説明

固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物及び画像形成方法

【課題】現像残渣が少なく、感光後の基板密着性に優れ、良好な矩形の断面プロファイルを有する黒色パターンが得られる固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物を提供する。
【解決手段】少なくとも、黒色用色材、光重合性化合物、及び光重合開始剤を含み、水酸化テトラメチルアンモニウム0.1質量%及びノニオン系界面活性剤を含むpH(23℃)8〜12の現像液を用いて23℃で現像したときの光線未照射領域の溶解速度が0.005μm/sec以上0.060μm/sec以下である固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、黒色系に着色された固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物、及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【0002】
CCDやCMOS等の固体撮像素子は、ノイズ発生防止、画質の向上等を目的として遮光膜が設けられている。この遮光膜の形成には、例えばカーボンブラックやチタンブラック等の黒色系の色材を含有する感光性樹脂組成物が広く用いられている。
【0003】
固体撮像素子用の遮光膜(黒色パターン、遮光性カラーフィルタ又は遮光性フィルタとも言い換えることができる)の形成に用いられる感光性樹脂組成物としては、可視域の光の入射を充分に遮光することが可能な黒色系レジストが求められている。レジスト材料で充分な遮光性を付与するためには、遮光材料である色材の含有量を多くするか、あるいは膜厚を厚くしなければならない。そのため、膜自体の光学濃度が高くなり、例えばi線などの光源で露光してパターニングする際に光が膜の深部まで到達せず、光硬化が充分に進行しない場合がある。このような場合には、膜の深部で過現像になってパターンが細ったり、その後の現像でウエハ上に形成されたパターンの密着性が悪く、ウエハから剥れてしまう。
【0004】
このような現象に関連して、固体撮像素子用感光性樹脂組成物の露光に用いられるi線等の露光波長365nmでの光透過率が低い青色カラーレジストとして、特定構造のベンゾフェノン系化合物、開始剤としてO−アシルオキシム系化合物又はハロメチルトリアジン系化合物、及びアセトフェノン系化合物を組み合わせた感光性樹脂組成物が開示されており、高感度化できるとされている(例えば、特許文献1〜2参照)。
【特許文献1】特開2003−96118号公報
【特許文献2】特開2003−313217号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、固体撮像素子用カラーフィルタの遮光用の黒色パターンは、赤(R)、緑(G)、及び青(B)に比べて露光波長365nmでの光透過率がさらに低く、上記のように特定の成分を組み合わせた感光性樹脂組成物などように、レジスト組成の面から露光感度を調整する工夫をしても、良好なパターンを形成することはできない。
【0006】
近年、特に固体撮像素子用のカラーフィルタにおいては、着色パターンの薄層化(例えば厚み1μm以下)、及び画素パターンサイズが2μm以下となるような微小サイズ化(例えば0.5〜2.0μm)が図られる傾向にあり、固体撮像素子用途として遮光膜も薄膜化に対応する技術が求められている。
【0007】
本発明は、上記に鑑みなされたものであり、現像残渣が少なく、感光後の基板密着性に優れ、良好な矩形の断面プロファイルを有する黒色パターンが得られる固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物、及び現像残渣を防止しつつ、パターンの断面プロファイルの逆テーパー化を抑制して基板密着性の高い黒色パターンを形成することができる画像形成方法を提供することを目的とし、該目的を達成することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、感光性樹脂組成物の未照射領域の現像性に着目し、未照射領域ではむしろ現像速度を遅らせる側に調整することで、露光領域のうち硬化反応の進行が不充分な膜の深部、すなわち基板に近いパターン下膜部での過現像が抑制され、パターン形状及び基板密着性の改善が図れるとの知見を得、かかる知見に基づいて達成されたものである。特に、黒濃度が高い場合(例えば、1.0μmに成膜した際の光学濃度が3.5以上)、及び光重合性化合物の含有率が少ない場合などに効果的である。
【0009】
前記課題を達成するための具体的手段は以下の通りである。
<1> 少なくとも、黒色用色材、光重合性化合物、及び光重合開始剤を含み、水酸化テトラメチルアンモニウム0.1質量%及びノニオン系界面活性剤を含むpH(23℃)8〜12の現像液を用いて23℃で現像したときの光線未照射領域の溶解速度が0.005μm/sec以上0.060μm/sec以下である固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物である。
<2> 厚み1.0μmの膜としたときの波長365nmでの光学濃度(OD)が3.5以上であることを特徴とする前記<1>に記載の固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物である。
【0010】
<3> 前記黒色用色材が、カーボンブラック及びチタンブラックの少なくとも一方であることを特徴とする前記<1>又は前記<2>に記載の固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物である。
<4> 前記光重合開始剤が、オキシム系開始剤であることを特徴とする前記<1>〜前記<3>のいずれか1つに記載の固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物である。
<5> 前記光重合性化合物の少なくとも1種が、2官能以上の(メタ)アクリレートモノマーであって、光重合性化合物の黒色感光性樹脂組成物中における含有量が、組成物全固形分に対して5〜20質量%であることを特徴とする前記<1>〜前記<4>のいずれか1つに記載の固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物である。
【0011】
<6> 少なくとも、黒色用色材、光重合性化合物、及び光重合開始剤を含む黒色感光性樹脂組成物で形成された膜に光線を照射した後、現像液を用いて前記膜の光線未照射領域を0.005μm/sec以上0.060μm/sec以下の溶解速度で溶解させることにより固体撮像素子用黒色パターンを形成する画像形成方法である。
<7> 前記現像液は、水酸化テトラメチルアンモニウム0.1質量%及びノニオン系界面活性剤を含み、pH(23℃)8〜12であることを特徴とする前記<6>に記載の画像形成方法である。
【0012】
<8> 前記膜の波長365nmでの光学濃度(OD)が3.5以上であることを特徴とする前記<6>又は前記<7>に記載の画像形成方法である。
<9> 前記光重合性化合物の少なくとも1種が、2官能以上の(メタ)アクリレートモノマーであって、光重合性化合物の黒色感光性樹脂組成物中における含有量が、黒色感光性樹脂組成物の全固形分に対して5〜20質量%であることを特徴とする前記<6>〜前記<8>のいずれか1つに記載の画像形成方法である。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、現像残渣が少なく、感光後の基板密着性に優れ、良好な矩形の断面プロファイルを有する黒色パターンが得られる固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物を提供することができる。また、
本発明によれば、現像残渣を防止しつつ、パターンの断面プロファイルの逆テーパー化を抑制して基板密着性の高い黒色パターンを形成することができる画像形成方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下、本発明の固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物及びこれを用いた画像形成方法について詳細に説明する。
【0015】
<固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物>
本発明の固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物は、固体撮像素子又はそのカラーフィルタを構成する遮光膜の形成に用いられる黒色感光性樹脂組成物であり、少なくとも黒色用色材と光重合性化合物と光重合開始剤とを含み、水酸化テトラメチルアンモニウム0.1質量%及びノニオン系界面活性剤を含むpH(23℃)8〜12の現像液を用いて23℃で現像したときの光線未照射領域の溶解速度が0.005μm/sec以上0.060μm/sec以下となるように構成されたものである。また、本発明の固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物は、一般には溶剤を用いて構成され、更には、必要に応じて増感剤等のその他の成分を用いて構成することができる。
【0016】
