特許 6744577 ポジ型感光性樹脂組成物

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6744577

(24)【登録日】2020年8月4日

(45)【発行日】2020年8月19日

(54)【発明の名称】ポジ型感光性樹脂組成物

(51)【国際特許分類】

   G03F 7/023 20060101AFI20200806BHJP

   G03F 7/004 20060101ALI20200806BHJP

   G02F 1/1333 20060101ALI20200806BHJP

【ＦＩ】

   G03F7/023

   G03F7/004 501

   G03F7/004 504

   G02F1/1333 505

【請求項の数】11

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2016-562636(P2016-562636)

(86)(22)【出願日】2015年12月1日

(86)【国際出願番号】JP2015083771

(87)【国際公開番号】WO2016088757

(87)【国際公開日】20160609

【審査請求日】2018年11月14日

(31)【優先権主張番号】特願2014-245972(P2014-245972)

(32)【優先日】2014年12月4日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000003986

【氏名又は名称】日産化学株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001999

【氏名又は名称】特許業務法人はなぶさ特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】竹田 佳代

(72)【発明者】

【氏名】畑中 真

【審査官】 倉本 勝利

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１３７４５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２０８５１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０９７５４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３３３７０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２４９４７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｆ７／００；Ｇ０３Ｆ７／００４−７／１８；７／２６−７／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

下記（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分、及び（Ｄ）溶剤を含有するポジ型感光性樹脂組成物。
（Ａ）成分：下記（Ａ１）〜（Ａ４）を共重合させて得られるアルカリ可溶性アクリル共重合体
（Ａ１）不飽和カルボン酸及び／又は不飽和カルボン酸無水物、（Ａ２）フェノール性水酸基と重合性不飽和基とを有するモノマー、（Ａ３）ヒドロキシアルキル基と重合性不飽和基とを有するモノマー、（Ａ４）Ｎ置換マレイミド化合物（但し、Ｎ−ヒドロキシフェニルマレイミドは（Ａ２）成分であるものとする）；
（Ｂ）成分：１，２−キノンジアジド化合物、
（Ｃ）成分：架橋剤
（Ｄ）溶剤。

【請求項2】

（Ａ２）フェノール性水酸基と重合性不飽和基とを有するモノマーが、ｐ−ヒドロキシフェニル（メタ）アクリレートである請求項１記載のポジ型感光性樹脂組成物。

【請求項3】

（Ａ）成分のアルカリ可溶性アクリル重合体の数平均分子量がポリスチレン換算で２，０００乃至３０，０００である請求項１または２に記載のポジ型感光性樹脂組成物。

【請求項4】

（Ａ）成分の１００質量部に対して、（Ｂ）成分が５乃至１００質量部であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のポジ型感光性樹脂組成物。

【請求項5】

（Ａ）成分の１００質量部に対して、（Ｃ）成分が５乃至５０質量部であることを特徴とする上記１乃至４のいずれか一項に記載のポジ型感光性樹脂組成物。

【請求項6】

（Ｅ）成分として、界面活性剤を更に（Ａ）成分の１００質量部に対して０．０１乃至１．０質量部含有する、請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載のポジ型感光性樹脂組成物。

【請求項7】

（Ｆ）成分として、密着促進剤を更に（Ａ）成分の１００質量部に対して０．１乃至２０質量部含有する、請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載のポジ型感光性樹脂組成物。

【請求項8】

請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載のポジ型感光性樹脂組成物を硬化してなる硬化膜。

【請求項9】

請求項８に記載の硬化膜を有する表示素子。

【請求項10】

請求項８に記載の硬化膜をディスプレイ用アレイ平坦化膜として有する表示素子。

【請求項11】

請求項８に記載の硬化膜を層間絶縁膜として有する表示素子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ポジ型感光性樹脂組成物及びそれから得られる硬化膜に関する。より詳しくは、本発明は、ディスプレイ材料の用途において好適なポジ型感光性樹脂組成物及びその硬化膜、並びに該硬化膜を用いた各種材料に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）型液晶表示素子、有機ＥＬ（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ）素子等のディスプレイ素子においては、パターン形成された電極保護膜、平坦化膜、絶縁膜等が設けられている。これらの膜を形成する材料としては、感光性樹脂組成物の中でも、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を有するという特徴を持つところの感光性樹脂組成物が、従来より幅広く使用されている。

【0003】

そして、上述のこれらの膜には、耐熱性、耐溶剤性、長時間焼成耐性、メタルスパッタ耐性などのプロセス耐性に優れていること、下地との密着性が良好であること、使用目的に合わせた様々なプロセス条件でパターンを形成し得る広いプロセスマージンを有すること、加えて、高感度且つ高透明性であること並びに現像後の膜ムラが少ないこと等の諸特性が要求される。そこで、斯かる要求特性の点から、これまで、上記の感光性樹脂組成物としては、ナフトキノンジアジド化合物を含む樹脂が汎用されてきた。

【0004】

これらの材料はエポキシ架橋剤を添加したり、アクリル樹脂中にカルボキシル基とエポキシ基を含有させることで、形成されたパターンを熱架橋させ硬化させることが提案されている（特許文献１及び２）。しかし、このような樹脂を用いた場合十分な感度が得られず、ディスプレイ製造時のスループット低下につながる。またポストベーク時のベーク温度によりパターン形状が変化しやすく精密な温度制御が必要とされていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０００−１０３９３７号公報

【特許文献2】特開平４−３５２１０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであって、現像時の密着性を維持したまま高感度でパターン形成可能であり、パターン内残渣の少ない硬化膜を形成することができるポジ型感光性樹脂組成物を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者は、上記の課題を解決するべく鋭意研究を行った結果、本発明を見出すに至った。すなわち、本発明は下記に関する。
１．下記（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分、及び（Ｄ）溶剤を含有するポジ型感光性樹脂組成物。
（Ａ）成分：下記（Ａ１）〜（Ａ４）を共重合させて得られるアルカリ可溶性アクリル共重合体
（Ａ１）不飽和カルボン酸及び／又は不飽和カルボン酸無水物、（Ａ２）フェノール性水酸基と重合性不飽和基とを有するモノマー、（Ａ３）ヒドロキシアルキル基と重合性不飽和基とを有するモノマー、（Ａ４）Ｎ置換マレイミド化合物；
（Ｂ）成分：１，２−キノンジアジド化合物、
（Ｃ）成分：架橋剤
（Ｄ）溶剤。
２．（Ａ２）フェノール性水酸基と重合性不飽和基とを有するモノマーが、ｐ−ヒドロキシフェニル（メタ）アクリレートである上記１に記載のポジ型感光性樹脂組成物。
３．（Ａ）成分のアルカリ可溶性アクリル重合体の数平均分子量がポリスチレン換算で２，０００乃至３０，０００である上記１または２に記載のポジ型感光性樹脂組成物。
４．（Ａ）成分の１００質量部に対して、（Ｂ）成分が５乃至１００質量部であることを特徴とする上記１乃至３に記載のポジ型感光性樹脂組成物。
５．（Ａ）成分の１００質量部に対して、（Ｃ）成分が５乃至５０質量部であることを特徴とする上記１乃至４のいずれか一項に記載のポジ型感光性樹脂組成物。
６．（Ｅ）成分として、界面活性剤を更に（Ａ）成分の１００質量部に対して０．０１乃至１．０質量部含有する、上記１乃至５のうちいずれか一項に記載のポジ型感光性樹脂組成物。
７．（Ｆ）成分として、密着促進剤を更に（Ａ）成分の１００質量部に対して０．１乃至２０質量部含有する、上記１乃至６のうちいずれか一項に記載のポジ型感光性樹脂組成物。
８．上記１乃至７のうちいずれか一項に記載のポジ型感光性樹脂組成物を硬化してなる硬化膜。
９．上記８に記載の硬化膜を有する表示素子。
１０．上記８に記載の硬化膜をディスプレイ用アレイ平坦化膜として有する表示素子。
１１．上記８に記載の硬化膜を層間絶縁膜として有する表示素子。

