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JP2025110048A - Radiation sensitive composition, cured film, display element, and method for producing cured film - Google Patents

Radiation sensitive composition, cured film, display element, and method for producing cured film

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Publication number
JP2025110048A
JP2025110048A JP2024003748A JP2024003748A JP2025110048A JP 2025110048 A JP2025110048 A JP 2025110048A JP 2024003748 A JP2024003748 A JP 2024003748A JP 2024003748 A JP2024003748 A JP 2024003748A JP 2025110048 A JP2025110048 A JP 2025110048A
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JP
Japan
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radiation
structural unit
sensitive composition
mass
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Application number
JP2024003748A
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Japanese (ja)
Inventor
裕志 角田
朗人 成子
晃久 本田
亮平 倉田
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JSR Corp
Original Assignee
JSR Corp
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Publication date
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Priority to KR1020250005646A priority patent/KR20250111718A/en
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Abstract

【課題】本発明は、放射線感度、メルトフロー耐性、比誘電率、及び耐薬品性に優れた硬化膜を形成することができる感放射線性組成物を提供することを主たる目的とする。
【解決手段】本発明は、重合体成分(A)と、キノンジアジド化合物(B)と、溶剤(C)と、を含有する感放射線性組成物であって、前記重合体成分(A)は、酸基を有する構造単位及びマレイミドに由来する構造単位よりなる群から選択される少なくとも一つの構造単位(I)と、脂環式エポキシ基を含む構造単位(II)と、脂環構造を有する(メタ)アクリレートに由来する構造単位(III)(但し、構造単位(II)を除く)と、を、同一重合体又は異なる重合体中に含み、前記構造単位(II)は、重合体成分(A)を構成する全構造単位に対して10質量%以上であり、前記構造単位(III)は、重合体成分(A)を構成する全構造単位に対して10質量%以上である、感放射線性組成物に関する。
【選択図】なし
The main object of the present invention is to provide a radiation-sensitive composition capable of forming a cured film having excellent radiation sensitivity, melt flow resistance, dielectric constant, and chemical resistance.
[Solution] The present invention relates to a radiation-sensitive composition containing a polymer component (A), a quinone diazide compound (B), and a solvent (C), in which the polymer component (A) contains at least one structural unit (I) selected from the group consisting of structural units having an acid group and structural units derived from maleimide, a structural unit (II) containing an alicyclic epoxy group, and a structural unit (III) (excluding the structural unit (II)) derived from a (meth)acrylate having an alicyclic structure, in the same polymer or different polymers, and the structural unit (II) accounts for 10 mass% or more of all structural units constituting the polymer component (A), and the structural unit (III) accounts for 10 mass% or more of all structural units constituting the polymer component (A).
[Selection diagram] None

Description

本発明は、感放射線性組成物、硬化膜、表示素子、及び硬化膜の製造方法に関する。 The present invention relates to a radiation-sensitive composition, a cured film, a display device, and a method for producing the cured film.

表示素子には、配線と基板との間や配線間を絶縁する層間絶縁膜や、平坦化膜、隔壁等の絶縁性の硬化膜が設けられている。前記硬化膜は、一般に、感放射線性組成物により形成された塗膜に対し、露光及び現像処理を施した後、加熱処理を行い熱硬化させることにより形成される。 Display elements are provided with insulating cured films such as interlayer insulating films that insulate between wiring and a substrate or between wiring, planarizing films, and partition walls. The cured films are generally formed by subjecting a coating film formed from a radiation-sensitive composition to exposure and development treatments, and then subjecting it to a heat treatment for thermal curing.

このような硬化膜を形成する材料として、不飽和カルボン酸と、エポキシ基含有不飽和化合物と、オレフィン系不飽和化合物とを特定の割合で共重合して得られるアクリル系共重合体と、キノンジアジド化合物と、溶媒と、特定のシラン系界面活性剤を含む感光性樹脂組成物が知られている(例えば、特許文献1参照)。 As a material for forming such a cured film, a photosensitive resin composition containing an acrylic copolymer obtained by copolymerizing an unsaturated carboxylic acid, an epoxy group-containing unsaturated compound, and an olefin-based unsaturated compound in a specific ratio, a quinone diazide compound, a solvent, and a specific silane-based surfactant is known (see, for example, Patent Document 1).

特開2007-156471号公報JP 2007-156471 A

近年、有機発光ダイオード(OLED)、液晶表示装置(LCD)等の表示装置で用いられる硬化膜(例えば、平坦化膜や層間絶縁膜等)は、パネルや素子構造の変化により、より一層の低誘電化が求められている。また生産性を上げるために露光感度も重要性を増している。 In recent years, due to changes in panel and element structures, there is a demand for even lower dielectric constants for the cured films (e.g., planarizing films and interlayer insulating films) used in displays such as organic light-emitting diodes (OLEDs) and liquid crystal displays (LCDs). In addition, exposure sensitivity is becoming increasingly important in order to increase productivity.

硬化膜を低誘電化する方法として、硬化膜を形成する組成物の構成要素中に、モル分極の小さい官能基等を導入する方法が知られているが、導入する官能基の種類によっては、硬化膜形成用組成物の親水性が低下し、その結果、現像性、露光感度が低下してしまう場合があった。即ち、従来の硬化膜形成用組成物では、現像性、放射線感度、耐薬品性等の硬化膜物性と、低誘電化とを両立することは困難であった。 As a method for reducing the dielectric constant of a cured film, a method of introducing functional groups with low molar polarization into the components of the composition that forms the cured film is known. However, depending on the type of functional group introduced, the hydrophilicity of the composition for forming the cured film may decrease, resulting in reduced developability and exposure sensitivity. In other words, with conventional compositions for forming cured films, it was difficult to achieve both low dielectric constant and cured film properties such as developability, radiation sensitivity, and chemical resistance.

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、放射線感度、メルトフロー耐性、比誘電率、及び耐薬品性に優れた硬化膜を形成することができる感放射線性組成物を提供することを主たる目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above problems, and has as its main object to provide a radiation-sensitive composition capable of forming a cured film having excellent radiation sensitivity, melt flow resistance, dielectric constant, and chemical resistance.

本発明によれば、以下の感放射線性組成物、硬化膜、表示装置、及び硬化膜の製造方法が提供される。 The present invention provides the following radiation-sensitive composition, cured film, display device, and method for producing the cured film.

本発明は、一実施形態において、
重合体成分(A)と、
キノンジアジド化合物(B)と、
溶剤(C)と、
を含有する感放射線性組成物であって、
前記重合体成分(A)は、
酸基を有する構造単位(I)と、
脂環式エポキシ基を含む構造単位(II)と、
脂環構造を有する(メタ)アクリレートに由来する構造単位(III)(但し、構造単位(II)を除く)と、
を、同一重合体又は異なる重合体中に含み、
前記構造単位(II)は、重合体成分(A)を構成する全構造単位に対して10質量%以上であり、
前記構造単位(III)は、重合体成分(A)を構成する全構造単位に対して10質量%以上である、感放射線性組成物に関する。
In one embodiment, the present invention comprises:
A polymer component (A),
A quinone diazide compound (B),
A solvent (C);
A radiation-sensitive composition comprising:
The polymer component (A) is
A structural unit (I) having an acid group;
A structural unit (II) containing an alicyclic epoxy group;
A structural unit (III) derived from a (meth)acrylate having an alicyclic structure (excluding the structural unit (II)),
in the same or different polymers,
The structural unit (II) accounts for 10 mass% or more of all structural units constituting the polymer component (A),
The radiation-sensitive composition relates to the above-mentioned structural unit (III) which accounts for 10 mass % or more of all structural units constituting the polymer component (A).

本発明は、別の実施形態において、
前記感放射線性組成物を基板上に塗布する工程と、
前記塗布された感放射線性組成物から溶剤を除去する工程と、
前記溶剤が除去された感放射線性組成物に放射線を照射する工程と、
前記放射線が照射された感放射線性組成物を現像する工程と、
前記現像された感放射線性組成物を熱硬化する工程と、
を含む、硬化膜の製造方法に関する。
In another embodiment, the present invention comprises:
applying the radiation-sensitive composition onto a substrate;
removing the solvent from the applied radiation-sensitive composition;
a step of exposing the radiation-sensitive composition from which the solvent has been removed to radiation;
developing the radiation-exposed radiation-sensitive composition;
thermally curing the developed radiation-sensitive composition;
The present invention relates to a method for producing a cured film, comprising the steps of:

本発明は、別の実施形態において、
前記感放射線性組成物を用いて形成された硬化膜、及び前記硬化膜を備える表示素子に関する。
In another embodiment, the present invention comprises:
The present invention also relates to a cured film formed using the radiation-sensitive composition, and a display device including the cured film.

本発明の感放射線性組成物は、脂環式エポキシ基を含む構造単位(II)と脂環構造を有する(メタ)アクリレートに由来する構造単位(III)とを特定量で含む重合体成分(A)を含有することで、高い放射線感度を維持しながら、重合体のガラス転移温度を高くでき、その結果、メルトフローを抑制しパターン形状が良好であるとともに、比誘電率を十分に低くすることができ、耐薬品性に優れた硬化膜を形成することができる。 The radiation-sensitive composition of the present invention contains a polymer component (A) that contains a specific amount of a structural unit (II) that contains an alicyclic epoxy group and a structural unit (III) derived from a (meth)acrylate having an alicyclic structure, and thereby the glass transition temperature of the polymer can be increased while maintaining high radiation sensitivity. As a result, the melt flow is suppressed, the pattern shape is good, and the relative dielectric constant can be sufficiently reduced, making it possible to form a cured film with excellent chemical resistance.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。 The following describes in detail the embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to these embodiments.

以下、実施態様に関連する事項について詳細に説明する。なお、本明細書において、「~」を用いて記載された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味である。「構造単位」とは、主鎖構造を主として構成する単位であって、少なくとも主鎖構造中に2個以上含まれる単位をいう。 Below, matters related to the embodiments will be explained in detail. In this specification, a numerical range described using "~" means that the numerical range includes the numerical range before and after "~" as the lower and upper limits. A "structural unit" refers to a unit that mainly constitutes the main chain structure, and is a unit that is contained in at least two units in the main chain structure.

本明細書において、「炭化水素基」は、鎖状炭化水素基、脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基を含む意味である。「鎖状炭化水素基」とは、主鎖に環状構造を含まず、鎖状構造のみで構成された直鎖状炭化水素基及び分岐状炭化水素基を意味する。但し、鎖状炭化水素基は飽和でも不飽和でもよい。「脂環式炭化水素基」とは、環構造としては脂環式炭化水素の構造のみを含み、芳香環構造を含まない炭化水素基を意味する。但し、脂環式炭化水素基は、脂環式炭化水素の構造のみで構成されている必要はなく、その一部に鎖状構造を有するものも含む。「芳香族炭化水素基」とは、環構造として芳香環構造を含む炭化水素基を意味する。但し、芳香族炭化水素基は、芳香環構造のみで構成されている必要はなく、その一部に鎖状構造や脂環式炭化水素の構造を含んでいてもよい。なお、脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基が有する環構造は、炭化水素構造からなる置換基を有していてもよい。「環状炭化水素」は、脂環式炭化水素及び芳香族炭化水素を含む意味である。 In this specification, the term "hydrocarbon group" includes chain-shaped hydrocarbon groups, alicyclic hydrocarbon groups, and aromatic hydrocarbon groups. The term "chain-shaped hydrocarbon group" means a straight-chain hydrocarbon group and a branched hydrocarbon group that do not include a cyclic structure in the main chain and are composed only of a chain structure. However, the chain-shaped hydrocarbon group may be saturated or unsaturated. The term "alicyclic hydrocarbon group" means a hydrocarbon group that includes only an alicyclic hydrocarbon structure as a ring structure and does not include an aromatic ring structure. However, the alicyclic hydrocarbon group does not necessarily have to be composed only of an alicyclic hydrocarbon structure, and also includes those that have a chain structure as a part of it. The term "aromatic hydrocarbon group" means a hydrocarbon group that includes an aromatic ring structure as a ring structure. However, the aromatic hydrocarbon group does not necessarily have to be composed only of an aromatic ring structure, and may include a chain structure or an alicyclic hydrocarbon structure as a part of it. The ring structure of the alicyclic hydrocarbon group and the aromatic hydrocarbon group may have a substituent consisting of a hydrocarbon structure. The term "cyclic hydrocarbon" includes alicyclic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons.

本明細書において、「(メタ)アクリロ」は、「アクリロ」及び「メタクリロ」を包含する意味であり、「(メタ)アクリル」は、「アクリル」及び「メタクリル」を包含する意味である。「(メタ)アクリレート」は、「アクリレート」及び「メタクリレート」を包含する意味である。 In this specification, "(meth)acrylo" includes "acrylo" and "methacrylo", and "(meth)acrylic" includes "acrylic" and "methacrylic". "(meth)acrylate" includes "acrylate" and "methacrylate".

≪感放射線性組成物≫
本実施形態に係る硬化性組成物(以下、「本組成物」ともいう。)は、
重合体成分(A)と、
キノンジアジド化合物(B)と、
溶剤(C)と、
を含有する感放射線性組成物であって、
前記重合体成分(A)は、
酸基を有する構造単位(I)と、
脂環式エポキシ基を含む構造単位(II)と、
脂環構造を有する(メタ)アクリレートに由来する構造単位(III)(但し、構造単位(II)を除く)と、
を、同一重合体又は異なる重合体中に含み、
前記構造単位(II)は、重合体成分(A)を構成する全構造単位に対して10質量%以上であり、
前記構造単位(III)は、重合体成分(A)を構成する全構造単位に対して10質量%以上である、感放射線性組成物に関する。
≪Radiation-sensitive composition≫
The curable composition according to the present embodiment (hereinafter also referred to as “the present composition”) is
A polymer component (A),
A quinone diazide compound (B),
A solvent (C);
A radiation-sensitive composition comprising:
The polymer component (A) is
A structural unit (I) having an acid group;
A structural unit (II) containing an alicyclic epoxy group;
A structural unit (III) derived from a (meth)acrylate having an alicyclic structure (excluding the structural unit (II)),
in the same or different polymers,
The structural unit (II) accounts for 10 mass% or more of all structural units constituting the polymer component (A),
The radiation-sensitive composition relates to the above-mentioned structural unit (III) which accounts for 10 mass % or more of all structural units constituting the polymer component (A).

以下に、本組成物に含まれる各成分、及び必要に応じて配合されるその他の成分について説明する。なお、各成分については、特に言及しない限り、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The components contained in the composition and other components that may be added as necessary are described below. Unless otherwise specified, each component may be used alone or in combination of two or more types.

<重合体成分(A)>
重合体成分(A)は、構造体単位(I)~構造単位(III)を含む重合体の集合体である。これらの構造単位は同じ重合体に含まれていてもよく、これらの構造単位が異なる重合体に含まれていてもよい。重合体成分(A)を構成する重合体全体として構造体単位(I)~構造単位(III)を含んでいればよい。従って、重合体成分(A)は、構造単位(I)~構造単位(III)を含む限り、1種の重合体からなるものであってもよく、2種以上の重合体からなるものであってもよい。重合体成分(A)は、構造体単位(I)~構造単位(III)以外の構造単位を含んでいてもよい。また、重合体成分(A)は、構造単位(I)~構造単位(III)のいずれの構造単位も有しない重合体を更に含有していてもよい。
<Polymer component (A)>
The polymer component (A) is an aggregate of polymers containing the structural units (I) to (III). These structural units may be contained in the same polymer, or these structural units may be contained in different polymers. The polymers constituting the polymer component (A) as a whole may contain the structural units (I) to (III). Therefore, the polymer component (A) may be composed of one type of polymer, or may be composed of two or more types of polymers, so long as it contains the structural units (I) to (III). The polymer component (A) may contain structural units other than the structural units (I) to (III). The polymer component (A) may further contain a polymer that does not have any of the structural units (I) to (III).

