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WO2014103997A1 - 感光性樹脂組成物、硬化膜の製造方法、硬化膜、有機el表示装置および液晶表示装置 - Google Patents

感光性樹脂組成物、硬化膜の製造方法、硬化膜、有機el表示装置および液晶表示装置 Download PDF

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Publication number
WO2014103997A1
WO2014103997A1 PCT/JP2013/084444 JP2013084444W WO2014103997A1 WO 2014103997 A1 WO2014103997 A1 WO 2014103997A1 JP 2013084444 W JP2013084444 W JP 2013084444W WO 2014103997 A1 WO2014103997 A1 WO 2014103997A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
group
resin composition
photosensitive resin
cured film
compound
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/084444
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
達也 霜山
Original Assignee
富士フイルム株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 富士フイルム株式会社 filed Critical 富士フイルム株式会社
Priority to KR1020157015130A priority Critical patent/KR101758115B1/ko
Priority to JP2014554443A priority patent/JP5992059B2/ja
Priority to CN201380067676.6A priority patent/CN104871089B/zh
Publication of WO2014103997A1 publication Critical patent/WO2014103997A1/ja

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/022Quinonediazides
    • G03F7/023Macromolecular quinonediazides; Macromolecular additives, e.g. binders
    • G03F7/0233Macromolecular quinonediazides; Macromolecular additives, e.g. binders characterised by the polymeric binders or the macromolecular additives other than the macromolecular quinonediazides
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/022Quinonediazides
    • G03F7/0226Quinonediazides characterised by the non-macromolecular additives
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10OLED displays
    • H10K59/12Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/124Insulating layers formed between TFT elements and OLED elements

Definitions

  • the present invention relates to a photosensitive resin composition (hereinafter sometimes simply referred to as “photosensitive resin composition” or “composition of the present invention”). Moreover, it is related with the manufacturing method of the cured film using the said photosensitive resin composition, the cured film formed by hardening
  • Organic EL display devices, liquid crystal display devices, and the like are provided with a patterned interlayer insulating film.
  • a photosensitive resin composition is widely used because the number of steps for obtaining a required pattern shape is small and sufficient flatness is obtained (for example, patents). References 1-3).
  • JP-A-5-165214 JP 2008-256974 A Japanese Patent Laid-Open No. 8-62847
  • the photosensitive resin composition constituting the interlayer insulating film is adhesion to the substrate.
  • the substrate itself is made of a plurality of types of materials
  • the interlayer insulating film material formed on the surface of the wiring substrate is also provided with adhesion to the types of substrates.
  • the interlayer insulating film is exposed to a resist stripping solution used for forming a pattern of the transparent electrode film after forming the interlayer insulating film and NMP (N-methylpyrrolidone) used for forming the liquid crystal alignment film.
  • Patent Document 3 1-cyclohexyl-3- (2-morpholinoethyl) -2-thiourea is blended in a photosensitive composition. Although it is disclosed that adhesion in etching with a hydrochloric acid-based etchant is improved, it is difficult to achieve both adhesion to various substrates at the time of development and when used as a cured film. I understood. Moreover, since the photosensitive composition disclosed in Patent Document 3 is not high in resistance (chemical resistance) to chemicals such as a stripping solution and NMP, display defects are likely to occur in a liquid crystal display device, and improvement is required. It was.
  • the present invention aims to solve the above-mentioned problems, and is a cured photosensitive resin composition having excellent adhesion to various substrates in the state of development and cured film, and excellent chemical resistance.
  • the purpose is to provide goods. Furthermore, it aims at providing the manufacturing method of a cured film using such a photosensitive resin composition, a cured film, an organic electroluminescence display, and a liquid crystal display device.
  • the photosensitive resin composition contains a polymer containing a repeating unit having an acid group and a repeating unit having a crosslinkable group, and a coordination atom in one molecule.
  • a compound having a structure containing and a thiourea structure By including a compound having a structure containing and a thiourea structure, the adhesion to various substrates in the state of developing the photosensitive resin composition and when the photosensitive resin composition is a cured film is improved, It has been found that the chemical resistance is improved when the photosensitive resin composition is used for an interlayer insulating film, and the present invention has been completed.
  • the above problem has been solved by the following means ⁇ 1>, preferably ⁇ 2> to ⁇ 17>.
  • R 1 represents a group containing at least one nitrogen atom
  • A represents a divalent linking group
  • R 2 represents an organic group.
  • R 1 is represented by —NR 3 R 4 (R 3 and R 4 are each an organic group and may be bonded to each other to form a ring).
  • R 1 in the general formula (S) is a 5-membered or 6-membered cyclic group.
  • ⁇ 6> The photosensitive resin composition according to any one of ⁇ 3> to ⁇ 5>, wherein R 1 in the general formula (S) is a morpholino group.
  • R 1 in the general formula (S) is a morpholino group.
  • ⁇ 8> The photosensitive resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 7>, wherein the structural unit (a1) is a repeating unit having a carboxyl group and / or a phenolic hydroxyl group.
  • the structural unit (a2) is selected from the group consisting of an epoxy group, an oxetanyl group, and a group represented by —NH—CH 2 —O—R (R represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms).
  • the blending amount of the component (B) in the photosensitive resin composition is more than 10 mass% and 40 mass% or less with respect to the total solid content in the photosensitive resin composition, ⁇ 1> to ⁇ 9>
  • ⁇ 11> The photosensitive resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 10>, wherein the photosensitive resin composition is a positive photosensitive resin composition.
  • ⁇ 12> (1) A step of applying the photosensitive resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 11> on a substrate, (2) a step of removing the solvent from the applied photosensitive resin composition; (3) A step of exposing the photosensitive resin composition from which the solvent has been removed with actinic rays, (4) a step of developing the exposed photosensitive resin composition with an aqueous developer, and (5) a post-baking step of thermosetting the developed photosensitive resin composition; The manufacturing method of the cured film containing this.
  • ⁇ 13> The method for producing a cured film according to ⁇ 12>, which includes (6) a step of exposing the entire surface of the developed photosensitive resin composition after the developing step and before the post-baking step.
  • ⁇ 14> The method for producing a cured film according to ⁇ 12> or ⁇ 13>, including a step of performing dry etching on a substrate having a cured film obtained by thermosetting in the post-baking step.
  • ⁇ 15> A cured film formed by the method for producing a cured film according to any one of ⁇ 12> to ⁇ 14>.
  • ⁇ 16> The cured film according to ⁇ 15>, which is an interlayer insulating film.
  • ⁇ 17> An organic EL display device or a liquid crystal display device having the cured film according to ⁇ 15> or ⁇ 16>.
  • the present invention it is possible to provide a photosensitive resin composition that is excellent in adhesion to various substrates in the state of development and as a cured film and excellent in chemical resistance.
  • the contents of the present invention will be described in detail.
  • “to” is used to mean that the numerical values described before and after it are included as a lower limit value and an upper limit value.
  • the description that does not indicate substitution and non-substitution includes not only those having no substituent but also those having a substituent.
  • the “alkyl group” includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).
  • the organic EL element in the present invention refers to an organic electroluminescence element.
  • the composition of the present invention comprises (A) (a1) a repeating unit having an acid group, (a2) a polymer containing a repeating unit having a crosslinkable group, (B) a quinonediazide compound, and (C) in one molecule. And a compound having a structure containing a coordination atom and a thiourea structure (hereinafter also referred to as component (C)).
  • component (C) a compound having a structure containing a coordination atom and a thiourea structure.
  • the inventor of the present application contains (A) a polymer containing (a1) a repeating unit having an acid group and (a2) a repeating unit having a crosslinkable group and (C) component in the photosensitive resin composition.
  • the adhesion to various substrates is improved and the photosensitive resin composition is used for an interlayer insulating film. It has been found that chemical resistance is also improved. Although this mechanism is not clear, by introducing the repeating unit (a2) having a crosslinkable group into the polymer (A), the crosslinkable group and the component (C) interact with each other, and the component (C) As a result of more adsorbing to the substrate, it is presumed that the adhesion to various substrates is improved during development of the photosensitive resin composition and when the photosensitive resin composition is used as a cured film.
  • the crosslink density when the photosensitive resin composition is a cured film is improved.
  • the chemical resistance is improved when the photosensitive resin composition is used for an interlayer insulating film. Is done. Therefore, when the said (C) component is contained in the photosensitive resin composition, it is estimated that chemical resistance improves compared with the case where the said (C) component is not contained in the photosensitive resin composition. Is done.
  • the composition of the present invention can be preferably applied to a positive photosensitive resin composition.
  • the repeating unit having an acid group is a carboxyl group and / or A repeating unit having a phenolic hydroxyl group is preferred.
  • the repeating unit (a2) having a crosslinkable group includes an epoxy group, an oxetanyl group, and —NH—CH 2 —O—R (R is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms).
  • a polymer becomes a main component of the component except the solvent of the composition of this invention, and it is preferable to occupy 60 mass% or more of a total solid.
  • the polymer (A) is, for example, a compound (a1-1) that provides a carboxyl group-containing structural unit as a repeating unit having an acid group (a1) in the presence of a polymerization initiator in a solvent (hereinafter referred to as “(a1-1 And (a2) a compound that gives an epoxy group-containing structural unit as a repeating unit having a crosslinkable group (hereinafter, sometimes referred to as “(a2) compound”). Can be manufactured. Further, (a1) a hydroxyl group-containing unsaturated compound that gives a hydroxyl group-containing structural unit (hereinafter sometimes referred to as “(a1-2) compound”) is further added as a repeating unit having an acid group, can do.
  • the compound (a3) (a structural unit other than the structural unit derived from the compounds (a1) and (a2)) is given.
  • a saturated compound) can be further added to form a copolymer.
  • Examples of the compound (a1-1) include unsaturated monocarboxylic acid, unsaturated dicarboxylic acid, unsaturated dicarboxylic acid anhydride, poly [carboxylic acid] mono [(meth) acryloyloxyalkyl] ester, Examples thereof include mono (meth) acrylates of polymers having a hydroxyl group, unsaturated polycyclic compounds having a carboxyl group, and anhydrides thereof.
  • Examples of unsaturated monocarboxylic acids include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid and the like;
  • Examples of the unsaturated dicarboxylic acid include maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, mesaconic acid, itaconic acid, etc .
  • examples of the unsaturated dicarboxylic acid anhydride include, for example, anhydrides of the compounds exemplified as the above dicarboxylic acid;
  • Examples of acid mono [(meth) acryloyloxyalkyl] esters include succinic acid mono [2- (meth) acryloyloxyethyl], phthalic acid mono [2- (meth) acryloyloxyethyl] and the like;
  • Examples of mono (meth) acrylates of polymers having a hydroxyl group and a hydroxyl group include ⁇ -carboxypolycaprolactone mono (meth) acrylates; unsaturated polycyclic compounds having a carboxyl
  • monocarboxylic acids and dicarboxylic anhydrides are preferable, and acrylic acid, methacrylic acid, and maleic anhydride are more preferable from the viewpoint of copolymerization reactivity, solubility in an alkaline aqueous solution, and availability.
  • acrylic acid, methacrylic acid, and maleic anhydride are more preferable from the viewpoint of copolymerization reactivity, solubility in an alkaline aqueous solution, and availability.
  • These (a1-1) compounds may be used alone or in admixture of two or more.
  • the proportion of the compound (a1-1) used is 5 to 5 based on the sum of the compound (a1-1) and the compound (a2) (optional (a1-2) compound and (a3) compound as necessary). 30% by mass is preferable, and 7 to 25% by mass is more preferable.
  • Examples of the compound (a1-2) include a (meth) acrylic acid ester having a hydroxyl group, a phenolic hydroxyl group-containing unsaturated compound represented by the following formula (3), and the like.
  • R 17 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • R 18 to R 22 are each independently a hydrogen atom, a hydroxyl group or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • Y is a single bond, —COO—, or —CONH—.
  • p is an integer of 0 to 3. However, at least one of R 18 to R 22 is a hydroxyl group.
  • Examples of the (meth) acrylic acid ester having a hydroxyl group include hydroxymethyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, and polyethylene glycol.
  • Examples of the phenolic hydroxyl group-containing unsaturated compound represented by the above formula (3) include compounds represented by the following formulas (3-1) to (3-5) according to the definitions of Y and p. .
  • q is an integer of 1 to 3.
  • R 17 to R 22 have the same meaning as in the above formula (3).
  • R 17 to R 22 have the same meaning as in the above formula (3).
  • r is an integer of 1 to 3.
  • R 17 to R 22 have the same meaning as in the above formula (3).
  • R 17 to R 22 have the same meaning as in the above formula (3).
  • R 17 to R 22 have the same meanings as in the above formula (3).
  • 2-hydroxyethyl methacrylate 4-hydroxyphenyl methacrylate, o-hydroxystyrene, p-hydroxystyrene, and ⁇ -methyl-p-hydroxystyrene are preferable. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • the proportion of the (a1-2) compound used is 5 to 5 based on the sum of the (a1-2) compound, the (a2) compound, and the (a1-1) compound (optional (a3) compound if necessary). 30% by mass is preferable, and 7 to 25% by mass is more preferable.
  • the crosslinkable group in the compound (a2) is not particularly limited as long as it is a group that causes a curing reaction by heat treatment.
  • Preferred embodiments of the structural unit having a crosslinkable group include an epoxy group, an oxetanyl group, a group represented by —NH—CH 2 —O—R (R is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms) and ethylene.
  • the component (A) preferably includes a structural unit containing at least one of an epoxy group and an oxetanyl group.
  • the unsaturated compound having an epoxy group examples include glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, glycidyl ⁇ -ethyl acrylate, glycidyl ⁇ -n-propyl acrylate, glycidyl ⁇ -n-butyl acrylate, acrylate-3, 4-epoxybutyl, methacrylic acid-3,4-epoxybutyl, acrylic acid-3,4-epoxycyclohexylmethyl, methacrylic acid-3,4-epoxycyclohexylmethyl, ⁇ -ethylacrylic acid-3,4-epoxycyclohexylmethyl O-vinyl benzyl glycidyl ether, m-vinyl benzyl glycidyl ether, p-vinyl benzyl glycidyl ether, compounds containing an alicyclic epoxy skeleton described in paragraph Nos. 0031 to
  • glycidyl methacrylate, 2-methylglycidyl methacrylate, -6,7-epoxyheptyl methacrylate, o-vinylbenzyl glycidyl ether, m-vinylbenzyl glycidyl ether, p-vinylbenzyl glycidyl ether, 3, methacrylate 4-Epoxycyclohexyl is preferred from the viewpoint of improving the copolymerization reactivity and the solvent resistance of the cured film.
  • Examples of the unsaturated compound having an oxetanyl group include 3- (acryloyloxymethyl) oxetane, 3- (acryloyloxymethyl) -2-methyloxetane, 3- (acryloyloxymethyl) -3-ethyloxetane, 3- ( Acryloyloxymethyl) -2-trifluoromethyloxetane, 3- (acryloyloxymethyl) -2-pentafluoroethyloxetane, 3- (acryloyloxymethyl) -2-phenyloxetane, 3- (acryloyloxymethyl) -2, 2-difluorooxetane, 3- (acryloyloxymethyl) -2,2,4-trifluorooxetane, 3- (acryloyloxymethyl) -2,2,4,4-tetrafluorooxetane, 3- (2-acryloyloxy) Ethyl) oxetane, 3- 2-acrylo
  • (a2) compounds may be used alone or in admixture of two or more.
  • specific examples of the radical polymerizable monomer used for forming a structural unit having an oxetanyl group include, for example, JP-A-2001-330953 Examples include (meth) acrylic acid esters having an oxetanyl group described in paragraphs 0011 to 0016, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
  • R is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms
  • R is preferably an alkyl group having 1 to 9 carbon atoms
  • An alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is more preferable.
  • the alkyl group may be a linear, branched or cyclic alkyl group, but is preferably a linear or branched alkyl group.
  • More preferable examples of the unsaturated compound having a group represented by —NH—CH 2 —O—R include compounds represented by the following general formula (a2-30).
  • R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • R 2 is preferably an alkyl group having 1 to 9 carbon atoms, and more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • the alkyl group may be a linear, branched or cyclic alkyl group, but is preferably a linear or branched alkyl group.
  • Specific examples of R 2 include a methyl group, an ethyl group, an n-butyl group, an i-butyl group, a cyclohexyl group, and an n-hexyl group. Of these, i-butyl, n-butyl and methyl are preferred.
  • the proportion of the compound (a2) used is preferably 5 to 70% by mass and more preferably 20 to 65% by mass based on the total of the compound (a1) and the compound (a2).
  • A2 By making the usage-amount of a compound into the said range, the cured film which has the outstanding solvent resistance etc. can be formed.
  • the compound (a3) is not particularly limited as long as it is an unsaturated compound other than the compounds (a1) and (a2).
  • Examples of the compound (a3) include methacrylic acid chain alkyl ester, methacrylic acid cyclic alkyl ester, acrylic acid chain alkyl ester, acrylic acid cyclic alkyl ester, methacrylic acid aryl ester, acrylic acid aryl ester, unsaturated dicarboxylic acid diester, Bicyclo unsaturated compound, maleimide compound, unsaturated aromatic compound, conjugated diene, tetrahydrofuran skeleton, furan skeleton, tetrahydropyran skeleton, pyran skeleton, unsaturated compound containing skeleton represented by the following formula (4), and other unsaturated compounds Compounds and the like.