【発明の効果】

【0008】

本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、現像時の密着性を維持したまま高感度でパターン形成可能であり、パターン残渣の少ない硬化膜を形成することができる。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明の感光性樹脂組成物は、下記（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分、及び（Ｄ）溶剤を含有するポジ型感光性樹脂組成物である。
（Ａ）成分：下記（Ａ１）〜（Ａ４）を共重合させて得られるアルカリ可溶性アクリル共重合体
（Ａ１）不飽和カルボン酸及び／又は不飽和カルボン酸無水物、（Ａ２）フェノール性水酸基と重合性不飽和基とを有するモノマー、（Ａ３）ヒドロキシアルキル基と重合性不飽和基とを有するモノマー、（Ａ４）Ｎ置換マレイミド化合物；
（Ｂ）成分：１，２−キノンジアジド化合物、
（Ｃ）成分：架橋剤
（Ｄ）溶剤。
以下、各成分の詳細を説明する。

【0010】

＜（Ａ）成分＞
（Ａ）成分は、（Ａ１）不飽和カルボン酸及び／又は不飽和カルボン酸無水物、（Ａ２）フェノール性水酸基と重合性不飽和基とを有するモノマー、（Ａ３）ヒドロキシアルキル基と重合性不飽和基とを有するモノマー、（Ａ４）Ｎ置換マレイミド化合物を共重合して得られたアルカリ可溶性アクリル重合体である。

【0011】

本発明において、アクリル重合体とはアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレン、マレイミド等の重合性不飽和基、すなわち、構造中にＣ＝Ｃ二重結合を含む重合性基を有するモノマーを用いて得られる重合体を指す。
（Ａ）成分のアルカリ可溶性アクリル重合体は、アルカリ可溶性アクリル重合体であればよく、アクリル重合体を構成する高分子の主鎖の骨格及び側鎖の種類などについて特に限定されない。

【0012】

（Ａ）成分のアルカリ可溶性アクリル重合体は、数平均分子量が３０，０００を超えて過大なものであると、段差に対する平坦化性能が低下する一方、数平均分子量が２，０００未満で過小なものであると、熱硬化時に硬化不足になり溶剤耐性が低下する場合がある。従って、数平均分子量が２，０００乃至３０，０００の範囲内にあるものである。

【0013】

上述のように、（Ａ）成分のアルカリ可溶アクリル重合体の合成方法は、（Ａ１）カルボキシル基及び／または酸無水物基を有するモノマー、（Ａ２）フェノール性水酸基と重合性不飽和基とを有するモノマー、（Ａ３）ヒドロキシアルキル基と重合性不飽和基とを有するモノマー、及び（Ａ４）Ｎ置換マレイミドを含むモノマー混合物を共重合する方法が簡便である。

【0014】

以下、（Ａ）成分の構成モノマーの具体例を挙げるが、これらに限定されるものではない。
（Ａ１）成分の不飽和カルボン酸を有するモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、モノ−（２−（アクリロイルオキシ）エチル）フタレート、モノ−（２−（メタクリロイルオキシ）エチル）フタレート、Ｎ−（カルボキシフェニル）マレイミド、Ｎ−（カルボキシフェニル）メタクリルアミド、Ｎ−（カルボキシフェニル）アクリルアミド等、また不飽和カルボン酸無水物を有するモノマーとしては、無水マレイン酸、無水イタコン酸等が挙げられる。

【0015】

（Ａ２）成分のフェノール性水酸基と重合性不飽和基とを有するモノマーとしては、例えば、ｐ−ヒドロキシスチレン、α―メチル−ｐ−ヒドロキシスチレン、Ｎ−ヒドロキシフェニルマレイミド、Ｎ−ヒドロキシフェニルアクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシフェニルメタクリルアミド、ｐ−ヒドロキシフェニルアクリレート、ｐ−ヒドロキシフェニルメタクリレート等が挙げられ、これらは単独又は2種以上を組み合わせて使用できる。中でも、ｐ−ヒドロキシフェニルアクリレートとｐ−ヒドロキシフェニルメタクリレートから選ばれるモノマーが好ましい。

【0016】

（Ａ３）ヒドロキシアルキル基と重合性不飽和基とを有するモノマーとしては、例えば、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、４−ヒドロキシブチルアクリレート、２，３−ジヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、４−ヒドロキシブチルメタクリレート、２，３−ジヒドロキシプロピルメタクリレート、グリセリンモノメタクリレート、５−アクリロイルオキシ−６−ヒドロキシノルボルネン−２−カルボキシリック−６−ラクトン等が挙げられる。

【0017】

（Ａ４）Ｎ置換マレイミド化合物としては、例えば、Ｎ−メチルマレイミド、Ｎ−フェニルマレイミド、及びＮ−シクロヘキシルマレイミド等が挙げられる。

【0018】

また、本発明においては、（Ａ）成分のアクリル重合体を得る際に、上記モノマー（Ａ１）〜（Ａ４）と共重合可能な、その他モノマーを併用することができる。そのようなモノマーの具体例としては、アクリル酸エステル化合物、メタクリル酸エステル化合物、マレイミド、アクリルアミド化合物、アクリロニトリル、スチレン化合物及びビニル化合物等が挙げられる。以下、当該その他モノマーの具体例を挙げるが、これらに限定されるものではない。

【0019】

前記アクリル酸エステル化合物としては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ベンジルアクリレート、ナフチルアクリレート、アントリルアクリレート、アントリルメチルアクリレート、フェニルアクリレート、グリシジルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、２，２，２−トリフルオロエチルアクリレート、ｔｅｒｔ−ブチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、イソボルニルアクリレート、２−メトキシエチルアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、２−エトキシエチルアクリレート、２−アミノエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、３−メトキシブチルアクリレート、２−メチル−２−アダマンチルアクリレート、２−プロピル−２−アダマンチルアクリレート、８−メチル−８−トリシクロデシルアクリレート、及び、８−エチル−８−トリシクロデシルアクリレート、ジエチレングリコールモノアクリレート、カプロラクトン２−（アクリロイルオキシ）エチルエステル、ポリ（エチレングリコール）エチルエーテルアクリレート等が挙げられる。