本発明の固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物(以下、単に「感光性樹脂組成物」と略記することがある。)においては、特定の現像条件下で未露光領域を現像したときの溶解速度が0.005〜0.060μm/secであることで、光線未照射領域での現像速度を抑えた現像が可能になり、比較的速く現像液中に溶解、除去された光線未照射領域近傍の露光領域における、硬化反応の進行が不充分な膜の深部、すなわち基板に近いパターン下膜部の溶解、すなわち過現像を抑制することが可能になるので、現像性自体は保って現像残渣の発生を防止しながら、パターンの逆テーパー化が回避され、矩形の良好な断面プロファイルのパターンが得られると共に、パターンの基板密着性も向上する。
【0017】
本発明の固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物は、水酸化テトラメチルアンモニウム0.1質量%及びノニオン系界面活性剤を含むpH(23℃)8〜12の現像液を用いて23℃で現像したときの光線未照射領域の溶解速度を0.005〜0.060μm/secの範囲とする。溶解速度がこの範囲内であると、パターンの断面プロファイルの逆テーパー化を防止して良好な矩形の黒色パターンが得られ、基板との密着性も良好になる。これにより、高解像度の遮光パターンが得られ、パターン剥れの発生を防止できる。
【0018】
換言すると、光線未照射領域の溶解速度は、0.005μm/sec未満であると現像に長時間を要するだけでなく、現像残渣が発生しやすくなり、また、0.060μm/secを超えると、露光領域における膜の深部、具体的には膜の基板に近い下膜部で過現像になり、形成されるパターンの断面プロファイルが逆テーパー状になってしまい、現像後に良好な矩形のパターンが得られず、基板密着性も低下する。
特に、黒色濃度が高い場合など、照射した際の光透過率(例えばi線等の波長365nmでの光透過率)が低く、照射後の膜の深部での硬化反応が不充分になりやすい場合に効果的であり、具体的には、特に、厚み1.0μmの膜としたときの波長365nmでの光学濃度(OD)が3.5以上(好ましくは4.0以上)となる固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物の場合に効果的である。
【0019】
ここで、「光線未照射領域の溶解速度」とは、現像液全質量に対して0.1質量%の水酸化テトラメチルアンモニウムとノニオン系界面活性剤とを含有するpH(23℃)8〜12の現像液(23℃)を用い、固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物を塗布等して形成された膜を現像したときの、膜の厚み方向における速度である。
【0020】
現像液は、水酸化テトラメチルアンモニウムを0.1質量%(対現像液全質量)とノニオン系界面活性剤とを含み、pH(23℃)8〜12の現像液であればよいが、水酸化テトラメチルアンモニウム以外のアルカリ剤の含有量は水酸化テトラメチルアンモニウムの量に対して0.01〜3.0質量%であることが好ましい。ここで、アルカリ剤とは、アルカリ性を示す化合物であり、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム,硅酸ナトリウム、メタ硅酸ナトリウム、アンモニア水、エチルアミン、ジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、水酸化テトラエチルアンモニウム、コリン、ピロール、ピペリジン、1,8−ジアザビシクロ−〔5.4.0〕−7−ウンデセン等が含まれる。
【0021】
現像液中のノニオン系界面活性剤は、特に制限されるものではないが、例えばポリエチレン2級アルコールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、脂肪酸アルカノールアミド、アルキルアミンオキサイド等を単一で、もしくは混合して適用することができる。現像液は、ノニオン系界面活性剤の含有量が現像液全質量に対して0.01〜5.0質量%であるものが好ましい。
【0022】
特定の現像条件下で未露光領域を現像したときの溶解速度を0.005〜0.060μm/secとするには、固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物の成分構成や成分の種類の選択、色材含有量の増量など、組成物の組成面から適宜調整することが可能である。具体的には、例えば、光重合性化合物として2官能以上の(メタ)アクリレートモノマーを選択したり、あるいは光重合性化合物の含有量を減らして所定の割合に調整する等の方法が考えられる。
【0023】
次に、固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物を構成する成分について詳述する。
(黒色用色材)
本発明の固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物は、黒色用色材の少なくとも1種を含有する。黒色用色材を含有することにより、遮光性の膜形成が可能である。本発明における黒色用色材には、黒色顔料や黒色染料のほか、黒色を除く有彩色の顔料、染料等を組み合わせた混合色材も含まれる。
【0024】
本発明の固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物中における黒色用色材の含有量は、厚み1.0μmの膜としたときの波長365nmでの光学濃度(OD)が3.5以上(好ましくは4.0以上)となる量が好ましい。具体的には、黒色用色材の含有量としては、固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物の全固形分に対して、50質量%以上が好ましく、60質量%以上がより好ましい。黒色用色材の含有量の上限は、フォトリソ性能に寄与する成分の相対量をある程度保って、光硬化がより効果的に進行させ、基板密着性、膜強度をより高める観点から、70質量%が望ましい。含有量が前記範囲であると、薄膜で高い光学濃度が得られる。
黒色色材は、一種のみ含有しても二種以上を含有してもよい。
【0025】
また、本発明の固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物は、黒色色材に代えて、赤、青、緑、黄色、シアン、マゼンタ、バイオレット、オレンジ等の顔料又は染料などの公知の着色剤を組み合わせて黒色にしてもよいし、また、黒色色材に加え、所望とする波長の遮光性を制御する目的で、赤、青、緑、黄色、シアン、マゼンタ、バイオレット、オレンジ等の顔料又は染料などの公知の着色剤を更に添加してもよい。
黒色色材に他の顔料や染料等の色材を併用する場合、併用する色材の含有割合は、黒色色材と併用する色材の総和100質量部に対して、2〜50質量部の範囲が好ましく、より好ましくは2〜30質量部であり、特に好ましくは2〜10質量部である。
【0026】
黒色用色材としては、少量で高い光学濃度を実現する観点から、カーボンブラック、チタンブラック、酸化鉄、酸化マンガン、グラファイト等が好ましく、中でも、カーボンブラック、チタンブラックが好ましい。
【0027】
黒色用色材の平均粒子径(平均一次粒子径)は、異物発生の観点、固体撮像素子の製造におけるその歩留まりへの影響の観点から、その平均一次粒子径は小さいことが好ましい。平均一次粒子径が100nm以下が好ましく、50nm以下がさらに好ましく、30nm以下が特に好ましい。
平均粒子径は、着色剤を適当な基板へ塗布し、走査型電子顕微鏡により観察することにより測定することができる。
【0028】
前記カーボンブラックは、炭素の微粒子を含む黒色の微粒子であり、好ましい粒子は直径3〜1000nm程度の炭素の微粒子を含んでなるものである。また、該微粒子の表面には様々な炭素原子、水素原子、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、ハロゲン、無機原子などを含有する官能基を有することができる。
また、カーボンブラックは目的とする用途に応じて、粒子径(粒の大きさ)、ストラクチャー(粒子の繋がり)、表面性状(官能基)を様々に変えることにより特性を変化させることができる。黒度や塗料との親和性を変えたり、導電性を持たせたることも可能である。
【0029】
前記カーボンブラックの具体例としては、上市されている市販品として、例えば、三菱化学社製のカーボンブラック#2400、#2350、#2300、#2200、#1000、#980、#970、#960、#950、#900、#850、MCF88、#650、MA600、MA7、MA8、MA11、MA100、MA220、IL30B、IL31B、IL7B、IL11B、IL52B、#4000、#4010、#55、#52、#50、#47、#45、#44、#40、#33、#32、#30、#20、#10、#5、CF9、#3050、#3150、#3250、#3750、#3950、ダイヤブラックA、ダイヤブラックN220M、ダイヤブラックN234、ダイヤブラックI、ダイヤブラックLI、ダイヤブラックII、ダイヤブラックN339、ダイヤブラックSH、ダイヤブラックSHA、ダイヤブラックLH、ダイヤブラックH、ダイヤブラックHA、ダイヤブラックSF、ダイヤブラックN550M、ダイヤブラックE、ダイヤブラックG、ダイヤブラックR、ダイヤブラックN760M、ダイヤブラックLP。キャンカーブ社製のカーボンブラックサーマックスN990、N991、N907、N908、N990、N991、N908、等;
【0030】