  • R 23 is a hydrogen atom or a methyl group. s is an integer of 1 or more.
  • chain alkyl esters of methacrylic acid include, for example, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, sec-butyl methacrylate, t-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, isodecyl methacrylate, and n-methacrylate.
  • Examples include lauryl, tridecyl methacrylate, and n-stearyl methacrylate.
  • cyclic alkyl ester of methacrylic acid examples include cyclohexyl methacrylate, 2-methylcyclohexyl methacrylate, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane-8-yl methacrylate, and tricyclomethacrylate [5.2.1]. .0 2,6] decan-8-yl oxy ethyl, and isobornyl methacrylate.
  • acrylic acid chain alkyl esters examples include methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, sec-butyl acrylate, t-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, isodecyl acrylate, and n-acrylate.
  • acrylic acid chain alkyl esters examples include lauryl, tridecyl acrylate, and n-stearyl acrylate.
  • acrylic acid cyclic alkyl ester examples include cyclohexyl acrylate, 2-methylcyclohexyl acrylate, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl acrylate, and tricyclo [5.2.1.0 2,6. Decan-8-yloxyethyl acrylate, isobornyl acrylate and the like.
  • methacrylic acid aryl ester examples include phenyl methacrylate and benzyl methacrylate.
  • acrylic acid aryl ester examples include phenyl acrylate and benzyl acrylate.
  • Examples of the unsaturated dicarboxylic acid diester include diethyl maleate, diethyl fumarate, diethyl itaconate and the like.
  • bicyclo unsaturated compound examples include bicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-methylbicyclo [2.2.1] hept-2-ene, and 5-ethylbicyclo [2.2.1].
  • maleimide compounds include N-phenylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, N-benzylmaleimide, N- (4-hydroxyphenyl) maleimide, N- (4-hydroxybenzyl) maleimide, N-succinimidyl-3-maleimidobenzoate, N-succinimidyl-4-maleimidobutyrate, N-succinimidyl-6-maleimidocaproate, N-succinimidyl-3-maleimidopropionate, N- (9-acridinyl) maleimide and the like.
  • unsaturated aromatic compound examples include styrene, ⁇ -methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, vinyltoluene, p-methoxystyrene and the like.
  • conjugated diene examples include 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene and the like.
  • Examples of the unsaturated compound containing a tetrahydrofuran skeleton include tetrahydrofurfuryl methacrylate, 2-methacryloyloxy-propionic acid tetrahydrofurfuryl ester, 3- (meth) acryloyloxytetrahydrofuran-2-one, and the like.
  • Examples of unsaturated compounds containing a furan skeleton include 2-methyl-5- (3-furyl) -1-penten-3-one, furfuryl (meth) acrylate, 1-furan-2-butyl-3-ene- 2-one, 1-furan-2-butyl-3-methoxy-3-en-2-one, 6- (2-furyl) -2-methyl-1-hexen-3-one, 6-furan-2- Yl-hex-1-en-3-one, acrylic acid-2-furan-2-yl-1-methyl-ethyl ester, 6- (2-furyl) -6-methyl-1-hepten-3-one, etc. Is mentioned.
  • Examples of unsaturated compounds containing a tetrahydropyran skeleton include (tetrahydropyran-2-yl) methyl methacrylate, 2,6-dimethyl-8- (tetrahydropyran-2-yloxy) -oct-1-en-3-one 2-methacrylic acid tetrahydropyran-2-yl ester, 1- (tetrahydropyran-2-oxy) -butyl-3-en-2-one, and the like.
  • Examples of unsaturated compounds containing a pyran skeleton include 4- (1,4-dioxa-5-oxo-6-heptenyl) -6-methyl-2-pyran, 4- (1,5-dioxa-6-oxo -7-octenyl) -6-methyl-2-pyran and the like.
  • Examples of other unsaturated compounds include acrylonitrile, methacrylonitrile, vinyl chloride, vinylidene chloride, acrylamide, methacrylamide, vinyl acetate, acryloylmorpholine, p-vinylbenzyl 2,3-epoxypropyl ether, and the like.
  • (a3) compounds it has a methacrylic acid chain alkyl ester, a methacrylic acid cyclic alkyl ester, a maleimide compound, a tetrahydrofuran skeleton, a furan skeleton, a tetrahydropyran skeleton, a pyran skeleton, and a skeleton represented by the above formula (4).
  • Unsaturated compounds, unsaturated aromatic compounds and acrylic acid cyclic alkyl esters are preferred.
  • the use ratio of the compound (a3) is preferably 0 to 70% by mass, more preferably 0 to 50% by mass based on the total of the (a1) compound and the (a3) compound (and any (a2) compound). . (A3) By making the use ratio of a compound into the said range, the cured film excellent in solvent resistance etc. can be formed.
  • a molecular weight modifier may be added to the (A) polymer.
  • the molecular weight modifier is not particularly limited, and examples thereof include pentaerythritol tetrakis (3-mercaptopropionate), trimethylolpropane tris (3-mercaptopropionate), and ⁇ -methylstyrene dimer. Only one type of molecular weight regulator may be used, or two or more types may be used in combination.
  • the use ratio of the molecular weight modifier is preferably 0.5 to 10% by mass, more preferably 1 to 5% by mass in the polymer (A).
  • the polymer (A) used in the present invention is particularly preferably an acrylic polymer containing the (a1) repeating unit having an acid group and the (a2) repeating unit having a crosslinkable group.
  • (B) quinonediazide compound used in the composition of the present invention a 1,2-quinonediazide compound that generates a carboxylic acid upon irradiation with radiation can be used.
  • a condensate of a phenolic compound or an alcoholic compound (hereinafter referred to as “mother nucleus”) and 1,2-naphthoquinonediazidesulfonic acid halide can be used.
  • mother nucleus examples include trihydroxybenzophenone, tetrahydroxybenzophenone, pentahydroxybenzophenone, hexahydroxybenzophenone, (polyhydroxyphenyl) alkane, and other mother nuclei.
  • trihydroxybenzophenone examples include 2,3,4-trihydroxybenzophenone and 2,4,6-trihydroxybenzophenone.
  • examples of tetrahydroxybenzophenone include 2,2 ′, 4,4′-tetrahydroxybenzophenone, 2,3,4,3′-tetrahydroxybenzophenone, 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone, 2,3 , 4,2′-tetrahydroxy-4′-methylbenzophenone, 2,3,4,4′-tetrahydroxy-3′-methoxybenzophenone, and the like.
  • pentahydroxybenzophenone examples include 2,3,4,2 ′, 6′-pentahydroxybenzophenone.
  • Examples of hexahydroxybenzophenone include 2,4,6,3 ′, 4 ′, 5′-hexahydroxybenzophenone and 3,4,5,3 ′, 4 ′, 5′-hexahydroxybenzophenone.
  • Examples of (polyhydroxyphenyl) alkanes include bis (2,4-dihydroxyphenyl) methane, bis (p-hydroxyphenyl) methane, tris (p-hydroxyphenyl) methane, 1,1,1-tris (p-hydroxy).
  • Phenyl) ethane bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) methane, 2,2-bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) propane, 1,1,3-tris (2,5-dimethyl-) 4-hydroxyphenyl) -3-phenylpropane, 4,4 ′-[1- [4- [1- [4-hydroxyphenyl] -1-methylethyl] phenyl] ethylidene] bisphenol, bis (2,5-dimethyl) -4-hydroxyphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, 3,3,3 ', 3'-tetramethyl-1,1'-spirobiindene -5,6,7,5 ', 6', 7'-hexanol, 2,2,4-trimethyl-7,2 ', 4'-trihydroxyflavan and the like.
  • mother nuclei examples include 2-methyl-2- (2,4-dihydroxyphenyl) -4- (4-hydroxyphenyl) -7-hydroxychroman, 1- [1- (3- ⁇ 1- (4 -Hydroxyphenyl) -1-methylethyl ⁇ -4,6-dihydroxyphenyl) -1-methylethyl] -3- (1- (3- ⁇ 1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl ⁇ -4 , 6-dihydroxyphenyl) -1-methylethyl) benzene, 4,6-bis ⁇ 1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl ⁇ -1,3-dihydroxybenzene, and the like.
  • 1,2-naphthoquinone diazide sulfonic acid halide 1,2-naphthoquinone diazide sulfonic acid chloride is preferable.
  • 1,2-naphthoquinone diazide sulfonic acid chloride examples include 1,2-naphthoquinone diazide-4-sulfonic acid chloride, 1,2-naphthoquinone diazide-5-sulfonic acid chloride, and the like. Of these, 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride is more preferred.
  • condensation reaction In the condensation reaction of the phenolic compound or alcoholic compound (mother nucleus) and 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid halide, preferably 30 to 85 moles relative to the number of OH groups in the phenolic compound or alcoholic compound. %, More preferably 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid halide corresponding to 50 to 70 mol% can be used.
  • the condensation reaction can be carried out by a known method.
  • 1,2-quinonediazide compound examples include 1,2-naphthoquinonediazidesulfonic acid amides in which the ester bond of the mother nucleus exemplified above is changed to an amide bond, such as 2,3,4-triaminobenzophenone-1,2 -Naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid amide is also preferably used.
  • the proportion of the (B) quinonediazide compound used in the photosensitive resin composition is preferably 5 to 100% by mass with respect to the total solid content in the photosensitive resin composition, and is more than 10% by mass and 40% by mass or less. More preferably, it is more than 12 mass% and 40 mass% or less.
  • composition of the present invention contains a compound having a structure containing a coordination atom and a thiourea structure in one molecule. It is presumed that such a basic site (for example, a structure containing a coordination atom) contained in the component (C) promotes the crosslinking reaction of the cured film.
  • the coordination atom is, for example, an inorganic material constituting the base substrate to which the composition of the present invention is applied, for example, a silicon compound such as silicon, silicon oxide, or silicon nitride, gold, copper, molybdenum, titanium, aluminum, or the like.
  • An atom capable of forming a coordination bond with the metal is preferable.
  • a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, and a phosphorus atom are more preferable, and a nitrogen atom or an oxygen atom is particularly preferable.
  • the structure containing a coordination atom is preferably a structure containing at least one nitrogen atom, and more preferably a structure containing 1 to 3 nitrogen atoms.
  • the structure containing a coordination atom include, for example, morpholino group, hydrazino group, pyridyl group, imidazolyl group, quinolyl group, piperidyl group, pyrrolidinyl group, pyrazonyl group, oxazolyl group, thiazolyl group, benzooxazolyl group, Examples thereof include a benzimidazolyl group, a benzthiazolyl group, a pyrazinyl group, and a diethylamino group.
  • morpholino group, piperidyl group, imidazolyl group and diethylamino group are preferable, morpholino group, piperidyl group and imidazolyl group are more preferable, and morpholino group is more preferable.
  • a component (C) By using such a component (C), the interaction between the composition of the present invention and the base substrate can be strengthened, and the adhesion to various substrates in the state of development and cured film is improved. I think that.
  • a cured film having a higher crosslinking density is formed by promoting the reaction between the acid group and the crosslinking group of the polymer contained in the composition of the present invention. Used for forming a pattern of a transparent electrode film after the formation of an interlayer insulating film or a liquid crystal alignment film. It is considered that the resistance to NMP can be improved.
  • the component (C) is preferably a compound containing at least one nitrogen atom as a coordination atom, and more preferably a compound represented by the following general formula (S).
  • General formula (S) (In general formula (S), R 1 represents a group containing at least one nitrogen atom, A represents a divalent linking group, and R 2 represents an organic group.)
  • R 1 represents a group containing at least one nitrogen atom, preferably a group containing 1 to 3 nitrogen atoms, and more preferably a group represented by —NR 3 R 4 .
  • R 1 preferably contains 1 to 10 carbon atoms and 1 to 3 heteroatoms including a nitrogen atom and / or an oxygen atom.
  • examples of the hetero atom include a nitrogen atom, an oxygen atom, and a sulfur atom, and a nitrogen atom and an oxygen atom are preferable.
  • R 1 is preferably a cyclic group, more preferably a 5-membered or 6-membered cyclic group.
  • R 3 and R 4 each represents an organic group.
  • R 3 and R 4 are each preferably a group having 1 to 3 carbon atoms.
  • R 3 and R 4 may be bonded to each other to form a ring, and preferably form a ring.
  • R 3 and R 4 are bonded to each other to form a 5-membered or 6-membered ring. Is preferably formed.
  • R 1 Preferred embodiments of R 1 include the following embodiments. (1) An embodiment in which R 1 is a group represented by —NR 3 R 4 and R 3 and R 4 are bonded to each other to form a ring, or R 3 and R 4 are each , A linear, branched or cyclic aliphatic hydrocarbon group. (2) Embodiment in which R 1 is a group represented by —NR 3 R 4 and R 3 and R 4 are bonded to each other to form a 5-membered or 6-membered ring, or R 3 and R 4 Are each a linear or branched aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.
  • R 1 is a group represented by —NR 3 R 4 , and R 3 and R 4 are bonded to each other to form two or more heteroatoms (at least one is a nitrogen atom and the rest are oxygen atoms or A mode in which a 5-membered ring or a 6-membered ring is formed, or a straight-chain aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, each of R 3 and R 4 The aspect which is.
  • R 1 examples include, for example, morpholino group, hydrazino group, pyridyl group, imidazolyl group, quinolyl group, piperidyl group, pyrrolidinyl group, pyrazonyl group, oxazolyl group, thiazolyl group, benzoxazolyl group, benzimidazolyl group, A benzthiazolyl group, a pyrazinyl group, a diethylamino group, etc. are mentioned.
  • morpholino group piperidyl group, imidazolyl group and diethylamino group are preferable, morpholino group, piperidyl group and imidazolyl group are more preferable, and morpholino group is more preferable.
  • R 2 represents an organic group.
  • the organic group is preferably a hydrocarbon group or a group consisting of a hydrocarbon group and at least one of —O— and —C ( ⁇ O) —, and in particular, an aliphatic hydrocarbon group or an aliphatic group.
  • a group consisting of a hydrocarbon group and at least one combination of —O— and —C ( ⁇ O) — is more preferred.
  • R 2 preferably has 1 to 20 carbon atoms, and more preferably 1 to 10 carbon atoms.
  • R 2 preferably has a hydrocarbon group at the terminal. When R 2 has a hydrocarbon group at the terminal, the hydrophobicity is further improved, and the effects of the present invention are more effectively exhibited.
  • R 2 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, or a group composed of these and at least one combination of —O— and —C ( ⁇ O) —. Further preferred. These groups may have a substituent, and examples of the substituent include a halogen atom.
  • R 2 is an alkyl group, a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or a cyclic alkyl group is preferable.
  • R 2 is a cyclic alkyl group, a 5-membered or 6-membered cyclic alkyl group is preferred.
  • R 2 is an aryl group, a phenyl group and a naphthyl group are exemplified, and a phenyl group is more preferable.
  • R 2 include the following embodiments. (1) A mode of being a straight-chain alkylene group having 1 to 4 carbon atoms (preferably 2 or 3). (2) Aspect of being a 5- or 6-membered cyclic alkyl group (3) an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms (preferably 2 to 4 carbon atoms), and —O— and —C ( ⁇ O) An embodiment in which the group is a combination of-and the terminal is a hydrocarbon group
  • A represents a divalent linking group, such as a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, —O—, —S—, —NR—, —CO—, —COO—, —NRCO—, —SO 2 — and the like. Examples thereof include a divalent group or a divalent group composed of a combination of these groups.
  • R represents a hydrogen atom or an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms. Of these, hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms are preferable, hydrocarbon groups having 1 to 10 carbon atoms are more preferable, and hydrocarbon groups having 2 to 6 carbon atoms are more preferable.
  • Examples of the hydrocarbon group include an alkylene group and an arylene group, and an alkylene group is preferable.
  • the alkylene group is preferably a linear or branched alkylene group, and more preferably a linear alkylene group.
  • Examples of the alkylene group include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a cyclohexylene group, and a cyclopentylene group.
  • Examples of the arylene group include a 1,2-phenylene group, a 1,3-phenylene group, a 1,4-phenylene group, and a naphthylene group.
  • a methylene group, an ethylene group, and a propylene group are particularly preferable, and an ethylene group or a propylene group is more preferable.
  • Preferred embodiments of A include the following embodiments. (1) An embodiment in which the alkyl group is a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a 5- or 6-membered cyclic alkyl group, or a phenyl group.
  • the compound represented by the general formula (S) is exemplified as a particularly preferable embodiment in which the preferred embodiment of R 1 , the preferred embodiment of R 2 , and the preferred embodiment of A are combined.
  • the compound represented by the general formula (S) is represented by the general formula (S1).
  • General formula (S1) (In general formula (S1), R 2 represents an organic group, and A represents a divalent linking group.) R 2 has the same meaning as R 2 in formula (S), and the preferred range is also the same. A is synonymous with A in the formula (S), and the preferred range is also the same.
  • the following embodiments are preferable. (1) An embodiment in which A is a linear alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and R 2 is a linear, branched, or cyclic alkyl group. (2) A mode in which A is an alkylene group having 2 or 3 carbon atoms, and R 2 is a linear, branched or cyclic alkyl group having 2 to 6 carbon atoms.
  • the molecular weight of the component (C) is preferably 150 to 1000, more preferably 200 to 500.