【0020】

前記メタクリル酸エステル化合物としては、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、ナフチルメタクリレート、アントリルメタクリレート、アントリルメチルメタクリレート、フェニルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート、ｔｅｒｔ−ブチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、２−メトキシエチルメタクリレート、メトキシトリエチレングリコールメタクリレート、２−エトキシエチルメタクリレート、２−アミノメチルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、３−メトキシブチルメタクリレート、２−メチル−２−アダマンチルメタクリレート、γ−ブチロラクトンメタクリレート、２−プロピル−２−アダマンチルメタクリレート、８−メチル−８−トリシクロデシルメタクリレート、及び、８−エチル−８−トリシクロデシルメタクリレート、ジエチレングリコールモノメタクリレート、カプロラクトン２−（メタクリロイルオキシ）エチルエステル、ポリ（エチレングリコール）エチルエーテルメタクリレート等が挙げられる。

【0021】

前記アクリルアミド化合物としては、例えば、Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ−メチルメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルメタクリルアミド、Ｎ−メトキシメチルアクリルアミド、Ｎ−メトキシメチルメタクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチルアクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチルメタクリルアミド等が挙げられる。

【0022】

前記ビニル化合物としては、例えば、メチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン、ビニルカルバゾール、アリルグリシジルエーテル、３−エテニル−７−オキサビシクロ［４．１．０］ヘプタン、１，２−エポキシ−５−ヘキセン、及び、１，７−オクタジエンモノエポキサイド等が挙げられる。

【0023】

前記スチレン化合物としては、ヒドロキシ基を有しないスチレン、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン等が挙げられる。

【0024】

本発明に用いるアルカリ可溶性アクリル重合体を得る方法は特に限定されないが、例えば、アルカリ可溶性モノマー（Ａ１）〜（Ａ４）、それ以外の共重合可能なモノマー及び所望により重合開始剤等を共存させた溶剤中において、５０乃至１１０℃の温度下で重合反応させることにより、得られる。その際、用いられる溶剤は、アルカリ可溶性アクリル重合体を構成するモノマー及び特定官能基を有するアクリル重合体を溶解するものであれば特に限定されない。具体例としては、後述する（Ｄ）溶剤に記載する溶剤が挙げられる。

【0025】

このようにして得られる特定官能基を有するアクリル重合体は、通常、溶剤に溶解した溶液の状態である。

【0026】

また、上記のようにして得られた特定共重合体の溶液を、ジエチルエーテルや水等の撹拌下に投入して再沈殿させ、生成した沈殿物を濾過・洗浄した後、常圧又は減圧下で、常温あるいは加熱乾燥することで、特定共重合体の粉体とすることができる。このような操作により、特定共重合体と共存する重合開始剤や未反応モノマーを除去することができ、その結果、精製した特定共重合体の粉体を得られる。一度の操作で充分に精製できない場合は、得られた粉体を溶剤に再溶解して、上記の操作を繰り返し行えば良い。
本発明においては、上記特定共重合体の粉体をそのまま用いても良く、あるいはその粉体を、たとえば後述する（Ｄ）溶剤に再溶解して溶液の状態として用いても良い。
また、本発明においては、（Ａ）成分のアクリル重合体は、複数種の特定共重合体の混合物であってもよい。

【0027】

＜（Ｂ）成分＞
（Ｂ）成分である１，２−キノンジアジド化合物としては、水酸基又はアミノ基のいずれか一方か、水酸基及びアミノ基の両方を有する化合物であって、これらの水酸基又はアミノ基（水酸基とアミノ基の両方を有する場合は、それらの合計量）のうち、好ましくは１０乃至１００モル％、特に好ましくは２０乃至９５モル％が１，２−キノンジアジドスルホン酸でエステル化、またはアミド化された化合物を用いることができる。

【0028】

前記水酸基を有する化合物としては例えば、フェノール、ｏ−クレゾール、ｍ−クレゾール、ｐ−クレゾール、ハイドロキノン、レゾルシノール、カテコール、ガリック酸メチル、ガリック酸エチル、１，３，３−トリス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、４，４’−ジヒドロキシフェニルスルホン、４，４−ヘキサフルオロイソプロピリデンジフェノール、１，１，１−トリス（４−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、２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン、２，３，４−トリヒドロキシベンゾフェノン、２，２’，４，４’−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、２，２’，３，４，４’−ペンタヒドロキシベンゾフェノン、２，５−ビス（２−ヒドロキシ−５−メチルベンジル）メチルなどのフェノール化合物、エタノール、２−プロパノール、４−ブタノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、２−メトキシエタノール、２−ブトキシエタノール、２−メトキシプロパノール、２−ブトキシプロパノール、乳酸エチル、乳酸ブチルなどの脂肪族アルコール類を挙げることができる。

【0029】

また、前記アミノ基を含有する化合物としては、アニリン、ｏ−トルイジン、ｍ−トルイジン、ｐ−トルイジン、４−アミノジフェニルメタン、４−アミノジフェニル、ｏ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、４，４’−ジアミノフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、などのアニリン類、アミノシクロヘキサンを挙げることができる。

【0030】

さらに、水酸基とアミノ基両方を含有する化合物としては、例えば、ｏ−アミノフェノール、ｍ−アミノフェノール、ｐ−アミノフェノール、４−アミノレゾルシノール、２，３−ジアミノフェノール、２，４−ジアミノフェノール、４，４’−ジアミノ−４’’−ヒドロキシトリフェニルメタン、４−アミノ−４’，４’’−ジヒドロキシトリフェニルメタン、ビス（４−アミノ−３−カルボキシ−５−ヒドロキシフェニル）エーテル、ビス（４−アミノ−３−カルボキシ−５−ヒドロキシフェニル）メタン、２，２−ビス（４−アミノ−３−カルボキシ−５−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−アミノ−３−カルボキシ−５−ヒドロキシフェニル）ヘキサフルオロプロパンなどのアミノフェノール類、２−アミノエタノール、３−アミノプロパノール、４−アミノシクロヘキサノールなどのアルカノールアミン類を挙げることができる。

【0031】

これらの１，２−キノンジアジド化合物は単独または２種以上の組み合わせで使用することができる。

【0032】

本発明のポジ型感光性樹脂組成物における（Ｂ）成分の含有量は、（Ａ）成分の１００質量部に対して、好ましくは５乃至１００質量部、より好ましくは８乃至５０質量部、更に好ましくは１０乃至４０質量部である。５質量部未満の場合、ポジ型感光性樹脂組成物の露光部と未露光部の現像液への溶解速度差が小さくなり、現像によるパターニングが困難である場合がある。また、１００質量部を超えると、短時間での露光で１，２−キノンジアジド化合物が十分に分解されないため感度が低下する場合や、（Ｂ）成分が光を吸収してしまい硬化膜の透明性を低下させてしまう場合がある。