旭カーボン社製のカーボンブラック旭#80、旭#70、旭#70L、旭F−200、旭#66、旭#66HN、旭#60H、旭#60U、旭#60、旭#55、旭#50H、旭#51、旭#50U、旭#50、旭#35、旭#15、アサヒサーマル、デグサ社製のカーボンブラックColorBlack Fw200、ColorBlack Fw2、ColorBlack Fw2V、ColorBlack Fw1、ColorBlack Fw18、ColorBlack S170、ColorBlack S160、SpecialBlack6、SpecialBlack5、SpecialBlack4、SpecialBlack4A、PrintexU、PrintexV、Printex140U、Printex140V、等;
【0031】
昭和キャボット製ショウブラックN134、ショウブラックN110、ショウブラックN234、ショウブラックN220、ショウブラックN219、ショウブラックN285、ショウブラックN339、ショウブラックN330、ショウブラックN326ショウブラックN351、ショウブラックN330T、ショウブラックIP200,ショウブラックIP300、ショウブラックMAF、ショウブラックN500、ショウブラックN762;
【0032】
新日化カーボン製ニテロン#300、ニテロン#200、ニテロン#200H、ニテロン#200IS、ニテロン#200L、等;東海カーボン製シースト9H、シースト9、シースト7HM、シースト6、シースト600、シースト5H、シーストKH,シースト3H、シースト3、シースト300、シーストNH、シーストN、シースト3M、シーストSVH、シースト116HM、シースト116、シーストSO、シーストF、シーストFM、シーストV、シーストS、等;Cabot製VULCAN10H、VULCAN9、VULCAN7H、VULCAN6、VULCAN6LM、REGAL300、VULCAN M、VULCAN 3H、VULCAN 4H、VULCAN J、VULCAN3、VULCANN299、STERLING−SO、STERLING V、STERLING VH、STERLING 142、STERLING−NS、REGAL−SRF、等;を挙げることができる。
また、その他にColumbian社製、Engineered Carbon社製、Sid Richardson社製等を挙げることができる。
【0033】
また、前記カーボンブラックは、絶縁性を有することが好ましいことがある。
絶縁性を有するカーボンブラックとは、下記のような方法で粉末としての体積抵抗を測定した場合、絶縁性を示すカーボンブラックのことであり、例えば、カーボンブラック粒子表面に、有機物が吸着、被覆又は化学結合(グラフト化)しているなど、カーボンブラック粒子表面に有機化合物を有していることをいう。すなわち、カーボンブラックをベンジルメタクリレートとメタクリル酸がモル比で70:30の共重合体(質量平均分子量30,000)と20:80質量比となるように、プロピレングリコールモノメチルエーテル中に分散し塗布液を調製し、厚さ1.1mm、10cm×10cmのクロム基板上に塗布して乾燥膜厚3μmの塗膜を作製し、さらにその塗膜をホットプレート中で220℃、約5分加熱処理した後に、JISK6911に準拠している三菱化学(株)製高抵抗率計、ハイレスターUP(MCP−HT450)で印加して、体積抵抗値を23℃相対湿度65%の環境下で測定する。そして、この体積抵抗値として、10Ω・cm以上、より好ましくは10Ω・cm以上、特により好ましくは10Ω・cm以上を示すカーボンブラックが好ましい。
【0034】
上述のようなカーボンブラックとして、例えば、特開平11−60988号公報、特開平11−60989号公報、特開平10−330643号公報、特開平11−80583号公報、特開平11−80584号公報、特開平9−124969号公報、特開平9−95625号公報で開示されている樹脂被覆カーボンブラックを使用することができる。
【0035】
前記チタンブラックは、チタン原子を有する黒色粒子である。好ましくは低次酸化チタンや酸窒化チタン等である。チタンブラック粒子は、分散性向上、凝集性抑制などの目的で必要に応じ、表面を修飾することが可能である。具体的には、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ゲルマニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウムで被覆することが可能であり、また、特開2007−302836号公報に示されるような撥水性物質での処理も可能である。
【0036】
また、前記チタンブラックは、分散性、着色性等を調整する目的で、Cu、Fe、Mn、V、Ni等の複合酸化物、酸化コバルト、酸化鉄、カーボンブラック、アニリンブラック等の黒色顔料を1種あるいは2種以上の組み合わせで含有してもよく、この場合、顔料の50質量%以上をチタンブラック粒子が占めるものとする。また、所望とする波長の遮光性を制御する目的で、既存の赤、青、緑、黄色、シアン、マゼンタ、バイオレット、オレンジ等の顔料、或いは染料などの着色剤を添加することも可能である。
【0037】
チタンブラックの製造方法としては、二酸化チタンと金属チタンの混合体を還元雰囲気で加熱し還元する方法(特開昭49−5432号公報)、四塩化チタンの高温加水分解で得られた超微細二酸化チタンを水素を含む還元雰囲気中で還元する方法(特開昭57−205322号公報)、二酸化チタン又は水酸化チタンをアンモニア存在下で高温還元する方法(特開昭60−65069号公報、特開昭61−201610号公報)、二酸化チタン又は水酸化チタンにバナジウム化合物を付着させ、アンモニア存在下で高温還元する方法(特開昭61−201610号公報)などがあるが、これらに限定されるものではない。
【0038】
前記チタンブラックには、上市されている市販品を用いてもよい。市販品の例としては、三菱マテリアル社製のチタンブラック10S、12S、13R、13M、13M−C、13R、13R−N、赤穂化成社製のティラック(Tilack)Dなどが挙げられる。
【0039】
チタンブラックの粒子の粒子径には、特に制限はないが、分散性、着色性の観点から、3〜2000nmであることが好ましく、10〜500nmであることがより好ましい。
【0040】
チタンブラックの比表面積は、特に限定がないが、かかるチタンブラックを撥水化剤で表面処理した後の撥水性が所定の性能となるために、BET法にて測定した値が通常5〜150m/g程度、中でも20〜100m/g程度が好ましい。
【0041】
また、上述のカーボンブラックやチタンブラックの分散には、酸価・アミン価を有する分散剤を用いることができ、具体的には、アビシア(株)製のソルスパース24000、ソルスパース33500、ビックケミージャパン(株)製のDisperbyk161等を使用することができる。ここで、「酸価・アミン価を有する」とは、酸価をもつ基を有するか、或いはアミン価をもつ基を有する場合、又は両方を有する分散剤のことを意味する。
【0042】
また、その他の分散剤として、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリルアミド又はその誘導体、スチレン又はその誘導体等のモノマーを重合して得られたポリマーを分散剤として使用することができる。
前記モノマーとしてはスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−フェニルスチレン、o−クロルスチレン、m−クロルスチレン、p−クロルスチレン等のスチレン系モノマー;アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メクリル酸ヒドロキシエチル、メクリル酸ヒドロキシプロピル等の(メタ)アタクリル酸系モノマー;エチレン、プロピレン、ブチレン、塩化ビニル、酢酸ビニル、アクリルニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−ビニルピロリドン等の各種モノマーの単独あるいは共重合体が例示できる。このうち、(メタ)アクリル酸エステル系ポリマーが好ましい。
【0043】
また、その他の分散に使用できる材料として、ポリウレタンやポリイミドなどの樹脂や、特開2002−241616号公報や特開2002−234995号公報に記載のシロキサン系のポリマーも使用することができる。
【0044】
分散剤として用いる樹脂は、分散性を確保できる限りは分子量に制限はないが、分散性の観点からは、好ましくは重量平均分子量で500〜200,000であり、より好ましくは800〜50000であり、更に好ましくは1000〜30000である。
【0045】
カーボンブラックやチタンブラック等の黒色用色材を分散させる分散媒としては、分散用溶剤として機能し得る限りにおいて、水溶性又は非水溶性の各種のものを使用することができる。例えば、水;メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、アリルアルコール等のアルコール類;エチレングリコール、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノエチルエーテル、ポリエチレングリコールモノアリルエーテル、ポリプロピレングリコールモノアリルエーテル等のグリコール又はその誘導体類;グリセロール、グリセロールモノエチルエーテル、グリセロールモノアリルエーテル等のグリセロール又はその誘導体類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類;流動パラフィン、デカン、デセン、メチルナフタレン、デカリン、ケロシン、ジフェニルメタン、トルエン、ジメチルベンゼン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、プロピルベンゼン、シクロヘキサン、部分水添されたトリフェニル等の炭化水素類、ポリジメチルシロキサン、部分オクチル置換ポリジメチルシロキサン、部分フェニル置換ポリジメチルシロキサン、フルオロシリコーンオイル等のシリコーンオイル類、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ブロモベンゼン、クロロジフェニル、クロロジフェニルメタン等のハロゲン化炭化水素類、ダイルロル(ダイキン工業(株)製)、デムナム(ダイキン工業(株)製)等のふっ化物類、安息香酸エチル、安息香酸オクチル、フタル酸ジオクチル、トリメリット酸トリオクチル、セバシン酸ジブチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ドデシル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル化合物類、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンなどのアミド系溶媒などが、適宜選択されて単独でもしくは複数組み合わせて使用される。