(構造単位(I))
重合体成分(A)が、構造単位(I)を含む重合体を含むことにより、重合体成分に良好なアルカリ可溶性を付与することができる。なお、本明細書において「アルカリ可溶」とは、2.38質量%濃度のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液等のアルカリ水溶液に溶解することを意味する。
(Structural Unit (I))
The polymer component (A) contains a polymer containing the structural unit (I), and thus the polymer component can be imparted with good alkali solubility. In this specification, "alkali soluble" means that the polymer component is soluble in an alkaline aqueous solution such as a 2.38 mass% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide.

構造単位(I)は、酸基を有する構造単位(I-1)及びマレイミドに由来する構造単位(I-2)よりなる群から選択される少なくとも一つの構造単位である。 The structural unit (I) is at least one structural unit selected from the group consisting of a structural unit (I-1) having an acid group and a structural unit (I-2) derived from maleimide.

構造単位(I-1)は、酸基を有する限り特に限定されない。酸基としては、カルボキシ基、スルホン酸基、フェノール性水酸基等が挙げられる。構造単位(I)としては、具体的には、カルボキシ基を有する構造単位、フェノール性水酸基を有する構造単位、及びスルホン酸基を有する構造単位よりなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましく、カルボキシ基を有する構造単位及びフェノール性水酸基を有する構造単位よりなる群から選択される少なくとも1種であることがより好ましい。なお、本明細書において「フェノール性水酸基」とは、芳香環(例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環等)に直接結合するヒドロキシ基を意味する。 The structural unit (I-1) is not particularly limited as long as it has an acid group. Examples of the acid group include a carboxy group, a sulfonic acid group, and a phenolic hydroxyl group. Specifically, the structural unit (I) is preferably at least one selected from the group consisting of a structural unit having a carboxy group, a structural unit having a phenolic hydroxyl group, and a structural unit having a sulfonic acid group, and more preferably at least one selected from the group consisting of a structural unit having a carboxy group and a structural unit having a phenolic hydroxyl group. In this specification, the term "phenolic hydroxyl group" refers to a hydroxyl group that is directly bonded to an aromatic ring (e.g., a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, etc.).

構造単位(I-1)は、特に限定されないが、共重合性の観点から、酸基を有する不飽和単量体に由来する構造単位であることが好ましい。 The structural unit (I-1) is not particularly limited, but from the viewpoint of copolymerizability, it is preferable that the structural unit (I-1) is a structural unit derived from an unsaturated monomer having an acid group.

構造単位(I-1)を与える単量体の具体例としては、カルボキシ基を有する構造単位を与える単量体として、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、4-ビニル安息香酸等の不飽和モノカルボン酸:マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸等を;スルホン酸基を有する構造単位を与える単量体として、例えば、ビニルスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、(メタ)アクリロイルオキシエチルスルホン酸等を;フェノール性水酸基を有する構造単位を与える単量体として、例えば、4-ヒドロキシスチレン、o-イソプロペニルフェノール、m-イソプロペニルフェノール、p-イソプロペニルフェノール、ヒドロキシフェニル(メタ)アクリレート等を、それぞれ挙げることができる。 Specific examples of monomers that give structural unit (I-1) include monomers that give structural units having a carboxy group, such as unsaturated monocarboxylic acids (e.g., (meth)acrylic acid, crotonic acid, 4-vinylbenzoic acid, etc.); unsaturated dicarboxylic acids (e.g., maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, mesaconic acid, itaconic acid, etc.); monomers that give structural units having a sulfonic acid group, such as vinyl sulfonic acid, (meth)allyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, (meth)acryloyloxyethyl sulfonic acid, etc.; and monomers that give structural units having a phenolic hydroxyl group, such as 4-hydroxystyrene, o-isopropenylphenol, m-isopropenylphenol, p-isopropenylphenol, hydroxyphenyl (meth)acrylate, etc.

構造単位(I-2)は、マレイミドに由来する構造単位である。マレイミドに由来する構造単位とは、下記式に示す無置換のマレイミドに由来する構造単位であることを示す。 The structural unit (I-2) is a structural unit derived from maleimide. A structural unit derived from maleimide refers to a structural unit derived from an unsubstituted maleimide as shown in the following formula.

構造単位(I)としては、構造単位(I-1)が好ましい。 As the structural unit (I), the structural unit (I-1) is preferred.

重合体成分(A)において、構造単位(I)の含有割合(複数種含む場合は合計の含有割合)は、アルカリ現像液への良好な溶解性を付与する観点から、重合体成分(A)を構成する全構造単位に対して、1質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましく、8質量%以上が更に好ましく、10質量%以上が特に好ましい。また、露光部分と未露光部分とにおいて、アルカリ現像液への溶解性の違いを十分に生じさせ、良好な形状のパターンを得る観点から、構造単位(I)の含有割合は、重合体成分(A)を構成する全構造単位に対して、50質量%以下が好ましく、40質量%以下がより好ましく、30質量%以下が更に好ましい。 In the polymer component (A), the content of the structural unit (I) (the total content when multiple types are included) is preferably 1% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, even more preferably 8% by mass or more, and particularly preferably 10% by mass or more, based on all structural units constituting the polymer component (A), from the viewpoint of imparting good solubility in an alkaline developer. In addition, from the viewpoint of sufficiently generating a difference in solubility in an alkaline developer between the exposed portion and the unexposed portion and obtaining a pattern with a good shape, the content of the structural unit (I) is preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, and even more preferably 30% by mass or less, based on all structural units constituting the polymer component (A).

(構造単位(II))
重合体成分(A)が、構造単位(II)を含む重合体を含むことにより、優れたメルトフロー耐性、耐薬品性を有する硬化膜を形成することができる。
(Structural Unit (II))
When the polymer component (A) contains a polymer containing the structural unit (II), a cured film having excellent melt flow resistance and chemical resistance can be formed.

脂環式エポキシ基とは、脂環基を構成する隣接する2つの炭素原子と酸素原子とでエポキシ基を構成している構造を有する基をいう。脂環式エポキシ基としては、例えば、2,3-エポキシシクロブチル基、2,3-エポキシシクロペンチル基、3,4-エポキシシクロヘキシル基、3,4-エポキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン-イル基、5,6-エポキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン-イル基、2,3-エポキシトリシクロ[4.2.1.02,5]ノナン-イル基等が挙げられる。これらの中でも、3,4-エポキシシクロヘキシル基、3,4-エポキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン-イル基が好ましい。 The alicyclic epoxy group refers to a group having a structure in which an epoxy group is formed by two adjacent carbon atoms and an oxygen atom that constitute the alicyclic group. Examples of the alicyclic epoxy group include a 2,3-epoxycyclobutyl group, a 2,3-epoxycyclopentyl group, a 3,4-epoxycyclohexyl group, a 3,4-epoxytricyclo[5.2.1.0 2,6 ]decane-yl group, a 5,6-epoxytricyclo[5.2.1.0 2,6 ]decane-yl group, and a 2,3-epoxytricyclo[4.2.1.0 2,5 ]nonane-yl group. Among these, a 3,4-epoxycyclohexyl group and a 3,4-epoxytricyclo[5.2.1.0 2,6 ]decane-yl group are preferred.

構造単位(II)を与える単量体としては、脂環式エポキシ基を有するビニル化合物、脂環式エポキシ基を有する(メタ)アクリレートを挙げることができるが、これらの中でも、脂環式エポキシ基を有する(メタ)アクリレートが好ましい。 Examples of monomers that provide structural unit (II) include vinyl compounds having an alicyclic epoxy group and (meth)acrylates having an alicyclic epoxy group, and among these, (meth)acrylates having an alicyclic epoxy group are preferred.

構造単位(II)としては、下記式(II-1)~式(II-3)のいずれかで表される構造単位が好ましい。
The structural unit (II) is preferably a structural unit represented by any one of the following formulae (II-1) to (II-3).

は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、メチル基、又はトリフルオロメチル基であり、水素原子、メチル基が好ましい。 Each R 1 independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group, and is preferably a hydrogen atom or a methyl group.

は、それぞれ独立して、単結合又は炭素数1~20の2価の炭化水素基である。 Each L1 is independently a single bond or a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.

炭素数1~20の2価の炭化水素基としては、例えば、炭素数1~20の2価の鎖状炭化水素基、炭素数3~20の2価の脂環式炭化水素基、炭素数6~20の2価の芳香族炭化水素基等が挙げられる。 Examples of divalent hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms include divalent linear hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms, divalent alicyclic hydrocarbon groups having 3 to 20 carbon atoms, and divalent aromatic hydrocarbon groups having 6 to 20 carbon atoms.

炭素数1~20の2価の鎖状炭化水素基としては、例えば、メタンジイル基、エタンジイル基、プロパンジイル基、ブタンジイル基等のアルカンジイル基、エテンジイル基、プロペンジイル基、ブテンジイル基等のアルケンジイル基、エチンジイル基、プロピンジイル基、ブチンジイル基等のアルキンジイル基等が挙げられる。 Examples of divalent chain hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms include alkanediyl groups such as methanediyl, ethanediyl, propanediyl, and butanediyl groups, alkenediyl groups such as ethenediyl, propenediyl, and butenediyl groups, and alkynediyl groups such as ethynediyl, propynediyl, and butynediyl groups.

炭素数3~20の2価の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロペンタンジイル基、シクロヘキサンジイル基等の2価の単環の脂環式飽和炭化水素基、シクロペンテンジイル基、シクロヘキセンジイル基等の2価の単環の脂環式不飽和炭化水素基、ノルボルナンジイル基、アダマンタンジイル基、トリシクロデカンジイル基等の2価の多環の脂環式飽和炭化水素基、ノルボルネンジイル基、トリシクロデセンジイル基等の2価の多環の脂環式不飽和炭化水素基等が挙げられる。 Examples of divalent alicyclic hydrocarbon groups having 3 to 20 carbon atoms include divalent monocyclic alicyclic saturated hydrocarbon groups such as cyclopentanediyl group and cyclohexanediyl group, divalent monocyclic alicyclic unsaturated hydrocarbon groups such as cyclopentenediyl group and cyclohexenediyl group, divalent polycyclic alicyclic saturated hydrocarbon groups such as norbornanediyl group, adamantanediyl group and tricyclodecanediyl group, and divalent polycyclic alicyclic unsaturated hydrocarbon groups such as norbornenediyl group and tricyclodecenediyl group.

炭素数6~20の2価の芳香族炭化水素基としては、例えば、ベンゼンジイル基、トルエンジイル基、キシレンジイル基、ナフタレンジイル基、アントラセンジイル基等のアレーンジイル基、ベンゼンジイルメタンジイル基、ベンゼンジイルエタンジイル基、ナフタレンジイルメタンジイル基、アントラセンジイルメタンジイル基等のアレーンジイルアルカンジイル基等が挙げられる。 Examples of divalent aromatic hydrocarbon groups having 6 to 20 carbon atoms include arenediyl groups such as benzenediyl, toluenediyl, xylylenediyl, naphthalenediyl, and anthracenediyl groups, and arenediylalkanediyl groups such as benzenediylmethanediyl, benzenediylethanediyl, naphthalenediylmethanediyl, and anthracenediylmethanediyl groups.

nは、1~5の整数であり、1~3の整数が好ましく、1又は2がより好ましい。 n is an integer from 1 to 5, preferably an integer from 1 to 3, and more preferably 1 or 2.

k1は、0又は1である。 k1 is 0 or 1.

は、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、アルキル基、又はアルコキシ基である。 X1 is a hydroxy group, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, an alkyl group, or an alkoxy group.

前記アルキル基としては、後述する式(1)のR11~R13で表される炭素数1~10のアルキル基を好適に採用することができる。前記アルコキシ基としては、後述する式(1)のR11~R13で表される炭素数1~6のアルコキシ基を好適に採用することができる。 As the alkyl group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and represented by R 11 to R 13 in formula (1) described later can be suitably used. As the alkoxy group, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms and represented by R 11 to R 13 in formula (1) described later can be suitably used.

a1は、0~3の整数である。a1が2以上の場合、複数のXは互いに同一又は異なる。 a1 is an integer of 0 to 3. When a1 is 2 or more, the multiple X1s are the same or different.

構造単位(II)の具体例としては、以下に示すものが挙げられるが、これらに限定されない。
(式中、Rは上記式(II-1)~式(II-3)と同義である。)
Specific examples of the structural unit (II) include, but are not limited to, those shown below.
(In the formula, R 1 has the same meaning as in formulas (II-1) to (II-3) above.)

上記構造単位(II)の含有割合(複数種含む場合は合計の含有割合)は、重合体成分(A)を構成する全構造単位に対して、10質量%以上であり、12質量%以上がより好ましく、15質量%以上がさらに好ましい。上記含有割合は、70質量%以下が好ましく、60質量%以下がより好ましく、50質量%以下がさらに好ましい。構造単位(II)の含有割合を上記範囲とすることで、優れたメルトフロー耐性、耐薬品性を有する硬化膜を形成することができる。 The content of the structural unit (II) (the total content when multiple types are included) is 10% by mass or more, more preferably 12% by mass or more, and even more preferably 15% by mass or more, based on all structural units constituting the polymer component (A). The content is preferably 70% by mass or less, more preferably 60% by mass or less, and even more preferably 50% by mass or less. By setting the content of the structural unit (II) within the above range, a cured film having excellent melt flow resistance and chemical resistance can be formed.

(構造単位(III))
重合体成分(A)が、構造単位(III)を含む重合体を含むことにより、優れた比誘電率、耐薬品性を有する硬化膜を形成することができる。
(Structural unit (III))
When the polymer component (A) contains a polymer containing the structural unit (III), a cured film having excellent dielectric constant and chemical resistance can be formed.

構造単位(III)は、脂環構造を有する(メタ)アクリレートに由来する構造単位であり、構造単位(II)に該当するものを除く。 Structural unit (III) is a structural unit derived from a (meth)acrylate having an alicyclic structure, excluding those that correspond to structural unit (II).

脂環構造としては、環員数3~20の脂環構造を挙げることができる。 Examples of alicyclic structures include alicyclic structures having 3 to 20 ring members.