【0033】

＜（Ｃ）成分＞
（Ｃ）成分は架橋剤であり、より具体的には、（Ａ）成分と熱反応により橋架け構造を形成しうる構造を有する化合物である。以下、具体例を挙げるがこれらに限定されるものではない。熱架橋剤は、例えば、（Ｃ１）アルコキシメチル基及びヒドロキシメチル基から選ばれる置換基を２個以上有する架橋性化合物や（Ｃ２）後述する式（２）で表される架橋性化合物から選ばれるものが好ましい。これらの架橋剤は単独または２種以上の組み合わせで使用することができる。

【0034】

（Ｃ１）成分のアルコキシメチル基及びヒドロキシメチル基から選ばれる置換基を２個以上有する架橋性化合物は、熱硬化時の高温に曝されると、脱水縮合反応により架橋反応が進行するものである。このような化合物としては、例えば、アルコキシメチル化グリコールウリル、アルコキシメチル化ベンゾグアナミン、およびアルコキシメチル化メラミン等の化合物、およびフェノプラスト系化合物が挙げられる。

【0035】

アルコキシメチル化グリコールウリルの具体例としては、例えば、１，３，４，６−テトラキス（メトキシメチル）グリコールウリル、１，３，４，６−テトラキス（ブトキシメチル）グリコールウリル、１，３，４，６−テトラキス（ヒドロキシメチル）グリコールウリル、１，３−ビス（ヒドロキシメチル）尿素、１，１，３，３−テトラキス（ブトキシメチル）尿素、１，１，３，３−テトラキス（メトキシメチル）尿素、１，３−ビス（ヒドロキシメチル）−４，５−ジヒドロキシ−２−イミダゾリノン、および１，３−ビス（メトキシメチル）−４，５−ジメトキシ−２−イミダゾリノン等が挙げられる。市販品として、三井サイテック（株）製グリコールウリル化合物（商品名：サイメル（登録商標）１１７０、パウダーリンク（登録商標）１１７４）等の化合物、メチル化尿素樹脂（商品名：ＵＦＲ（登録商標）６５）、ブチル化尿素樹脂（商品名：ＵＦＲ（登録商標）３００、Ｕ−ＶＡＮ１０Ｓ６０、Ｕ−ＶＡＮ１０Ｒ、Ｕ−ＶＡＮ１１ＨＶ）、ＤＩＣ（株）製尿素／ホルムアルデヒド系樹脂（高縮合型、商品名：ベッカミン（登録商標）Ｊ−３００Ｓ、同Ｐ−９５５、同Ｎ）等が挙げられる。

【0036】

アルコキシメチル化ベンゾグアナミンの具体例としてはテトラメトキシメチルベンゾグアナミン等が挙げられる。市販品として、三井サイテック（株）製（商品名：サイメル（登録商標）１１２３）、（株）三和ケミカル製（商品名：ニカラック（登録商標）ＢＸ−４０００、同ＢＸ−３７、同ＢＬ−６０、同ＢＸ−５５Ｈ）等が挙げられる。

【0037】

アルコキシメチル化メラミンの具体例としては、例えば、ヘキサメトキシメチルメラミン等が挙げられる。市販品として、三井サイテック（株）製メトキシメチルタイプメラミン化合物（商品名：サイメル（登録商標）３００、同３０１、同３０３、同３５０）、ブトキシメチルタイプメラミン化合物（商品名：マイコート（登録商標）５０６、同５０８）、三和ケミカル製メトキシメチルタイプメラミン化合物（商品名：ニカラック（登録商標）ＭＷ−３０、同ＭＷ−２２、同ＭＷ−１１、同ＭＷ−１００ＬＭ、同ＭＳ−００１、同ＭＸ−００２、同ＭＸ−７３０、同ＭＸ−７５０、同ＭＸ−０３５）、ブトキシメチルタイプメラミン化合物（商品名：ニカラック（登録商標）ＭＸ−４５、同ＭＸ−４１０、同ＭＸ−３０２）等が挙げられる。

【0038】

また、このようなアミノ基の水素原子がメチロール基またはアルコキシメチル基で置換されたメラミン化合物、尿素化合物、グリコールウリル化合物及びベンゾグアナミン化合物を縮合させて得られる化合物であってもよい。例えば、米国特許第６３２３３１０号に記載されているメラミン化合物およびベンゾグアナミン化合物から製造される高分子量の化合物が挙げられる。前記メラミン化合物の市販品としては、商品名：サイメル（登録商標）３０３（三井サイテック（株）製）等が挙げられ、前記ベンゾグアナミン化合物の市販品としては、商品名：サイメル（登録商標）１１２３（三井サイテック（株）製）等が挙げられる。

【0039】

フェノプラスト系化合物の具体例としては、例えば、２，６−ビス（ヒドロキシメチル）フェノール、２，６−ビス（ヒドロキシメチル）クレゾール、２，６−ビス（ヒドロキシメチル）−４−メトキシフェノール、３，３’，５，５’−テトラキス（ヒドロキシメチル）ビフェニル−４，４’−ジオール、３，３’−メチレンビス（２−ヒドロキシ−５−メチルベンゼンメタノール）、４，４’−（１−メチルエチリデン）ビス［２−メチル−６−ヒドロキシメチルフェノール］、４，４’−メチレンビス［２−メチル−６−ヒドロキシメチルフェノール］、４，４’−（１−メチルエチリデン）ビス［２，６−ビス（ヒドロキシメチル）フェノール］、４，４’−メチレンビス［２，６−ビス（ヒドロキシメチル）フェノール］、２，６−ビス（メトキシメチル）フェノール、２，６−ビス（メトキシメチル）クレゾール、２，６−ビス（メトキシメチル）−４−メトキシフェノール、３，３’，５，５’−テトラキス（メトキシメチル）ビフェニル−４，４’−ジオール、３，３’−メチレンビス（２−メトキシ−５−メチルベンゼンメタノール）、４，４’−（１−メチルエチリデン）ビス［２−メチル−６−メトキシメチルフェノール］、４，４’−メチレンビス［２−メチル−６−メトキシメチルフェノール］、４，４’−（１−メチルエチリデン）ビス［２，６−ビス（メトキシメチル）フェノール］、４，４’−メチレンビス［２，６−ビス（メトキシメチル）フェノール］等が挙げられる。市販品としても入手が可能であり、その具体例としては、２６ＤＭＰＣ、４６ＤＭＯＣ、ＤＭ−ＢＩＰＣ−Ｆ、ＤＭ−ＢＩＯＣ−Ｆ、ＴＭ−ＢＩＰ−Ａ、ＢＩＳＡ−Ｆ、ＢＩ２５Ｘ−ＤＦ、ＢＩ２５Ｘ−ＴＰＡ（以上、旭有機材工業（株）製）等が挙げられる。