【0046】
(光重合性化合物)
本発明の固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物は、光重合性化合物の少なくとも1種を含有する。光重合性化合物の含有により、光でパターニング可能な重合硬化機能を付与できる。
【0047】
光重合性化合物としては、少なくとも1つのエチレン性不飽和二重結合を有する付加重合可能な化合物を用いることができ、具体的には、末端エチレン性不飽和結合を少なくとも1つ、好ましくは2つ以上有する化合物群から選択することができる。このような化合物群は、当該産業分野において広く知られているものがあり、例えば、モノマー、プレポリマー、すなわち2量体、3量体、及びオリゴマー、又はそれらの混合物並びにそれらの共重合体などの化学的形態をもつものがある。
【0048】
モノマー及びその共重合体の例としては、不飽和カルボン酸(例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸など)や、そのエステル類、アミド類が挙げられ、好ましくは、脂肪族多価アルコール化合物と不飽和カルボン酸とのエステル、脂肪族多価アミン化合物と不飽和カルボン酸とのアミド類が挙げられる。また、ヒドロキシル基やアミノ基、メルカプト基等の求核性置換基を有する不飽和カルボン酸エステルあるいはアミド類と単官能若しくは多官能イソシアネート類あるいはエポキシ類との付加反応物、及び単官能若しくは多官能のカルボン酸との脱水縮合反応物等も好適に使用される。また、イソシアネート基やエポキシ基等の親電子性置換基を有する不飽和カルボン酸エステルあるいはアミド類と単官能若しくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との付加反応物、更にハロゲン基や、トシルオキシ基等の脱離性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と単官能若しくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との置換反応物も好適である。また、別の例として、上記の不飽和カルボン酸の代わりに、不飽和ホスホン酸、スチレン、ビニルエーテル等に置き換えた化合物群を使用することも可能である。
【0049】
前記「脂肪族多価アルコール化合物と不飽和カルボン酸とのエステル」のモノマーの具体例としては、アクリル酸エステルとして、エチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、1,3−ブタンジオールジアクリレート、テトラメチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリ(アクリロイルオキシプロピル)エーテル、トリメチロールエタントリアクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート、1,4−シクロヘキサンジオールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールジアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ソルビトールトリアクリレート、ソルビトールテトラアクリレート、ソルビトールペンタアクリレート、ソルビトールヘキサアクリレート、トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、ポリエステルアクリレートオリゴマー、イソシアヌール酸EO変性トリアクリレート等が挙げられる。
【0050】
また、メタクリル酸エステルとして、テトラメチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブタンジオールジメタクリレート、ヘキサンジオールジメタクリレート、ペンタエリスリトールジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールジメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、ソルビトールトリメタクリレート、ソルビトールテトラメタクリレート、ビス〔p−(3−メタクリルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル〕ジメチルメタン、ビス−〔p−(メタクリルオキシエトキシ)フェニル〕ジメチルメタン等が挙げられる。
【0051】
また、イタコン酸エステルとして、エチレングリコールジイタコネート、プロピレングリコールジイタコネート、1,3−ブタンジオールジイタコネート、1,4−ブタンジオールジイタコネート、テトラメチレングリコールジイタコネート、ペンタエリスリトールジイタコネート、ソルビトールテトライタコネート等が挙げられ、クロトン酸エステルとして、エチレングリコールジクロトネート、テトラメチレングリコールジクロトネート、ペンタエリスリトールジクロトネート、ソルビトールテトラジクロトネート等が挙げられ、イソクロトン酸エステルとして、エチレングリコールジイソクロトネート、ペンタエリスリトールジイソクロトネート、ソルビトールテトライソクロトネート等が挙げられ、マレイン酸エステルとして、エチレングリコールジマレート、トリエチレングリコールジマレート、ペンタエリスリトールジマレート、ソルビトールテトラマレート等が挙げられる。
更には、その他のエステルの例として、特公昭51−47334号公報、特開昭57−196231号公報に記載の脂肪族アルコール系エステル類や、特開昭59−5240号公報、特開昭59−5241号公報、特開平2−226149号公報に記載の芳香族系骨格を有するもの、特開平1−165613号公報に記載のアミノ基を含有するもの、等も好適である。更に、前記エステルモノマーは混合物として使用してもよい。
【0052】
また、前記「脂肪族多価アミン化合物と不飽和カルボン酸とのアミド類」のモノマーの具体例としては、メチレンビス−アクリルアミド、メチレンビス−メタクリルアミド、1,6−ヘキサメチレンビス−アクリルアミド、1,6−ヘキサメチレンビス−メタクリルアミド、ジエチレントリアミントリスアクリルアミド、キシリレンビスアクリルアミド、キシリレンビスメタクリルアミド等がある。また、その他の好ましいアミド系のモノマーの例としては、特公昭54−21726号公報に記載のシクロへキシレン構造を有すものを挙げることができる。
【0053】
また、イソシアネートと水酸基の付加反応を用いて製造されるウレタン系付加重合性化合物も好適であり、そのような具体例としては、特公昭48−41708号公報に記載の、1分子に2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物に下記一般式(A)で表される水酸基を有するビニルモノマーを付加した1分子中に2個以上の重合性ビニル基を含有するビニルウレタン化合物等が挙げられる。
CH=C(R)COOCHCH(R)OH ・・・(A)
〔一般式(A)中、R及びRは、各々独立に水素原子又はCHを表す。〕
【0054】
また、特開昭51−37193号号公報、特公平2−32293号公報、特公平2−16765号公報に記載のウレタンアクリレート類や、特公昭58−49860号公報、特公昭56−17654号公報、特公昭62−39417号公報、特公昭62−39418号公報に記載の、エチレンオキサイド系骨格を有するウレタン化合物類も好適である。更に、特開昭63−277653号公報、特開昭63−260909号公報、特開平1−105238号公報に記載の、分子内にアミノ構造やスルフィド構造を有する付加重合性化合物類では、感光速度の速い固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物を得ることができる。
【0055】
その他の例として、特開昭48−64183号公報、特公昭49−43191号公報、特公昭52−30490号公報に記載のポリエステルアクリレート類、エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸を反応させたエポキシアクリレート類等の多官能のアクリレートやメタクリレートを挙げることができる。また、特公昭46−43946号公報、特公平1−40337号公報、特公平1−40336号公報に記載の特定の不飽和化合物や、特開平2−25493号公報に記載のビニルホスホン酸系化合物等も挙げることができる。また、特開昭61−22048号公報に記載のペルフルオロアルキル基を含有する構造が好適である。更には、日本接着協会誌vol.20、No.7、300〜308ページ(1984年)に光硬化性モノマー及びオリゴマーとして紹介されているものも使用することができる。