環員数3~20の脂環構造としては、脂環構造を有する限り特に限定されず、単環式、二環式、三環式、四環式又はそれより多い多環構造を有していてもよく、有橋環構造、スピロ環構造、複数の環が単結合若しくは二重結合で直接結合する環集合構造又はこれらの組み合わせのいずれでもよい。これらの中でも、単環式、二環式、三環式の有橋環構造を有することが好ましく、シクロペンタン、シクロヘキサン、ノルボルナン、アダマンタン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカンが好ましく、これらの中でも、放射線感度の観点から、シクロペンタン、シクロヘキサン等の単環式がより好ましい。 The alicyclic structure having 3 to 20 ring members is not particularly limited as long as it has an alicyclic structure, and may have a monocyclic, bicyclic, tricyclic, tetracyclic or more polycyclic structure, a bridged ring structure, a spiro ring structure, a ring assembly structure in which multiple rings are directly bonded with single bonds or double bonds, or a combination of these. Among these, a monocyclic, bicyclic or tricyclic bridged ring structure is preferred, and cyclopentane, cyclohexane, norbornane, adamantane, and tricyclo[5.2.1.0 2,6 ]decane are preferred, and among these, monocyclic structures such as cyclopentane and cyclohexane are more preferred from the viewpoint of radiation sensitivity.

構造単位(III)としては、下記式(III-1)~式(III-4)のいずれかで表される構造単位が好ましい。
The structural unit (III) is preferably a structural unit represented by any one of the following formulae (III-1) to (III-4).

は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、メチル基、又はトリフルオロメチル基であり、水素原子、メチル基が好ましい。 Each R2 independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group, and preferably a hydrogen atom or a methyl group.

は、それぞれ独立して、単結合又は炭素数1~20の2価の炭化水素基である。炭素数1~20の2価の炭化水素基としては、上記式(II-1)~式(II-3)のLで表される炭素数1~20の2価の炭化水素基と同じものを好適に採用することができる。 Each L2 is independently a single bond or a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. As the divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, the same divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms as represented by L1 in the above formulas (II-1) to (II-3) can be suitably used.

pは、1~5の整数であり、1~3の整数が好ましく、1又は2がより好ましい。 p is an integer from 1 to 5, preferably an integer from 1 to 3, and more preferably 1 or 2.

k2は、0又は1である。 k2 is 0 or 1.

は、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、アルキル基、又はアルコキシ基である。アルキル基、アルコキシ基としては、前記式(II-1)~式(II-3)のXで挙げたものを好適に採用することができる。 X2 is a hydroxy group, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, an alkyl group, or an alkoxy group. As the alkyl group or alkoxy group, those exemplified as X1 in the above formulae (II-1) to (II-3) can be suitably used.

a2は、0~3の整数である。a2が2以上の場合、複数のXは互いに同一又は異なる。 a2 is an integer of 0 to 3. When a2 is 2 or more, the multiple X2's are the same or different.

構造単位(III)の具体例としては、以下に示すものが挙げられるが、これらに限定されない。
(式中、Rは上記式(III-1)~式(III-4)と同義である。)
Specific examples of the structural unit (III) include, but are not limited to, those shown below.
(In the formula, R2 has the same meaning as in formulas (III-1) to (III-4) above.)

上記構造単位(III)の含有割合(複数種含む場合は合計の含有割合)は、重合体成分(A)を構成する全構造単位に対して、10質量%以上であり、12質量%以上がより好ましく、15質量%以上がさらに好ましい。上記含有割合は、60質量%以下が好ましく、50質量%以下がより好ましく、40質量%以下がさらに好ましい。構造単位(III)の含有割合を上記範囲とすることで、優れた比誘電率と放射線感度を有する硬化膜を形成することができる。 The content of the structural unit (III) (the total content when multiple types are included) is 10% by mass or more, more preferably 12% by mass or more, and even more preferably 15% by mass or more, based on all structural units constituting the polymer component (A). The content is preferably 60% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, and even more preferably 40% by mass or less. By setting the content of the structural unit (III) within the above range, a cured film having excellent relative dielectric constant and radiation sensitivity can be formed.

(構造単位IV)
重合体成分(A)は、さらに、アルコキシシリル基を有する構造単位(IV)を含むことができる。アルコキシシリル基としては、下記式(1)で表される基を挙げることができる。
(式(1)中、R11、R12及びR13は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1~6のアルコキシ基、炭素数1~10のアルキル基、又はフェニル基である。但し、R11、R12及びR13のうち1つ以上は、炭素数1~6のアルコキシ基である。「*」は、結合手を表す。)
(Structural unit IV)
The polymer component (A) may further contain a structural unit (IV) having an alkoxysilyl group. Examples of the alkoxysilyl group include a group represented by the following formula (1).
(In formula (1), R 11 , R 12 and R 13 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a phenyl group, provided that at least one of R 11 , R 12 and R 13 is an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. "*" represents a bond.)

上記式(1)において、R11~R13で表される炭素数1~6のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、イソプロポキシ基、n-ブトキシ基、及びtert-ブトキシ基等が挙げられる。これらのうち、R11~R13で表されるアルコキシ基は、炭素数1~3が好ましく、メトキシ基又はエトキシ基がより好ましい。 In the above formula (1), examples of the alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms represented by R 11 to R 13 include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, a tert-butoxy group, etc. Of these, the alkoxy group represented by R 11 to R 13 preferably has 1 to 3 carbon atoms, and more preferably is a methoxy group or an ethoxy group.

11~R13で表される炭素数1~10のアルキル基は、直鎖状であってもよく分岐状であってもよい。R11~R13で表される炭素数1~10のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基等が挙げられる。これらのうち、R11~R13で表されるアルキル基は、メチル基、エチル基又はプロピル基が好ましい。 The alkyl group having 1 to 10 carbon atoms represented by R 11 to R 13 may be linear or branched. Examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms represented by R 11 to R 13 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, etc. Of these, the alkyl group represented by R 11 to R 13 is preferably a methyl group, an ethyl group, or a propyl group.

11~R13で表される基のうち1個は、炭素数1~6のアルコキシ基である。残りの基は、ヒドロキシ基、炭素数1~6のアルコキシ基、炭素数1~10のアルキル基又はフェニル基であることが好ましく、ヒドロキシ基、炭素数1~3のアルコキシ基又は炭素数1~3のアルキル基であることがより好ましく、炭素数1~3のアルコキシ基又は炭素数1~3のアルキル基であることが更に好ましい。 One of the groups represented by R 11 to R 13 is an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. The remaining group is preferably a hydroxy group, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a phenyl group, more preferably a hydroxy group, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and even more preferably an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.

11~R13は、これらのうち2個以上が炭素数1~6のアルコキシ基であることが好ましく、全部が炭素数1~6のアルコキシ基であることがより好ましい。 Of R 11 to R 13 , two or more are preferably alkoxy groups having 1 to 6 carbon atoms, and all are more preferably alkoxy groups having 1 to 6 carbon atoms.

構造単位(IV)は、重合性炭素-炭素不飽和結合を有する単量体(以下、「不飽和単量体」ともいう)に由来する構造単位であることが好ましい。具体的には、下記式(1-1)で表される構造単位及び下記式(1-2)で表される構造単位よりなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
(式(1-1)及び式(1-2)中、
は、水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基、シアノ基又はトリフルオロメチル基である。
及びRは、それぞれ独立して、2価の芳香環基又は鎖状炭化水素基である。
11、R12及びR13は、上記式(1)と同義である。)
The structural unit (IV) is preferably a structural unit derived from a monomer having a polymerizable carbon-carbon unsaturated bond (hereinafter also referred to as an "unsaturated monomer"), and more specifically, is preferably at least one selected from the group consisting of a structural unit represented by the following formula (1-1) and a structural unit represented by the following formula (1-2).
(In formula (1-1) and formula (1-2),
R A is a hydrogen atom, a methyl group, a hydroxymethyl group, a cyano group or a trifluoromethyl group.
R7 and R8 each independently represent a divalent aromatic ring group or a chain hydrocarbon group.
R 11 , R 12 and R 13 are the same as those in formula (1).

上記式(1-1)及び式(1-2)において、R、Rの2価の芳香環基は、置換若しくは無置換のフェニレン基、又は置換若しくは無置換のナフチレン基であることが好ましい。2価の鎖状炭化水素基は、炭素数1~6のアルカンジイル基であることが好ましく、炭素数1~4のアルカンジイル基であることがより好ましく、炭素数1~4の直鎖状のアルカンジイル基であることが更に好ましい。 In the above formulas (1-1) and (1-2), the divalent aromatic ring group of R 7 and R 8 is preferably a substituted or unsubstituted phenylene group or a substituted or unsubstituted naphthylene group. The divalent chain hydrocarbon group is preferably an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably an alkanediyl group having 1 to 4 carbon atoms, and even more preferably a linear alkanediyl group having 1 to 4 carbon atoms.

構造単位(IV)を与える単量体の具体例としては、スチリルトリメトキシシラン、スチリルトリエトキシシラン、スチリルメチルジメトキシシラン、スチリルエチルジエトキシシラン、スチリルジメトキシヒドロキシシラン、スチリルジエトキシヒドロキシシラン、(メタ)アクリロキシフェニルトリメトキシシラン、(メタ)アクリロキシフェニルトリエトキシシラン、(メタ)アクリロキシフェニルメトキシジメトキシシラン、(メタ)アクリロキシフェニルエチルジエトキシシラン等;トリメトキシ(4-ビニルナフチル)シラン、トリエトキシ(4-ビニルナフチル)シラン、メチルジメトキシ(4-ビニルナフチル)シラン、エチルジエトキシ(4-ビニルナフチル)シラン、(メタ)アクリロキシナフチルトリメトキシシラン等;3-(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、4-(メタ)アクリロキシブチルトリメトキシシラン等を挙げることができる。これらの中でも、スチリルトリメトキシシラン、スチリルトリエトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、4-(メタ)アクリロキシブチルトリメトキシシランが好ましく、3-(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシランがより好ましい。 Specific examples of monomers that provide structural unit (IV) include styryltrimethoxysilane, styryltriethoxysilane, styrylmethyldimethoxysilane, styrylethyldiethoxysilane, styryldimethoxyhydroxysilane, styryldiethoxyhydroxysilane, (meth)acryloxyphenyltrimethoxysilane, (meth)acryloxyphenyltriethoxysilane, (meth)acryloxyphenylmethoxydimethoxysilane, (meth)acryloxyphenylethyldiethoxysilane, etc.; trimethoxy(4-vinylnaphthyl) silane, triethoxy(4-vinylnaphthyl)silane, methyldimethoxy(4-vinylnaphthyl)silane, ethyldiethoxy(4-vinylnaphthyl)silane, (meth)acryloxynaphthyltrimethoxysilane, etc.; 3-(meth)acryloxypropyltrimethoxysilane, 3-(meth)acryloxypropyltriethoxysilane, 3-(meth)acryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-(meth)acryloxypropylmethyldiethoxysilane, 4-(meth)acryloxybutyltrimethoxysilane, etc. Among these, styryltrimethoxysilane, styryltriethoxysilane, 3-(meth)acryloxypropyltrimethoxysilane, 3-(meth)acryloxypropyltriethoxysilane, 3-(meth)acryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-(meth)acryloxypropylmethyldiethoxysilane, and 4-(meth)acryloxybutyltrimethoxysilane are preferred, and 3-(meth)acryloxypropyltrimethoxysilane and 3-(meth)acryloxypropyltriethoxysilane are more preferred.

重合体成分(A)が上記構造単位(IV)を含む場合、上記構造単位(IV)の含有割合(複数種含む場合は合計の含有割合)は、重合体成分(A)を構成する全構造単位に対して、0.5質量%以上が好ましく、1質量%以上がより好ましく、3質量%以上がさらに好ましい。上記含有割合は、20質量%以下が好ましく、15質量%以下がより好ましく、10質量%以下がさらに好ましい。構造単位(IV)の含有割合を上記範囲とすることで、放射線感度、耐薬品性により優れた硬化膜を得ることができるため好ましい。 When polymer component (A) contains the structural unit (IV), the content of the structural unit (IV) (the total content when multiple types are contained) is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, and even more preferably 3% by mass or more, based on all structural units constituting polymer component (A). The content is preferably 20% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, and even more preferably 10% by mass or less. By setting the content of structural unit (IV) within the above range, a cured film having excellent radiation sensitivity and chemical resistance can be obtained, which is preferable.

重合体成分(A)は、上記構造単位(I)~構造単位(IV)以外の構造単位をさらに含むことができる。その他の構造単位としては、例えば、芳香族ビニル化合物に由来する構造単位(V)、N-置換マレイミド化合物に由来する構造単位(VI)、水酸基を有する構造単位(VII)、メタクリル酸アルキルエステル化合物に由来する構造単位(VIII)、エポキシ基を有する構造単位(IX)(但し、構造単位(II)に該当するものを除く)等が挙げられる。重合体成分(A)が構造単位(V)及び構造単位(VI)のうち少なくとも一方を含むことにより、重合体成分(A)のガラス転移温度(Tg)を更に高くでき、パターン形状の改善効果を高くできる点で好適である。 The polymer component (A) may further contain structural units other than the structural units (I) to (IV). Examples of the other structural units include structural unit (V) derived from an aromatic vinyl compound, structural unit (VI) derived from an N-substituted maleimide compound, structural unit (VII) having a hydroxyl group, structural unit (VIII) derived from an alkyl methacrylate ester compound, and structural unit (IX) having an epoxy group (excluding those corresponding to structural unit (II)). By including at least one of structural unit (V) and structural unit (VI) in polymer component (A), the glass transition temperature (Tg) of polymer component (A) can be further increased, which is advantageous in that the effect of improving the pattern shape can be enhanced.

(構造単位(V))
構造単位(V)を構成する芳香族ビニル化合物としては、特に限定されないが、例えば、スチレン、2-メチルスチレン、3-メチルスチレン、4-メチルスチレン、α-メチルスチレン、2,4-ジメチルスチレン、2,4-ジイソプロピルスチレン、5-t-ブチル-2-メチルスチレン、ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼン、t-ブトキシスチレン、ビニルベンジルジメチルアミン、(4-ビニルベンジル)ジメチルアミノエチルエーテル、N,N-ジメチルアミノエチルスチレン、N,N-ジメチルアミノメチルスチレン、2-エチルスチレン、3-エチルスチレン、4-エチルスチレン、2-t-ブチルスチレン、3-t-ブチルスチレン、4-t-ブチルスチレン、ジフェニルエチレン等のスチレン系化合物;ビニルナフタレン、ジビニルナフタレン等のビニルナフタレン系化合物;ビニルピリジン等の複素環ビニル化合物等が挙げられる。これらのうち、上記芳香族ビニル化合物は、スチレン系化合物が好ましい。
(Structural Unit (V))
The aromatic vinyl compound constituting the structural unit (V) is not particularly limited, but examples thereof include styrene-based compounds such as styrene, 2-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, α-methylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, 2,4-diisopropylstyrene, 5-t-butyl-2-methylstyrene, divinylbenzene, trivinylbenzene, t-butoxystyrene, vinylbenzyldimethylamine, (4-vinylbenzyl)dimethylaminoethylether, N,N-dimethylaminoethylstyrene, N,N-dimethylaminomethylstyrene, 2-ethylstyrene, 3-ethylstyrene, 4-ethylstyrene, 2-t-butylstyrene, 3-t-butylstyrene, 4-t-butylstyrene, and diphenylethylene; vinylnaphthalene-based compounds such as vinylnaphthalene and divinylnaphthalene; and heterocyclic vinyl compounds such as vinylpyridine. Of these, the aromatic vinyl compound is preferably a styrene-based compound.