【0040】

さらに、（Ｃ１）成分としては、Ｎ−ヒドロキシメチルアクリルアミド、Ｎ−メトキシメチルメタクリルアミド、Ｎ−エトキシメチルアクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチルメタクリルアミド等のヒドロキシメチル基またはアルコキシメチル基で置換されたアクリルアミド化合物またはメタクリルアミド化合物を使用して製造されるポリマーも用いることができる。
そのようなポリマーとしては、例えば、ポリ（Ｎ−ブトキシメチルアクリルアミド）、Ｎ−ブトキシメチルアクリルアミドとスチレンとの共重合体、Ｎ−ヒドロキシメチルメタクリルアミドとメチルメタクリレートとの共重合体、Ｎ−エトキシメチルメタクリルアミドとベンジルメタクリレートとの共重合体、及びＮ−ブトキシメチルアクリルアミドとベンジルメタクリレートと２−ヒドロキシプロピルメタクリレートとの共重合体等が挙げられる。このようなポリマーの重量平均分子量は、１，０００乃至５０，０００であり、好ましくは、１，５００乃至２０，０００であり、より好ましくは２，０００乃至１０，０００である。

【0041】

これらの架橋性化合物は、単独でまたは２種以上を組み合わせて使用することができる。

【0042】

本発明のポジ型感光性樹脂組成物における架橋剤として（Ｃ１）成分を選択した場合の含有量は、（Ａ）成分の１００質量部に対して、好ましくは５乃至５０質量部、より好ましくは１０乃至４０質量部である。５質量部未満の場合、メタルスパッタ後の耐熱性が低下したり、段差平坦化性が低下したりする場合がある。また、５０質量部を超えると、現像時の密着性が低下したり、感度が低下する可能性がある。

【0043】

また本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、（Ｃ２）成分として、式（２）で表される架橋性化合物を含有することができる。

【化1】

（式中、ｋは２〜１０の整数、ｍは０〜４の整数を示し、Ｒ^１はｋ価の有機基を表す）

【0044】

（Ｃ２）成分は、式（２）で表されるシクロアルケンオキサイド構造を有する化合物であれば特に限定されない。その具体例としては、下記式Ｃ２−１及びＣ２−２や、以下に示す市販品等が挙げられる。

【化2】

【化3】

【0045】

市販品としては、エポリードＧＴ−４０１、同ＧＴ−４０３、同ＧＴ−３０１、同ＧＴ−３０２、セロキサイド２０２１、セロキサイド３０００（ダイセル化学工業（株）製 商品名）、脂環式エポキシ樹脂であるデナコールＥＸ−２５２（ナガセケムッテクス（株）製 商品名）、ＣＹ１７５、ＣＹ１７７、ＣＹ１７９（以上、ＣＩＢＡ−ＧＥＩＧＹ Ａ．Ｇ製 商品名）、アラルダイトＣＹ−１８２、同ＣＹ−１９２、同ＣＹ−１８４（以上、ＣＩＢＡ−ＧＥＩＧＹ Ａ．Ｇ製 商品名）、エピクロン２００、同４００（以上、ＤＩＣ（株）製 商品名）、エピコート８７１、同８７２（以上、油化シェルエポキシ（株）製 商品名）、ＥＤ−５６６１、ＥＤ−５６６２（以上、セラニーズコーティング（株）製 商品名）等を挙げることができる。また、これらの架橋性化合物は、単独または２種類以上を組み合わせて用いることができる。

【0046】

これらのうち、耐熱性、耐溶剤性、耐長時間焼成耐性等の耐プロセス性、および透明性の観点からシクロヘキセンオキサイド構造を有する、上記式Ｃ２−１及び式Ｃ２−２で表される化合物、エポリードＧＴ−４０１、同ＧＴ−４０３、同ＧＴ−３０１、同ＧＴ−３０２、セロキサイド２０２１、セロキサイド３０００が好ましい。

【0047】

上記架橋剤として（Ｃ２）成分を選択した場合の含有量は、（Ａ）成分の１００質量部に対して３乃至５０質量部、好ましくは７乃至４０質量部、より好ましくは１０乃至３０質量部である。架橋性化合物の含有量が少ない場合には、架橋性化合物によって形成される架橋の密度が十分ではないため、パターン形成後の耐熱性、耐溶剤性、長時間の焼成に対する耐性等を向上させる効果が得られない場合がある。一方、５０質量部を超える場合には、未架橋の架橋性化合物が存在し、パターン形成後の耐熱性、耐溶剤性、長時間の焼成に対する耐性等が低下し、また、感光性樹脂組成物の保存安定性が悪くなる場合がある。

【0048】

＜（Ｄ）溶剤＞
本発明に用いる（Ｄ）溶剤は、（Ａ）成分、（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分を溶解し、且つ所望により添加される後述の（Ｅ）成分乃至（Ｆ）成分などを溶解するものであり、斯様な溶解能を有する溶剤であれば、その種類及び構造などは特に限定されるものでない。

【0049】

斯様な（Ｄ）溶剤としては、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、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、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、プロピレングリコール、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メチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、２−ブタノン、３−メチル−２−ペンタノン、２−ペンタノン、２-ヘプタノン、γ―ブチロラクトン、２−ヒドロキシプロピオン酸エチル、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、２−ヒドロキシ−３−メチルブタン酸メチル、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エチル、３−エトキシプロピオン酸メチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、及びＮ−メチルピロリドン等が挙げられる。

【0050】

これらの溶剤は、一種単独で、または二種以上の組合せで使用することができる。
これら（Ｄ）溶剤の中、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メチルエーテルアセテート、２−ヘプタノン、プロピレングリコールプロピルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、乳酸エチル、乳酸ブチル等が、塗膜性が良好で安全性が高いという観点より好ましい。これら溶剤は、一般にフォトレジスト材料のための溶剤として用いられている。

【0051】

＜（Ｅ）成分＞
（Ｅ）成分は、界面活性剤である。本発明のポジ型感光性樹脂組成物にあっては、その塗布性を向上させるという目的で、本発明の効果を損なわない限りにおいて、更に界面活性剤を含有することができる。