【0056】
本発明の固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物においては、現像時における光線未照射領域の溶解速度を0.005μm/sec以上0.060μm/sec以下に制御する観点から、光重合性化合物としては、2官能以上の(メタ)アクリレートモノマーが好ましい。2官能以上の(メタ)アクリレートモノマーとしては、例えば、上記の「脂肪族多価アルコール化合物と不飽和カルボン酸とのエステル」のうち、前記アクリル酸エステル、前記メタクリル酸エステル、及びその他(メタ)アクリル酸系のエステル化合物を好適に用いることができる。
【0057】
また、本発明の感光性樹脂組成物を構成する光重合性化合物の構造、あるいは単独使用か併用か、添加量等の使用方法の詳細は、感光性樹脂組成物の最終的な性能設計に合わせて任意に設定できる。例えば、次のような観点から選択される。
感度の点では、1分子あたりの不飽和基含量が多い構造が好ましく、2官能以上が好ましい。また、硬化膜の強度を高くするためには、3官能以上のものがよく、更に、異なる官能数・異なる重合性基(例えば、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレン系化合物、ビニルエーテル系化合物)のものを併用することで、感度と強度の両方を調節する方法も有効である。
また、感光性樹脂組成物に含有される他の成分(例えば、光重合開始剤、黒色用色材(顔料、染料)、バインダーポリマー等)との相溶性、分散性に対しても、光重合性化合物の選択・使用法は重要であり、例えば、低純度化合物の使用や2種以上の併用により相溶性を向上させ得ることがある。また、支持体などの硬質表面との密着性を向上させる目的で特定の構造を選択することもあり得る。
【0058】
光重合性化合物の固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物中における含有量としては、組成物の全固形分に対して、5〜20質量%の範囲が好ましい。特には、2官能以上の(メタ)アクリレートモノマーの組成物全固形分に対する含有量を5〜20質量%とした組成が好ましい。
光重合性化合物の含有量は、5質量%以上であると光硬化性を保って良好なパターン形成性、膜強度が得られ、20質量%以下であると、前記特定の現像液(23℃)を用いて現像した際の光線未照射領域の溶解速度を0.005〜0.060μm/secに制御することができる。
上記のうち、同様の理由から、光重合性化合物の含有量は、5〜15質量%がより好ましく、7.5〜12.5質量%が特に好ましい。
【0059】
(光重合開始剤)
本発明の固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物は、光重合開始剤の少なくとも1種を含有する。前記光重合性化合物に作用して、光線照射を受けてパターニングすることができる。
【0060】
光重合開始剤は、上記の光重合性化合物を重合させ得るものであれば特に限定されないが、特性、開始効率、吸収波長、入手性、コスト等の観点で選ばれるのが好ましい。光重合開始剤としては、例えば、ハロメチルオキサジアゾール化合物及びハロメチル−s−トリアジン化合物から選択される少なくとも1つの活性ハロゲン化合物、3−アリール置換クマリン化合物、ロフィン2量体、ベンゾフェノン化合物、アセトフェノン化合物及びその誘導体、シクロペンタジエン−ベンゼン−鉄錯体及びその塩、オキシム系化合物、等が挙げられる。
【0061】
ハロメチルオキサジアゾール化合物である活性ハロゲン化合物としては、特公昭57−6096号公報に記載の2−ハロメチル−5−ビニル−1,3,4−オキサジアゾール化合物等や、2−トリクロロメチル−5−スチリル−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(p−シアノスチリル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(p−メトキシスチリル)−1,3,4−オキサジアゾール、等が挙げられる。
【0062】
ハロメチル−s−トリアジン系化合物である活性ハロゲン化合物としては、特公昭59−1281号公報に記載のビニル−ハロメチル−s−トリアジン化合物、特開昭53−133428号公報に記載の2−(ナフト−1−イル)−4,6−ビス−ハロメチル−s−トリアジン化合物及び4−(p−アミノフェニル)−2,6−ジ−ハロメチル−s−トリアジン化合物、等が挙げられる。
【0063】
具体的には、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−p−メトキシスチリル−s−トリアジン、2,6−ビス(トリクロロメチル)−4−(3,4−メチレンジオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,6−ビス(トリクロロメチル)−4−(4−メトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(1−p−ジメチルアミノフェニル−1,3−ブタジエニル)−s−トリアジン、2−トリクロロメチル−4−アミノ−6−p−メトキシスチリル−s−トリアジン、2−(ナフト−1−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−(4−メトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−(4−エトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−(4−ブトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−〔4−(2−メトキシエチル)−ナフト−1−イル〕−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−〔4−(2−エトキシエチル)−ナフト−1−イル〕−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−〔4−(2−ブトキシエチル)−ナフト−1−イル〕−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−(2−メトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−(6−メトキシ−5−メチル−ナフト−2−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−(6−メトキシ−ナフト−2−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−(5−メトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−(4,7−ジメトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−(6−エトキシ−ナフト−2−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、2−(4,5−ジメトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−s−トリアジン、
【0064】
4−〔p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔o−メチル−p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔p−N,N−ジ(クロロエチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔o−メチル−p−N,N−ジ(クロロエチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(p−N−クロロエチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(p−N−エトキシカルボニルメチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔p−N,N−ジ(フェニル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(p−N−クロロエチルカルボニルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔p−N−(p−メトキシフェニル)カルボニルアミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔m−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔m−ブロモ−p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔m−クロロ−p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔m−フロロ−p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔o−ブロモ−p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔o−クロロ−p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、
【0065】