重合体成分(A)が上記構造単位(V)を含む場合、上記構造単位(V)の含有割合(複数種含む場合は合計の含有割合)は、重合体成分(A)を構成する全構造単位に対して、0.5質量%以上が好ましく、1質量%以上がより好ましい。上記含有割合は、30質量%以下が好ましく、25質量%以下がより好ましい。構造単位(V)の含有割合を上記範囲とすることで、パターン形状がより良好な硬化膜を得ることができ、重合体成分(A)のガラス転移温度が高くなりすぎず、現像性の低下を抑制することができるため、好ましい。 When the polymer component (A) contains the structural unit (V), the content of the structural unit (V) (the total content when multiple types are contained) is preferably 0.5% by mass or more, and more preferably 1% by mass or more, based on all structural units constituting the polymer component (A). The content is preferably 30% by mass or less, and more preferably 25% by mass or less. By setting the content of the structural unit (V) within the above range, a cured film with a better pattern shape can be obtained, and the glass transition temperature of the polymer component (A) does not become too high, thereby suppressing a decrease in developability, which is preferable.

(構造単位(VI))
構造単位(VI)を構成するN-置換マレイミド化合物としては、マレイミドが有する窒素原子に結合する水素原子が1価の炭化水素基で置換された化合物が挙げられる。当該1価の炭化水素基としては、1価の鎖状炭化水素基、1価の脂環式炭化水素基、及び1価の芳香族炭化水素基が挙げられる。これらのうち、耐熱性の改善効果をより高くできる点で、構造単位(VI)を構成するN-置換マレイミド化合物は、1価の環状炭化水素基を有することが好ましく、単環、橋かけ環又はスピロ環を有する1価の脂環式炭化水素基を有することがより好ましい。
(Structural Unit (VI))
The N-substituted maleimide compound constituting the structural unit (VI) may be a compound in which a hydrogen atom bonded to a nitrogen atom of a maleimide is substituted with a monovalent hydrocarbon group. Examples of the monovalent hydrocarbon group include a monovalent chain hydrocarbon group, a monovalent alicyclic hydrocarbon group, and a monovalent aromatic hydrocarbon group. Of these, in terms of being able to further enhance the effect of improving heat resistance, the N-substituted maleimide compound constituting the structural unit (VI) preferably has a monovalent cyclic hydrocarbon group, and more preferably has a monovalent alicyclic hydrocarbon group having a monocycle, a bridged ring, or a spiro ring.

構造単位(VI)は、具体的には下記式(2)で表される構造単位であることが好ましい。
(式(2)中、
は、1価の環状炭化水素基である。
及びRは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1~5のアルキル基である。)
Specifically, the structural unit (VI) is preferably a structural unit represented by the following formula (2).
(In formula (2),
R5 is a monovalent cyclic hydrocarbon group.
R 6 and R 7 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.

上記式(2)において、Rは、環状炭化水素基が有する環構造が窒素原子に直接結合していてもよく、環構造が2価の連結基を介して結合していてもよい。2価の連結基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、1,3-プロパンジイル基等のアルカンジイル基が挙げられる。これらのうち、Rは、環状炭化水素基が有する環構造が窒素原子に直接結合していることが好ましく、脂環式炭化水素の構造が窒素原子に直接結合した脂環式炭化水素基がより好ましい。R及びRは、水素原子又はメチル基が好ましく、水素原子がより好ましい。 In the above formula (2), R5 may be a ring structure of the cyclic hydrocarbon group that is directly bonded to the nitrogen atom, or the ring structure may be bonded via a divalent linking group. Examples of the divalent linking group include a methylene group, an ethylene group, and an alkanediyl group such as a 1,3-propanediyl group. Of these, R5 is preferably a ring structure of the cyclic hydrocarbon group that is directly bonded to the nitrogen atom, and more preferably an alicyclic hydrocarbon group in which an alicyclic hydrocarbon structure is directly bonded to the nitrogen atom. R6 and R7 are preferably a hydrogen atom or a methyl group, and more preferably a hydrogen atom.

N-置換マレイミド化合物の具体例としては、脂環式炭化水素基を有する化合物として、例えば、N-シクロヘキシルマレイミド、N-シクロペンチルマレイミド、N-(2-メチルシクロヘキシル)マレイミド、N-(4-メチルシクロヘキシル)マレイミド、N-(4-エチルシクロヘキシル)マレイミド、N-(2,6-ジメチルシクロヘキシル)マレイミド、N-ノルボルニルマレイミド、N-トリシクロデシルマレイミド、N-アダマンチルマレイミド等を;芳香族炭化水素基を有する化合物として、例えば、N-フェニルマレイミド、N-(2-メチルフェニル)マレイミド、N-(4-メチルフェニル)マレイミド、N-(4-エチルフェニル)マレイミド、N-(2,6-ジメチルフェニル)マレイミド、N-ベンジルマレイミド、N-ナフチルマレイミド等を、それぞれ挙げることができる。N-置換マレイミド化合物は、これらのうち、N-シクロへキシルマレイミド、N-(4-メチルシクロへキシル)マレイミド、N-フェニルマレイミド、及びN-(4-メチルフェニル)マレイミドよりなる群から選択される少なくとも1種が好ましく、N-シクロへキシルマレイミドがより好ましい。 Specific examples of N-substituted maleimide compounds include compounds having an alicyclic hydrocarbon group, such as N-cyclohexylmaleimide, N-cyclopentylmaleimide, N-(2-methylcyclohexyl)maleimide, N-(4-methylcyclohexyl)maleimide, N-(4-ethylcyclohexyl)maleimide, N-(2,6-dimethylcyclohexyl)maleimide, N-norbornylmaleimide, N-tricyclodecylmaleimide, and N-adamantylmaleimide; and compounds having an aromatic hydrocarbon group, such as N-phenylmaleimide, N-(2-methylphenyl)maleimide, N-(4-methylphenyl)maleimide, N-(4-ethylphenyl)maleimide, N-(2,6-dimethylphenyl)maleimide, N-benzylmaleimide, and N-naphthylmaleimide. Of these, the N-substituted maleimide compound is preferably at least one selected from the group consisting of N-cyclohexylmaleimide, N-(4-methylcyclohexyl)maleimide, N-phenylmaleimide, and N-(4-methylphenyl)maleimide, and more preferably N-cyclohexylmaleimide.

重合体成分(A)が上記構造単位(VI)を含む場合、上記構造単位(VI)の含有割合(複数種含む場合は合計の含有割合)は、メルトフロー耐性を良好にする観点から、重合体成分(A)を構成する全構造単位に対して、2質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましく、10質量%以上がさらに好ましい。上記含有割合は、放射線感度の観点から、40質量%以下が好ましく、30質量%以下がより好ましく、20質量%以下がさらに好ましい。 When polymer component (A) contains the structural unit (VI), the content of the structural unit (VI) (the total content when multiple types are contained) is preferably 2% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, and even more preferably 10% by mass or more, based on all structural units constituting polymer component (A), from the viewpoint of improving melt flow resistance. From the viewpoint of radiation sensitivity, the content is preferably 40% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, and even more preferably 20% by mass or less.

(構造単位(VII))
構造単位(VII)は、水酸基(アルコール性水酸基)を有する不飽和単量体に由来する構造単位であることが好ましく、具体的には、飽和鎖状炭化水素基に結合した水酸基を1個以上有する単量体に由来する構造単位が挙げられる。重合体成分(A)が構造単位(VII)を含むことで、膜形成時においてプレベーク温度のばらつきに起因するパターン形成能の低下を抑制でき、良好なパターンを形成できる点、及び放射線感度の点から好ましい。構造単位(VII)としては、特に限定されないが、例えば(メタ)アクリル化合物、マレイミド化合物が挙げられる。
(Structural unit (VII))
The structural unit (VII) is preferably a structural unit derived from an unsaturated monomer having a hydroxyl group (alcoholic hydroxyl group), and specifically includes a structural unit derived from a monomer having one or more hydroxyl groups bonded to a saturated chain hydrocarbon group. The polymer component (A) containing the structural unit (VII) is preferable in terms of suppressing the decrease in pattern forming ability caused by the variation in pre-bake temperature during film formation, forming a good pattern, and in terms of radiation sensitivity. The structural unit (VII) is not particularly limited, and examples thereof include (meth)acrylic compounds and maleimide compounds.

構造単位(VII)の具体例としては、(メタ)アクリル化合物として、例えば、(メタ)アクリル酸ヒドロキシメチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸4-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸5-ヒドロキシペンチル、(メタ)アクリル酸6-ヒドロキシヘキシル、グリセロールモノ(メタ)アクリレート等;マレイミド化合物として、例えば、N-(ヒドロキシメチル)マレイミド、N-(2-ヒドロキシエチル)マレイミド、N-(3-ヒドロキシプロピル)マレイミド等を挙げることができる。 Specific examples of structural unit (VII) include (meth)acrylic compounds such as hydroxymethyl (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 3-hydroxypropyl (meth)acrylate, 2-hydroxybutyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, 5-hydroxypentyl (meth)acrylate, 6-hydroxyhexyl (meth)acrylate, and glycerol mono(meth)acrylate; and maleimide compounds such as N-(hydroxymethyl)maleimide, N-(2-hydroxyethyl)maleimide, and N-(3-hydroxypropyl)maleimide.

重合体成分(A)が上記構造単位(VII)を含む場合、上記構造単位(VII)の含有割合(複数種含む場合は合計の含有割合)は、プレベーク温度のばらつきに起因するパターン形成能の低下を抑制する観点から、重合体成分(A)を構成する全構造単位に対して、1質量%以上であり、5質量%以上がより好ましく、10質量%以上がさらに好ましい。上記含有割合は、現像性の低下を抑制する観点から、50質量%以下が好ましく、40質量%以下がより好ましく、30質量%以下がさらに好ましい。 When polymer component (A) contains the structural unit (VII), the content of the structural unit (VII) (the total content when multiple types are contained) is 1% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, and even more preferably 10% by mass or more, based on all structural units constituting polymer component (A), from the viewpoint of suppressing a decrease in pattern forming ability due to variations in pre-baking temperature. The content is preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, and even more preferably 30% by mass or less, from the viewpoint of suppressing a decrease in developability.

(構造単位(VIII))
構造単位(VIII)は、重合体のガラス転移温度の調整等を目的として、重合体成分(A)に含有させることができる。構造単位(VIII)を構成する単量体は、エステル基に結合するアルキル基が炭素数1~10のメタクリレート化合物が好ましく、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n-プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、n-ブチルアクリレート、tert-ブチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート等のアクリル酸アルキルエステル化合物が挙げられる。
(Structural unit (VIII))
The structural unit (VIII) can be contained in the polymer component (A) for the purpose of adjusting the glass transition temperature of the polymer, etc. The monomer constituting the structural unit (VIII) is preferably a methacrylate compound in which the alkyl group bonded to the ester group has 1 to 10 carbon atoms, and examples thereof include acrylic acid alkyl ester compounds such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl acrylate, tert-butyl acrylate, and 2-ethylhexyl acrylate.

重合体成分(A)が上記構造単位(VIII)を含む場合、上記構造単位(VIII)の含有割合(複数種含む場合は合計の含有割合)は、重合体成分(A)を構成する全構造単位に対して、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、15質量%以上がさらに好ましい。上記含有割合は、80質量%以下が好ましく、70質量%以下がより好ましく、60質量%以下がさらに好ましい。 When polymer component (A) contains the structural unit (VIII), the content of the structural unit (VIII) (the total content when multiple types are contained) is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and even more preferably 15% by mass or more, based on all structural units constituting polymer component (A). The content is preferably 80% by mass or less, more preferably 70% by mass or less, and even more preferably 60% by mass or less.

(構造単位(IX))
構造単位(IX)は、エポキシ基を有する不飽和単量体に由来する構造単位であり、構造単位(II)に該当するものを除く。構造単位(IX)の具体例としては、下記式(5-1)で表される構造単位及び下記式(5-2)で表される構造単位よりなる群から選択される少なくとも1種が挙げられる。
(Structural Unit (IX))
The structural unit (IX) is a structural unit derived from an unsaturated monomer having an epoxy group, and does not correspond to the structural unit (II). Specific examples of the structural unit (IX) include at least one selected from the group consisting of the structural unit represented by the following formula (5-1) and the structural unit represented by the following formula (5-2).

(式(5-1)及び式(5-2)中、
20は、オキシラニル基又はオキセタニル基を有する基(但し、脂環式エポキシ基を除く)である。
A1は、水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基、シアノ基又はトリフルオロメチル基である。
は、単結合又は2価の連結基である。)
(In formula (5-1) and formula (5-2),
R20 is a group having an oxiranyl group or an oxetanyl group (excluding an alicyclic epoxy group).
R A1 is a hydrogen atom, a methyl group, a hydroxymethyl group, a cyano group or a trifluoromethyl group.
L3 is a single bond or a divalent linking group.

上記式(5-1)及び式(5-2)において、R20としては、オキシラニル基、オキセタニル基、3-エチルオキセタニル基等が挙げられる。 In the above formulas (5-1) and (5-2), examples of R 20 include an oxiranyl group, an oxetanyl group, and a 3-ethyloxetanyl group.

の2価の連結基としては、メチレン基、エチレン基、1,3-プロパンジイル基等のアルカンジイル基;アルカンジイル基が有する任意のメチレン基が-O-に置き換えられた2価の基等が挙げられる。 Examples of the divalent linking group for L3 include a methylene group, an ethylene group, an alkanediyl group such as a 1,3-propanediyl group, and a divalent group in which any methylene group of an alkanediyl group is replaced with --O--.

エポキシ基を有する単量体の具体例としては、グリシジル(メタ)アクリレート、(3-メチルオキセタン-3-イル)メチル(メタ)アクリレート、(3-エチルオキセタン-3-イル)(メタ)アクリレート、(オキセタン-3-イル)メチル(メタ)アクリレート、(3-エチルオキセタン-3-イル)メチル(メタ)アクリレート、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等が挙げられる。 Specific examples of monomers having an epoxy group include glycidyl (meth)acrylate, (3-methyloxetan-3-yl)methyl (meth)acrylate, (3-ethyloxetan-3-yl) (meth)acrylate, (oxetan-3-yl)methyl (meth)acrylate, (3-ethyloxetan-3-yl)methyl (meth)acrylate, o-vinylbenzyl glycidyl ether, m-vinylbenzyl glycidyl ether, p-vinylbenzyl glycidyl ether, etc.

重合体成分(A)が上記構造単位(IX)を含む場合、上記構造単位(IX)の含有割合(複数種含む場合は合計の含有割合)は、重合体成分(A)を構成する全構造単位に対して、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、15質量%以上がさらに好ましい。上記含有割合は、50質量%以下が好ましく、40質量%以下がより好ましく、35質量%以下がさらに好ましい。 When polymer component (A) contains the structural unit (IX), the content of the structural unit (IX) (the total content when multiple types are contained) is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and even more preferably 15% by mass or more, based on all structural units constituting polymer component (A). The content is preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, and even more preferably 35% by mass or less.