【0052】

（Ｅ）成分の界面活性剤としては、特に制限されないが、例えば、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤などが挙げられる。この種の界面活性剤としては、例えば、住友スリーエム（株）製、ＤＩＣ（株）製或いはＡＧＣセイミケミカル（株）製等の市販品を用いることができる。これら市販品は、容易に入手することができるので、好都合である。その具体的な例としては、ポリフォックスＰＦ−１３６Ａ、１５１、１５６Ａ、１５４Ｎ、１５９、６３６、６３２０、６５６、６５２０（Ｏｍｎｏｖａ社製）、メガファックＲ３０、Ｒ０８、Ｒ４０、Ｒ４１、Ｒ４３、Ｆ２５１、Ｆ４７７、Ｆ５５２、Ｆ５５３、Ｆ５５４、Ｆ５５５、Ｆ５５６、Ｆ５５７、Ｆ５５８、Ｆ５５９、Ｆ５６０、Ｆ５６１、Ｆ５６２、Ｆ５６３、Ｆ５６５、Ｆ５６７、Ｆ５７０（ＤＩＣ（株）製）、ＦＣ４４３０、ＦＣ４４３２（住友スリーエム（株）製）、アサヒガードＡＧ７１０、サーフロンＳ−３８６、Ｓ−６１１、Ｓ−６５１、（ＡＧＣセイミケミカル（株）製）、フタージェントＦＴＸ−２１８、ＤＦＸ−１８、２２０Ｐ、２５１、２１２Ｍ、２１５Ｍ（（株）ネオス製）等のフッ素系界面活性剤、ＢＹＫ−３００、３０２、３０６、３０７、３１０、３１３、３１５、３２０、３２２、３２３、３２５、３３０、３３１、３３３、３４２、３４５、３４６、３４７、３４８、３４９、３７０、３７７、３７８、３４５５（ビックケミージャパン（株）製）、ＳＨ３７４６、ＳＨ３７４９、ＳＨ３７７１、ＳＨ８４００、ＳＨ８４１０、ＳＨ８７００、ＳＦ８４２８（東レ・ダウコーニング・シリコーン（株）製）、ＫＦ−３５１、ＫＦ−３５２、ＫＦ−３５３、ＫＦ−３５４Ｌ、ＫＦ−３５５Ａ、ＫＦ−６１５Ａ、ＫＦ−９４５、ＫＦ−６１８、ＫＦ−６０１１、ＫＦ−６０１５（信越化学工業（株）製）等のシリコーン系界面活性剤が挙げられる。
（Ｅ）成分の界面活性剤は、一種単独で、または二種以上の組合せで使用することができる。

【0053】

界面活性剤が使用される場合、その含有量は、（Ａ）成分１００質量部に基づいて通常０．０１乃至１.０質量部であり、好ましくは０．０２乃至０．８質量部である。（Ｅ）成分の界面活性剤の使用量が１．０質量部を超える量に設定されても、上記塗布性の改良効果は鈍くなり、経済的でなくなる。０．０１質量部以下である場合、塗布性改善の効果が発現しない場合がある。

【0054】

＜（Ｆ）成分＞
（Ｆ）成分は、密着促進剤である。本発明のポジ型感光性樹脂組成物は現像後の基板との密着性を向上させる目的で、密着促進剤を添加してもよい。このような密着促進剤の具体例としては、トリメチルクロロシラン、ジメチルビニルクロロシラン、メチルジフェニルクロロシラン、クロロメチルジメチルクロロシラン等のクロロシラン類、トリメチルメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、ジメチルビニルエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−（Ｎ−ピペリジニル）プロピルトリエトキシシラン、３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、３−ウレイドプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシラン類、ヘキサメチルジシラザン、Ｎ，Ｎ‘‐ビス（トリメチルシリル）ウレア、ジメチルトリメチルシリルアミン、トリメチルシリルイミダゾール等のシラザン類、ベンゾトリアゾール、ベンズイミダゾール、インダゾール、イミダゾール、２−メルカプトベンズイミダゾール、２−メルカプトベンゾチアゾール、２−メルカプトベンゾオキサゾール、ウラゾール、チオウラシル、メルカプトイミダゾール、メルカプトピリミジン等の複素環状化合物や、１，１−ジメチルウレア、１，３−ジメチルウレア等の尿素、またはチオ尿素化合物を挙げることができる。

【0055】

上記の密着促進剤は、例えば、信越化学工業（株）製、Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｃ．製や東レ・ダウコーニング・シリコーン（株）製等の市販品の化合物を用いることもでき、これらの市販品は容易に入手可能である。
（Ｆ）成分として、前記密着性促進剤のうち１種又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。

【0056】

これらの（Ｆ）成分の中、アルコキシシラン類（すなわち、シランカップリング剤）が良好な密着性が得られる点で好ましい。

【0057】

これらの密着促進剤の添加量は、（Ａ）成分の１００質量部に対して、通常、０．１乃至２０質量部、好ましくは０．５乃至１０質量部である。２０質量部以上用いると感度が低下する場合があり、また、０．１質量部未満では密着促進剤の十分な効果が得られない場合がある。

【0058】

＜その他添加剤＞
更に、本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない限りにおいて、必要に応じて、レオロジー調整剤、顔料、染料、保存安定剤、消泡剤、または多価フェノール、多価カルボン酸等の溶解促進剤等を含有することができる。

【0059】

＜ポジ型感光性樹脂組成物＞
本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、（Ａ）成分の（Ａ１）〜（Ａ４）を共重合させて得られる共重合体、（Ｂ）成分の１，２−キノンジアジド化合物、（Ｃ）成分の架橋剤が（Ｄ）溶剤に溶解したものであり、且つ、それぞれ所望により、（Ｅ）成分の界面活性剤、（Ｆ）成分の密着促進剤、及びその他添加剤のうち一種以上を更に含有することができる組成物である。

【0060】

中でも、本発明のポジ型感光性樹脂組成物の好ましい例は、以下のとおりである。
［１］：（Ａ）成分１００質量部に基づいて、５乃至１００質量部の（Ｂ）成分、５乃至５０質量部の（Ｃ）成分を含有し、これら成分が（Ｄ）溶剤に溶解されたポジ型感光性樹脂組成物。
［２］：上記［１］の組成物において、更に（Ｅ）成分を（Ａ）成分１００質量部に基づいて、０．０１乃至１．０質量部含有するポジ型感光性樹脂組成物。
［３］：上記［１］又は［２］の組成物において、更に（Ｆ）成分を（Ａ）成分１００質量部に基づいて０．１乃至２０質量部含有するポジ型感光性樹脂組成物。

【0061】

本発明のポジ型感光性樹脂組成物における固形分の割合は、各成分が均一に溶剤に溶解している限り、特に限定されるものではないが、例えば１乃至８０質量％であり、また例えば５乃至６０質量％であり、または１０乃至５０質量％である。ここで、固形分とは、ポジ型感光性樹脂組成物の全成分から（Ｄ）溶剤を除いたものをいう。

【0062】

本発明のポジ型感光性樹脂組成物の調製方法は、特に限定されないが、その調製法としては、例えば、（Ａ）成分（アルカリ可溶性樹脂）を（Ｄ）溶剤に溶解し、この溶液に（Ｂ）成分の１，２−キノンジアジド化合物、（Ｃ）成分の架橋剤を所定の割合で混合し、均一な溶液とする方法、或いは、この調製法の適当な段階において、必要に応じて（Ｅ）成分（界面活性剤）、（Ｆ）成分（密着促進剤）及びその他添加剤を更に添加して混合する方法が挙げられる。