  • the composition of the present invention preferably contains component (C) in a proportion of 0.001 to 10 parts by mass, and in a proportion of 0.003 to 7.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total solid content. Is more preferable, and it is more preferable to include it in a proportion of 0.005 to 5 parts by mass. (C) Only 1 type may be sufficient as a component and 2 or more types may be sufficient as it. In the case of two or more types, the total is preferably in the above range.
  • the composition of the present invention includes a silane coupling agent, a surfactant, Optional components such as an adhesion aid, a heat resistance improver, and a heat-sensitive acid generator can be contained. These optional components may be used alone or in combination of two or more. Details of these compounds can be referred to the descriptions in paragraph numbers 0201 to 0224 of JP2012-88459A, the contents of which are incorporated herein.
  • the silane coupling agent used in the composition of the present invention preferably contains an alkoxysilane compound.
  • an alkoxysilane compound is used, the adhesion between the film formed from the composition used in the present invention and the substrate can be further improved, or the properties of the film formed from the composition used in the present invention can be adjusted. it can.
  • the alkoxysilane compound that can be used in the composition of the present invention includes an inorganic material as a base material, for example, a silicon compound such as silicon, silicon oxide, or silicon nitride, a metal such as gold, copper, molybdenum, titanium, or aluminum, and an insulating film. It is preferable that it is a compound which improves adhesiveness.
  • silane coupling agents include ⁇ -aminopropyltrimethoxysilane, ⁇ -aminopropyltriethoxysilane, ⁇ -glycidoxypropyltrialkoxysilane, ⁇ -glycidoxypropylalkyldialkoxysilane, and ⁇ -methacryloxy.
  • ⁇ -glycidoxypropyltrialkoxysilane and ⁇ -methacryloxypropyltrialkoxysilane are more preferable, ⁇ -glycidoxypropyltrialkoxysilane is more preferable, and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane is more preferable. Further preferred. These can be used alone or in combination of two or more.
  • R 1 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms having no reactive group
  • R 2 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a phenyl group
  • n is an integer of 1 to 3 It is. Specific examples thereof include the following compounds.
  • Ph is a phenyl group.
  • the content of the alkoxysilane compound in the composition of the present invention is preferably 0.1 to 30 parts by mass, more preferably 0.5 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total solid content in the photosensitive composition. .
  • the surfactant used in the composition of the present invention is not particularly limited, and for example, those described in paragraph numbers 0201 to 0205 of JP2012-8859A can be used. Only one surfactant may be used, or two or more surfactants may be used in combination, but two or more surfactants are preferably used in combination.
  • the content of the surfactant in the composition of the present invention is preferably 0.01 to 1 part by mass, and 0.05 to 0.5 part by mass with respect to 100 parts by mass of the total solid content in the photosensitive composition. More preferred.
  • composition of the present invention may further contain a solvent.
  • a solvent that uniformly dissolves essential components and optional components and does not react with each component is used.
  • solvents for example, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono-n-propyl ether from the viewpoint of solubility of each component, reactivity with each component, ease of film formation, and the like.
  • Ethylene glycol mono-n-butyl ether diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol mono-n-propyl ether, diethylene glycol mono-n-butyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether , Propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol mono-n-propyl ether, propylene glycol Non-n-butyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol mono-n-propyl ether, dipropylene glycol mono-n-butyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol monoethyl ether (Poly) alkylene glycol monoalkyl ethers such as
  • ethers such as diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, tetrahydrofuran; Ketones such as methyl ethyl ketone, cyclohexanone, 2-heptanone, 3-heptanone, diacetone alcohol (4-hydroxy-4-methylpentan-2-one), 4-hydroxy-4-methylhexane-2-one; Diacetates such as propylene glycol diacetate, 1,3-butylene glycol diacetate, and 1,6-hexanediol diacetate; Lactic acid alkyl esters such as methyl lactate and ethyl lactate; Ethyl acetate, n-propyl acetate, i-propyl acetate, n-butyl acetate, i-butyl acetate, n-pentyl formate, i-pentyl acetate, n-butyl
  • solvents from the viewpoint of solubility, pigment dispersibility, coatability, etc., propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, 3-methoxybutyl acetate, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, cyclohexanone, 2-heptanone, 3-heptanone, 1,3-butylene glycol diacetate, 1,6-hexanediol diacetate, ethyl lactate, 3-methoxypropionic acid Ethyl, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, 3-methyl-3-methoxybutylpropionate, n-acetate Chill acetate i- butyl, formic acid n- amyl
  • a high boiling point solvent such as diethyl, ⁇ -butyrolactone, ethylene carbonate, propylene carbonate, ethylene glycol monophenyl ether acetate may be used in combination.
  • the said high boiling point solvent can use single or 2 types or more.
  • the content of the solvent is not limited, the total concentration of each component excluding the solvent of the photosensitive resin composition is 5 to 50% by mass from the viewpoint of the coating property and stability of the obtained photosensitive resin composition.
  • the amount is preferably 10 to 40% by mass.
  • the solid content concentration (components other than the solvent in the composition solution) can be set to any concentration (for example, 5 depending on the purpose of use, a desired film thickness value, etc.). To 50 mass%).
  • a more preferable solid content concentration varies depending on a method of forming a film on the substrate, which will be described later.
  • the composition solution thus prepared can be used after being filtered using a Millipore filter or the like having a pore diameter of about 0.5 ⁇ m.
  • the composition of the present invention can be prepared by mixing each component at a predetermined ratio and by any method, and stirring and dissolving.
  • the resin composition can be prepared by mixing each component in a predetermined ratio after preparing each solution in advance in the above-described solvent.
  • the composition solution prepared as described above can be used after being filtered using, for example, a filter having a pore size of 0.2 ⁇ m.
  • the method for producing a cured film of the present invention preferably includes the following steps (1) to (5).
  • substrate (2) A step of removing the solvent from the applied photosensitive resin composition; (3) The process of exposing the photosensitive resin composition from which the solvent was removed with actinic rays; (4) A step of developing the exposed photosensitive resin composition with an aqueous developer; (5) A post-baking step of thermosetting the developed photosensitive resin composition.
  • Each step will be described below in order.
  • the coating step (1) it is preferable to apply the composition of the present invention on a substrate to form a wet film containing a solvent.
  • substrate cleaning such as alkali cleaning or plasma cleaning
  • the method for treating the substrate surface with hexamethyldisilazane is not particularly limited, and examples thereof include a method in which the substrate is exposed to hexamethyldisilazane vapor.
  • the substrate include inorganic substrates, resins, and resin composite materials.
  • the inorganic substrate examples include glass, quartz, silicone, silicon nitride, and a composite substrate in which molybdenum, titanium, aluminum, copper, or the like is vapor-deposited on such a substrate.
  • the resins include polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, polystyrene, polycarbonate, polysulfone, polyethersulfone, polyarylate, allyl diglycol carbonate, polyamide, polyimide, polyamideimide, polyetherimide, poly Fluorine resins such as benzazole, polyphenylene sulfide, polycycloolefin, norbornene resin, polychlorotrifluoroethylene, liquid crystal polymer, acrylic resin, epoxy resin, silicone resin, ionomer resin, cyanate resin, crosslinked fumaric acid diester, cyclic polyolefin, aromatic Made of synthetic resin such as aromatic ether, maleimide
  • the coating method on the substrate is not particularly limited, and for example, a slit coating method, a spray method, a roll coating method, a spin coating method, a casting coating method, a slit and spin method, or the like can be used. Furthermore, it is also possible to apply a so-called pre-wet method as described in JP-A-2009-145395.
  • the wet film thickness when applied is not particularly limited, and can be applied with a film thickness according to the application, but it is usually used in the range of 0.5 to 10 ⁇ m.
  • the solvent removal step (2) the solvent is removed from the coated film by reducing pressure (vacuum) and / or heating to form a dry coating film on the substrate.
  • reducing pressure vacuum
  • heating to form a dry coating film on the substrate.
  • the heating conditions for the solvent removal step are preferably 70 to 130 ° C. and about 30 to 300 seconds. When the temperature and time are in the above ranges, the pattern adhesiveness is better and the residue tends to be further reduced.
  • the substrate provided with the coating film is irradiated with an actinic ray having a predetermined pattern.
  • the photoacid generator is decomposed to generate an acid.
  • the acid-decomposable group contained in the coating film component is hydrolyzed to produce a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group.
  • an exposure light source using actinic light a low-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, an ultrahigh-pressure mercury lamp, a chemical lamp, an LED light source, an excimer laser generator, etc.
  • g-line (436 nm), i-line (365 nm), Actinic rays having a wavelength of 300 nm to 450 nm, such as 405 nm), can be preferably used.
  • irradiation light can also be adjusted through spectral filters, such as a long wavelength cut filter, a short wavelength cut filter, and a band pass filter, as needed.
  • the exposure amount is preferably 1 to 500 mj / cm 2 .
  • various types of exposure machines such as a mirror projection aligner, a stepper, a scanner, a proximity, a contact, a microlens array, and a laser exposure can be used.
  • PEB Post Exposure Bake
  • the temperature for performing PEB is preferably 30 ° C. or higher and 130 ° C. or lower, more preferably 40 ° C. or higher and 110 ° C. or lower, and particularly preferably 50 ° C. or higher and 100 ° C. or lower.
  • the acid-decomposable group in the present invention has low activation energy for acid decomposition and is easily decomposed by an acid derived from an acid generator by exposure to generate a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group, PEB is not necessarily performed.
  • a positive image can also be formed by development.
  • a polymer having a liberated carboxyl group or phenolic hydroxyl group is developed using an alkaline developer.
  • a positive image is formed by removing an exposed area containing a resin composition having a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group that is easily dissolved in an alkaline developer.
  • the developer used in the development step preferably contains a basic compound.
  • Examples of the basic compound include alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide and potassium hydroxide; alkali metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate; alkalis such as sodium bicarbonate and potassium bicarbonate Metal bicarbonates; ammonium hydroxides such as tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide and choline hydroxide; aqueous solutions such as sodium silicate and sodium metasilicate can be used.
  • An aqueous solution obtained by adding an appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as methanol or ethanol or a surfactant to the alkaline aqueous solution can also be used as a developer.
  • Preferred examples of the developer include 0.4% aqueous solution, 0.5% aqueous solution, 0.7% aqueous solution and 2.38% aqueous solution of tetraethylammonium hydroxide.
  • the pH of the developer is preferably 10.0 to 14.0.
  • the development time is preferably 30 to 500 seconds, and the development method may be either a liquid piling method or a dipping method. After development, washing with running water is usually performed for 30 to 300 seconds to form a desired pattern.
  • a rinsing step can also be performed after development. In the rinsing step, the developed substrate and the development residue are removed by washing the developed substrate with pure water or the like.
  • a known method can be used as the rinsing method. For example, shower rinse and dip rinse can be mentioned.
  • the acid-decomposable group is thermally decomposed to generate a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group, and then crosslinked with a crosslinkable group, a crosslinking agent or the like.
  • a cured film can be formed.
  • This heating is performed using a heating device such as a hot plate or an oven at a predetermined temperature, for example, 180 to 250 ° C. for a predetermined time, for example, 5 to 90 minutes on the hot plate, 30 to 120 minutes for the oven. It is preferable to By proceeding with such a crosslinking reaction, it is possible to form a protective film and an interlayer insulating film that are superior in heat resistance, hardness, and the like.
  • post-baking can be performed after baking at a relatively low temperature (addition of a middle baking process).
  • middle baking it is preferable to post-bake at a high temperature of 200 ° C. or higher after heating at 90 to 150 ° C. for 1 to 60 minutes.
  • middle baking and post-baking can be heated in three or more stages. The taper angle of the pattern can be adjusted by devising such middle baking and post baking.
  • These heating methods can use well-known heating methods, such as a hotplate, oven, and an infrared heater.
  • the entire surface of the patterned substrate was re-exposed with actinic rays (post-exposure), and then post-baked to generate an acid from the photoacid generator present in the unexposed portion, thereby performing a crosslinking step. It can function as a catalyst to promote, and can accelerate the curing reaction of the film.
  • the preferred exposure amount in the case of including a post-exposure step preferably 100 ⁇ 3,000mJ / cm 2, particularly preferably 100 ⁇ 500mJ / cm 2.
  • the cured film obtained from the composition of the present invention can also be used as a dry etching resist.
  • dry etching processes such as ashing, plasma etching, and ozone etching can be performed as the etching process.
  • the cured film of the present invention is a cured film obtained by curing the composition of the present invention.
  • the cured film of the present invention can be suitably used as an interlayer insulating film.
  • the cured film of this invention is a cured film obtained by the formation method of the cured film of this invention.
  • an interlayer insulating film having excellent transparency and high transparency even when baked at a high temperature can be obtained. Since the interlayer insulating film using the composition of the present invention has high transparency and excellent cured film properties, it is useful for applications of organic EL display devices and liquid crystal display devices.
  • the organic EL display device and the liquid crystal display device reference can be made to paragraphs 0209 to 0210 and FIGS. 1 and 2 of JP2011-209681A, the contents of which are incorporated herein.
  • GPC-101 manufactured by Showa Denko KK
  • ⁇ Preparation of photosensitive resin composition Dissolve and mix (A) component, (B) component, (C) component, silane coupling agent and surfactant in a solvent until the solid content ratio is 32% so that the solid content ratio shown in the following table is obtained. Then, the mixture was filtered through a polytetrafluoroethylene filter having a diameter of 0.2 ⁇ m to obtain photosensitive resin compositions of various examples and comparative examples.
  • ⁇ (A) component> The polymers P-1 to P-11 described above were used.
  • ⁇ (B) component> B-1: 4,4 ′-[1- [4- [1- [4-hydroxyphenyl] -1-methylethyl] phenyl] ethylidene] bisphenol (1.0 mol) and 1,2-naphthoquinonediazide-5 -Condensation product with sulfonic acid chloride (3.0 mol)
  • B-3 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone (1.0 mol) and 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester (2.44) Mole)
  • Silane coupling agent D-1 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane (KBM-403, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
  • W-1 Silicone-based surfactant (“SH 8400 FLUID” manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.)
  • W-2 Fluorosurfactant FTX-218 (manufactured by Neos Co., Ltd.)
  • 10 cm ⁇ 0.5 mm) is exposed to hexamethyldisilazane (HMDS) vapor for 30 seconds, and each photosensitive resin composition solution is applied using a spin coater so that the dry film thickness becomes 3 ⁇ m.
  • HMDS hexamethyldisilazane
  • the whole surface was exposed using an ultra-high pressure mercury lamp so that the integrated irradiation amount was 300 mJ / cm 2 (energy intensity: 20 mW / cm 2 , i-line), and then the substrate was heated in an oven at 230 ° C. for 30 minutes. Thus, a cured film was obtained.
  • the cured film was cut using a cutter at intervals of 1 mm vertically and horizontally, and a tape peeling test (100 mask loss cut method: conforming to JIS 5600) was performed using a scotch tape. The adhesion between the cured film and the substrate was evaluated from the area of the cured film transferred to the back surface of the tape. The results are shown in the following table.
  • ⁇ Hardened film adhesion Ti> After exposing a glass substrate (10 cm ⁇ 10 cm ⁇ 0.5 mm) on which a Ti (titanium) thin film was formed under hexamethyldisilazane (HMDS) vapor for 30 seconds and then spin-coating each photosensitive resin composition And a pre-baking on a hot plate at 90 ° C. for 2 minutes to volatilize the solvent to form a photosensitive resin composition layer having a thickness of 3 ⁇ m.
  • HMDS hexamethyldisilazane
  • the whole surface was exposed using an ultra-high pressure mercury lamp so that the integrated irradiation amount was 300 mJ / cm 2 (energy intensity: 20 mW / cm 2 , i-line), and then the substrate was heated in an oven at 230 ° C. for 30 minutes. Thus, a cured film was obtained.
  • the cured film was cut using a cutter at intervals of 1 mm vertically and horizontally, and a tape peeling test (100 mask loss cut method: conforming to JIS 5600) was performed using a scotch tape. The adhesion between the cured film and the substrate was evaluated from the area of the cured film transferred to the back surface of the tape. The results are shown in the following table.
  • SiNx> A glass substrate (10 cm ⁇ 10 cm ⁇ 0.5 mm) on which a SiNx (silicon nitride) thin film was formed was exposed to hexamethyldisilazane (HMDS) vapor for 30 seconds, and then each photosensitive resin composition was spin-coated. Then, the solvent was volatilized by pre-baking on a hot plate at 90 ° C. for 2 minutes to form a photosensitive resin composition layer having a thickness of 3 ⁇ m.
  • HMDS hexamethyldisilazane
  • the whole surface was exposed using an ultra-high pressure mercury lamp so that the integrated irradiation amount was 300 mJ / cm 2 (energy intensity: 20 mW / cm 2 , i-line), and then the substrate was heated in an oven at 230 ° C. for 30 minutes. Thus, a cured film was obtained.
  • the cured film was cut using a cutter at intervals of 1 mm vertically and horizontally, and a tape peeling test (100 mask loss cut method: conforming to JIS 5600) was performed using a scotch tape. The adhesion between the cured film and the substrate was evaluated from the area of the cured film transferred to the back surface of the tape. The results are shown in the following table.