4−〔o−フロロ−p−N,N−ジ(エトキシカルボニルメチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔o−ブロモ−p−N,N−ジ(クロロエチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔o−クロロ−p−N,N−ジ(クロロエチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔o−フロロ−p−N,N−ジ(クロロエチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔m−ブロモ−p−N,N−ジ(クロロエチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔m−クロロ−p−N,N−ジ(クロロエチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−〔m−フロロ−p−N,N−ジ(クロロエチル)アミノフェニル〕−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(m−ブロモ−p−N−エトキシカルボニルメチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(m−クロロ−p−N−エトキシカルボニルメチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(m−フロロ−p−N−エトキシカルボニルメチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(o−ブロモ−p−N−エトキシカルボニルメチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(o−クロロ−p−N−エトキシカルボニルメチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(o−フロロ−p−N−エトキシカルボニルメチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(m−ブロモ−p−N−クロロエチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(m−クロロ−p−N−クロロエチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(m−フロロ−p−N−クロロエチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(o−ブロモ−p−N−クロロエチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(o−クロロ−p−N−クロロエチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−(o−フロロ−p−N−クロロエチルアミノフェニル)−2,6−ジ(トリクロロメチル)−s−トリアジン等が挙げられる。
【0066】
その他、みどり化学社製のTAZシリーズ(例えば、TAZ−107、TAZ−110、TAZ−104、TAZ−109、TAZ−140、TAZ−204、TAZ−113、TAZ−123)、PANCHIM社製のTシリーズ(例えば、T−OMS、T−BMP、T−R、T−B)、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製のイルガキュアシリーズ(例えば、イルガキュア651、イルガキュア184、イルガキュア500、イルガキュア1000、イルガキュア149、イルガキュア819、イルガキュア261)、ダロキュアシリーズ(例えばダロキュア1173)、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)−ベンゾフェノン、2−(O−ベンゾイルオキシム)−1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−1,2−オクタンジオン、1−(O−アセチルオキシム)−1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]エタノン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−4−モルホリノブチロフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、並びに、2−(o−クロルフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体、2−(o−フルオロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体、2−(o−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体、2−(p−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体、2−(p−ジメトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体、2−(2,4−ジメトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体、2−(p−メチルメルカプトフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾリル二量体、ベンゾインイソプロピルエーテル、等も有用に用いられる。
【0067】
これら光重合開始剤種の中でも、より少ない露光量で矩形性の良好な断面プロファイルのパターンが得られる点で、オキシム系光重合開始剤が好ましい。オキシム系光重合開始剤としては、例えば、特開2000−80068号公報、特開2001−233842号公報等に記載のオキシム系開始剤などの公知の開始剤の中から適宜選択できる。
オキシム系光重合開始剤の具体的な例としては、市販されている化合物として、2−(O−ベンゾイルオキシム)−1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−1,2−オクタンジオン、1−(O−アセチルオキシム)−1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]エタノン(いずれもチバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)が挙げられる。この中では、前記同様の理由から、1−(O−アセチルオキシム)−1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]エタノンが好ましい。
【0068】
上記のほか、より少ない露光量で矩形性の良好な断面プロファイルのパターンが得られる点からは、下記一般式(1)で表される化合物も好適な重合開始剤として挙げることができる。
【0069】
【化1】

【0070】
前記一般式(1)において、R及びBは、各々独立に、一価の置換基を表し、Aは二価の有機基を表し、Arはアリール基を表す。
【0071】
前記Rで表される一価の置換基としては、以下に示す一価の非金属原子団であることが好ましい。Rで表される一価の非金属原子団としては、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいアルケニル基、置換基を有してもよいアルキニル基、置換基を有してもよいアルキルスルフィニル基、置換基を有してもよいアリールスルフィニル基、置換基を有してもよいアルキルスルホニル基、置換基を有してもよいアリールスルホニル基、置換基を有してもよいアシル基、置換基を有してもよいアルコキシカルボニル基、置換基を有してもよいアリールオキシカルボニル基、置換基を有してもよいホスフィノイル基、置換基を有してもよい複素環基、置換基を有してもよいアルキルチオカルボニル基、置換基を有してもよいアリールチオカルボニル基、置換基を有してもよいジアルキルアミノカルボニル基、置換基を有してもよいジアルキルアミノチオカルボニル基等が挙げられる。
【0072】
置換基を有してもよいアルキル基としては、炭素数1〜30のアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、オクダデシル基、イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、1−エチルペンチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、トリフルオロメチル基、2−エチルヘキシル基、フェナシル基、1−ナフトイルメチル基、2−ナフトイルメチル基、4−メチルスルファニルフェナシル基、4−フェニルスルファニルフェナシル基、4−ジメチルアミノフェナシル基、4−シアノフェナシル基、4−メチルフェナシル基、2−メチルフェナシル基、3−フルオロフェナシル基、3−トリフルオロメチルフェナシル基、3−ニトロフェナシル基等が挙げられる。
【0073】