(その他の構造単位)
その他の構造単位としては、上記の他、例えば、イタコン酸ジエチル等の不飽和ジカルボン酸ジアルキルエステル化合物;無水フタル酸等の不飽和ジカルボン酸無水物;1,3-ブタジエン、イソプレン等の共役ジエン化合物;(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、N-ビニルアルキルアミド、N-ビニルピロリドン等の窒素含有ビニル化合物;塩化ビニル、塩化ビニリデン、酢酸ビニル等の単量体に由来する構造単位が挙げられる。重合体成分(A)において、その他の構造単位の含有割合は、重合体成分(A)を構成する全構造単位に対して、10質量%以下が好ましく、5質量%以下がより好ましく、1質量%以下が更に好ましい。
(Other structural units)
Examples of the other structural units include, in addition to the above, unsaturated dicarboxylic acid dialkyl ester compounds such as diethyl itaconate, unsaturated dicarboxylic acid anhydrides such as phthalic anhydride, conjugated diene compounds such as 1,3-butadiene and isoprene, nitrogen-containing vinyl compounds such as (meth)acrylonitrile, (meth)acrylamide, N-vinyl alkylamide and N-vinyl pyrrolidone, and structural units derived from monomers such as vinyl chloride, vinylidene chloride and vinyl acetate. In the polymer component (A), the content ratio of the other structural units is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and even more preferably 1% by mass or less, based on the total structural units constituting the polymer component (A).

各構造単位の含有割合は、通常、重合体成分(A)の製造に使用される単量体の割合と等価である。 The content ratio of each structural unit is usually equivalent to the ratio of the monomers used in the production of polymer component (A).

重合体成分(A)において、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、2,000以上であることが好ましい。Mwが2,000以上であると、耐薬品性が十分に高く、かつ良好な現像性を示す硬化膜を得ることができる点で好ましい。Mwは、より好ましくは5,000以上であり、更に好ましくは6,000以上であり、特に好ましくは8,000以上である。また、Mwは、成膜性を良好にする観点から、好ましくは50,000以下であり、より好ましくは30,000以下であり、更に好ましくは20,000以下であり、より更に好ましくは18,000以下であり、特に好ましくは15,000以下である。 In the polymer component (A), the weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC) is preferably 2,000 or more. Mw of 2,000 or more is preferable in that a cured film having sufficiently high chemical resistance and good developability can be obtained. Mw is more preferably 5,000 or more, even more preferably 6,000 or more, and particularly preferably 8,000 or more. In addition, from the viewpoint of improving film-forming properties, Mw is preferably 50,000 or less, more preferably 30,000 or less, even more preferably 20,000 or less, even more preferably 18,000 or less, and particularly preferably 15,000 or less.

重合体成分(A)において、重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnとの比で表される分子量分布(Mw/Mn)は、4.0以下が好ましく、3.0以下がより好ましく、2.7以下が更に好ましい。なお、重合体成分(A)が2種以上の重合体からなる場合、各重合体が上記範囲のMw及びMw/Mnをそれぞれ満たすことが好ましい。 In the polymer component (A), the molecular weight distribution (Mw/Mn), which is the ratio of the weight average molecular weight Mw to the number average molecular weight Mn, is preferably 4.0 or less, more preferably 3.0 or less, and even more preferably 2.7 or less. When the polymer component (A) is composed of two or more polymers, it is preferable that each of the polymers satisfy the above-mentioned ranges of Mw and Mw/Mn.

重合体成分(A)の含有割合は、感放射線性組成物に含まれる固形分の全量に対して、10質量%以上であることが好ましく、30質量%以上であることがより好ましく、50質量%以上であることが更に好ましい。また、重合体成分(A)の含有割合は、感放射線性組成物に含まれる固形分の全量に対して、95質量%以下であることが好ましく、90質量%以下であることがより好ましい。重合体成分(A)の含有割合を上記範囲とすることにより、耐薬品性が十分に高く、かつ良好な現像性及び透明性を示す硬化膜を得ることができる点で好適である。 The content of polymer component (A) is preferably 10% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, and even more preferably 50% by mass or more, based on the total amount of solids contained in the radiation-sensitive composition. The content of polymer component (A) is preferably 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, based on the total amount of solids contained in the radiation-sensitive composition. By setting the content of polymer component (A) in the above range, it is advantageous in that a cured film having sufficiently high chemical resistance and good developability and transparency can be obtained.

重合体成分(A)は、例えば、上述した各構造単位を導入可能な不飽和単量体を用い、適当な溶媒中、重合開始剤等の存在下で、ラジカル重合等の公知の方法に従って製造することができる。具体的には、使用する重合開始剤としては、2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(イソ酪酸)ジメチル等のアゾ化合物が挙げられる。重合開始剤の使用割合は、反応に使用する単量体の全量100質量部に対して、0.01~30質量部であることが好ましい。重合溶媒としては、例えば、アルコール類、エーテル類、ケトン類、エステル類、炭化水素類等が挙げられる。 The polymer component (A) can be produced, for example, by using an unsaturated monomer capable of introducing each of the structural units described above in a suitable solvent in the presence of a polymerization initiator, according to a known method such as radical polymerization. Specifically, examples of the polymerization initiator used include azo compounds such as 2,2'-azobis(isobutyronitrile), 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile), and 2,2'-azobis(isobutyric acid) dimethyl. The proportion of the polymerization initiator used is preferably 0.01 to 30 parts by mass relative to 100 parts by mass of the total amount of the monomers used in the reaction. Examples of the polymerization solvent include alcohols, ethers, ketones, esters, and hydrocarbons.

上記重合反応において、反応温度は、通常、30℃~180℃である。反応時間は、開始剤及び単量体の種類や反応温度に応じて異なるが、通常、0.5~10時間である。有機溶媒の使用量は、反応に使用する単量体の合計量が、反応溶液の全体量に対して、0.1~60質量%になるような量にすることが好ましい。重合反応により得られた重合体は、例えば、反応溶液を大量の貧溶媒中に注ぎ、これにより得られる析出物を減圧下乾燥する方法、反応溶液をエバポレーターで減圧留去する方法等の公知の単離方法を用いて単離することができる。 In the above polymerization reaction, the reaction temperature is usually 30°C to 180°C. The reaction time varies depending on the type of initiator and monomer and the reaction temperature, but is usually 0.5 to 10 hours. The amount of organic solvent used is preferably such that the total amount of monomers used in the reaction is 0.1 to 60 mass% of the total amount of the reaction solution. The polymer obtained by the polymerization reaction can be isolated using known isolation methods, such as a method of pouring the reaction solution into a large amount of poor solvent and drying the resulting precipitate under reduced pressure, or a method of distilling the reaction solution under reduced pressure using an evaporator.

<キノンジアジド化合物(B)>
キノンジアジド化合物(B)は、放射線の照射によりカルボン酸を発生する感放射線性酸発生体である。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」ともいう)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好ましい。
<Quinonediazide compound (B)>
The quinone diazide compound (B) is a radiation-sensitive acid generator that generates a carboxylic acid upon irradiation with radiation. As the quinone diazide compound, it is preferable to use a condensation product of a phenolic compound or an alcoholic compound (hereinafter also referred to as a "mother nucleus") with a 1,2-naphthoquinone diazide sulfonic acid halide.

上記母核としては、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、その他の母核を挙げることができる。これらの具体例としては、トリヒドロキシベンゾフェノンとして、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を;テトラヒドロキシベンゾフェノンとして、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を;ペンタヒドロキシベンゾフェノンとして、例えば、2,3,4,2’,6’-ペンタヒドロキシベンゾフェノン等を;ヘキサヒドロキシベンゾフェノンとして、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を;(ポリヒドロキシフェニル)アルカンとして、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(p-ヒドロキシフェニル)メタン、1,1,1-トリ(p-ヒドロキシフェニル)エタン、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を;その他の母核として、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、2-[ビス{(5-イソプロピル-4-ヒドロキシ-2-メチル)フェニル}メチル]等を、それぞれ挙げることができる。 Examples of the mother nucleus include trihydroxybenzophenone, tetrahydroxybenzophenone, pentahydroxybenzophenone, hexahydroxybenzophenone, (polyhydroxyphenyl)alkane, and other mother nuclei. Specific examples of these include trihydroxybenzophenones such as 2,3,4-trihydroxybenzophenone and 2,4,6-trihydroxybenzophenone; tetrahydroxybenzophenones such as 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'-tetrahydro ... hydroxy-3'-methoxybenzophenone, etc.; pentahydroxybenzophenones, for example, 2,3,4,2',6'-pentahydroxybenzophenone, etc.; hexahydroxybenzophenones, for example, 2,4,6,3',4',5'-hexahydroxybenzophenone, 3,4,5,3',4',5'-hexahydroxybenzophenone, etc.; (polyhydroxyphenyl)alkanes, for example, bis(2,4-dihydroxyphenyl)methane, bis(p-hydroxyphenyl)methane , tri(p-hydroxyphenyl)methane, 1,1,1-tri(p-hydroxyphenyl)ethane, bis(2,3,4-trihydroxyphenyl)methane, 2,2-bis(2,3,4-trihydroxyphenyl)propane, 1,1,3-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, etc.; other mother nuclei include, for example, 2-methyl-2-(2,4-dihydroxyphenyl)-4-(4-hydroxyphenyl)-7-hydroxychroman, 2-[bis{(5-isopropyl-4-hydroxy-2-methyl)phenyl}methyl], etc.

母核としては、これらのうち、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)メタン、1,1,1-トリ(p-ヒドロキシフェニル)エタン、及び4,4’-〔1-〔4-〔1-〔4-ヒドロキシフェニル〕-1-メチルエチル〕フェニル〕エチリデン〕ビスフェノールが好ましい。 Of these, the preferred mother nuclei are 2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone, 1,1,1-tri(p-hydroxyphenyl)methane, 1,1,1-tri(p-hydroxyphenyl)ethane, and 4,4'-[1-[4-[1-[4-hydroxyphenyl]-1-methylethyl]phenyl]ethylidene]bisphenol.

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。具体的には、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-5-スルホン酸クロリドを好ましく使用できる。 As the 1,2-naphthoquinone diazide sulfonic acid halide, 1,2-naphthoquinone diazide sulfonic acid chloride is preferred. Specific examples include 1,2-naphthoquinone diazide-4-sulfonic acid chloride, 1,2-naphthoquinone diazide-5-sulfonic acid chloride, and the like. Of these, as the 1,2-naphthoquinone diazide sulfonic acid halide, 1,2-naphthoquinone diazide-5-sulfonic acid chloride is preferably used.

上記縮合物を得るための縮合反応において、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割合は、1,2-ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドの使用量を、母核中のOH基の数に対して、好ましくは30~85モル%、より好ましくは50~70モル%に相当する量とする。なお、上記縮合反応は、公知の方法に従って行うことができる。母核と1,2-ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドの縮合反応により1,2-キノンジアジド化合物が得られる。 In the condensation reaction to obtain the above condensation product, the ratio of the mother nucleus to the 1,2-naphthoquinone diazide sulfonic acid halide is preferably such that the amount of 1,2-naphthoquinone diazide sulfonic acid halide used is equivalent to 30 to 85 mol %, more preferably 50 to 70 mol %, of the number of OH groups in the mother nucleus. The above condensation reaction can be carried out according to a known method. A 1,2-quinone diazide compound is obtained by the condensation reaction of the mother nucleus with the 1,2-naphthoquinone diazide sulfonic acid halide.

感放射線性組成物におけるキノンジアジド化合物(B)の含有割合は、重合体成分(A)100質量部に対して、2質量部以上とすることが好ましく、5質量部以上とすることがより好ましく、10質量部以上とすることが更に好ましい。また、キノンジアジド化合物(B)の含有割合は、重合体成分(A)100質量部に対して、60質量部以下とすることが好ましく、40質量部以下とすることがより好ましく、30質量部以下とすることが更に好ましい。キノンジアジド化合物(B)の含有割合を2質量部以上とすると、放射線の照射によって酸が十分に生成し、アルカリ溶液に対する、放射線の照射部分と未照射部分との溶解度の差を十分に大きくできるため好ましい。これにより、良好なパターニングを行うことができる。また、重合体成分(A)との反応に関与する酸の量を多くでき、耐薬品性を十分に確保できるため好ましい。一方、キノンジアジド化合物(B)の含有割合を100質量部以下とすると、未反応のキノンジアジド化合物(B)を十分に少なくでき、キノンジアジド化合物(B)の残存による現像性の低下を抑制できる点から好ましい。 The content of the quinone diazide compound (B) in the radiation-sensitive composition is preferably 2 parts by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more, and even more preferably 10 parts by mass or more, relative to 100 parts by mass of the polymer component (A). The content of the quinone diazide compound (B) is preferably 60 parts by mass or less, more preferably 40 parts by mass or less, and even more preferably 30 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the polymer component (A). When the content of the quinone diazide compound (B) is 2 parts by mass or more, sufficient acid is generated by irradiation with radiation, and the difference in solubility between the irradiated and unirradiated parts in an alkaline solution can be sufficiently increased, which is preferable. This allows good patterning to be performed. In addition, the amount of acid involved in the reaction with the polymer component (A) can be increased, which is preferable because chemical resistance can be sufficiently ensured. On the other hand, when the content of the quinone diazide compound (B) is 100 parts by mass or less, the amount of unreacted quinone diazide compound (B) can be sufficiently reduced, and a decrease in developability due to the remaining quinone diazide compound (B) can be suppressed, which is preferable.

<溶剤(C)>
本開示の感放射線性組成物は、重合体成分(A)、キノンジアジド化合物(B)、及び必要に応じて配合されるその他の成分が、好ましくは溶剤(C)に溶解又は分散された液状の組成物である。使用する溶剤としては、感放射線性組成物に配合される各成分を溶解し、かつ各成分と反応しない有機溶剤が好ましい。
<Solvent (C)>
The radiation-sensitive composition of the present disclosure is a liquid composition in which the polymer component (A), the quinone diazide compound (B), and other components blended as necessary are dissolved or dispersed, preferably in a solvent (C). The solvent used is preferably an organic solvent that dissolves each of the components blended in the radiation-sensitive composition and does not react with each of the components.

溶剤(C)としては、特に限定されるものではなく、例えば、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、ケトン系溶剤、アミド系溶剤等が挙げられる。溶剤(C)は、単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。 The solvent (C) is not particularly limited, and examples thereof include alcohol-based solvents, ether-based solvents, ester-based solvents, ketone-based solvents, and amide-based solvents. Solvent (C) may be used alone or in combination of two or more kinds.

アルコール系溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、1-ブタノール、2-ブタノール、イソブチルアルコール、t-ブチルアルコール、1-ヘキサノール、1-オクタノール、1-ノナノール、1-ドデカノール、1-メトキシ-2-プロパノール、ジアセトンアルコール等のアルキルアルコール;ベンジルアルコール等の芳香族アルコール等が挙げられる。 Examples of alcohol-based solvents include alkyl alcohols such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, 1-butanol, 2-butanol, isobutyl alcohol, t-butyl alcohol, 1-hexanol, 1-octanol, 1-nonanol, 1-dodecanol, 1-methoxy-2-propanol, and diacetone alcohol; and aromatic alcohols such as benzyl alcohol.

エーテル系溶剤としては、例えば、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル等のエチレングリコールモノアルキルエーテル;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プロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル;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等のジエチレングリコールモノアルキルエーテル;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エチルメチルエーテル等のジエチレングリコールジアルキルエーテル;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プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル等のジプロピレングリコールモノアルキルエーテル等が挙げられる。 Examples of ether solvents include ethylene glycol monoalkyl ethers such as diethylene glycol methyl ethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, and ethylene glycol monobutyl ether; propylene glycol monoalkyl ethers such as propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, and propylene glycol monobutyl ether; diethylene glycol monoalkyl ethers such as diethylene glycol monomethyl ether and diethylene glycol monoethyl ether; diethylene glycol dialkyl ethers such as diethylene glycol dimethyl ether and diethylene glycol ethyl methyl ether; and dipropylene glycol monoalkyl ethers such as dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, and dipropylene glycol monobutyl ether.