【0063】

本発明のポジ型感光性樹脂組成物の調製にあたっては、（Ｄ）溶剤中における重合反応によって得られる共重合体の溶液をそのまま使用することができ、この場合、この（Ａ）成分の溶液に前記と同様に（Ｂ）成分、（Ｃ）成分などを入れて均一な溶液とする際に、濃度調整を目的としてさらに（Ｄ）溶剤を追加投入してもよい。このとき、特定共重合体の形成過程で用いられる（Ｄ）溶剤と、ポジ型感光性樹脂組成物の調製時に濃度調整のために用いられる（Ｄ）溶剤とは同一であってもよいし、異なってもよい。

【0064】

而して、調製されたポジ型感光性樹脂組成物の溶液は、孔径が０.２μｍ程度のフィルタなどを用いて濾過した後、使用することが好ましい。

【0065】

＜塗膜及び硬化膜＞
本発明のポジ型感光性樹脂組成物を半導体基板（例えば、シリコン／二酸化シリコン被覆基板、シリコンナイトライド基板、金属例えばアルミニウム、モリブデン、クロムなどが被覆された基板、ガラス基板、石英基板、ＩＴＯ基板等）の上に、回転塗布、流し塗布、ロール塗布、スリット塗布、スリットに続いた回転塗布、インクジェット塗布などによって塗布し、その後、ホットプレートまたはオーブン等で予備乾燥することにより、塗膜を形成することができる。その後、この塗膜を加熱処理することにより、ポジ型感光性樹脂膜が形成される。

【0066】

この加熱処理の条件としては、例えば、温度７０℃乃至１６０℃、時間０．３乃至６０分間の範囲の中から適宜選択された加熱温度及び加熱時間が採用される。加熱温度及び加熱時間は、好ましくは８０℃乃至１４０℃、０．５乃至１０分間である。

【0067】

また、ポジ型感光性樹脂組成物から形成されるポジ型感光性樹脂膜の膜厚は、例えば０．１乃至３０μｍであり、また例えば０．２乃至１０μｍであり、更に例えば０．３乃至８μｍである。

【0068】

上記で得られた塗膜上に、所定のパターンを有するマスクを装着して紫外線等の光を照射し、アルカリ現像液で現像することで、露光部が洗い出されて端面のシャープなレリーフパターンが得られる。

【0069】

使用されうるアルカリ性現像液としては、例えば、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属水酸化物の水溶液、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、コリンなどの水酸化第四級アンモニウムの水溶液、エタノールアミン、プロピルアミン、エチレンジアミンなどのアミン水溶液等のアルカリ性水溶液が挙げられる。さらに、これらの現像液には、界面活性剤などを加えることもできる。

【0070】

上記の中、水酸化テトラエチルアンモニウム０．１乃至２．３８質量％水溶液は、フォトレジストの現像液として一般に使用されており、本発明の感光性樹脂組成物においても、このアルカリ性現像液を用いて、膨潤などの問題をひき起こすことなく良好に現像することができる。

【0071】

また、現像方法としては、液盛り法、ディッピング法、揺動浸漬法など、いずれも用いることができる。その際の現像時間は、通常、１５乃至１８０秒間である。

【0072】

現像後、ポジ型感光性樹脂膜に対して流水による洗浄を例えば２０乃至１２０秒間行い、続いて圧縮空気もしくは圧縮窒素を用いてまたはスピニングにより風乾することにより、基板上の水分が除去され、そしてパターン形成された膜が得られる。

【0073】

続いて、斯かるパターン形成膜に対して、熱硬化のためにポストベークを行うことにより、具体的にはホットプレート、オーブンなどを用いて加熱することにより、耐熱性、透明性、平坦化性、低吸水性、耐薬品性などに優れ、良好なレリーフパターンを有する膜が得られる。

【0074】

ポストベークとしては、一般に、温度１４０℃乃至２７０℃の範囲の中から選択された加熱温度にて、ホットプレート上の場合には５乃至３０分間、オーブン中の場合には３０乃至９０分間処理するという方法が採られる。

【0075】

而して、斯かるポストべークにより、目的とする、良好なパターン形状を有する硬化膜を得ることができる。

【0076】

以上のように、本発明のポジ型感光性樹脂組成物により、保存安定性が高く、十分高感度であり且つ現像の際に未露光部の膜減りが非常に小さく、微細なパターンを有する塗膜を形成することができる。

【0077】

また、この塗膜から得られる硬化膜はパターン残渣が少ないという特徴を有する。そのため、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイにおける各種の膜、例えば層間絶縁膜、保護膜、絶縁膜などと共に、ＴＦＴ型液晶素子のアレイ平坦化膜等の用途で好適に用いることができる。

【実施例】

【0078】

以下、実施例を挙げて、本発明を更に詳しく説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものでない。
［実施例で用いる略記号］
以下の実施例で用いる略記号の意味は、次のとおりである。
ＭＡＡ：メタクリル酸
ＭＭＡ：メチルメタクリレート
ＨＥＭＡ：２−ヒドロキシエチルメタクリレート
ＰＱＭＡ：４-ヒドロキシフェニルメタクリレート
ＣＨＭＩ：Ｎ−シクロヘキシルマレイミド
ＡＩＢＮ：アゾビスイソブチロニトリル
ＰＧＭＥＡ：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
ＰＧＭＥ：プロピレングリコールモノメチルエーテル
ＱＤ：α、α、α‘−トリス（４−ヒドロキシフェニル）−１−エチル−４−イソプロピルベンゼン１ｍｏｌと１，２−ナフトキノン−２−ジアジド−５−スルホニルクロリド１．５ｍｏｌとの縮合反応によって合成される化合物
ＣＥＬ−２０２１Ｐ：３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３’，４’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート
ＧＴ−４０１：ブタンテトラカルボン酸 テトラ（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル) 修飾ε-カプロラクトン
ＭＰＴＳ：γ―メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン
Ｒ３０：ＤＩＣ（株）製 メガファック Ｒ−３０（商品名）

【0079】

［数平均分子量及び重量平均分子量の測定］
以下の合成例に従い得られた特定共重合体及び特定架橋体の数平均分子量及び重量平均分子量を、日本分光（株）製ＧＰＣ装置（Ｓｈｏｄｅｘ（登録商標）カラムＫＦ８０３ＬおよびＫＦ８０４Ｌ）を用い、溶出溶媒テトラヒドロフランを流量１ｍｌ／分でカラム中に（カラム温度４０℃）流して溶離させるという条件で測定した。なお、下記の数平均分子量（以下、Ｍｎと称す。）及び重量平均分子量（以下、Ｍｗと称す。）は、ポリスチレン換算値にて表される。