置換基を有してもよいアリール基としては、炭素数6〜30のアリール基が好ましく、フェニル基、ビフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、9−アンスリル基、9−フェナントリル基、1−ピレニル基、5−ナフタセニル基、1−インデニル基、2−アズレニル基、9−フルオレニル基、ターフェニル基、クオーターフェニル基、o−、m−、及びp−トリル基、キシリル基、o−、m−、及びp−クメニル基、メシチル基、ペンタレニル基、ビナフタレニル基、ターナフタレニル基、クオーターナフタレニル基、ヘプタレニル基、ビフェニレニル基、インダセニル基、フルオランテニル基、アセナフチレニル基、アセアントリレニル基、フェナレニル基、フルオレニル基、アントリル基、ビアントラセニル基、ターアントラセニル基、クオーターアントラセニル基、アントラキノリル基、フェナントリル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、プレイアデニル基、ピセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、ペンタセニル基、テトラフェニレニル基、ヘキサフェニル基、ヘキサセニル基、ルビセニル基、コロネニル基、トリナフチレニル基、ヘプタフェニル基、ヘプタセニル基、ピラントレニル基、オバレニル基等が挙げられる。
【0074】
置換基を有してもよいアルケニル基としては、炭素数2〜10のアルケニル基が好ましく、例えば、ビニル基、アリル基、スチリル基等が挙げられる。
【0075】
置換基を有してもよいアルキニル基としては、炭素数2〜10のアルキニル基が好ましく、例えば、エチニル基、プロピニル基、プロパルギル基等が挙げられる。
【0076】
置換基を有してもよいアルキルスルフィニル基としては、炭素数1〜20のアルキルスルフィニル基が好ましく、例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、プロピルスルフィニル基、イソプロピルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、ヘキシルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、オクチルスルフィニル基、2−エチルヘキシルスルフィニル基、デカノイルスルフィニル基、ドデカノイルスルフィニル基、オクタデカノイルスルフィニル基、シアノメチルスルフィニル基、メトキシメチルスルフィニル基等が挙げられる。
【0077】
置換基を有してもよいアリールスルフィニル基としては、炭素数6〜30のアリールスルフィニル基が好ましく、例えば、フェニルスルフィニル基、1−ナフチルスルフィニル基、2−ナフチルスルフィニル基、2−クロロフェニルスルフィニル基、2−メチルフェニルスルフィニル基、2−メトキシフェニルスルフィニル基、2−ブトキシフェニルスルフィニル基、3−クロロフェニルスルフィニル基、3−トリフルオロメチルフェニルスルフィニル基、3−シアノフェニルスルフィニル基、3−ニトロフェニルスルフィニル基、4−フルオロフェニルスルフィニル基、4−シアノフェニルスルフィニル基、4−メトキシフェニルスルフィニル基、4−メチルスルファニルフェニルスルフィニル基、4−フェニルスルファニルフェニルスルフィニル基、4−ジメチルアミノフェニルスルフィニル基等が挙げられる。
【0078】
置換基を有してもよいアルキルスルホニル基としては、炭素数1〜20のアルキルスルホニル基が好ましく、例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、プロピルスルホニル基、イソプロピルスルホニル基、ブチルスルホニル基、ヘキシルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、オクチルスルホニル基、2−エチルヘキシルスルホニル基、デカノイルスルホニル基、ドデカノイルスルホニル基、オクタデカノイルスルホニル基、シアノメチルスルホニル基、メトキシメチルスルホニル基、パーフルオロアルキルスルホニル基等が挙げられる。
【0079】
置換基を有してもよいアリールスルホニル基としては、炭素数6〜30のアリールスルホニル基が好ましく、例えば、フェニルスルホニル基、1−ナフチルスルホニル基、2−ナフチルスルホニル基、2−クロロフェニルスルホニル基、2−メチルフェニルスルホニル基、2−メトキシフェニルスルホニル基、2−ブトキシフェニルスルホニル基、3−クロロフェニルスルホニル基、3−トリフルオロメチルフェニルスルホニル基、3−シアノフェニルスルホニル基、3−ニトロフェニルスルホニル基、4−フルオロフェニルスルホニル基、4−シアノフェニルスルホニル基、4−メトキシフェニルスルホニル基、4−メチルスルファニルフェニルスルホニル基、4−フェニルスルファニルフェニルスルホニル基、4−ジメチルアミノフェニルスルホニル基等が挙げられる。
【0080】
置換基を有してもよいアシル基としては、炭素数2〜20のアシル基が好ましく、例えば、アセチル基、プロパノイル基、ブタノイル基、トリフルオロメチルカルボニル基、ペンタノイル基、ベンゾイル基、1−ナフトイル基、2−ナフトイル基、4−メチルスルファニルベンゾイル基、4−フェニルスルファニルベンゾイル基、4−ジメチルアミノベンゾイル基、4−ジエチルアミノベンゾイル基、2−クロロベンゾイル基、2−メチルベンゾイル基、2−メトキシベンゾイル基、2−ブトキシベンゾイル基、3−クロロベンゾイル基、3−トリフルオロメチルベンゾイル基、3−シアノベンゾイル基、3−ニトロベンゾイル基、4−フルオロベンゾイル基、4−シアノベンゾイル基、4−メトキシベンゾイル基等が挙げられる。
【0081】
置換基を有してもよいアルコキシカルボニル基としては、炭素数2〜20のアルコキシカルボニル基が好ましく、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、ヘキシルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、デシルオキシカルボニル基、オクタデシルオキシカルボニル基、トリフルオロメチルオキシカルボニル基等が挙げられる。
【0082】
置換基を有してもよいアリールオキシカルボニル基としては、フェノキシカルボニル基、1−ナフチルオキシカルボニル基、2−ナフチルオキシカルボニル基、4−メチルスルファニルフェニルオキシカルボニル基、4−フェニルスルファニルフェニルオキシカルボニル基、4−ジメチルアミノフェニルオキシカルボニル基、4−ジエチルアミノフェニルオキシカルボニル基、2−クロロフェニルオキシカルボニル基、2−メチルフェニルオキシカルボニル基、2−メトキシフェニルオキシカルボニル基、2−ブトキシフェニルオキシカルボニル基、3−クロロフェニルオキシカルボニル基、3−トリフルオロメチルフェニルオキシカルボニル基、3−シアノフェニルオキシカルボニル基、3−ニトロフェニルオキシカルボニル基、4−フルオロフェニルオキシカルボニル基、4−シアノフェニルオキシカルボニル基、4−メトキシフェニルオキシカルボニル基等が挙げられる。
【0083】
置換基を有してもよいホスフィノイル基としては、総炭素数2〜50のホスフィノイル基が好ましく、例えば、ジメチルホスフィノイル基、ジエチルホスフィノイル基、ジプロピルホスフィノイル基、ジフェニルホスフィノイル基、ジメトキシホスフィノイル基、ジエトキシホスフィノイル基、ジベンゾイルホスフィノイル基、ビス(2,4,6−トリメチルフェニル)ホスフィノイル基等が挙げられる。
【0084】
置換基を有してもよい複素環基としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子を含む、芳香族或いは脂肪族の複素環が好ましい。例えば、チエニル基、ベンゾ[b]チエニル基、ナフト[2,3−b]チエニル基、チアントレニル基、フリル基、ピラニル基、イソベンゾフラニル基、クロメニル基、キサンテニル基、フェノキサチイニル基、2H−ピロリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、ピリジル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、インドリジニル基、イソインドリル基、3H−インドリル基、インドリル基、1H−インダゾリル基、プリニル基、4H−キノリジニル基、イソキノリル基、キノリル基、フタラジニル基、ナフチリジニル基、キノキサニリル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、プテリジニル基、4aH−カルバゾリル基、カルバゾリル基、β−カルボリニル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、ペリミジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、フェナルサジニル基、イソチアゾリル基、フェノチアジニル基、イソキサゾリル基、フラザニル基、フェノキサジニル基、イソクロマニル基、クロマニル基、ピロリジニル基、ピロリニル基、イミダゾリジニル基、イミダゾリニル基、ピラゾリジニル基、ピラゾリニル基、ピペリジル基、ピペラジニル基、インドリニル基、イソインドリニル基、キヌクリジニル基、モルホリニル基、チオキサントリル基等が挙げられる。
【0085】
置換基を有してもよいアルキルチオカルボニル基としては、例えば、メチルチオカルボニル基、プロピルチオカルボニル基、ブチルチオカルボニル基、ヘキシルチオカルボニル基、オクチルチオカルボニル基、デシルチオカルボニル基、オクタデシルチオカルボニル基、トリフルオロメチルチオカルボニル基等が挙げられる。
【0086】
置換基を有してもよいアリールチオカルボニル基としては、1−ナフチルチオカルボニル基、2−ナフチルチオカルボニル基、4−メチルスルファニルフェニルチオカルボニル基、4−フェニルスルファニルフェニルチオカルボニル基、4−ジメチルアミノフェニルチオカルボニル基、4−ジエチルアミノフェニルチオカルボニル基、2−クロロフェニルチオカルボニル基、2−メチルフェニルチオカルボニル基、2−メトキシフェニルチオカルボニル基、2−ブトキシフェニルチオカルボニル基、3−クロロフェニルチオカルボニル基、3−トリフルオロメチルフェニルチオカルボニル基、3−シアノフェニルチオカルボニル基、3−ニトロフェニルチオカルボニル基、4−フルオロフェニルチオカルボニル基、4−シアノフェニルチオカルボニル基、4−メトキシフェニルチオカルボニル基等が挙げられる。