エステル系溶剤としては、例えば、酢酸エチル、酢酸i-プロピル、酢酸n-ブチル、酢酸アミル、乳酸エチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル等のカルボン酸エステル;プロピレングリコールジアセテート等の多価アルコールカルボキシレート系溶媒;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等の多価アルコール部分エーテルカルボキシレート系溶剤等が挙げられる。 Examples of ester-based solvents include carboxylic acid esters such as ethyl acetate, i-propyl acetate, n-butyl acetate, amyl acetate, ethyl lactate, methyl 3-methoxypropionate, and ethyl 3-ethoxypropionate; polyhydric alcohol carboxylate-based solvents such as propylene glycol diacetate; and polyhydric alcohol partial ether carboxylate-based solvents such as propylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monoethyl ether acetate.

ケトン系溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトン、ジイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン等が挙げられる。 Examples of ketone solvents include acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl amyl ketone, diisobutyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, and cycloheptanone.

これらの中でも、エーテル系溶媒及びエステル系溶媒が好ましく、エステル系溶媒がより好ましく、多価アルコール部分エーテルカルボキシレート系溶媒がさらに好ましい。また、エーテル系溶媒及びエステル系溶媒の中では、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エチルメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、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メチルエーテルアセテート、及び3-メトキシプロピオン酸メチルが好ましい。 Among these, ether-based solvents and ester-based solvents are preferred, ester-based solvents are more preferred, and polyhydric alcohol partial ether carboxylate-based solvents are even more preferred. Among the ether-based solvents and ester-based solvents, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, and methyl 3-methoxypropionate are preferred.

本組成物における溶剤(C)の含有量は特に限定されないが、本組成物の固形分(溶剤(C)以外の成分)濃度が以下の範囲内となるように調製されることが好ましい。本組成物における固形分濃度の下限値としては、5質量%が好ましく、8質量%がより好ましく、15質量%がさらに好ましい。一方、固形分濃度の上限値としては、60質量%が好ましく、40質量%がより好ましく、30質量%がさらに好ましい。感放射線性組成物の固形分濃度が5質量%以上であると、感放射線性組成物を基板上に塗布した際に塗膜の膜厚を十分に確保できる点で好ましい。また、固形分濃度が60質量%以下であると、塗膜の膜厚が過大となりすぎず、さらに感放射線性組成物の粘性を適度に高くでき、良好な塗布性を確保できる点で好ましい。 The content of the solvent (C) in the composition is not particularly limited, but it is preferable that the solid content (components other than the solvent (C)) of the composition is adjusted to be within the following range. The lower limit of the solid content concentration in the composition is preferably 5% by mass, more preferably 8% by mass, and even more preferably 15% by mass. On the other hand, the upper limit of the solid content concentration is preferably 60% by mass, more preferably 40% by mass, and even more preferably 30% by mass. When the solid content concentration of the radiation-sensitive composition is 5% by mass or more, it is preferable that the thickness of the coating film can be sufficiently secured when the radiation-sensitive composition is applied onto a substrate. In addition, when the solid content concentration is 60% by mass or less, it is preferable that the thickness of the coating film is not too large, and the viscosity of the radiation-sensitive composition can be appropriately increased, and good coating properties can be secured.

<溶剤(C1)>
本開示の組成物は、上記溶剤(C)に加えて、沸点が180℃以上であってハンセン溶解度パラメータの水素結合項δHが3.0以上13.0以下である溶剤(C1)を含むことができる。ここで、ハンセン溶解度パラメータ(HSP値)とは、ヒルデブラントの溶解度パラメータ(SP値)を分散力項δD、極性項δP及び水素結合項δHの3成分に分割して物性の極性を考慮した指標であり、「SP=δD+δP+δH」の関係がある。本明細書においてハンセン溶解度パラメータは、計算ソフトHSPiPver.5を用いて算出された値である。溶剤の沸点は、1気圧下における値である。
<Solvent (C1)>
In addition to the solvent (C), the composition of the present disclosure may include a solvent (C1) having a boiling point of 180° C. or more and a hydrogen bond term δH of the Hansen solubility parameter of 3.0 to 13.0. Here, the Hansen solubility parameter (HSP value) is an index that takes into account the polarity of physical properties by dividing the Hildebrand solubility parameter (SP value) into three components, the dispersion force term δD, the polarity term δP, and the hydrogen bond term δH, and has the relationship "SP 2 = δD 2 + δP 2 + δH 2 ". In this specification, the Hansen solubility parameter is a value calculated using the calculation software HSPiP ver. 5. The boiling point of the solvent is a value at 1 atmosphere.

溶剤(C1)は、沸点が180℃以上であってHSP値の水素結合項δHが3.0以上13.0以下であればよく、その種類は特に限定されない。溶剤(C1)は、中でも、アルコール類、カーボネート類、エーテル類及びエステル類よりなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。溶剤(C1)は、鎖状構造からなる化合物であってもよく、環状構造を有する化合物であってもよい。 The type of solvent (C1) is not particularly limited as long as it has a boiling point of 180°C or higher and a hydrogen bond term δH of the HSP value of 3.0 to 13.0. Solvent (C1) is preferably at least one selected from the group consisting of alcohols, carbonates, ethers, and esters. Solvent (C1) may be a compound having a chain structure or a compound having a cyclic structure.

溶剤(C1)の具体例としては、ジヒドロターピネオール(δH=6.69、沸点=210℃)、(S)-4-メチル-1,3-ジオキソラン-2-オン(δH=7.35、沸点=242℃)、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(δH=10.46、沸点=231℃)、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート(δH=5.78、沸点=213℃)、トリエチレングリコールモノブチルエーテル(δH=9.14、沸点=278℃)、乳酸プロピル(δH=11.7、沸点=188℃)、ベンジルアルコール(δH=12.5、沸点205℃)等が挙げられる。 Specific examples of the solvent (C1) include dihydroterpineol (δH = 6.69, boiling point = 210°C), (S)-4-methyl-1,3-dioxolan-2-one (δH = 7.35, boiling point = 242°C), diethylene glycol monobutyl ether (δH = 10.46, boiling point = 231°C), dipropylene glycol methyl ether acetate (δH = 5.78, boiling point = 213°C), triethylene glycol monobutyl ether (δH = 9.14, boiling point = 278°C), propyl lactate (δH = 11.7, boiling point = 188°C), and benzyl alcohol (δH = 12.5, boiling point 205°C).

溶剤(C)が、溶剤(C1)を含む場合、溶剤(C1)の含有量は、溶剤の全量に対して10質量%以下含むことが好ましい。 When solvent (C) contains solvent (C1), the content of solvent (C1) is preferably 10% by mass or less based on the total amount of the solvent.

<その他の成分>
本開示の感放射線性組成物は、上述した重合体成分(A)、キノンジアジド化合物(B)、溶剤(C)に加え、これら以外の成分(以下「その他の成分」ともいう)を更に含有していてもよい。その他の成分としては、例えば、反応開始剤(光ラジカル重合開始剤、光カチオン重合開始剤等)、多官能重合性化合物(多官能(メタ)アクリレート等)、密着助剤(官能性シランカップリング剤等)、界面活性剤(フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤(シラン系界面活性剤)、ノニオン系界面活性剤等)、重合禁止剤、酸化防止剤、連鎖移動剤等が挙げられる。これらの成分の配合割合は、本開示の効果を損なわない範囲で各成分に応じて適宜選択される。また、本開示の感放射線性組成物は、シラン系界面活性剤を含んでいても良いが、含まないことが好ましい。
<Other ingredients>
The radiation-sensitive composition of the present disclosure may further contain components other than the above-mentioned polymer component (A), quinone diazide compound (B), and solvent (C) (hereinafter also referred to as "other components"). Examples of other components include reaction initiators (photoradical polymerization initiators, photocationic polymerization initiators, etc.), polyfunctional polymerizable compounds (polyfunctional (meth)acrylates, etc.), adhesion aids (functional silane coupling agents, etc.), surfactants (fluorine-based surfactants, silicone-based surfactants (silane-based surfactants), nonionic surfactants, etc.), polymerization inhibitors, antioxidants, chain transfer agents, etc. The blending ratio of these components is appropriately selected according to each component within a range that does not impair the effects of the present disclosure. In addition, the radiation-sensitive composition of the present disclosure may contain a silane-based surfactant, but it is preferable that it does not contain a silane-based surfactant.

本開示の感放射線性組成物は、その固形分濃度(感放射線性組成物中の溶剤(C)以外の成分の合計質量が、感放射線性組成物の全質量に対して占める割合)は、粘性や揮発性等を考慮して適宜に選択される。 The solids concentration of the radiation-sensitive composition of the present disclosure (the ratio of the total mass of the components other than the solvent (C) in the radiation-sensitive composition to the total mass of the radiation-sensitive composition) is appropriately selected taking into consideration the viscosity, volatility, etc.

(感放射線性組成物により得られる硬化膜の誘電率)
本組成物を硬化することにより、誘電率が十分に低い硬化膜を得ることができる。具体的には、得られる硬化膜の周波数10kHzにおける誘電率は、好ましくは3.4以下であり、より好ましくは3.1未満である。なお、硬化膜の誘電率の測定方法の詳細については、後述する実施例に記載の方法に従う。
(Dielectric constant of cured film obtained from radiation-sensitive composition)
By curing this composition, a cured film with a sufficiently low dielectric constant can be obtained. Specifically, the dielectric constant of the obtained cured film at a frequency of 10 kHz is preferably 3.4 or less, more preferably less than 3.1. For details of the method for measuring the dielectric constant of the cured film, follow the method described in the examples below.

本開示の感放射線性組成物は、構造単位(I)~構造単位(III)を含む重合体成分(A)と共に、感放射線性酸発生剤としてキノンジアジド化合物(B)を用いることで、高い放射線感度を維持しながら、重合体のガラス転移温度を高くでき、その結果、メルトフローを抑制しパターン形状が良好であるとともに、比誘電率を十分に低くすることができ、耐薬品性に優れた硬化膜を形成することができる。このような本開示の感放射線性組成物は、表示素子の平坦化膜形成用又は層間絶縁膜形成用の組成物として有用である。 The radiation-sensitive composition of the present disclosure uses a quinone diazide compound (B) as a radiation-sensitive acid generator together with a polymer component (A) containing structural units (I) to (III), thereby making it possible to increase the glass transition temperature of the polymer while maintaining high radiation sensitivity, and as a result, it is possible to suppress melt flow, obtain a good pattern shape, and also to sufficiently reduce the relative dielectric constant, thereby forming a cured film with excellent chemical resistance. Such a radiation-sensitive composition of the present disclosure is useful as a composition for forming a planarizing film or an interlayer insulating film for display elements.

≪硬化膜の製造方法≫
本開示の硬化膜は、上記のように調製された感放射線性組成物により形成される。本開示の感放射線性組成物は放射線感度が高く、またパターニング後において熱によるメルトフローを抑制でき、比誘電率、耐薬品性も良好である。
<Production method of cured film>
The cured film of the present disclosure is formed from the radiation-sensitive composition prepared as described above. The radiation-sensitive composition of the present disclosure has high radiation sensitivity, can suppress melt flow due to heat after patterning, and has good relative dielectric constant and chemical resistance.

硬化膜の製造に際し、上記の感放射線性組成物を用いることにより、放射線(紫外線、遠紫外線、可視光線等)の照射によってポジ型硬化膜を形成することができる。本開示の硬化膜は、例えば以下の(工程1)~(工程5)を含む方法により製造することができる。
(工程1)感放射線性組成物を基板上に塗布して塗膜を形成する工程。
(工程2)前記塗膜から溶剤を除去する工程。
(工程3)前記溶剤が除去された塗膜に放射線を照射する工程。
(工程4)放射線が照射された塗膜を現像する工程。
(工程5)現像された塗膜を熱硬化する工程。
以下、各工程について詳細に説明する。
In producing a cured film, the above-mentioned radiation-sensitive composition can be used to form a positive cured film by irradiation with radiation (ultraviolet rays, far-ultraviolet rays, visible light, etc.). The cured film of the present disclosure can be produced, for example, by a method including the following (Step 1) to (Step 5).
(Step 1) A step of applying a radiation-sensitive composition onto a substrate to form a coating film.
(Step 2) A step of removing the solvent from the coating film.
(Step 3) A step of irradiating the coating film from which the solvent has been removed with radiation.
(Step 4) A step of developing the coating film that has been irradiated with radiation.
(Step 5) A step of thermally curing the developed coating film.
Each step will be described in detail below.

<工程1、2:塗膜形成工程>
本工程では、塗膜を形成する面(以下「被成膜面」ともいう)に上記感放射線性組成物を塗布し、好ましくは加熱処理(プレベーク)を行うことにより溶媒を除去して被成膜面上に塗膜を形成する。被成膜面の材質は特に限定されない。例えば、感放射線性組成物を用いて平坦化膜を形成する場合、TFT等のスイッチング素子が設けられた基板上に上記感放射線性組成物を塗布し、塗膜を形成する。基板としては、例えば、ガラス基板や樹脂基板が用いられる。
<Steps 1 and 2: Paint film formation step>
In this step, the radiation-sensitive composition is applied to a surface on which a coating film is to be formed (hereinafter also referred to as "film-forming surface"), and the solvent is preferably removed by a heat treatment (pre-bake) to form a coating film on the film-forming surface. The material of the film-forming surface is not particularly limited. For example, when a planarizing film is formed using the radiation-sensitive composition, the radiation-sensitive composition is applied to a substrate provided with switching elements such as TFTs to form a coating film. As the substrate, for example, a glass substrate or a resin substrate is used.

感放射線性組成物の塗布方法としては、例えば、スプレー法、ロールコート法、スピンコート法、スリットダイ塗布法、バー塗布法、インクジェット法が挙げられる。これらの中でも、スピンコート法、スリットダイ塗布法又はバー塗布法により行うことが好ましい。プレベーク条件としては、感放射線性組成物における各成分の種類及び含有割合等によっても異なるが、例えば、60~130℃で0.5~10分である。形成される塗膜の膜厚(すなわち、プレベーク後の膜厚)は、1~12μmが好ましい。 Examples of methods for applying the radiation-sensitive composition include spraying, roll coating, spin coating, slit die coating, bar coating, and inkjet. Of these, spin coating, slit die coating, and bar coating are preferred. Pre-baking conditions vary depending on the types and content ratios of each component in the radiation-sensitive composition, but are, for example, 60 to 130°C and 0.5 to 10 minutes. The thickness of the coating film formed (i.e., the film thickness after pre-baking) is preferably 1 to 12 μm.