  • HMDS hexamethyldisilazane
  • each photosensitive resin composition is spin-coated on the substrate, and then pre-baked on a hot plate at 90 ° C./120 seconds to volatilize the solvent.
  • a photosensitive resin composition layer having a thickness of 3.0 ⁇ m was formed.
  • exposure was performed so that the integrated irradiation amount was 300 mJ / cm 2 (energy intensity: 20 mW / cm 2 , i-line), and this substrate was heated in an oven at 230 ° C./30 minutes, Furthermore, it heated at 230 degreeC / 2 hours in oven.
  • the film thickness (T1) of the obtained cured film was measured. And after immersing the board
  • the results are shown in the table below. A smaller value is preferable, and A and B are at a level causing no problem in practical use. A: Less than 2% B: 2% or more and less than 3% C: 3% or more and less than 4% D: 4% or more and less than 6% E: 6% or more
  • the film thickness (T1) of the obtained cured film was measured. And after immersing the board
  • the results are shown in the table below. A smaller value is preferable, and A and B are at a level causing no problem in practical use. A: Less than 2% B: 2% or more and less than 3% C: 3% or more and less than 4% D: 4% or more and less than 6% E: 6% or more
  • the composition of the present invention comprises (A) (a1) a repeating unit having an acid group, (a2) a polymer containing a repeating unit having a crosslinkable group, (B) a quinonediazide compound, and (C)
  • A (a1) a repeating unit having an acid group
  • a2 a polymer containing a repeating unit having a crosslinkable group
  • B a quinonediazide compound
  • C In one molecule, since it contains a compound having a structure containing a coordination atom and a thiourea structure, it has excellent adhesion to various substrates in the state of development and as a cured film, The resist stripping solution and NMP were also excellent in resistance (chemical resistance).
  • Comparative Example 1 since the component (C) was not used, the adhesion of the cured film to various substrates, the adhesion to various substrates during development, and the chemical resistance were inferior to those of the Examples.
  • Comparative Example 2 a compound different from the compound (C-1) only in that S was replaced with O was used. However, the adhesion of the cured film to various substrates and the adhesion to various substrates during development were different from those of the compound (C-1). It was significantly inferior to Example 12 using (C-1). In Comparative Example 3, a compound different from the compound (C-1) only in that NH was replaced with O was used.
  • Comparative Example 5 a compound different from the compound (C-1) only in that R 1 was replaced from a morpholino group to an aryl group was used, but the adhesion of the cured film to various substrates and the adhesion to various substrates at the time of development were used. The properties and chemical resistance were greatly inferior to those of Example 12 using the compound (C-1).
  • Comparative Example 6 a compound having a thiouracil structure was used as the component (C). However, since the compound does not contain a structure containing a coordination atom, the adhesion of the cured film to various substrates, during development The adhesion to various substrates and chemical resistance were greatly inferior.
  • Comparative Example 7 the polymer containing the repeating unit (a2) having a crosslinkable group was not used as the component (A), and the adhesion and chemical resistance of the cured film to various substrates were greatly inferior.
  • Comparative Example 8 as the component (A), a polymer containing (a1) a repeating unit having an acid group and (a2) a repeating unit having a crosslinkable group was not used, and a phenol resin (novolak resin) was used. Since it was used, the adhesion of the cured film to various substrates and the chemical resistance were greatly inferior.
  • the photosensitive resin composition of Comparative Example 8 uses a polymer that does not contain a crosslinkable group, that is, a phenol resin, it is crosslinked as in the photosensitive resin composition of the examples. Since the functional group and the component (C) do not interact, for example, when the developer (TMAH) touches a substrate such as Mo, Ti, or SiNx, the surface of the substrate is modified and partially dissolved. As a result of the penetration of the developer into the interface between the substrate and the cured film, the adhesion to the substrate in the state when developing the photosensitive resin composition and when the photosensitive resin composition is a cured film is reduced.
  • TMAH developer
  • An organic EL display device using a TFT was manufactured by the following method (for example, refer to FIG. 1 of JP 2011-209681 A).
  • a bottom gate type TFT 1 was formed on a glass substrate 6, and an insulating film 3 made of Si 3 N 4 was formed so as to cover the TFT 1.
  • a contact hole (not shown) is formed in the insulating film 3, and then a wiring 2 (height 1.0 ⁇ m) connected to the TFT 1 through the contact hole is formed on the insulating film 3. .
  • the wiring 2 is used to connect the TFT 1 to the organic EL element formed between the TFTs 1 or in a later process.
  • the flattening layer 4 was formed on the insulating film 3 in a state where the unevenness due to the wiring 2 was embedded.
  • the planarizing film 4 is formed on the insulating film 3 by spin-coating the photosensitive resin composition of Example 8 on a substrate, pre-baking on a hot plate (90 ° C. ⁇ 2 minutes), and then applying high pressure from above the mask. After irradiating i-line with 100 mJ / cm 2 using a mercury lamp, a pattern was formed by developing with an alkaline aqueous solution, and heat treatment was performed at 220 ° C. for 60 minutes.
  • the applicability when applying the photosensitive resin composition was good, and no wrinkles or cracks were observed in the cured film obtained after exposure, development and baking. Furthermore, the average level difference of the wiring 2 was 500 nm, and the thickness of the prepared planarizing film was 2000 nm.
  • a bottom emission type organic EL element was formed on the obtained flattening film 4.
  • a first electrode 5 made of ITO was formed on the planarizing film 4 so as to be connected to the wiring 2 through the contact hole 7.
  • a resist was applied, prebaked, exposed through a mask having a desired pattern, and developed.
  • pattern processing was performed by wet etching using an ITO etchant.
  • the resist pattern was stripped using a resist stripping solution (mixed solution of monoethanolamine and DMSO).
  • the first electrode thus obtained corresponds to the anode of the organic EL element.
  • an insulating layer 8 having a shape covering the periphery of the first electrode was formed.
  • the photosensitive resin composition of Example 1 was used, and the insulating film 8 was formed by the same method as described above. By providing this insulating layer, it is possible to prevent a short circuit between the first electrode and the second electrode formed in the subsequent process.
  • a hole transport layer, an organic light emitting layer, and an electron transport layer were sequentially deposited through a desired pattern mask in a vacuum deposition apparatus.
  • a second electrode made of Al was formed on the entire surface above the substrate.
  • substrate was taken out from the vapor deposition machine, and it sealed by bonding together using the glass plate for sealing, and an ultraviolet curable epoxy resin.
  • a liquid crystal display device is manufactured according to a conventional method using the photosensitive resin composition of Example 1 of the present invention as the interlayer insulating film 17. did.
  • liquid crystal display device When a driving voltage was applied to the obtained liquid crystal display device, it was found that the liquid crystal display device showed good display characteristics and high reliability.

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Abstract

 現像時および硬化膜としたときの状態での各種基板に対する密着性に優れ、耐薬品性にも優れた硬化感光性樹脂組成物を提供する。 (A)(a1)酸基を有する繰り返し単位と、(a2)架橋性基を有する繰り返し単位を含む重合体、(B)キノンジアジド化合物、および(C)1分子内に、配位原子を含む構造とチオウレア構造とを有する化合物を含有する感光性樹脂組成物。

Description

感光性樹脂組成物、硬化膜の製造方法、硬化膜、有機EL表示装置および液晶表示装置
 本発明は、感光性樹脂組成物(以下、単に、「感光性樹脂組成物」または「本発明の組成物」ということがある)に関する。また、前記感光性樹脂組成物を用いた硬化膜の製造方法、感光性組成物を硬化してなる硬化膜、前記硬化膜を用いた各種画像表示装置に関する。
 さらに詳しくは、液晶表示装置、有機EL表示装置、集積回路素子、固体撮像素子などの電子部品の平坦化膜、保護膜や層間絶縁膜の形成に好適な、感光性樹脂組成物およびそれを用いた硬化膜の製造方法に関する。
 有機EL表示装置や液晶表示装置などには、パターン形成された層間絶縁膜が設けられている。この層間絶縁膜の形成には、必要とするパターン形状を得るための工程数が少なく、しかも十分な平坦性が得られるといったことから、感光性樹脂組成物が広く使用されている(例えば、特許文献1~3)。
特開平5-165214号公報 特開2008-256974号公報 特開平8-62847号公報
 層間絶縁膜を構成する感光性樹脂組成物の重要な特性として、基板との密着性が挙げられる。近年、表示装置が高性能化、高精細化するのに伴い、微細なパターン加工を行うのが難しくなっており、硬化後の層間絶縁膜材料の密着性の向上も求められている。
 特に、配線基板は、基板自体が複数種類の材料からなるため、その表面に形成される層間絶縁膜材料も、複数種類の基板に対する密着性が設けられるようになっている。
 また、前記層間絶縁膜は、層間絶縁膜形成後の透明電極膜のパターン形成に使用されるレジストの剥離液や、液晶配向膜形成時に使用されるNMP(N-メチルピロリドン)に曝されることとなるため、これらの層間絶縁膜に用いられる一般的な薬品に対する十分な耐性が必要となる。
 ここで、本願発明者が従来技術について鋭意検討を行ったところ、例えば特許文献3には、感光性組成物中に1-シクロヘキシル-3-(2-モルホリノエチル)-2-チオウレアを配合することにより、塩酸系のエッチャントによるエッチングにおける密着性が改良されることが開示されているが、現像時および硬化膜としたときの状態での各種基板に対する密着性を両立させることは困難であることが分かった。また、特許文献3に開示された感光性組成物は、剥離液やNMPなどの薬品に対する耐性(耐薬品性)が高くないことから、液晶表示装置における表示不具合が起こりやすく、改善が求められていた。
 本発明は上記課題を解決することを目的としたものであって、現像時および硬化膜としたときの状態での各種基板に対する密着性に優れ、耐薬品性にも優れた硬化感光性樹脂組成物を提供することを目的とする。さらに、このような感光性樹脂組成物を用いた硬化膜の製造方法、硬化膜、有機EL表示装置および液晶表示装置を提供することを目的とする。
 かかる状況のもと本願発明者が鋭意検討を行った結果、感光性樹脂組成物中に、酸基を有する繰り返し単位と架橋性基を有する繰り返し単位を含む重合体および1分子内に配位原子を含む構造とチオウレア構造とを有する化合物を含有させることにより、感光性樹脂組成物の現像時および感光性樹脂組成物を硬化膜としたときの状態での各種基板に対する密着性が向上するとともに、感光性樹脂組成物を層間絶縁膜用途に用いた場合の耐薬品性も向上することを見出し、本発明を完成させるに至った。
 具体的には、以下の解決手段<1>により、好ましくは、<2>~<17>により、上記課題は解決された。
<1>(A)(a1)酸基を有する繰り返し単位と、(a2)架橋性基を有する繰り返し単位を含む重合体、
(B)キノンジアジド化合物、および
(C)1分子内に、配位原子を含む構造とチオウレア構造とを有する化合物
を含有する感光性樹脂組成物。
<2>前記(C)成分が、前記配位原子として窒素原子を少なくとも1つ以上含む化合物である、<1>に記載の感光性樹脂組成物。
<3>前記(C)成分が、下記一般式(S)で表される化合物である、<1>または<2>に記載の感光性樹脂組成物。
一般式(S)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
