3 as a developing margin. When this value exceeds 30 seconds, it can be said that the developing margin is good.
[마이크로렌즈의 형성][Formation of microlens]
실리콘 기판 상에 스피너를 이용하여, 표 3에 기재된 조성물을 각각 도포한 후, 90 ℃에서 2분간 핫 플레이트 상에서 프리베이킹하여 막두께 2.0 ㎛의 도막을 형성하였다. 얻어진 도막에 4.0 ㎛ 도트·2.0 ㎛ 스페이스패턴을 갖는 패턴 마스크를 통해 니콘(주) 제조 NSR1755i7A 축소 투영 노광기(NA=0.50, λ=365 ㎚)로 상기 「[감도의 평가]」에서 측정된 감도의 값에 상당하는 노광량으로 각각 노광을 행하고, 표 3의 감도의 평가에 있어서의 현상액 농도로서 기재된 농도의 테트라메틸암모늄히드록시드 수용액에서 25 ℃, 1분간 퍼들법으로 현상하였다. 이어서 물로 린스하고, 그 후 건조시킴으로써, 웨이퍼 상에 패턴을 형성하였다. 그 후, 캐논(주) 제조 PLA-501F 노광기(초고압 수은 램프)로 적산 조사량이 3,000 J/㎡가 되도록 노광하였다. 그 후 핫 플레이트에서 160 ℃에서 10분간 가열한 후 230 ℃에서 10분간 더 가열하여 패턴을 멜트플로우시켜서 마이크로렌즈를 형성하였다.Each of the compositions shown in Table 3 was coated on a silicon substrate using a spinner and then prebaked on a hot plate at 90 DEG C for 2 minutes to form a coating film having a thickness of 2.0 mu m. The coating film thus obtained was exposed to light with a sensitivity of 50 nm as measured with the NSR1755i7A miniature projection exposure apparatus (NA = 0.50,? = 365 nm) manufactured by Nikon Corporation under the condition of "Evaluation of Sensitivity" through a pattern mask having a space pattern of 4.0 탆 dot and 2.0 탆 space , And developed by a puddle method at 25 DEG C for 1 minute in an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide having the concentration described as the developer concentration in the evaluation of the sensitivity in Table 3. [ Then rinsed with water, and then dried to form a pattern on the wafer. Thereafter, exposure was performed with a PLA-501F exposure apparatus (ultra-high pressure mercury lamp) manufactured by Canon Inc. so that the cumulative irradiation dose was 3,000 J / m 2. Thereafter, the resultant was heated on a hot plate at 160 DEG C for 10 minutes and then heated at 230 DEG C for 10 minutes to melt-flow the pattern to form a microlens.
형성된 마이크로렌즈의 바닥부(기판에 접하는 면)의 치수(직경) 및 단면 형상을 표 3에 나타내었다. 마이크로렌즈 바닥부의 치수는 4.0 ㎛를 초과하고 5.0 ㎛ 미만인 때에, 양호하다고 할 수 있다. 또한, 이 치수가 5.0 ㎛ 이상이 되면, 인접하는 렌즈끼리가 접촉하는 상태로서, 바람직하지 않다. 또한, 단면 형상은 도 1에 나타낸 모식도에 있어서, (a)와 같은 반볼록 렌즈 형상일 때에 양호하고, (b)와 같은 대략 사다리꼴상인 경우에는 불량이다.Table 3 shows the dimensions (diameter) and the cross-sectional shape of the bottom portion of the formed microlens (surface contacting the substrate). It can be said that the dimension of the bottom of the micro lens is good when it is more than 4.0 mu m and less than 5.0 mu m. When the dimension is 5.0 m or more, adjacent lenses are in contact with each other, which is not preferable. The cross-sectional shape is good when it is a semi-convex lens shape as shown in (a) of FIG. 1, and is bad when it has a roughly trapezoidal shape as shown in (b).
도 1은 마이크로렌즈의 단면 형상의 모식도이다.1 is a schematic view of a cross-sectional shape of a microlens.
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