<工程3:露光工程>
本工程では、上記工程1、2で形成した塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する。このとき、塗膜に対し、所定のパターンを有するマスクを介して放射線を照射することにより、パターンを有する硬化膜(例えば、層間絶縁膜)を形成することができる。放射線としては、例えば、紫外線、遠紫外線、可視光線、X線、電子線等の荷電粒子線が挙げられる。これらの中でも紫外線が好ましく、例えば、g線(波長436nm)、i線(波長365nm)が挙げられる。放射線の露光量としては、0.1~20,000J/mが好ましい。
<Step 3: Exposure Step>
In this step, at least a part of the coating film formed in steps 1 and 2 above is irradiated with radiation. At this time, by irradiating the coating film with radiation through a mask having a predetermined pattern, a cured film having a pattern (for example, an interlayer insulating film) can be formed. Examples of radiation include charged particle beams such as ultraviolet rays, far ultraviolet rays, visible rays, X-rays, and electron beams. Among these, ultraviolet rays are preferred, and examples of such beams include g-rays (wavelength 436 nm) and i-rays (wavelength 365 nm). The exposure dose of radiation is preferably 0.1 to 20,000 J/ m2 .

<工程4:現像工程>
本工程では、上記工程3で放射線を照射した塗膜を現像する。具体的には、工程3で放射線が照射された塗膜に対し、現像液により現像を行って放射線の照射部分を除去するポジ型現像を行う。現像液としては、アルカリ(塩基性化合物)の水溶液が挙げられる。アルカリとしては、例えば、水酸化ナトリウム、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、特開2016-145913号公報の段落[0127]に例示されたアルカリが挙げられる。アルカリ水溶液におけるアルカリ濃度としては、適度な現像性を得る観点から、0.1~5.0質量%が好ましい。現像方法としては、液盛り法、ディッピング法、揺動浸漬法、シャワー法等の適宜の方法が挙げられる。現像時間は、組成物の組成によっても異なるが、例えば、30~120秒である。なお、現像工程の後、パターニングされた塗膜に対して流水洗浄によるリンス処理を行うことが好ましい。
<Step 4: Development step>
In this step, the coating film irradiated in step 3 is developed. Specifically, the coating film irradiated in step 3 is developed with a developer to remove the irradiated portion, thereby performing positive development. Examples of the developer include an aqueous solution of an alkali (basic compound). Examples of the alkali include sodium hydroxide, tetramethylammonium hydroxide, and the alkalis exemplified in paragraph [0127] of JP-A-2016-145913. From the viewpoint of obtaining appropriate developability, the alkali concentration in the aqueous alkali solution is preferably 0.1 to 5.0% by mass. Examples of the development method include a suitable method such as a puddle method, a dipping method, a swing immersion method, and a shower method. The development time varies depending on the composition of the composition, but is, for example, 30 to 120 seconds. After the development step, it is preferable to perform a rinse treatment by washing with running water on the patterned coating film.

<工程5:加熱工程>
本工程では、上記工程4で現像された塗膜を加熱する処理(ポストベーク)を行う。これにより、膜の硬化反応が進行して、良好な薬品耐性を示す硬化膜が得られる。ポストベークは、例えば、オーブンやホットプレート等の加熱装置を用いて行うことができる。ポストベーク条件について、加熱温度は、例えば、120~250℃である。また、加熱時間は、例えば、ホットプレート上で加熱処理を行う場合には5~40分、オーブン中で加熱処理を行う場合には10~80分である。以上のようにして、目的とするパターンを有する硬化膜を基板上に形成することができる。
<Step 5: Heating step>
In this step, the coating film developed in step 4 is heated (post-baked). This allows the film curing reaction to proceed, resulting in a cured film that exhibits good chemical resistance. Post-baking can be performed using a heating device such as an oven or a hot plate. Regarding post-baking conditions, the heating temperature is, for example, 120 to 250° C. The heating time is, for example, 5 to 40 minutes when the heat treatment is performed on a hot plate, and 10 to 80 minutes when the heat treatment is performed in an oven. In this manner, a cured film having a desired pattern can be formed on a substrate.

なお、工程4と工程5の間にさらに後露光工程を含んでも良い。現像後の塗膜に放射線を照射することで加熱工程でのメルトフロー耐性や透明性に優れた硬化膜を形成することができる。放射線としては、例えば、紫外線、遠紫外線、可視光線、X線、電子線等の荷電粒子線が挙げられる。これらの中でも紫外線が好ましく、例えば、g線(波長436nm)、i線(波長365nm)が挙げられる。放射線の露光量としては、0.1~20,000J/mが好ましい。 A post-exposure step may be further included between step 4 and step 5. By irradiating the coating film after development with radiation, a cured film having excellent melt flow resistance and transparency in a heating step can be formed. Examples of radiation include charged particle beams such as ultraviolet light, far ultraviolet light, visible light, X-rays, and electron beams. Among these, ultraviolet light is preferred, and examples thereof include g-rays (wavelength 436 nm) and i-rays (wavelength 365 nm). The exposure dose of radiation is preferably 0.1 to 20,000 J/ m2 .

≪硬化膜≫
本開示の硬化膜は、前記感放射線性組成物を用いて形成される。本開示の感放射線性組成物は放射線感度が高く、またパターニング後において熱によるメルトフローを抑制でき、比誘電率、耐薬品性も良好である。したがって、上記硬化膜は、有機EL素子の絶縁膜として有用である。具体的には、上記硬化膜は、有機EL素子において、薄膜トランジスタ(TFT)等による表面凹凸を平坦化する平坦化膜、配線間を絶縁する層間絶縁膜、発光層を形成する領域を規定する隔壁及びバンク、TFT等を保護する保護膜、スペーサー、カラーフィルタ用接着剤層等として使用することができる。なお、本明細書において、「隔壁」はカラーフィルタや量子ドットを用いた色変換層等の色分けに使用される部材、「バンク」は発光層を区分けする部材をいう。これらの中でも、本開示の硬化膜は、層間絶縁膜又は平坦化膜として特に有用である。
≪Cured film≫
The cured film of the present disclosure is formed using the radiation-sensitive composition. The radiation-sensitive composition of the present disclosure has high radiation sensitivity, can suppress melt flow due to heat after patterning, and has good dielectric constant and chemical resistance. Therefore, the cured film is useful as an insulating film for an organic EL element. Specifically, the cured film can be used as a planarizing film for planarizing surface irregularities caused by thin film transistors (TFTs) and the like, an interlayer insulating film for insulating between wirings, a partition wall and a bank defining an area in which a light-emitting layer is formed, a protective film for protecting TFTs and the like, a spacer, an adhesive layer for color filters, and the like in an organic EL element. In this specification, the "partition wall" refers to a member used for color separation such as a color filter or a color conversion layer using quantum dots, and the "bank" refers to a member for separating light-emitting layers. Among these, the cured film of the present disclosure is particularly useful as an interlayer insulating film or a planarizing film.

≪表示素子≫
本開示の表示素子は、上記感放射線性組成物を用いて形成された硬化膜を備える。表示素子としては、例えば、液晶表示素子、有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示素子、マイクロLED表示素子等が挙げられる。
<Display element>
A display element according to the present disclosure includes a cured film formed using the radiation-sensitive composition. Examples of the display element include a liquid crystal display element, an organic electroluminescence (EL) display element, and a micro LED display element.

本開示の表示素子は、種々の用途に有効に適用することができ、例えば、時計、携帯型ゲーム機、ワープロ、ノート型パソコン、カーナビゲーションシステム、カムコーダー、PDA、デジタルカメラ、携帯電話機、スマートフォン、各種モニター、液晶テレビ、インフォメーションディスプレイ等の各種表示装置として用いることができる。 The display element of the present disclosure can be effectively applied to a variety of applications, and can be used as various display devices such as watches, portable game machines, word processors, notebook computers, car navigation systems, camcorders, PDAs, digital cameras, mobile phones, smartphones, various monitors, liquid crystal televisions, and information displays.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例、比較例中の「部」及び「%」は、特に断らない限り質量基準である。 The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Note that "parts" and "%" in the examples and comparative examples are based on mass unless otherwise specified.

[重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)]
重合体のMwおよびMnは、下記方法により測定した。
・測定方法:ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法
・装置:昭和電工(株)製のGPC-101
・GPCカラム:(株)島津ジーエルシー製のGPC-KF-801、GPC-KF-802、GPC-KF-803及びGPC-KF-804を結合
・移動相:テトラヒドロフラン
・カラム温度:40℃
・流速:1.0mL/分
・試料濃度:1.0質量%
・試料注入量:100μL
・検出器:示差屈折計
・標準物質:単分散ポリスチレン
[Weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn)]
The Mw and Mn of the polymer were measured by the following method.
Measurement method: gel permeation chromatography (GPC) method Apparatus: GPC-101 manufactured by Showa Denko K.K.
GPC column: Shimadzu GLC's GPC-KF-801, GPC-KF-802, GPC-KF-803 and GPC-KF-804 Mobile phase: Tetrahydrofuran Column temperature: 40°C
Flow rate: 1.0 mL/min Sample concentration: 1.0% by mass
Sample injection volume: 100 μL
・Detector: Differential refractometer ・Standard material: Monodisperse polystyrene

[単量体]
共重合体の合成で用いた単量体は以下のとおりである。
(構造単位(I))
MA:メタクリル酸
PIPE:p-イソプロペニルフェノール
MI:マレイミド
(構造単位(II))
ECHMA:3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート
ETCDA:3,4-エポキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン-9-イルアクリレートと3,4-エポキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン-8-イルアクリレートの混合物[50:50(モル比)]
(構造単位(III))
CHMA:メタクリル酸シクロヘキシル
CHA:アクリル酸シクロヘキシル
DCM:メタクリル酸ジシクロペンタニル
DCA:アクリル酸ジシクロペンタニル
IBA:アクリル酸イソボルニル
(構造単位(IV))
MPTMS:3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン
MPTES:3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン
(構造単位(I)~構造単位(IV)以外の構造単位)
CHMI:N-シクロヘキシルマレイミド
GMA:メタクリル酸グリシジル
MMA:メタクリル酸メチル
HEMA:メタクリル酸2-ヒドロキシエチル
[Monomer]
The monomers used in the synthesis of the copolymer are as follows:
(Structural Unit (I))
MA: methacrylic acid PIPE: p-isopropenylphenol MI: maleimide (structural unit (II))
ECHMA: 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate ETCDA: A mixture of 3,4-epoxytricyclo[5.2.1.0 2,6 ]decan-9-yl acrylate and 3,4-epoxytricyclo[5.2.1.0 2,6 ]decan-8-yl acrylate [50:50 (molar ratio)]
(Structural unit (III))
CHMA: cyclohexyl methacrylate CHA: cyclohexyl acrylate DCM: dicyclopentanyl methacrylate DCA: dicyclopentanyl acrylate IBA: isobornyl acrylate (structural unit (IV))
MPTMS: 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane MPTES: 3-methacryloxypropyltriethoxysilane (structural units other than structural units (I) to (IV))
CHMI: N-cyclohexylmaleimide GMA: glycidyl methacrylate MMA: methyl methacrylate HEMA: 2-hydroxyethyl methacrylate

以下、部数は特に記載のない限り、重量部数を表す。 Unless otherwise specified, all parts are by weight.

<重合体(A)の合成>
[合成例1]重合体(A-1)の合成
冷却管および撹拌機を備えたフラスコに、2,2’-アゾビス(イソ酪酸)ジメチル13部およびジエチレングリコールメチルエチルエーテル200部を仕込んだ。引き続き、メタクリル酸13部、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート15部、メタクリル酸シクロヘキシル15部、およびメタクリル酸メチル57部を仕込み、窒素置換した後、緩やかに撹拌しつつ、溶液の温度を80℃に上昇させ、この温度を5時間保持することにより、重合体(A-1)を含有する重合体溶液を得た。この重合体溶液の固形分濃度は35.3質量%であり、重合体(A-1)のMwは11,000、分子量分布(Mw/Mn)は2.4であった。
<Synthesis of Polymer (A)>
Synthesis Example 1: Synthesis of polymer (A-1) 13 parts of 2,2'-azobis(isobutyrate)dimethyl and 200 parts of diethylene glycol methyl ethyl ether were charged into a flask equipped with a cooling tube and a stirrer. Subsequently, 13 parts of methacrylic acid, 15 parts of 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate, 15 parts of cyclohexyl methacrylate, and 57 parts of methyl methacrylate were charged, and the mixture was substituted with nitrogen. The temperature of the solution was raised to 80°C while gently stirring, and this temperature was maintained for 5 hours to obtain a polymer solution containing polymer (A-1). The solid content concentration of this polymer solution was 35.3% by mass, and the Mw of polymer (A-1) was 11,000 and the molecular weight distribution (Mw/Mn) was 2.4.

[合成例2~16、比較合成例1~6]
重合体(A-2)~(A-16)、重合体(A’-1~A’-6)の合成
表1に示す種類および配合量(質量部)の各成分を用いたこと以外は合成例1と同様の手法にて、重合体(A-1)と同等の固形分濃度、分子量および分子量分布を有する重合体(A-2)~(A-16)、重合体(A’-1)~(A’-3)、(A’-5)~(A’-6)を含む重合体溶液を得た。重合体(A’-4)は特開2007-156471号公報の段落[0133]の合成例1に従って合成した。なお、以下の表1、2中、「-」は該当する成分を用いなかったことを示す。
[Synthesis Examples 2 to 16, Comparative Synthesis Examples 1 to 6]
Synthesis of polymers (A-2) to (A-16) and polymers (A'-1 to A'-6) Polymer solutions containing polymers (A-2) to (A-16), (A'-1) to (A'-3), and (A'-5) to (A'-6) having the same solid content concentration, molecular weight, and molecular weight distribution as polymer (A-1) were obtained in the same manner as in Synthesis Example 1, except that the components of the types and amounts (parts by mass) shown in Table 1 were used. Polymer (A'-4) was synthesized according to Synthesis Example 1 in paragraph [0133] of JP-A-2007-156471. In addition, in the following Tables 1 and 2, "-" indicates that the corresponding component was not used.

<感放射線性組成物の調製>
感放射線性組成物の調製に用いた重合体(A)、1,2-キノンジアジド化合物(B)、溶剤(C)を以下に示す。
<Preparation of Radiation-Sensitive Composition>
The polymer (A), 1,2-quinonediazide compound (B) and solvent (C) used in the preparation of the radiation-sensitive composition are shown below.

《重合体(A)》
A-1~A-16:合成例1~16で合成した重合体(A-1)~(A-16)
A‘-1~A’-6:比較合成例1~6で合成した重合体(A’-1)~(A’-6)
《キノンジアジド(B)》
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(2.0モル)との縮合物
《溶剤(C)》
C-1:ジエチレングリコールメチルエチルエーテル(EDM)
C-2:プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)
C-3:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)
<<Polymer (A)>>
A-1 to A-16: Polymers (A-1) to (A-16) synthesized in Synthesis Examples 1 to 16
A'-1 to A'-6: Polymers (A'-1) to (A'-6) synthesized in Comparative Synthesis Examples 1 to 6
Quinone diazide (B)
B-1: Condensate of 4,4'-[1-[4-[1-[4-hydroxyphenyl]-1-methylethyl]phenyl]ethylidene]bisphenol (1.0 mol) and 1,2-naphthoquinone diazide-5-sulfonic acid chloride (2.0 mol) {Solvent (C)}
C-1: Diethylene glycol methyl ethyl ether (EDM)
C-2: Propylene glycol monomethyl ether (PGME)
C-3: Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA)

<感放射線性組成物の調製>
[実施例1]
重合体(A-1)を含有する重合体溶液に、重合体(A-1)100部(固形分)に相当する量に対して、キノンジアジド化合物(B-1)20部を混合し、最終的な固形分濃度が20質量%になるように、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル(EDM)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)を添加した。感放射線性組成物中の溶媒の比率は、EDM:PGME:PGMEA=50:25:25になるように添加した。次いで、孔径0.2μmのメンブランフィルタで濾過して、感放射線性組成物を調製した。
<Preparation of Radiation-Sensitive Composition>
[Example 1]
20 parts of quinone diazide compound (B-1) was mixed with a polymer solution containing polymer (A-1) in an amount equivalent to 100 parts (solid content) of polymer (A-1), and diethylene glycol methyl ethyl ether (EDM), propylene glycol monomethyl ether (PGME), and propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) were added so that the final solid content concentration was 20% by mass. The solvents were added so that the ratio of the solvents in the radiation-sensitive composition was EDM:PGME:PGMEA=50:25:25. The mixture was then filtered through a membrane filter having a pore size of 0.2 μm to prepare a radiation-sensitive composition.