(一般式(S)中、R1は窒素原子を少なくとも1つ以上含む基を表し、Aは2価の連結基を表し、R2は有機基を表す。)
<4>前記一般式(S)中、R1が、-NR34(R3およびR4は、それぞれ、有機基であり、互いに結合して環を形成していてもよい)で表される基である、<3>に記載の感光性樹脂組成物。
<5>前記一般式(S)中、R1が、5員環または6員環の環状基である、<3>または<4>に記載の感光性樹脂組成物。
<6>前記一般式(S)中、R1が、モルホリノ基である、<3>~<5>のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
<7>前記一般式(S)中、R2の末端に炭化水素基を有する、<3>~<6>のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
<8>前記構成単位(a1)が、カルボキシル基および/またはフェノール性水酸基を有する繰り返し単位である、<1>~<7>のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
<9>前記構成単位(a2)が、エポキシ基、オキセタニル基および-NH-CH2-O-R(Rは水素原子または炭素数1~20のアルキル基)で表される基よりなる群から選ばれた少なくとも1つを含む構成単位を含有する、<1>~<8>のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
<10>前記感光性樹脂組成物中の前記成分(B)の配合量が、前記感光性樹脂組成物中の全固形分に対し10質量%を超え40質量%以下である、<1>~<9>のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
<11>前記感光性樹脂組成物が、ポジ型感光性樹脂組成物である、<1>~<10>のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
<12>(1)<1>~<11>のいずれかに記載の感光性樹脂組成物を基板上に塗布する工程、
(2)塗布された感光性樹脂組成物から溶剤を除去する工程、
(3)溶剤が除去された感光性樹脂組成物を活性光線により露光する工程、
(4)露光された感光性樹脂組成物を水性現像液により現像する工程、および、
(5)現像された感光性樹脂組成物を熱硬化するポストベーク工程、
を含む硬化膜の製造方法。
<13>前記現像工程後、前記ポストベーク工程前に、(6)現像された感光性樹脂組成物を全面露光する工程を含む、<12>に記載の硬化膜の製造方法。
<14>前記ポストベーク工程で熱硬化して得られた硬化膜を有する基板に対し、ドライエッチングを行う工程を含む、<12>または<13>に記載の硬化膜の製造方法。
<15><12>~<14>のいずれかに記載の硬化膜の製造方法により形成された硬化膜。
<16>層間絶縁膜である、<15>に記載の硬化膜。
<17><15>または<16>に記載の硬化膜を有する有機EL表示装置または液晶表示装置。
 本発明によれば、現像時および硬化膜としたときの状態での各種基板に対する密着性に優れ、耐薬品性にも優れた感光性樹脂組成物を提供することができる。
 以下において、本発明の内容について詳細に説明する。尚、本願明細書において「~」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。また、本明細書における基(原子団)の表記において、置換および無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。また、本発明における有機EL素子とは、有機エレクトロルミネッセンス素子のことをいう。
<感光性樹脂組成物>
 本発明の組成物は、(A)(a1)酸基を有する繰り返し単位と、(a2)架橋性基を有する繰り返し単位を含む重合体、(B)キノンジアジド化合物、および(C)1分子内に、配位原子を含む構造とチオウレア構造とを有する化合物(以下、(C)成分ともいう。)を含有する。
 本願発明者は、感光性樹脂組成物中に、(a1)酸基を有する繰り返し単位と(a2)架橋性基を有する繰り返し単位を含む(A)重合体および(C)成分を含有させることにより、感光性樹脂組成物の現像時および感光性樹脂組成物を硬化膜としたときの状態での各種基板に対する密着性が向上するとともに、感光性樹脂組成物を層間絶縁膜用途に用いた場合の耐薬品性も向上することを見出した。
 このメカニズムは定かではないが、前記(A)重合体に(a2)架橋性基を有する繰り返し単位を導入することにより、架橋性基と前記(C)成分が相互作用して、(C)成分がより基板に吸着するようになる結果、感光性樹脂組成物の現像時および感光性樹脂組成物を硬化膜としたときの状態での各種基板に対する密着性が向上すると推定される。また、このメカニズムも定かではないが、前記(A)重合体に(a2)架橋性基を有する繰り返し単位を導入することによる、感光性樹脂組成物を硬化膜としたときの架橋密度の向上に加えて、前記(C)成分に含まれる配位原子を含む構造が硬化膜の架橋反応を促進する結果、感光性樹脂組成物を層間絶縁膜用途に用いた場合の耐薬品性が向上すると推定される。したがって、感光性樹脂組成物中に前記(C)成分を含有させた場合には、感光性樹脂組成物中に前記(C)成分を含有させない場合と比較して、耐薬品性が向上すると推定される。本発明の組成物は、ポジ型感光性樹脂組成物に好ましく適用することができる。
<(A)重合体>
 本発明で用いる(A)(a1)酸基を有する繰り返し単位と、(a2)架橋性基を有する繰り返し単位を含む重合体において、(a1)酸基を有する繰り返し単位は、カルボキシル基および/またはフェノール性水酸基を有する繰り返し単位であることが好ましい。また、(a2)架橋性基を有する繰り返し単位は、エポキシ基、オキセタニル基、-NH-CH2-O-R(Rは水素原子または炭素数1~20のアルキル基)で表される基よりなる群から選ばれた少なくとも1つを含む構成単位を含有することが好ましい。
 (A)重合体は、本発明の組成物の溶剤を除く成分の主成分となるものであり、全固形分の60質量%以上を占めることが好ましい。
 (A)重合体は、例えば、溶媒中で重合開始剤の存在下、(a1)酸基を有する繰り返し単位としてカルボキシル基含有構造単位を与える(a1-1)化合物(以下、「(a1-1)化合物」と称することがある)と、(a2)架橋性基を有する繰り返し単位としてエポキシ基含有構造単位を与える化合物(以下、「(a2)化合物」と称することがある)とを共重合することによって製造できる。また、(a1)酸基を有する繰り返し単位として、水酸基含有構造単位を与える水酸基含有不飽和化合物(以下、「(a1-2)化合物」と称することがある)をさらに加えて、共重合体とすることができる。さらに、(A)重合体の製造においては、前記(a1)化合物及び(a2)化合物と共に、(a3)化合物(上記(a1)及び(a2)化合物に由来する構造単位以外の構造単位を与える不飽和化合物)をさらに加えて、共重合体とすることができる。
[(a1-1)化合物]
 (a1-1)化合物としては、不飽和モノカルボン酸、不飽和ジカルボン酸、不飽和ジカルボン酸の無水物、多価カルボン酸のモノ〔(メタ)アクリロイルオキシアルキル〕エステル、両末端にカルボキシル基と水酸基とを有するポリマーのモノ(メタ)アクリレート、カルボキシル基を有する不飽和多環式化合物及びその無水物等が挙げられる。
 不飽和モノカルボン酸としては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等;
不飽和ジカルボン酸としては、例えばマレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸等;不飽和ジカルボン酸の無水物としては、例えば上記ジカルボン酸として例示した化合物の無水物等;多価カルボン酸のモノ〔(メタ)アクリロイルオキシアルキル〕エステルとしては、例えばコハク酸モノ〔2-(メタ)アクリロイルオキシエチル〕、フタル酸モノ〔2-(メタ)アクリロイルオキシエチル〕等;両末端にカルボキシル基と水酸基とを有するポリマーのモノ(メタ)アクリレートとしては、例えばω-カルボキシポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート等;カルボキシル基を有する不飽和多環式化合物及びその無水物としては、例えば5-カルボキシビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5,6-ジカルボキシビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-カルボキシ-5-メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-カルボキシ-5-エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-カルボキシ-6-メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-カルボキシ-6-エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5,6-ジカルボキシビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン無水物等が挙げられる。
 これらのうち、モノカルボン酸、ジカルボン酸無水物が好ましく、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸が、共重合反応性、アルカリ水溶液に対する溶解性及び入手の容易性からより好ましい。これらの(a1-1)化合物は、単独で使用してもよいし2種以上を混合して使用してもよい。
 (a1-1)化合物の使用割合としては、(a1-1)化合物並びに(a2)化合物(必要に応じて任意の(a1-2)化合物及び(a3)化合物)の合計に基づいて、5~30質量%が好ましく、7~25質量%がより好ましい。(a1-1)化合物の使用割合を上記範囲とすることで、(A)重合体のアルカリ水溶液に対する溶解性を最適化すると共に、感度に優れる感光性樹脂組成物が得られる。
[(a1-2)化合物]
 (a1-2)化合物としては、水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステル、下記式(3)で表されるフェノール性水酸基含有不飽和化合物等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 上記式(3)中、R17は、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基である。R18~R22は、それぞれ独立して、水素原子、水酸基又は炭素数1~4のアルキル基である。Yは、単結合、-COO-、又は-CONH-である。pは、0~3の整数である。但し、R18~R22の少なくとも1つは、水酸基である。
 上記水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えばヒドロキシメチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(n=2~10)モノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(n=2~10)モノ(メタ)アクリレート、2,3-ジヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-メタクリロキシエチルグリコサイド等が挙げられる。
 上記式(3)で表されるフェノール性水酸基含有不飽和化合物としては、Yとpの定義により、例えば下記式(3-1)~式(3-5)で表される化合物等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 上記式(3-1)中、qは1から3の整数である。R17~R22は上記式(3)と同義である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 上記式(3-2)中、R17~R22は、上記式(3)と同義である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 上記式(3-3)中、rは1から3の整数である。R17~R22は上記式(3)と同義である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 上記式(3-4)中、R17~R22は、上記式(3)と同義である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 上記式(3-5)中、R17~R22は、上記式(3)と同義である。
 これらの化合物のうち、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、4-ヒドロキシフェニルメタクリレート、o-ヒドロキシスチレン、p-ヒドロキシスチレン、α-メチル-p-ヒドロキシスチレンが好ましい。これらの化合物は、単独で使用してもよいし2種以上を混合して使用してもよい。
 (a1-2)化合物の使用割合としては、(a1-2)化合物および(a2)化合物並びに(a1-1)化合物(必要に応じて任意の(a3)化合物)の合計に基づいて、5~30質量%が好ましく、7~25質量%がより好ましい。(a1-2)化合物の使用割合を上記範囲とすることによって、優れた耐溶媒性等を有する硬化膜を形成できる。
[(a2)化合物]
 (a2)化合物における架橋性基は、加熱処理で硬化反応を起こす基であれば特に限定はされない。好ましい架橋性基を有する構成単位の態様としては、エポキシ基、オキセタニル基、-NH-CH2-O-R(Rは水素原子または炭素数1~20のアルキル基)で表される基およびエチレン性不飽和基よりなる群から選ばれた少なくとも1つを含む構成単位が挙げられ、エポキシ基、オキセタニル基、および、-NH-CH2-O-R(Rは水素原子または炭素数1~20のアルキル基)で表される基、エチレン性不飽和基よりなる群から選ばれた少なくとも1種であることが好ましい。その中でも、本発明に用いられる組成物は、前記(A)成分が、エポキシ基およびオキセタニル基のうち少なくとも1つを含む構成単位を含むことが好ましい。
4
 エポキシ基を有する不飽和化合物としては、例えば、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、α-エチルアクリル酸グリシジル、α-n-プロピルアクリル酸グリシジル、α-n-ブチルアクリル酸グリシジル、アクリル酸-3,4-エポキシブチル、メタクリル酸-3,4-エポキシブチル、アクリル酸-3,4-エポキシシクロヘキシルメチル、メタクリル酸-3,4-エポキシシクロヘキシルメチル、α-エチルアクリル酸-3,4-エポキシシクロヘキシルメチル、o-ビニルベンジルグリシジルエーテル、m-ビニルベンジルグリシジルエーテル、p-ビニルベンジルグリシジルエーテル、特許第4168443号公報の段落番号0031~0035に記載の脂環式エポキシ骨格を含有する化合物などが挙げられ、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
 また、エポキシ基を有する不飽和化合物としては、オキシラニル基を有する不飽和化合物も用いることができる。
 オキシラニル基を有する不飽和化合物としては、例えばアクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸2-メチルグリシジル、α-エチルアクリル酸グリシジル、α-n-プロピルアクリル酸グリシジル、α-n-ブチルアクリル酸グリシジル、アクリル酸3,4-エポキシブチル、メタクリル酸3,4-エポキシブチル、アクリル酸6,7-エポキシヘプチル、メタクリル酸6,7-エポキシヘプチル、α-エチルアクリル酸-6,7-エポキシヘプチル、o-ビニルベンジルグリシジルエーテル、m-ビニルベンジルグリシジルエーテル、p-ビニルベンジルグリシジルエーテル、メタクリル酸3,4-エポキシシクロへキシルメチル等が挙げられる。これらのうち、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸2-メチルグリシジル、メタクリル酸-6,7-エポキシヘプチル、o-ビニルベンジルグリシジルエーテル、m-ビニルベンジルグリシジルエーテル、p-ビニルベンジルグリシジルエーテル、メタクリル酸3,4-エポキシシクロヘキシルが、共重合反応性及び硬化膜の耐溶媒性等の向上の観点から好ましい。
 オキセタニル基を有する不飽和化合物としては、例えば、3-(アクリロイルオキシメチル)オキセタン、3-(アクリロイルオキシメチル)-2-メチルオキセタン、3-(アクリロイルオキシメチル)-3-エチルオキセタン、3-(アクリロイルオキシメチル)-2-トリフルオロメチルオキセタン、3-(アクリロイルオキシメチル)-2-ペンタフルオロエチルオキセタン、3-(アクリロイルオキシメチル)-2-フェニルオキセタン、3-(アクリロイルオキシメチル)-2,2-ジフルオロオキセタン、3-(アクリロイルオキシメチル)-2,2,4-トリフルオロオキセタン、3-(アクリロイルオキシメチル)-2,2,4,4-テトラフルオロオキセタン、3-(2-アクリロイルオキシエチル)オキセタン、3-(2-アクリロイルオキシエチル)-2-エチルオキセタン、3-(2-アクリロイルオキシエチル)-3-エチルオキセタン、3-(2-アクリロイルオキシエチル)-2-トリフルオロメチルオキセタン、3-(2-アクリロイルオキシエチル)-2-ペンタフルオロエチルオキセタン、3-(2-アクリロイルオキシエチル)-2-フェニルオキセタン、3-(2-アクリロイルオキシエチル)-2,2-ジフルオロオキセタン、3-(2-アクリロイルオキシエチル)-2,2,4-トリフルオロオキセタン、3-(2-アクリロイルオキシエチル)-2,2,4,4-テトラフルオロオキセタン等のアクリル酸エステル;3-エチル-3-メタクリロイルオキシメチルオキセタン、3-(メタクリロイルオキシメチル)オキセタン、3-(メタクリロイルオキシメチル)-2-メチルオキセタン、3-(メタクリロイルオキシメチル)-3-エチルオキセタン、3-(メタクリロイルオキシメチル)-2-トリフルオロメチルオキセタン、3-(メタクリロイルオキシメチル)-2-ペンタフルオロエチルオキセタン、3-(メタクリロイルオキシメチル)-2-フェニルオキセタン、3-(メタクリロイルオキシメチル)-2,2-ジフルオロオキセタン、3-(メタクリロイルオキシメチル)-2,2,4-トリフルオロオキセタン、3-(メタクリロイルオキシメチル)-2,2,4,4-テトラフルオロオキセタン、3-(2-メタクリロイルオキシエチル)オキセタン、3-(2-メタクリロイルオキシエチル)-2-エチルオキセタン、3-(2-メタクリロイルオキシエチル)-3-エチルオキセタン、3-(2-メタクリロイルオキシエチル)-2-トリフルオロメチルオキセタン、3-(2-メタクリロイルオキシエチル)-2-ペンタフルオロエチルオキセタン、3-(2-メタクリロイルオキシエチル)-2-フェニルオキセタン、3-(2-メタクリロイルオキシエチル)-2,2-ジフルオロオキセタン、3-(2-メタクリロイルオキシエチル)-2,2,4-トリフルオロオキセタン、3-(2-メタクリロイルオキシエチル)-2,2,4,4-テトラフルオロオキセタン等のメタクリル酸エステル等が挙げられる。これらの(a2)化合物は、単独で使用してもよいし2種以上を混合して使用してもよい。
 また、前記オキセタニル基を有する不飽和化合物の他にも、オキセタニル基を有する構成単位を形成するために用いられるラジカル重合性単量体の具体例としては、例えば、特開2001-330953号公報の段落番号0011~0016に記載のオキセタニル基を有する(メタ)アクリル酸エステルなどが挙げられ、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
 前記-NH-CH2-O-R(Rは水素原子または炭素数1~20のアルキル基)で表される基を有する不飽和化合物において、Rは炭素数1~9のアルキル基が好ましく、炭素数1~4のアルキル基がより好ましい。また、アルキル基は、直鎖、分岐または環状のアルキル基のいずれであってもよいが、好ましくは、直鎖または分岐のアルキル基である。前記-NH-CH2-O-Rで表される基を有する不飽和化合物としては、より好ましくは、下記一般式(a2-30)で表される化合物等が挙げられる。
一般式(a2-3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
(一般式(a2-3)中、R1は水素原子またはメチル基を表し、R2は水素原子または炭素数1~20のアルキル基を表す。)
 R2は、炭素数1~9のアルキル基が好ましく、炭素数1~4のアルキル基がさらに好ましい。また、アルキル基は、直鎖、分岐または環状のアルキル基のいずれであってもよいが、好ましくは、直鎖または分岐のアルキル基である。
 R2の具体例としては、メチル基、エチル基、n-ブチル基、i-ブチル基、シクロヘキシル基、およびn-ヘキシル基を挙げることができる。中でもi-ブチル基、n-ブチル基、メチル基が好ましい。
 エチレン性不飽和基を有する不飽和化合物としては、例えば、特開2011-215580号公報の段落番号0072~0090の記載を参酌でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
 (a2)化合物の使用割合としては(a1)化合物並びに(a2)化合物の合計に基づいて、5~70質量%が好ましく、20~65質量%がより好ましい。(a2)化合物の使用割合を上記範囲とすることで、優れた耐溶媒性等を有する硬化膜を形成できる。
[(a3)化合物]
 (a3)化合物は、上記の(a1)化合物及び(a2)化合物以外の不飽和化合物であれば特に制限されるものではない。(a3)化合物としては、例えばメタクリル酸鎖状アルキルエステル、メタクリル酸環状アルキルエステル、アクリル酸鎖状アルキルエステル、アクリル酸環状アルキルエステル、メタクリル酸アリールエステル、アクリル酸アリールエステル、不飽和ジカルボン酸ジエステル、ビシクロ不飽和化合物、マレイミド化合物、不飽和芳香族化合物、共役ジエン、テトラヒドロフラン骨格、フラン骨格、テトラヒドロピラン骨格、ピラン骨格、下記式(4)で表される骨格を含む不飽和化合物及びその他の不飽和化合物等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 上記式(4)中、R23は、水素原子又はメチル基である。sは1以上の整数である。