【0080】

＜合成例１＞
特定共重合体を構成するモノマー成分として、ＭＡＡ １２．０ｇ、ＣＨＭＩ ２１．０ｇ、ＭＭＡ ２７．０ｇを使用し、ラジカル重合開始剤としてＡＩＢＮ ３．８ｇを使用し、これらを溶剤ＰＧＭＥＡ ９５．８ｇ中において温度６０℃乃至１００℃で重合反応させることにより、Ｍｎ４，５００、Ｍｗ７，８００であるアルカリ可溶性アクリル重合体成分（特定共重合体）の溶液（特定共重合体濃度：４０．０質量％）を得た。（Ｐ１）

【0081】

＜合成例２＞
特定共重合体を構成するモノマー成分として、ＭＡＡ ４．２ｇ、ＣＨＭＩ ２１．０ｇ、ＨＥＭＡ ２７．６ｇ、ＭＭＡ ７．２ｇを使用し、ラジカル重合開始剤としてＡＩＢＮ ３．８ｇを使用し、これらを溶剤ＰＧＭＥ ９５．８ｇ中において温度６０℃乃至１００℃で重合反応させることにより、Ｍｎ４，２００、Ｍｗ７，５００であるアルカリ可溶性アクリル重合体成分（特定共重合体）の溶液（特定共重合体濃度：４０．０質量％）を得た。（Ｐ２）

【0082】

＜合成例３＞
特定共重合体を構成するモノマー成分として、ＭＡＡ １１．０ｇ、ＣＨＭＩ ２０．９ｇ、ＰＱＭＡ １５．０ ｇ、ＭＭＡ １２．９ｇを使用し、ラジカル重合開始剤としてＡＩＢＮ ２．９ｇを使用し、これらを溶剤ＰＧＭＥＡ ９５．４ｇ中において温度６０℃乃至１００℃で重合反応させることにより、Ｍｎ５，４００、Ｍｗ１０，０００であるアルカリ可溶性アクリル重合体成分（特定共重合体）の溶液（特定共重合体濃度：４０．０質量％）を得た。（Ｐ３）

【0083】

＜合成例４＞
特定共重合体を構成するモノマー成分として、ＭＡＡ ７．８ｇ、ＣＨＭＩ ２１．０ｇ、ＨＥＭＡ １５．０ｇ、ＰＱＭＡ １．２ ｇ、ＭＭＡ １５．０ｇを使用し、ラジカル重合開始剤としてＡＩＢＮ ３．８ｇを使用し、これらを溶剤ＰＧＭＥＡ ９５．８ｇ中において温度６０℃乃至１００℃で重合反応させることにより、Ｍｎ４，１００、Ｍｗ７，６００であるアルカリ可溶性アクリル重合体成分（特定共重合体）の溶液（特定共重合体濃度：４０．０質量％）を得た。（Ｐ４）

【0084】

＜実施例１＞
アルカリ可溶性樹脂溶液として、前記合成例４から得られた特定共重合体溶液（Ｐ４）に、ＱＤ（以下、感光剤と称す。）、架橋性化合物、界面活性剤、密着助剤、溶剤を加えた後、室温で８時間攪拌して表１に示す組成のポジ型感光性組成物を調製した。

【0085】

＜比較例１乃至比較例３＞
アルカリ可溶性樹脂溶液として、前記合成例１〜３から得られた特定共重合体溶液（Ｐ１〜Ｐ３）に、感光剤、架橋性化合物、界面活性剤、密着助剤、溶剤を加えた後、室温で８時間攪拌して表１に示す組成のポジ型感光性組成物を調製した。

【0086】

【表1】

【0087】

得られた実施例１並びに比較例１乃至比較例３の各ポジ型感光性樹脂組成物について、それぞれ、感度、現像時の密着性、熱硬化時のパターン内残渣の評価を下記に示す方法で行った。

【0088】

［感度の評価］
ポジ型感光性樹脂組成物をシリコンウェハー上にスピンコーターを用いて塗布した後、温度１１０℃で１２０秒間ホットプレート上においてプリベークを行い膜厚４．０μｍの塗膜を形成した。膜厚はＦＩＬＭＥＴＲＩＣＳ製 Ｆ２０を用いて測定した。この塗膜にキヤノン（株）製紫外線照射装置ＰＬＡ−６００ＦＡにより３６５ｎｍにおける光強度が５．５ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線を一定時間照射した。その後０．４質量％の水酸化テトラメチルアンモニウム（以下、ＴＭＡＨと称す）水溶液に９０秒間浸漬することで現像を行った後、超純水で２０秒間流水洗浄を行った。露光部において溶け残りのなくなる最低の露光量（ｍＪ／ｃｍ^２）を感度とした。

【0089】

［密着性の評価］
ポジ型感光性樹脂組成物をシリコンウェハー上にスピンコーターを用いて塗布した後、温度１１０℃で１２０秒間ホットプレート上においてプリベークを行い塗膜を形成した。この塗膜に３６５ｎｍにおける光強度が５．５ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線をマスクを介して一定時間照射し、１０μｍ×１０μｍのコンタクトホールを１３０μｍ間隔で配置したパターンを作製した。その後０．４質量％の水酸化テトラメチルアンモニウム（以下、ＴＭＡＨと称す）水溶液に９０秒間浸漬することで現像を行った後、超純水で９０秒間流水洗浄を行った。その後、エスペック（株）製ＣＬＥＡＮＯＶＥＮＰＶＨＣ−２１０を用いて２３０℃で３０分間ポストベークを行い、膜厚約４．０μｍの硬化膜を形成した。その後、作製した１０μｍ×１０μｍの抜きパターンの密着性を、日立電界放出形走査電子顕微鏡Ｓ−４１００を用いて評価した。抜きパターンの裾浮きなく密着されているものを良好（○）、裾が浮いているものを不良（×）と判断した。

【0090】

［パターン内残渣の評価］
上記、密着性の評価で作製した１０μｍ×１０μｍの抜きパターン内の残渣を日立電界放出形走査電子顕微鏡Ｓ−４１００によって確認した。この際、抜きパターン内に残渣が残っていないものを良好（○）、残っているものを不良（×）と判断した。

【0091】

［評価の結果］
以上の評価を行った結果を、次の表２に示す。

【表2】

【0092】

表２に示す結果より判るように、実施例１のポジ型感光性樹脂組成物はいずれも高感度であり、現像時の密着性も十分であった。更にパターン形成後のパターン内の残渣が全く無いという優れた特性を示した。

【産業上の利用可能性】

【0093】

本発明によるポジ型感光性樹脂組成物は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）型液晶表示素子、有機ＥＬ素子等の各種ディスプレイにおける保護膜、平坦化膜、絶縁膜等の硬化膜を形成する材料として好適であり、特に、ＴＦＴ型液晶素子の層間絶縁膜、カラーフィルターの保護膜、アレイ平坦化膜、反射型ディスプレイの反射膜下側の凹凸膜、有機ＥＬ素子の絶縁膜等を形成する材料としても好適であり、さらにマイクロレンズ材料などの各種電子材料としても好適である。