[実施例2~16、比較例1~6]
表2に示す種類および配合量(質量部)の各成分を用いたこと以外は実施例1と同様の手法にて、実施例2~16、比較例1~6の感放射線性組成物を調製した。
[Examples 2 to 16, Comparative Examples 1 to 6]
Radiation-sensitive compositions of Examples 2 to 16 and Comparative Examples 1 to 6 were prepared in the same manner as in Example 1, except that the types and blend amounts (parts by mass) of each component shown in Table 2 were used.

<評価>
実施例1~16および比較例1~6の感放射線性組成物から硬化膜を形成し、以下に説明する手法により、下記項目を評価した。評価結果を下記表3に示す。
<Evaluation>
Cured films were formed from the radiation-sensitive compositions of Examples 1 to 16 and Comparative Examples 1 to 6, and the following items were evaluated by the methods described below. The evaluation results are shown in Table 3 below.

[放射線感度]
6インチガラスウェハ上に、スピンナーを用いてヘキサメチルジシラザン(HMDS)を塗布し、60℃にて1分間加熱した(HMDS処理)。このHMDS処理後のウェハ上に、上記のように調製した各感放射線性組成物を、スピンナーを用いて塗布した。その後、小型減圧乾燥装置での30Pa、1秒の乾燥後、100℃において2分間プレベークすることによって、膜厚3.0μmの塗膜を形成した。続いて、露光機(キヤノン社の「MPA-600FA」:超高圧水銀ランプを使用)を用い、露光量を変化させて10μm×10μmの矩形の露光部を有するマスクを介して、塗膜の露光を行った。その後、2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液にて25℃において液盛り法で現像した。現像時間は80秒間とした。次いで、超純水で1分間流水洗浄を行い、その後乾燥することにより、HMDS処理後のウェハ上にパターンを形成した。塗膜全面に300mJ/cmの露光を行い、このウェハをクリーンオーブン内にて230℃で30分加熱してポストベークを実施し、硬化膜を得た。現像時に10μm×10μmのパターンを形成するのに必要な露光量を調べた。露光量が小さいほど放射線感度は良好であると評価できる。
(評価基準)
AA:90mJ/cm未満
A:90mJ/cm以上120mJ/cm未満
B:120mJ/cm以上150mJ/cm未満
C:150mJ/cm以上
[Radiation Sensitivity]
On a 6-inch glass wafer, hexamethyldisilazane (HMDS) was applied using a spinner and heated at 60°C for 1 minute (HMDS treatment). On the wafer after the HMDS treatment, each radiation-sensitive composition prepared as described above was applied using a spinner. After that, the wafer was dried at 30 Pa for 1 second in a small reduced pressure drying device, and then prebaked at 100°C for 2 minutes to form a coating film with a thickness of 3.0 μm. Next, the coating film was exposed to light through a mask having a rectangular exposure area of 10 μm x 10 μm by changing the exposure amount using an exposure machine (Canon's "MPA-600FA": using an ultra-high pressure mercury lamp). Then, the coating film was developed by a puddle method at 25°C with a 2.38% by mass aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide. The development time was 80 seconds. Next, the wafer was washed with running ultrapure water for 1 minute, and then dried to form a pattern on the wafer after the HMDS treatment. The entire surface of the coating film was exposed to 300 mJ/ cm2 , and the wafer was post-baked by heating at 230°C for 30 minutes in a clean oven to obtain a cured film. The exposure dose required to form a 10 μm x 10 μm pattern during development was examined. The smaller the exposure dose, the better the radiation sensitivity can be evaluated.
(Evaluation Criteria)
AA: less than 90 mJ/ cm2 A: 90 mJ/cm2 or more and less than 120 mJ/ cm2 B: 120 mJ/ cm2 or more and less than 150 mJ/ cm2 C: 150 mJ/cm2 or more

<メルトフロー耐性>
上記最適露光量において解像される塗膜パターンの断面形状を走査型電子顕微鏡で観察した。塗膜パターンが基板へ接する端点において塗膜パターンへ接線を引き、接線と基板面がなす角度を算出した。角度が高いほど230℃での加熱後も良好なメルトフロー耐性を保持していると評価できる。
(評価基準)
AA:70°以上
A:60°以上70°未満
B:40°以上60°未満
C:40°未満
<Melt flow resistance>
The cross-sectional shape of the coating film pattern resolved at the above optimal exposure dose was observed with a scanning electron microscope. A tangent line was drawn to the coating film pattern at the end point where the coating film pattern contacted the substrate, and the angle between the tangent line and the substrate surface was calculated. The higher the angle, the better the melt flow resistance was evaluated to be maintained even after heating at 230°C.
(Evaluation Criteria)
AA: 70° or more A: 60° or more and less than 70° B: 40° or more and less than 60° C: Less than 40°

<比誘電率>
スピンナーを用い、ITO(酸化インジウムスズ)付きのガラス基板上に感放射線性組成物を塗布した後、100℃にて2分間ホットプレート上でプレベークして塗膜を形成した。スピンナーの回転数は、後述の230℃、30分加熱後に平均膜厚が3.0μmになる塗布膜厚となるように調整した。その後、2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液にて25℃において液盛り法で現像した。現像時間は80秒間とした。次いで、超純水で1分間流水洗浄を行い、その後乾燥した。露光機(キヤノン社の「MPA-600FA」:超高圧水銀ランプを使用)を用い、積算照射量が300mJ/cmとなるように上記塗膜を全面露光し、露光した基板をクリーンオーブン内にて230℃で30分加熱することにより、ITO基板上に硬化膜を形成した。次いで、蒸着法により、上記硬化膜上にアルミニウム電極パターンを形成して誘電率測定用サンプルを作製した。この電極パターンを有する基板について、電極(横河・ヒューレットパッカード社の「HP16451B」)及びプレシジョンLCRメーター(横河・ヒューレットパッカード社の「HP4284A」)を用い、周波数10kHzで比誘電率の測定を行った。
(評価基準)
AA:3.1未満
A:3.1以上3.4未満
B:3.4以上3.7未満
C:3.7以上
<Dielectric constant>
Using a spinner, the radiation-sensitive composition was applied onto a glass substrate with ITO (indium tin oxide), and then prebaked on a hot plate at 100° C. for 2 minutes to form a coating film. The rotation speed of the spinner was adjusted so that the coating film would have an average film thickness of 3.0 μm after heating at 230° C. for 30 minutes, as described below. Thereafter, development was performed at 25° C. using a 2.38% by mass tetramethylammonium hydroxide aqueous solution by a puddle method. The development time was 80 seconds. Next, the substrate was washed with running ultrapure water for 1 minute, and then dried. Using an exposure machine (Canon's "MPA-600FA": using an ultra-high pressure mercury lamp), the entire surface of the coating film was exposed to light so that the cumulative exposure amount was 300 mJ/cm 2 , and the exposed substrate was heated in a clean oven at 230° C. for 30 minutes to form a cured film on the ITO substrate. Next, an aluminum electrode pattern was formed on the cured film by a vapor deposition method to prepare a sample for measuring the dielectric constant. The dielectric constant of the substrate having this electrode pattern was measured at a frequency of 10 kHz using an electrode (Yokogawa-Hewlett-Packard Company's "HP16451B") and a precision LCR meter (Yokogawa-Hewlett-Packard Company's "HP4284A").
(Evaluation Criteria)
AA: Less than 3.1 A: 3.1 or more and less than 3.4 B: 3.4 or more and less than 3.7 C: 3.7 or more

<耐薬品性>
上記放射線感度の評価で作製した硬化膜を65℃に加熱したN-メチル-2-ピロリドンに6分間浸漬し、浸漬の後超純水で5秒間、塗膜の流水洗浄を行い、乾燥させた。処理後の硬化膜の膜厚を、触針式膜厚計を用いて測定した。下記式に従ってN-メチル-2-ピロリドン膨潤率(%)を算出し、下記基準に従って耐薬品性を評価した。
N-メチル-2-ピロリドン膨潤率(%)=(P/Q-1)×100
〔式中、Pは、浸漬後の残膜(μm)を示し、Qは、浸漬前の残膜(μm)を示す。〕
(評価基準)
AA:2%未満
A:2%以上4%未満
B:4%以上6%未満
C:6%以上
<Chemical resistance>
The cured film prepared in the above evaluation of radiation sensitivity was immersed in N-methyl-2-pyrrolidone heated to 65°C for 6 minutes, and after immersion, the coating film was washed with running ultrapure water for 5 seconds and dried. The film thickness of the cured film after treatment was measured using a stylus film thickness meter. The N-methyl-2-pyrrolidone swelling ratio (%) was calculated according to the following formula, and the chemical resistance was evaluated according to the following criteria.
Swelling rate of N-methyl-2-pyrrolidone (%)=(P/Q−1)×100
(In the formula, P represents the remaining film thickness (μm) after immersion, and Q represents the remaining film thickness (μm) before immersion.)
(Evaluation Criteria)
AA: Less than 2% A: 2% to less than 4% B: 4% to less than 6% C: 6% or more

表3に示されるように、実施例1~16の各感放射線性組成物は、実用特性として放射線感度、メルトフロー耐性、比誘電率、及び耐薬品性のいずれも良好であり、各種特性のバランスが取れていた。これに対し、比較例1~6では、いずれかの特性に「C」の評価があり、いずれも実施例1~16よりも劣っていた。 As shown in Table 3, the radiation-sensitive compositions of Examples 1 to 16 had good practical properties such as radiation sensitivity, melt flow resistance, dielectric constant, and chemical resistance, and the various properties were well-balanced. In contrast, Comparative Examples 1 to 6 were rated "C" for one or more properties, and were inferior to Examples 1 to 16.

Claims (11)

重合体成分(A)と、
キノンジアジド化合物(B)と、
溶剤(C)と、
を含有する感放射線性組成物であって、
前記重合体成分(A)は、
酸基を有する構造単位及びマレイミドに由来する構造単位よりなる群から選択される少なくとも一つの構造単位(I)と、
脂環式エポキシ基を含む構造単位(II)と、
脂環構造を有する(メタ)アクリレートに由来する構造単位(III)(但し、構造単位(II)を除く)と、
を、同一重合体又は異なる重合体中に含み、
前記構造単位(II)は、重合体成分(A)を構成する全構造単位に対して10質量%以上であり、
前記構造単位(III)は、重合体成分(A)を構成する全構造単位に対して10質量%以上である、感放射線性組成物。
A polymer component (A),
A quinone diazide compound (B),
A solvent (C);
A radiation-sensitive composition comprising:
The polymer component (A) is
At least one structural unit (I) selected from the group consisting of structural units having an acid group and structural units derived from maleimide;
A structural unit (II) containing an alicyclic epoxy group;
A structural unit (III) derived from a (meth)acrylate having an alicyclic structure (excluding the structural unit (II)),
in the same or different polymers,
The structural unit (II) accounts for 10 mass% or more of all structural units constituting the polymer component (A),
the structural unit (III) accounts for 10 mass % or more of all structural units constituting the polymer component (A);
前記構造単位(II)は、下記式(II-1)、式(II-2)又は式(II-3)で表される、請求項1に記載の感放射線性組成物。
(式(II-1)~式(II-3)中、
は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、メチル基、又はトリフルオロメチル基である。
は、それぞれ独立して、単結合又は炭素数1~20の2価の炭化水素基である。
nは、1~5の整数である。
k1は、0又は1である。
は、それぞれ独立して、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、アルキル基、又はアルコキシ基である。
a1は、0~3の整数である。a1が2以上の場合、複数のXは互いに同一又は異なる。)
2. The radiation-sensitive composition according to claim 1, wherein the structural unit (II) is represented by the following formula (II-1), formula (II-2), or formula (II-3):
(Formula (II-1) to formula (II-3),
Each R 1 is independently a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group.
Each L1 is independently a single bond or a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
n is an integer from 1 to 5.
k1 is 0 or 1.
Each X 1 is independently a hydroxy group, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, an alkyl group, or an alkoxy group.
a1 is an integer of 0 to 3. When a1 is 2 or more, the multiple X1s are the same or different.
前記脂環構造が、単環の脂環構造である、請求項1に記載の感放射線性組成物。 The radiation-sensitive composition according to claim 1, wherein the alicyclic structure is a monocyclic alicyclic structure. 前記脂環構造を有する(メタ)アクリレートが、シクロヘキシル(メタ)アクリレートである、請求項1に記載の感放射線性組成物。 The radiation-sensitive composition according to claim 1, wherein the (meth)acrylate having an alicyclic structure is cyclohexyl (meth)acrylate. 前記重合体成分(A)が、アルコキシシリル基を有する構造単位(IV)をさらに含む、請求項1に記載の感放射線性組成物。 The radiation-sensitive composition according to claim 1, wherein the polymer component (A) further contains a structural unit (IV) having an alkoxysilyl group. 前記感放射線性組成物を硬化させて形成した硬化膜の10kHzにおける誘電率が3.4未満である、請求項1に記載の感放射線性組成物。 The radiation-sensitive composition according to claim 1, wherein the cured film formed by curing the radiation-sensitive composition has a dielectric constant of less than 3.4 at 10 kHz. 請求項1~6のいずれか一項に記載の感放射線性組成物を基板上に塗布する工程と、
前記塗布された感放射線性組成物から溶剤を除去する工程と、
前記溶剤が除去された感放射線性組成物に放射線を照射する工程と、
前記放射線が照射された感放射線性組成物を現像する工程と、
前記現像された感放射線性組成物を熱硬化する工程と、
を含む、硬化膜の製造方法。
A step of applying the radiation-sensitive composition according to any one of claims 1 to 6 onto a substrate;
removing the solvent from the applied radiation-sensitive composition;
a step of exposing the radiation-sensitive composition from which the solvent has been removed to radiation;
developing the radiation-exposed radiation-sensitive composition;
thermally curing the developed radiation-sensitive composition;
The method for producing a cured film comprising the steps of:
請求項1~6のいずれか一項に記載の感放射線性組成物を用いて形成された硬化膜。 A cured film formed using the radiation-sensitive composition according to any one of claims 1 to 6. 層間絶縁膜又は平坦化膜である、請求項8に記載の硬化膜。 The cured film according to claim 8, which is an interlayer insulating film or a planarizing film. 請求項9に記載の硬化膜を備える、表示素子。 A display device comprising the cured film according to claim 9. 有機EL用である、請求項10に記載の表示素子。
The display element according to claim 10, which is for an organic electroluminescence (EL) display.
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