 メタクリル酸鎖状アルキルエステルとしては、例えばメタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n-ブチル、メタクリル酸sec-ブチル、メタクリル酸t-ブチル、メタクリル酸2-エチルヘキシル、メタクリル酸イソデシル、メタクリル酸n-ラウリル、メタクリル酸トリデシル、メタクリル酸n-ステアリル等が挙げられる。
 メタクリル酸環状アルキルエステルとしては、例えばメタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸2-メチルシクロヘキシル、メタクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン-8-イル、メタクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン-8-イルオキシエチル、メタクリル酸イソボロニル等が挙げられる。
 アクリル酸鎖状アルキルエステルとしては、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸sec-ブチル、アクリル酸t-ブチル、アクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸イソデシル、アクリル酸n-ラウリル、アクリル酸トリデシル、アクリル酸n-ステアリル等が挙げられる。
 アクリル酸環状アルキルエステルとしては、例えばシクロヘキシルアクリレート、2-メチルシクロヘキシルアクリレート、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン-8-イルアクリレート、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン-8-イルオキシエチルアクリレート、イソボロニルアクリレート等が挙げられる。
 メタクリル酸アリールエステルとしては、例えばメタクリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジル等が挙げられる。
 アクリル酸アリールエステルとしては、例えばフェニルアクリレート、ベンジルアクリレート等が挙げられる。
 不飽和ジカルボン酸ジエステルとしては、例えばマレイン酸ジエチル、フマル酸ジエチル、イタコン酸ジエチル等が挙げられる。
 ビシクロ不飽和化合物としては、例えばビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-メトキシビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-エトキシビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5,6-ジメトキシビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5,6-ジエトキシビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-t-ブトキシカルボニルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-シクロヘキシルオキシカルボニルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-フェノキシカルボニルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5,6-ジ(t-ブトキシカルボニル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5,6-ジ(シクロヘキシルオキシカルボニル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-(2'-ヒドロキシエチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5,6-ジヒドロキシビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5,6-ジ(ヒドロキシメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5,6-ジ(2'-ヒドロキシエチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-ヒドロキシ-5-メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-ヒドロキシ-5-エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、5-ヒドロキシメチル-5-メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン等が挙げられる。
 マレイミド化合物としては、例えばN-フェニルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド、N-ベンジルマレイミド、N-(4-ヒドロキシフェニル)マレイミド、N-(4-ヒドロキシベンジル)マレイミド、N-スクシンイミジル-3-マレイミドベンゾエート、N-スクシンイミジル-4-マレイミドブチレート、N-スクシンイミジル-6-マレイミドカプロエート、N-スクシンイミジル-3-マレイミドプロピオネート、N-(9-アクリジニル)マレイミド等が挙げられる。
 不飽和芳香族化合物としては、例えばスチレン、α-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、ビニルトルエン、p-メトキシスチレン等が挙げられる。
 共役ジエンとしては、例えば1,3-ブタジエン、イソプレン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン等が挙げられる。
 テトラヒドロフラン骨格を含有する不飽和化合物としては、例えば、メタクリル酸テトラヒドロフルフリル、2-メタクリロイルオキシ-プロピオン酸テトラヒドロフルフリルエステル、3-(メタ)アクリロイルオキシテトラヒドロフラン-2-オン等が挙げられる。
 フラン骨格を含有する不飽和化合物としては、例えば2-メチル-5-(3-フリル)-1-ペンテン-3-オン、フルフリル(メタ)アクリレート、1-フラン-2-ブチル-3-エン-2-オン、1-フラン-2-ブチル-3-メトキシ-3-エン-2-オン、6-(2-フリル)-2-メチル-1-ヘキセン-3-オン、6-フラン-2-イル-ヘキシ-1-エン-3-オン、アクリル酸-2-フラン-2-イル-1-メチル-エチルエステル、6-(2-フリル)-6-メチル-1-ヘプテン-3-オン等が挙げられる。
 テトラヒドロピラン骨格を含有する不飽和化合物としては、例えば(テトラヒドロピラン-2-イル)メチルメタクリレート、2,6-ジメチル-8-(テトラヒドロピラン-2-イルオキシ)-オクト-1-エン-3-オン、2-メタクリル酸テトラヒドロピラン-2-イルエステル、1-(テトラヒドロピラン-2-オキシ)-ブチル-3-エン-2-オン等が挙げられる。
 ピラン骨格を含有する不飽和化合物としては、例えば4-(1,4-ジオキサ-5-オキソ-6-ヘプテニル)-6-メチル-2-ピラン、4-(1,5-ジオキサ-6-オキソ-7-オクテニル)-6-メチル-2-ピラン等が挙げられる。
 その他の不飽和化合物としては、例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリルアミド、メタクリルアミド、酢酸ビニル、アクリロイルモルホリン、p-ビニルベンジル2,3-エポキシプロピルエーテル等が挙げられる。
 これらの(a3)化合物のうち、メタクリル酸鎖状アルキルエステル、メタクリル酸環状アルキルエステル、マレイミド化合物、テトラヒドロフラン骨格、フラン骨格、テトラヒドロピラン骨格、ピラン骨格、上記式(4)で表される骨格を有する不飽和化合物、不飽和芳香族化合物、アクリル酸環状アルキルエステルが好ましい。これらのうち、スチレン、メタクリル酸メチル、メタクリル酸t-ブチル、メタクリル酸n-ラウリル、メタクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン-8-イル、p-メトキシスチレン、2-メチルシクロヘキシルアクリレート、N-フェニルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(n=2~10)モノ(メタ)アクリレート、3-(メタ)アクリロイルオキシテトラヒドロフラン-2-オンが、共重合反応性及びアルカリ水溶液に対する溶解性の点からより好ましい。これらの(a3)化合物は、単独で使用してもよいし2種以上を混合して使用してもよい。
 (a3)化合物の使用割合としては、(a1)化合物および(a3)化合物(及び任意の(a2)化合物)の合計に基づいて、0~70質量%が好ましく、0~50質量%がより好ましい。(a3)化合物の使用割合を上記範囲とすることで、耐溶媒性等に優れる硬化膜を形成できる。
 その他、(A)重合体中には、分子量調整剤を添加してもよい。分子量調整剤としては、特に限定されず、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトプロピオネート)、α-メチルスチレンダイマー等が挙げられる。分子量調整剤は、1種のみを用いてもよいし、2種以上を併用するようにしてもよい。
 分子量調整剤の使用割合としては(A)重合体中で、0.5~10質量%が好ましく、1~5質量%がより好ましい。
 本発明に用いられる(A)重合体は、特に、前記(a1)酸基を有する繰り返し単位と、前記(a2)架橋性基を有する繰り返し単位を含むアクリル重合体であることが好ましい。
<(A)重合体の合成方法>
 (A)重合体の合成は、特開2012-88549号公報の段落番号0067~0073の記載を参酌でき、かかる内容は本願明細書に組み込まれる。
<(B)キノンジアジド化合物>
 本発明の組成物に用いられる(B)キノンジアジド化合物としては、放射線の照射によりカルボン酸を発生する1,2-キノンジアジド化合物を用いることができる。1,2-キノンジアジド化合物としては、フェノール性化合物又はアルコール性化合物(以下、「母核」と称する)と1,2-ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドとの縮合物を用いることができる。
 前記母核としては、例えばトリヒドロキシベンゾフェノン、テトラヒドロキシベンゾフェノン、ペンタヒドロキシベンゾフェノン、ヘキサヒドロキシベンゾフェノン、(ポリヒドロキシフェニル)アルカン、その他の母核等が挙げられる。
 トリヒドロキシベンゾフェノンとしては、例えば2,3,4-トリヒドロキシベンゾフェノン、2,4,6-トリヒドロキシベンゾフェノン等が挙げられる。
 テトラヒドロキシベンゾフェノンとしては、例えば2,2',4,4'-テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,3'-テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,4'-テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,2'-テトラヒドロキシ-4'-メチルベンゾフェノン、2,3,4,4'-テトラヒドロキシ-3'-メトキシベンゾフェノン等が挙げられる。
 ペンタヒドロキシベンゾフェノンとしては、例えば2,3,4,2',6'-ペンタヒドロキシベンゾフェノン等が挙げられる。
 ヘキサヒドロキシベンゾフェノンとしては、例えば2,4,6,3',4',5'-ヘキサヒドロキシベンゾフェノン、3,4,5,3',4',5'-ヘキサヒドロキシベンゾフェノン等が挙げられる。
 (ポリヒドロキシフェニル)アルカンとしては、例えばビス(2,4-ジヒドロキシフェニル)メタン、ビス(p-ヒドロキシフェニル)メタン、トリス(p-ヒドロキシフェニル)メタン、1,1,1-トリス(p-ヒドロキシフェニル)エタン、ビス(2,3,4-トリヒドロキシフェニル)メタン、2,2-ビス(2,3,4-トリヒドロキシフェニル)プロパン、1,1,3-トリス(2,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)-3-フェニルプロパン、4,4'-〔1-〔4-〔1-〔4-ヒドロキシフェニル〕-1-メチルエチル〕フェニル〕エチリデン〕ビスフェノール、ビス(2,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)-2-ヒドロキシフェニルメタン、3,3,3',3'-テトラメチル-1,1'-スピロビインデン-5,6,7,5',6',7'-ヘキサノール、2,2,4-トリメチル-7,2',4'-トリヒドロキシフラバン等が挙げられる。
 その他の母核としては、例えば2-メチル-2-(2,4-ジヒドロキシフェニル)-4-(4-ヒドロキシフェニル)-7-ヒドロキシクロマン、1-[1-(3-{1-(4-ヒドロキシフェニル)-1-メチルエチル}-4,6-ジヒドロキシフェニル)-1-メチルエチル]-3-(1-(3-{1-(4-ヒドロキシフェニル)-1-メチルエチル}-4,6-ジヒドロキシフェニル)-1-メチルエチル)ベンゼン、4,6-ビス{1-(4-ヒドロキシフェニル)-1-メチルエチル}-1,3-ジヒドロキシベンゼン等が挙げられる。
 これらの母核のうち、2,3,4,4'-テトラヒドロキシベンゾフェノン、1,1,1-トリ(p-ヒドロキシフェニル)エタン、4,4'-〔1-〔4-〔1-〔4-ヒドロキシフェニル〕-1-メチルエチル〕フェニル〕エチリデン〕ビスフェノールが好ましい。
 1,2-ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドとしては、1,2-ナフトキノンジアジドスルホン酸クロリドが好ましい。1,2-ナフトキノンジアジドスルホン酸クロリドとしては、例えば1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホン酸クロリド、1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸クロリド等が挙げられる。これらのうち、1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸クロリドがより好ましい。
 フェノール性化合物又はアルコール性化合物(母核)と、1,2-ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドとの縮合反応においては、フェノール性化合物又はアルコール性化合物中のOH基数に対して、好ましくは30~85モル%、より好ましくは50~70モル%に相当する1,2-ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドを用いることができる。縮合反応は、公知の方法によって実施することができる。
 また、1,2-キノンジアジド化合物としては、上記例示した母核のエステル結合をアミド結合に変更した1,2-ナフトキノンジアジドスルホン酸アミド類、例えば2,3,4-トリアミノベンゾフェノン-1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホン酸アミド等も好適に使用される。
 これらの(B)キノンジアジド化合物は、単独で又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。当該感光性樹脂組成物における(B)キノンジアジド化合物の使用割合としては、前記感光性樹脂組成物中の全固形分に対し5~100質量%が好ましく、10質量%を超え40質量%以下であることがより好ましく、12質量%を超え40質量%以下であることがさらに好ましい。(B)キノンジアジド化合物の使用割合を上記範囲とすることで、現像液となるアルカリ水溶液に対する放射線の照射部分と未照射部分との溶解度の差が大きく、パターニング性能が良好となり、また得られる硬化膜の耐溶剤性が良好となる。
<(C)1分子内に、配位原子を含む構造とチオウレア構造とを有する化合物(以下、(C)成分ともいう。)>
 本発明の組成物は、1分子内に、配位原子を含む構造とチオウレア構造とを有する化合物を含む。このような(C)成分に含まれる塩基性部位(例えば配位原子を含む構造)が硬化膜の架橋反応を促進すると推定される。
 ここで配位原子とは、例えば、本発明の組成物が塗布される下地基板を構成する無機物、例えば、シリコン、酸化シリコン、窒化シリコン等のシリコン化合物、金、銅、モリブデン、チタン、アルミニウム等の金属と配位結合を形成できる原子が好ましい。具体的には、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子がより好ましく、窒素原子または酸素原子が特に好ましい。
 また、配位原子を含む構造は、窒素原子を少なくとも1つ以上含む構造が好ましく、窒素原子を1~3つ含む構造がより好ましい。
 配位原子を含む構造の具体例としては、例えば、モルホリノ基、ヒドラジノ基、ピリジル基、イミダゾリル基、キノリル基、ピペリジル基、ピロリジニル基、ピラゾニル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンズイミダゾリル基、ベンズチアゾリル基、ピラジニル基、ジエチルアミノ基などが挙げられる。中でも、モルホリノ基、ピペリジル基、イミダゾリル基、ジエチルアミノ基が好ましく、モルホリノ基、ピペリジル基、イミダゾリル基がより好ましく、モルホリノ基がさらに好ましい。
 このような(C)成分を用いることにより、本発明の組成物と下地基板との相互作用を強化させることができ、現像時および硬化膜としたときの状態での各種基板に対する密着性が向上すると考えられる。
 さらに、ポストベーク工程において、本発明の組成物に含まれる重合体の酸基と架橋基の反応を促進させることにより、より架橋密度が高い硬化膜が形成するため、層間絶縁膜の用途で使用される薬品、具体的には、層間絶縁膜が曝される薬品、特に、層間絶縁膜形成後の透明電極膜のパターン形成に使用されるレジストの剥離液や、液晶配向膜形成時に使用されるNMPに対する耐性を向上させることができると考えられる。
 前記(C)成分としては、配位原子として窒素原子を少なくとも1つ以上含む化合物であることが好ましく、下記一般式(S)で表される化合物であることがより好ましい。
一般式(S)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
(一般式(S)中、R1は窒素原子を少なくとも1つ以上含む基を表し、Aは2価の連結基を表し、R2は有機基を表す。)
 R1は窒素原子を少なくとも1つ以上含む基を表し、窒素原子を1~3つ含む基であることが好ましく、-NR34で表される基であることがより好ましい。
 R1は、1~10の炭素原子と、窒素原子および/または酸素原子を含む1~3つのヘテロ原子を含むことが好ましい。この場合のヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子が挙げられ、窒素原子、酸素原子が好ましい。R1は環状基であることが好ましく、5員環または6員環の環状基であることがより好ましい。
 R3およびR4は、それぞれ、有機基を表す。有機基としては、アルキル基、アルケニル基、または、これらと、-O-、-S-および-N-の少なくとも1つの組み合わせからなる基が好ましい。R3およびR4は、それぞれ、炭素数1~3の基であることが好ましい。R3およびR4は、互いに結合して、環を形成していてもよく、環を形成していることが好ましく、特に、R3とR4が互いに結合して5員環または6員環を形成していることが好ましい。
 R1の好ましい態様としては、以下の態様が挙げられる。
(1)R1が-NR34で表される基であり、R3とR4が互いに結合して環を形成している態様、または、R3とR4が、ぞれぞれ、直鎖、分岐または環状の脂肪族炭化水素基である態様。
(2)R1が-NR34で表される基であり、R3とR4が互いに結合して5員環または6員環を形成している態様、または、R3とR4が、ぞれぞれ、炭素数1~4の直鎖または分岐の脂肪族炭化水素基である態様。
(3)R1が-NR34で表される基であり、R3とR4が互いに結合して2つ以上のヘテロ原子(少なくとも1つは窒素原子であり、残りは酸素原子または窒素原子が好ましい)を含む、5員環または6員環を形成している態様、または、R3とR4が、ぞれぞれ、炭素数1~4の直鎖の脂肪族炭化水素基である態様。
 R1の具体例としては、例えば、モルホリノ基、ヒドラジノ基、ピリジル基、イミダゾリル基、キノリル基、ピペリジル基、ピロリジニル基、ピラゾニル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンズイミダゾリル基、ベンズチアゾリル基、ピラジニル基、ジエチルアミノ基などが挙げられる。中でも、モルホリノ基、ピペリジル基、イミダゾリル基、ジエチルアミノ基が好ましく、モルホリノ基、ピペリジル基、イミダゾリル基がより好ましく、モルホリノ基がさらに好ましい。
 R2は有機基を表す。有機基としては、炭化水素基、または、炭化水素基と、-O-および-C(=O)-の少なくとも1つの組み合わせからなる基が好ましく、特に、脂肪族炭化水素基、または、脂肪族炭化水素基と、-O-および-C(=O)-の少なくとも1つの組み合わせからなる基がより好ましい。R2の炭素数は、1~20が好ましく、1~10がより好ましい。
 また、R2は、末端に炭化水素基を有することが好ましい。R2が末端に炭化水素基を有することにより、疎水性がより向上し、本発明の効果がより効果的に発揮される。
 具体的に、R2は、炭素数1~20のアルキル基または炭素数6~12のアリール基、または、これらと-O-および-C(=O)-の少なくとも1つの組み合わせからなる基がさらに好ましい。これらの基は置換基を有していてもよく、置換基としてはハロゲン原子が例示される。
 R2がアルキル基である場合、炭素数1~8の直鎖または分岐のアルキル基、または、環状アルキル基が好ましい。R2が環状アルキル基である場合、5員環または6員環の環状アルキル基が好ましい。
 R2がアリール基である場合、フェニル基およびナフチル基が例示され、フェニル基がより好ましい。
 R2の好ましい態様としては、以下の態様が挙げられる。
(1)炭素数1~4(好ましくは2または3)の直鎖のアルキレン基である態様。
(2)5員環または6員環の環状アルキル基である態様
(3)炭素数1~10(好ましくは2~4)の脂肪族炭化水素基と、-O-および-C(=O)-の組み合わせからなる基である態様であって、末端が炭化水素基である態様
 Aは2価の連結基を示し、炭素数1~20の炭化水素基、-O-、-S-、-NR-、-CO-、-COO-、-NRCO-、-SO2-等の2価の基、またはこれらの基の組み合わせからなる2価の基が挙げられる。ここで、Rは、水素原子または炭素数1~4のアルキレン基を表す。特に、これらの中でも、炭素数1~20の炭化水素基が好ましく、炭素数1~10の炭化水素基がより好ましく、炭素数2~6の炭化水素基がさらに好ましい。炭化水素基としては、アルキレン基およびアリーレン基が例示され、アルキレン基が好ましい。アルキレン基は、直鎖または分岐のアルキレン基が好ましく、直鎖のアルキレン基がより好ましい。
 アルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、シクロへキシレン基、シクロペンチレン基等が例示される。アリーレン基としては、例えば、1,2-フェニレン基、1,3-フェニレン基、1,4-フェニレン基、ナフチレン基等が例示される。本発明では特に、メチレン基、エチレン基、プロピレン基が好ましく、エチレン基またはプロピレン基がより好ましい。
 Aの好ましい態様としては、以下の態様が挙げられる。
(1)炭素数1~4の直鎖または分岐のアルキル基、5員環または6員環の環状アルキル基、または、フェニル基である態様。
 一般式(S)で表される化合物は、前記R1の好ましい態様、前記R2の好ましい態様、前記Aの好ましい態様の組み合わせとなる態様が特に好ましい態様として例示される。
 一般式(S)で表される化合物は、一般式(S1)で表されることがさらに好ましい。
一般式(S1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
(一般式(S1)中、R2は有機基を表し、Aは2価の連結基を表す。)
 R2は、前記式(S)におけるR2と同義であり、好ましい範囲も同様である。
 Aは、前記式(S)におけるAと同義であり、好ましい範囲も同様である。
 特に、一般式(S1)において、以下の態様が好ましい。
(1)Aは炭素数1~4の直鎖のアルキレン基であり、R2は、直鎖、分岐、または環状のアルキル基である態様。
(2)Aは炭素数2または3のアルキレン基であり、R2は、炭素数2~6の直鎖、分岐、または環状のアルキル基である態様。
 前記一般式(S)の具体例としては、以下のような化合物が挙げられるが、本発明では特にこれに限定されるものではない。なお、以下の例示化合物中、Etはエチル基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 前記(C)成分の分子量は、150~1000が好ましく、200~500がより好ましい。
 本発明の組成物は、全固形分100質量部に対し、(C)成分を0.001~10質量部の割合で含むことが好ましく、0.003~7.5質量部の割合で含むことがより好まく、0.005~5質量部の割合で含むことがさらに好ましい。(C)成分は1種類のみでもよいし、2種類以上であってもよい。2種類以上の場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。
<その他の任意成分>
 本発明の組成物は、前記(A)重合体、(B)キノンジアジド化合物、(C)成分に加え、本発明の効果を損なわない範囲で必要に応じて、シランカップリング剤、界面活性剤、接着助剤、耐熱性向上剤、感熱性酸発生剤等の任意成分を含有できる。これらの任意成分は、単独で使用してもよいし2種以上を混合して使用してもよい。これらの化合物の詳細は、特開2012-88459号公報の段落番号0201~0224の記載を参酌でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
シランカップリング剤
 本発明の組成物に用いられるシランカップリング剤としては、アルコキシシラン化合物を含有していることが好ましい。アルコキシシラン化合物を用いると、本発明に用いられる組成物により形成された膜と基板との密着性をより向上できたり、本発明に用いられる組成物により形成された膜の性質を調整することができる。本発明の組成物に用いることができるアルコキシシラン化合物は、基材となる無機物、例えば、シリコン、酸化シリコン、窒化シリコン等のシリコン化合物、金、銅、モリブデン、チタン、アルミニウム等の金属と絶縁膜との密着性を向上させる化合物であることが好ましい。具体的には、公知のシランカップリング剤等も有効である。
 シランカップリング剤としては、例えば、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリアルコキシシラン、γ-グリシドキシプロピルアルキルジアルコキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリアルコキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルアルキルジアルコキシシラン、γ-クロロプロピルトリアルコキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリアルコキシシラン、β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリアルコキシシラン、ビニルトリアルコキシシランが挙げられる。これらのうち、γ-グリシドキシプロピルトリアルコキシシランやγ-メタクリロキシプロピルトリアルコキシシランがより好ましく、γ-グリシドキシプロピルトリアルコキシシランがさらに好ましく、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシランがよりさらに好ましい。これらは1種単独または2種以上を組み合わせて使用することができる。
 また、下記の一般式で表される化合物も好ましく採用できる。
(R14-n-Si-(OR2n
一般式中、R1は反応性基を有さない炭素数1~20の炭化水素基であり、R2は炭素数1~3のアルキル基又はフェニル基であり、nは1~3の整数である。
具体例として以下の化合物をあげることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 前記において、Phはフェニル基である。
 本発明の組成物におけるアルコキシシラン化合物の含有量は、感光性組成物中の全固形分100質量部に対して、0.1~30質量部が好ましく、0.5~20質量部がより好ましい。
界面活性剤
 本発明の組成物に用いられる界面活性剤としては、特に限定されず、例えば、特開2012-88459号公報の段落番号0201~0205に記載されたものを用いることができる。界面活性剤は、1種のみを用いてもよく、2種以上を併用するようにしてもよいが、2種以上を併用することが好ましい。
 本発明の組成物における界面活性剤の含有量は、感光性組成物中の全固形分100質量部に対して、0.01~1質量部が好ましく、0.05~0.5質量部がより好ましい。
<溶剤>
 本発明の組成物は、さらに溶剤を含有していてもよい。本発明に用いられる溶剤としては、必須成分及び任意成分を均一に溶解し、各成分と反応しないものが用いられる。
 このような溶剤のうち、各成分の溶解性、各成分との反応性、被膜形成の容易性等の観点から、例えばエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ-n-プロピルエーテル、エチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ-n-プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ-n-プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ-n-プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル等の(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテル類;
 酢酸エチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノ-n-プロピルエーテル、酢酸エチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノ-n-プロピルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、酢酸3-メトキシブチル、酢酸3-メチル-3-メトキシブチル等の酢酸(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテル類;
 ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等の他のエーテル類;
メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、2-ヘプタノン、3-ヘプタノン、ジアセトンアルコール(4-ヒドロキシ-4-メチルペンタン-2-オン)、4-ヒドロキシ-4-メチルヘキサン-2-オン等のケトン類;
プロピレングリコールジアセテート、1,3-ブチレングリコールジアセテート、1,6-ヘキサンジオールジアセテート等のジアセテート類;
乳酸メチル、乳酸エチル等の乳酸アルキルエステル類;
酢酸エチル、酢酸n-プロピル、酢酸i-プロピル、酢酸n-ブチル、酢酸i-ブチル、ぎ酸n-ペンチル、酢酸i-ペンチル、プロピオン酸n-ブチル、3-メチル-3-メトキシブチルプロピオネート、酪酸エチル、酪酸n-プロピル、酪酸i-プロピル、酪酸n-ブチル、ヒドロキシ酢酸エチル、エトキシ酢酸エチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸n-プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオン酸エチル、2-ヒドロキシ-3-メチル酪酸メチル、2-オキソ酪酸エチル等の他のエステル類;
トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;
N-メチルピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等のアミド類等が挙げられる。
 これらの溶剤のうち、溶解性、顔料分散性、塗布性等の観点から、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、酢酸3-メトキシブチル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、シクロヘキサノン、2-ヘプタノン、3-ヘプタノン、1,3-ブチレングリコールジアセテート、1,6-ヘキサンジオールジアセテート、乳酸エチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、3-メチル-3-メトキシブチルプロピオネート、酢酸n-ブチル、酢酸i-ブチル、ぎ酸n-アミル、酢酸i-アミル、プロピオン酸n-ブチル、酪酸エチル、酪酸i-プロピル、酪酸n-ブチル、ピルビン酸エチルが好ましい。溶剤は単独又は2種以上を使用できる。
 さらに、上記溶剤と共に、ベンジルエチルエーテル、ジ-n-ヘキシルエーテル、アセトニルアセトン、イソホロン、カプロン酸、カプリル酸、1-オクタノール、1-ノナノール、酢酸ベンジル、安息香酸エチル、しゅう酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、γ-ブチロラクトン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、エチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート等の高沸点溶剤を併用することもできる。上記高沸点溶剤は、単独又は2種以上を使用できる。
 溶剤の含有量としては限定されないが、得られる感光性樹脂組成物の塗布性、安定性等の観点から当該感光性樹脂組成物の溶剤を除いた各成分の合計濃度が、5~50質量%となる量が好ましく、10~40質量%となる量がより好ましい。当該感光性樹脂組成物を溶液状態として調製する場合、固形分濃度(組成物溶液中に占める溶剤以外の成分)は、使用目的や所望の膜厚の値等に応じて任意の濃度(例えば5~50質量%)に設定できる。さらに好ましい固形分濃度は、基板上への被膜の形成方法により異なるが、これについては後述する。このようにして調製された組成物溶液は、孔径0.5μm程度のミリポアフィルタ等を用いて濾過した後、使用に供することができる。
<感光性樹脂組成物の調製方法>
 本発明の組成物は、各成分を所定の割合でかつ任意の方法で混合し、撹拌溶解することによって調製することができる。例えば、各成分を、それぞれ予め上述した溶剤に溶解させた溶液とした後、これらを所定の割合で混合して樹脂組成物を調製することもできる。以上のように調製した組成物溶液は、例えば孔径0.2μmのフィルター等を用いてろ過した後に、使用に供することもできる。
[硬化膜の製造方法]
 次に、本発明の硬化膜の製造方法を説明する。
 本発明の硬化膜の製造方法は、以下の(1)~(5)の工程を含むことが好ましい。
 (1)本発明の組成物を基板上に塗布する工程;
 (2)塗布された感光性樹脂組成物から溶剤を除去する工程;
 (3)溶剤が除去された感光性樹脂組成物を活性光線により露光する工程;
 (4)露光された感光性樹脂組成物を水性現像液により現像する工程;
 (5)現像された感光性樹脂組成物を熱硬化するポストベーク工程。
 以下に各工程を順に説明する。
 (1)の塗布工程では、本発明の組成物を基板上に塗布して溶剤を含む湿潤膜とすることが好ましい。感光性樹樹脂組成物を基板へ塗布する前にアルカリ洗浄やプラズマ洗浄といった基板の洗浄を行うことが好ましく、さらに基板洗浄後にヘキサメチルジシラザンで基板表面を処理することがより好ましい。この処理を行うことにより、感光性樹脂組成物の基板への密着性が向上する傾向にある。ヘキサメチルジシラザンで基板表面を処理する方法としては、特に限定されないが、例えば、ヘキサメチルジシラザン蒸気に中に基板を晒しておく方法等が挙げられる。
 上記の基板としては、無機基板、樹脂、樹脂複合材料などが挙げられる。
 無機基板としては、例えばガラス、石英、シリコーン、シリコンナイトライド、および、それらのような基板上にモリブデン、チタン、アルミ、銅などを蒸着した複合基板が挙げられる。
 樹脂としては、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、アリルジグリコールカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリベンズアゾール、ポリフェニレンサルファイド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリクロロトリフルオロエチレン等のフッ素樹脂、液晶ポリマー、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アイオノマー樹脂、シアネート樹脂、架橋フマル酸ジエステル、環状ポリオレフィン、芳香族エーテル、マレイミドーオレフィン、セルロース、エピスルフィド化合物等の合成樹脂からなる基板が挙げられる。
 これらの基板は、上記の形態のまま用いられる場合は少なく、通常、最終製品の形態によって、例えばTFT素子のような多層積層構造が形成されている。
 基板への塗布方法は特に限定されず、例えば、スリットコート法、スプレー法、ロールコート法、回転塗布法、流延塗布法、スリットアンドスピン法等の方法を用いることができる。さらに、特開2009-145395号公報に記載されているような、所謂プリウェット法を適用することも可能である。
 塗布したときのウエット膜厚は特に限定されるものではなく、用途に応じた膜厚で塗布することができるが、通常は0.5~10μmの範囲で使用される。
 (2)の溶剤除去工程では、塗布された前記膜から、減圧(バキューム)および/または加熱等により、溶剤を除去して基板上に乾燥塗膜を形成させる。特に、加熱により、前記膜から溶剤を除去して基板上に乾燥塗膜を形成させる態様が好ましい。溶剤除去工程の加熱条件は、好ましくは70~130℃で30~300秒間程度である。温度と時間が上記範囲である場合、パターンの密着性がより良好で、且つ残渣もより低減できる傾向にある。
 (3)の露光工程では、塗膜を設けた基板に所定のパターンの活性光線を照射する。この工程では、光酸発生剤が分解し酸が発生する。発生した酸の触媒作用により、塗膜成分中に含まれる酸分解性基が加水分解されて、カルボキシル基またはフェノール性水酸基が生成する。
 活性光線による露光光源としては、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、ケミカルランプ、LED光源、エキシマレーザー発生装置などを用いることができ、g線(436nm)、i線(365nm)、h線(405nm)などの波長300nm以上450nm以下の波長を有する活性光線が好ましく使用できる。また、必要に応じて長波長カットフィルター、短波長カットフィルター、バンドパスフィルターのような分光フィルターを通して照射光を調整することもできる。露光量は好ましくは1~500mj/cm2である。
 露光装置としては、ミラープロジェクションアライナー、ステッパー、スキャナー、プロキシミティ、コンタクト、マイクロレンズアレイ、レーザー露光、など各種方式の露光機を用いることができる。
 酸触媒の生成した領域において、上記の加水分解反応を加速させるために、露光後加熱処理:Post Exposure Bake(以下、「PEB」ともいう。)を行うことができる。PEBにより、酸分解性基からのカルボキシル基またはフェノール性水酸基の生成を促進させることができる。PEBを行う場合の温度は、30℃以上130℃以下であることが好ましく、40℃以上110℃以下がより好ましく、50℃以上100℃以下が特に好ましい。
 ただし、本発明における酸分解性基は、酸分解の活性化エネルギーが低く、露光による酸発生剤由来の酸により容易に分解し、カルボキシル基またはフェノール性水酸基を生じるため、必ずしもPEBを行うことなく、現像によりポジ画像を形成することもできる。
 (4)の現像工程では、遊離したカルボキシル基またはフェノール性水酸基を有する重合体を、アルカリ性現像液を用いて現像する。アルカリ性現像液に溶解しやすいカルボキシル基またはフェノール性水酸基を有する樹脂組成物を含む露光部領域を除去することにより、ポジ画像が形成する。
 現像工程で使用する現像液には、塩基性化合物が含まれることが好ましい。塩基性化合物としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物類;炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどのアルカリ金属炭酸塩類;重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウムなどのアルカリ金属重炭酸塩類;テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリンヒドロキシド等のアンモニウムヒドロキシド類;ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウムなどの水溶液を使用することができる。また、上記アルカリ類の水溶液にメタノールやエタノールなどの水溶性有機溶剤や界面活性剤を適当量添加した水溶液を現像液として使用することもできる。
 好ましい現像液として、テトラエチルアンモニウムヒドロキシドの0.4%水溶液、0.5%水溶液、0.7%水溶液、2.38%水溶液を挙げる事ができる。
 現像液のpHは、好ましくは10.0~14.0である。
 現像時間は、好ましくは30~500秒間であり、また、現像の手法は液盛り法、ディップ法等の何れでもよい。現像後は、流水洗浄を、通常、30~300秒間行い、所望のパターンを形成させることができる。
 現像の後に、リンス工程を行うこともできる。リンス工程では、現像後の基板を純水などで洗うことで、付着している現像液除去、現像残渣除去を行う。リンス方法は公知の方法を用いることができる。例えばシャワーリンスやディップリンスなどを挙げる事ができる。
 (5)のポストベーク工程では、得られたポジ画像を加熱することにより、酸分解性基を熱分解しカルボキシル基またはフェノール性水酸基を生成させ、架橋性基、架橋剤等と架橋させることにより、硬化膜を形成することができる。この加熱は、ホットプレートやオーブン等の加熱装置を用いて、所定の温度、例えば180~250℃で所定の時間、例えばホットプレート上なら5~90分間、オーブンならば30~120分間、加熱処理をすることが好ましい。このような架橋反応を進行させることにより、耐熱性、硬度等により優れた保護膜や層間絶縁膜を形成することができる。また、加熱処理を行う際は窒素雰囲気下で行うことにより、透明性をより向上させることもできる。
 ポストベークの前に、比較的低温でベークを行った後にポストベークすることもできる(ミドルベーク工程の追加)。ミドルベークを行う場合は、90~150℃で1~60分加熱した後に、200℃以上の高温でポストベークすることが好ましい。また、ミドルベーク、ポストベークを3段階以上の多段階に分けて加熱する事もできる。このようなミドルベーク、ポストベークの工夫により、パターンのテーパー角を調整することができる。これらの加熱は、ホットプレート、オーブン、赤外線ヒーターなど、公知の加熱方法を使用することができる。
 なお、ポストベークに先立ち、パターンを形成した基板に活性光線により全面再露光(ポスト露光)した後、ポストベークすることにより未露光部分に存在する光酸発生剤から酸を発生させ、架橋工程を促進する触媒として機能させることができ、膜の硬化反応を促進することができる。ポスト露光工程を含む場合の好ましい露光量としては、100~3,000mJ/cm2が好ましく、100~500mJ/cm2が特に好ましい。
 さらに、本発明の組成物より得られた硬化膜は、ドライエッチングレジストとして使用することもできる。ポストベーク工程により熱硬化して得られた硬化膜をドライエッチングレジストとして使用する場合、エッチング処理としてはアッシング、プラズマエッチング、オゾンエッチングなどのドライエッチング処理を行うことができる。
[硬化膜]
 本発明の硬化膜は、本発明の組成物を硬化して得られた硬化膜である。
 本発明の硬化膜は、層間絶縁膜として好適に用いることができる。また、本発明の硬化膜は、本発明の硬化膜の形成方法により得られた硬化膜であることが好ましい。
 本発明の組成物により、絶縁性に優れ、高温でベークされた場合においても高い透明性を有する層間絶縁膜が得られる。本発明の組成物を用いてなる層間絶縁膜は、高い透明性を有し、硬化膜物性に優れるため、有機EL表示装置や液晶表示装置の用途に有用である。有機EL表示装置および液晶表示装置の詳細については、特開2011-209681号公報の段落番号0209~0210および図1、2の記載を参酌でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
 以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。
 以下の合成例において、共重合体の重量平均分子量Mwの測定は下記の装置および条件のもと、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によった。
 装置:GPC-101(昭和電工(株)製)
 カラム:GPC-KF-801、GPC-KF-802、GPC-KF-803およびGPC-KF-804を結合
 移動相:テトラヒドロフラン
 検出器:示差屈折計
 標準物質:単分散ポリスチレン
<(A)重合体の合成>
(P-1の合成)
 冷却管及び攪拌機を備えたフラスコに、2,2’-アゾビス-(2,4-ジメチルバレロニトリル)7質量部とジエチレングリコールエチルメチルエーテル200質量部とを仕込んだ。引き続き、メタクリル酸12質量部、メタクリル酸グリシジル50質量部、N-シクロヘキシルマレイミド4質量部、メタクリル酸テトラヒドロフルフリル15質量部、アクリロイルモルホリン5質量部、3-(2-メタクリロイルオキシエチル)オキセタン8質量部及びペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)2質量部を仕込んで窒素置換した後、ゆるやかに撹拌を始めた。溶液の温度を70℃に上昇させ、反応溶液温度が70℃に達した時点で重合開始とした。その後、重合開始から30分後にN-シクロヘキシルマレイミド3質量部、1時間後にN-シクロヘキシルマレイミド3質量部を反応溶液に滴下した。その後、3時間保持することによって共重合体(P-1)を含む重合体溶液を得た。共重合体P-1のポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)は9,000、分子量分布(Mw/Mn)は2.0であった。
 他の重合体についても、下記表の記載のモノマー(単量体成分((a1)~(a3)の原料))、重合開始剤、分子量調整剤、溶剤を用いてP-1と同様に合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
<感光性樹脂組成物の作製>
 下記表に記載の固形分比となるように、(A)成分、(B)成分、(C)成分、シランカップリング剤および界面活性剤を溶剤に固形分濃度32%になるまで溶解混合し、口径0.2μmのポリテトラフルオロエチレン製フィルターで濾過して、各種実施例および比較例の感光性樹脂組成物を得た。
<(A)成分>
 上述したP-1~P-11の重合体を用いた。
<(B)成分>
 B-1:4,4’-[1-[4-[1-[4-ヒドロキシフェニル]-1-メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスフェノール(1.0モル)と1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸クロリド(3.0モル)との縮合物
 B-2:1,1,1-トリ(p-ヒドロキシフェニル)エタン(1.0モル)と1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸クロリド(2.0モル)との縮合物
 B-3:2,3,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノン(1.0モル)と1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸エステル(2.44モル)
<(C)成分>
下記の(C-1)~(C-12)の化合物を用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
(シランカップリング剤)
D-1:3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(KBM-403、信越化学工業(株)製)
(界面活性剤)
W-1:シリコーン系界面活性剤((株)東レ・ダウコーニング製の「SH 8400 FLUID」)
W-2:フッ素系界面活性剤 FTX-218((株)ネオス製)
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
 得られた組成物について、以下の評価を行った。
<現像時密着性評価>
 基板の一方の面の半分の領域(10cm×5cm)にMo(モリブデン)薄膜が成膜され、同じ面のもう半分の領域(10cm×5cm)にSiNx薄膜が成膜されたガラス基板(10cm×10cm×0.5mm)を、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)蒸気下に30秒曝し、各感光性樹脂組成物溶液を、スピンコーターを用いて乾燥膜厚が3μmとなるように塗布した後、90℃で2分ホットプレート上でプリベークして溶剤を揮発させた。その後、10μmライン/10μmスペースを再現することのできるマスクを介して、超高圧水銀灯を用いて積算照射量40mJ/cm2(エネルギー強度:20mW/cm2、i線)露光した後、アルカリ現像液(0.4質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液)で、23℃、60秒間現像した後、超純水で1分間リンスした。得られた基板を光学顕微鏡で観察し、10μmライン/10μmスペースのパターンの欠け、剥がれをMo部とSiNx部を観察した。その結果を下記表に示した。剥がれが少ないほど好ましく、AまたはBが好ましい。
 A:欠け、剥がれが全くない
 B:欠け、剥がれが30%以下
 C:欠け、剥がれが30%を超え60%以下
 D:欠け、剥がれが60%を超え100%以下
<硬化膜密着性:Mo>
 Mo(モリブデン)薄膜が成膜されたガラス基板(10cm×10cm×0.5mm)を、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)蒸気下に30秒曝し、その後、各感光性樹脂組成物をスピンコートした後、90℃で2分ホットプレート上でプリベークして溶剤を揮発させ、膜厚3μmの感光性樹脂組成物層を形成した。続いて超高圧水銀灯を用いて積算照射量が300mJ/cm2(エネルギー強度:20mW/cm2、i線)となるように全面露光し、その後、この基板をオーブンにて230℃で30分加熱して硬化膜を得た。
 次に、硬化膜にカッターを用いて、縦横に1mmの間隔で切り込みを入れ、スコッチテープを用いてテープ剥離試験(100マスクロスカット法:JIS5600に準拠)を行った。テープ裏面に転写された硬化膜の面積から硬化膜と基板間の密着性を評価した。その結果を下記表に示した。数値としては小さいほど下地基板との密着性が高く、AまたはBが好ましい。
 A:転写された面積が1%未満
 B:転写された面積が1%以上5%未満
 C:転写された面積が5%以上10%未満
 D:転写された面積が10%以上50%未満
 E:転写された面積が50%以上
<硬化膜密着性:Ti>
 Ti(チタン)薄膜が成膜されたガラス基板(10cm×10cm×0.5mm)を、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)蒸気下に30秒曝し、その後、各感光性樹脂組成物をスピンコートした後、90℃で2分ホットプレート上でプリベークして溶剤を揮発させ、膜厚3μmの感光性樹脂組成物層を形成した。続いて超高圧水銀灯を用いて積算照射量が300mJ/cm2(エネルギー強度:20mW/cm2、i線)となるように全面露光し、その後、この基板をオーブンにて230℃で30分加熱して硬化膜を得た。
 次に、硬化膜にカッターを用いて、縦横に1mmの間隔で切り込みを入れ、スコッチテープを用いてテープ剥離試験(100マスクロスカット法:JIS5600に準拠)を行った。テープ裏面に転写された硬化膜の面積から硬化膜と基板間の密着性を評価した。その結果を下記表に示した。数値としては小さいほど下地基板との密着性が高く、AまたはBが好ましい。
 A:転写された面積が1%未満
 B:転写された面積が1%以上5%未満
 C:転写された面積が5%以上10%未満
 D:転写された面積が10%以上50%未満
 E:転写された面積が50%以上
<硬化膜密着性:SiNx>
 SiNx(窒化シリコン)薄膜が成膜されたガラス基板(10cm×10cm×0.5mm)を、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)蒸気下に30秒曝し、その後、各感光性樹脂組成物をスピンコートした後、90℃で2分ホットプレート上でプリベークして溶剤を揮発させ、膜厚3μmの感光性樹脂組成物層を形成した。続いて超高圧水銀灯を用いて積算照射量が300mJ/cm2(エネルギー強度:20mW/cm2、i線)となるように全面露光し、その後、この基板をオーブンにて230℃で30分加熱して硬化膜を得た。
 次に、硬化膜にカッターを用いて、縦横に1mmの間隔で切り込みを入れ、スコッチテープを用いてテープ剥離試験(100マスクロスカット法:JIS5600に準拠)を行った。テープ裏面に転写された硬化膜の面積から硬化膜と基板間の密着性を評価した。その結果を下記表に示した。数値としては小さいほど下地基板との密着性が高く、AまたはBが好ましい。
 A:転写された面積が1%未満
 B:転写された面積が1%以上5%未満
 C:転写された面積が5%以上10%未満
 D:転写された面積が10%以上50%未満
 E:転写された面積が50%以上
<剥離液耐性の評価>
 ガラス基板を、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)蒸気下に30秒曝し、該基板に各感光性樹脂組成物をスピンコートした後、90℃/120秒ホットプレート上でプリベークして溶剤を揮発させ、膜厚3.0μmの感光性樹脂組成物層を形成した。続いて超高圧水銀灯を用いて積算照射量が300mJ/cm2(エネルギー強度:20mW/cm2、i線)となるように露光し、この基板をオーブンにて230℃/30分間加熱した後、さらにオーブンにて230℃/2時間加熱した。
 得られた硬化膜の膜厚(T1)を測定した。そして、この硬化膜が形成された基板を80℃に温度制御された剥離液(モノエタノールアミンとジメチルスルホキシド(DMSO)との混合液)中に10分間浸漬させた後、浸漬後の硬化膜の膜厚(t1)を測定し、浸漬による膜厚変化率{|t1-T1|/T1}×100〔%〕を算出した。結果を下記表に示す。小さいほど好ましく、A、Bが実用上問題のないレベルである。
 A:2%未満
 B:2%以上3%未満
 C:3%以上4%未満
 D:4%以上6%未満
 E:6%以上
<NMP耐性の評価>
 ガラス基板を、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)蒸気下に30秒曝し、該基板に各感光性樹脂組成物をスピンコートした後、90℃/120秒ホットプレート上でプリベークして溶剤を揮発させ、膜厚3.0μmの感光性樹脂組成物層を形成した。続いて超高圧水銀灯を用いて積算照射量が300mJ/cm2(エネルギー強度:20mW/cm2、i線)となるように露光し、この基板をオーブンにて230℃/30分間加熱した後、さらにオーブンにて230℃/2時間加熱した。
 得られた硬化膜の膜厚(T1)を測定した。そして、この硬化膜が形成された基板を80℃に温度制御されたNMP中に10分間浸漬させた後、浸漬後の硬化膜の膜厚(t1)を測定し、浸漬による膜厚変化率{|t1-T1|/T1}×100〔%〕を算出した。結果を下記表に示す。小さいほど好ましく、A、Bが実用上問題のないレベルである。
 A:2%未満
 B:2%以上3%未満
 C:3%以上4%未満
 D:4%以上6%未満
 E:6%以上
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000019
 上記結果から明らかなとおり、本発明の組成物は、(A)(a1)酸基を有する繰り返し単位と、(a2)架橋性基を有する繰り返し単位を含む重合体、(B)キノンジアジド化合物、および(C)1分子内に、配位原子を含む構造とチオウレア構造とを有する化合物を含有しているため、現像時および硬化膜としたときの状態での各種基板に対する密着性に優れており、レジストの剥離液やNMPに対する耐性(耐薬品性)にも優れていた。
 比較例1では、前記(C)成分を用いていないため、硬化膜の各種基板に対する密着性、現像時の各種基板に対する密着性および耐薬品性が実施例よりも劣っていた。
 比較例2では、前記化合物(C-1)においてSがOに置き換わった点だけが異なる化合物を用いたが、硬化膜の各種基板に対する密着性および現像時の各種基板に対する密着性が、前記化合物(C-1)を用いた実施例12よりも大きく劣っていた。
 比較例3では、前記化合物(C-1)においてNHがOに置き換わった点だけが異なる化合物を用いたが、硬化膜の各種基板に対する密着性および現像時の各種基板に対する密着性が、前記化合物(C-1)を用いた実施例12よりも大きく劣っていた。
 比較例4では、前記化合物(C-1)においてR1がモルホルノ基からシクロヘキシル基に置き換わった点だけが異なる化合物を用いたが、硬化膜の各種基板に対する密着性、現像時の各種基板に対する密着性および耐薬品性が、前記化合物(C-1)を用いた実施例12よりも大きく劣っていた。
 比較例5では、前記化合物(C-1)においてR1がモルホルノ基からアリール基に置き換わった点だけが異なる化合物を用いたが、硬化膜の各種基板に対する密着性、現像時の各種基板に対する密着性および耐薬品性が前記化合物(C-1)を用いた実施例12よりも大きく劣っていた。
 比較例6では、前記(C)成分としてチオウラシル構造を有する化合物を用いたが、かかる化合物には、配位原子を含む構造が含有されていないため、硬化膜の各種基板に対する密着性、現像時の各種基板に対する密着性および耐薬品性が大きく劣っていた。
 比較例7では、前記(A)成分として、(a2)架橋性基を有する繰り返し単位を含む重合体を用いておらず、硬化膜の各種基板に対する密着性および耐薬品性が大きく劣っていた。
 比較例8では、前記(A)成分として、(a1)酸基を有する繰り返し単位と、(a2)架橋性基を有する繰り返し単位を含む重合体を用いておらず、フェノール樹脂(ノボラック樹脂)を用いたため、硬化膜の各種基板に対する密着性および耐薬品性が大きく劣っていた。このメカニズムは定かではないが、比較例8の感光性樹脂組成物は、架橋性基を含有しない重合体、すなわちフェノール樹脂を用いているため、実施例の感光性樹脂組成物のように、架橋性基と前記(C)成分が相互作用しないため、例えばMo、Ti、SiNxなどの基板に対して現像液(TMAH)が触れた場合、基板の表面が改質されて一部溶解してしまい、基板と硬化膜との界面に現像液が浸透してしまう結果、感光性樹脂組成物の現像時および感光性樹脂組成物を硬化膜としたときの状態での基板に対する密着性が低下してしまったと推定される。また、このメカニズムも定かではないが、比較例8の感光性樹脂組成物は、架橋性基を含有しない重合体を用いているため、架橋性基を有する繰り返し単位を含む重合体を用いた実施例のように、硬化膜としたときの架橋密度を向上させることができない結果、感光性樹脂組成物を層間絶縁膜用途に用いた場合の耐薬品性が低下してしまったと推定される。
<有機EL表示装置作製>
 TFTを用いた有機EL表示装置を以下の方法で作製した(例えば、特開2011-209681号公報の図1参照)。
 ガラス基板6上にボトムゲート型のTFT1を形成し、このTFT1を覆う状態でSi34から成る絶縁膜3を形成した。次に、この絶縁膜3に、ここでは図示を省略したコンタクトホールを形成した後、このコンタクトホールを介してTFT1に接続される配線2(高さ1.0μm)を絶縁膜3上に形成した。この配線2は、TFT1間又は、後の工程で形成される有機EL素子とTFT1とを接続するためのものである。
 更に、配線2の形成による凹凸を平坦化するために、配線2による凹凸を埋め込む状態で絶縁膜3上へ平坦化層4を形成した。絶縁膜3上への平坦化膜4の形成は、実施例8の感光性樹脂組成物を基板上にスピン塗布し、ホットプレート上でプリベーク(90℃×2分)した後、マスク上から高圧水銀灯を用いてi線を100mJ/cm2照射した後、アルカリ水溶液にて現像してパターンを形成し、220℃で60分間の加熱処理を行った。該感光性樹脂組成物を塗布する際の塗布性は良好で、露光、現像、焼成の後に得られた硬化膜には、しわやクラックの発生は認められなかった。更に、配線2の平均段差は500nm、作製した平坦化膜の膜厚は2000nmであった。
 次に、得られた平坦化膜4上に、ボトムエミッション型の有機EL素子を形成した。まず、平坦化膜4上に、ITOからなる第一電極5を、コンタクトホール7を介して配線2に接続させて形成した。その後、レジストを塗布、プリベークし、所望のパターンのマスクを介して露光し、現像した。このレジストパターンをマスクとして、ITOエッチャント用いたウエットエッチングによりパターン加工を行った。その後、レジスト剥離液(モノエタノールアミンとDMSOの混合液)を用いて該レジストパターンを剥離した。こうして得られた第一電極は、有機EL素子の陽極に相当する。
 次に、第一電極の周縁を覆う形状の絶縁層8を形成した。絶縁層には、実施例1の感光性樹脂組成物を用い、前記と同様の方法で絶縁膜8を形成した。この絶縁層を設けることによって、第一電極とこの後の工程で形成する第二電極との間のショートを防止することができる。
 更に、真空蒸着装置内で所望のパターンマスクを介して、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層を順次蒸着して設けた。次いで、基板上方の全面にAlから成る第二電極を形成した。得られた上記基板を蒸着機から取り出し、封止用ガラス板と紫外線硬化型エポキシ樹脂を用いて貼り合わせることで封止した。
 以上のようにして、各有機EL素子にこれを駆動するためのTFT1が接続してなるアクティブマトリックス型の有機EL表示装置が得られた。駆動回路を介して電圧を印加したところ、良好な表示特性を示し、信頼性の高い有機EL表示装置であることが分かった。
<液晶表示装置作製>
 特許第3321003号公報の図1及び図2に記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置において、層間絶縁膜17を本発明実施例1の感光性樹脂組成物を用い、その他は定法に従って液晶表示装置を作製した。
 得られた液晶表示装置に対して、駆動電圧を印加したところ、良好な表示特性を示し、信頼性の高い液晶表示装置であることが分かった。

Claims (17)

  1. (A)(a1)酸基を有する繰り返し単位と、(a2)架橋性基を有する繰り返し単位を含む重合体、
    (B)キノンジアジド化合物、および
    (C)1分子内に、配位原子を含む構造とチオウレア構造とを有する化合物
    を含有する感光性樹脂組成物。
  2. 前記(C)成分が、前記配位原子として窒素原子を少なくとも1つ以上含む化合物である、請求項1に記載の感光性樹脂組成物。
  3. 前記(C)成分が、下記一般式(S)で表される化合物である、請求項1または2に記載の感光性樹脂組成物。
    一般式(S)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (一般式(S)中、R1は窒素原子を少なくとも1つ以上含む基を表し、Aは2価の連結基を表し、R2は有機基を表す。)
  4. 前記一般式(S)中、R1が、-NR34(R3およびR4は、それぞれ、有機基であり、互いに結合して環を形成していてもよい)で表される基である、請求項3に記載の感光性樹脂組成物。
  5. 前記一般式(S)中、R1が、5員環または6員環の環状基である、請求項3または4に記載の感光性樹脂組成物。
  6. 前記一般式(S)中、R1が、モルホリノ基である、請求項3~5のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物。
  7. 前記一般式(S)中、R2の末端に炭化水素基を有する、請求項3~6のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物。
  8. 前記構成単位(a1)が、カルボキシル基および/またはフェノール性水酸基を有する繰り返し単位である、請求項1~7のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物。
  9. 前記構成単位(a2)が、エポキシ基、オキセタニル基および-NH-CH2-O-R(Rは水素原子または炭素数1~20のアルキル基)で表される基よりなる群から選ばれた少なくとも1つを含む構成単位を含有する、請求項1~8のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物。
  10. 前記感光性樹脂組成物中の前記成分(B)の配合量が、前記感光性樹脂組成物中の全固形分に対し10質量%を超え40質量%以下である、請求項1~9のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物。
  11. 前記感光性樹脂組成物が、ポジ型感光性樹脂組成物である、請求項1~10のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物。
  12. (1)請求項1~11のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物を基板上に塗布する工程、
    (2)塗布された感光性樹脂組成物から溶剤を除去する工程、
    (3)溶剤が除去された感光性樹脂組成物を活性光線により露光する工程、
    (4)露光された感光性樹脂組成物を水性現像液により現像する工程、および、
    (5)現像された感光性樹脂組成物を熱硬化するポストベーク工程、
    を含む硬化膜の製造方法。
  13. 前記現像工程後、前記ポストベーク工程前に、(6)現像された感光性樹脂組成物を全面露光する工程を含む、請求項12に記載の硬化膜の製造方法。
  14. 前記ポストベーク工程で熱硬化して得られた硬化膜を有する基板に対し、ドライエッチングを行う工程を含む、請求項12または13に記載の硬化膜の製造方法。
  15. 請求項12~14のいずれか1項に記載の硬化膜の製造方法により形成された硬化膜。
  16. 層間絶縁膜である、請求項15に記載の硬化膜。
  17. 請求項15または16に記載の硬化膜を有する有機EL表示装置または液晶表示装置。
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