【0087】
置換基を有してもよいジアルキルアミノカルボニル基としては、ジメチルアミノカルボニル基、ジメエルアミノカルボニル基、ジプロピルアミノカルボニル基、ジブチルアミノカルボニル基等が挙げられる。
【0088】
置換基を有してもよいジアルキルアミノチオカルボニル基としては、ジメチルアミノチオカルボニル基、ジプロピルアミノチオカルボニル基、ジブチルアミノチオカルボニル基等が挙げられる。
【0089】
中でも、高感度化の点から、Rとしてはアシル基がより好ましく、具体的には、アセチル基、エチロイル基、プロピオイル基、ベンゾイル基、トルイル基が好ましい。
【0090】
前記Bで表される一価の置換基としては、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよい複素環基、置換基を有してもよいアリールカルボニル基、又は、置換基を有してもよい複素環カルボニル基を表す。中でも、特に好ましくは以下に示す構造である。
下記の構造中、Y、X、及びnは、それぞれ、後述する一般式(2)におけるY、X、及びnと同義であり、好ましい例も同様である。
【0091】
【化2】

【0092】
前記Aで表される二価の有機基としては、置換基を有してもよい炭素数1〜12のアルキレン、置換基を有してもよいシクロヘキシレン、置換基を有してもよいアルキニレンが挙げられる。
これらの基に導入しうる置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン基、メトキシ基、エトキシ基、tert−ブトキシ基等のアルコキシ基、フェノキシ基、p−トリルオキシ基等のアリールオキシ基、メトキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等のアシルオキシ基、アセチル基、ベンゾイル基、イソブチリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メトキサリル基等のアシル基、メチルスルファニル基、tert−ブチルスルファニル基等のアルキルスルファニル基、フェニルスルファニル基、p−トリルスルファニル基等のアリールスルファニル基、メチルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基等のアルキルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、モルホリノ基、ピペリジノ基等のジアルキルアミノ基、フェニルアミノ基、p−トリルアミノ基等のアリールアミノ基、メチル基、エチル基、tert−ブチル基、ドデシル基等のアルキル基、フェニル基、p−トリル基、キシリル基、クメニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナントリル基等のアリール基等の他、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ホルミル基、メルカプト基、スルホ基、メシル基、p−トルエンスルホニル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、トリメチルシリル基、ホスフィニコ基、ホスホノ基、トリメチルアンモニウミル基、ジメチルスルホニウミル基、トリフェニルフェナシルホスホニウミル基等が挙げられる。
中でも、Aとしては、感度を高め、加熱経時による着色を抑制する点から、無置換のアルキレン基、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、tert−ブチル基、ドデシル基)で置換されたアルキレン基、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基)で置換されたアルキレン基、アリール基(例えば、フェニル基、p−トリル基、キシリル基、クメニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナントリル基、スチリル基)で置換されたアルキレン基が好ましい。
【0093】
前記Arで表されるアリール基としては、炭素数6〜30のアリール基が好ましく、また、置換基を有していてもよい。
具体的には、フェニル基、ビフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、9−アンスリル基、9−フェナントリル基、1−ピレニル基、5−ナフタセニル基、1−インデニル基、2−アズレニル基、9−フルオレニル基、ターフェニル基、クオーターフェニル基、o−、m−、及びp−トリル基、キシリル基、o−、m−、及びp−クメニル基、メシチル基、ペンタレニル基、ビナフタレニル基、ターナフタレニル基、クオーターナフタレニル基、ヘプタレニル基、ビフェニレニル基、インダセニル基、フルオランテニル基、アセナフチレニル基、アセアントリレニル基、フェナレニル基、フルオレニル基、アントリル基、ビアントラセニル基、ターアントラセニル基、クオーターアントラセニル基、アントラキノリル基、フェナントリル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、プレイアデニル基、ピセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、ペンタセニル基、テトラフェニレニル基、ヘキサフェニル基、ヘキサセニル基、ルビセニル基、コロネニル基、トリナフチレニル基、ヘプタフェニル基、ヘプタセニル基、ピラントレニル基、オバレニル基等が挙げられる。中でも、感度を高め、加熱経時による着色を抑制する点から、置換又は無置換のフェニル基が好ましい。
【0094】
上記フェニル基が置換基を有している場合、その置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン基、メトキシ基、エトキシ基、tert−ブトキシ基等のアルコキシ基、フェノキシ基、p−トリルオキシ基等のアリールオキシ基、メチルチオキシ基、エチルチオキシ基、tert−ブチルチオキシ基等のアルキルチオキシ基、フェニルチオキシ基、p−トリルチオキシ基等のアリールチオオキシ基、メトキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等のアシルオキシ基、アセチル基、ベンゾイル基、イソブチリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メトキサリル基等のアシル基、メチルスルファニル基、tert−ブチルスルファニル基等のアルキルスルファニル基、フェニルスルファニル基、p−トリルスルファニル基等のアリールスルファニル基、メチルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基等のアルキルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、モルホリノ基、ピペリジノ基等のジアルキルアミノ基、フェニルアミノ基、p−トリルアミノ基等のアリールアミノ基、エチル基、tert−ブチル基、ドデシル基等のアルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ホルミル基、メルカプト基、スルホ基、メシル基、p−トルエンスルホニル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、トリメチルシリル基、ホスフィニコ基、ホスホノ基、トリメチルアンモニウミル基、ジメチルスルホニウミル基、トリフェニルフェナシルホスホニウミル基等が挙げられる。
【0095】
一般式(1)においては、前記Arと隣接するSとで形成される「SAr」の構造が、以下に示す構造であることが感度の点で好ましい。
【0096】
【化3】

【0097】
前記一般式(1)で表されるオキシム化合物は、下記一般式(2)で表される化合物であることが好ましい。
【0098】
【化4】



【0099】
前記一般式(2)中、R及びXは各々独立に一価の置換基を表し、A及びYは各々独立に二価の有機基を表し、Arはアリール基を表す。nは0〜5の整数である。
【0100】
一般式(2)におけるR、A、及びArは、前記一般式(1)におけるR、A、及びArと同義であり、好ましい例も同様である。
【0101】
前記Xで表される一価の置換基としては、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいアルケニル基、置換基を有してもよいアルキニル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいアリールオキシ基、置換基を有してもよいアルキルチオキシ基、置換基を有してもよいアリールチオキシ基、置換基を有してもよいアシルオキシ基、置換基を有してもよいアルキルスルファニル基、置換基を有してもよいアリールスルファニル基、置換基を有してもよいアルキルスルフィニル基、置換基を有してもよいアリールスルフィニル基、置換基を有してもよいアルキルスルホニル基、置換基を有してもよいアリールスルホニル基、置換基を有してもよいアシル基、置換基を有してもよいアルコキシカルボニル基、置換基を有してもよいカルバモイル基、置換基を有してもよいスルファモイル基、置換基を有してもよいアミノ基、置換基を有してもよいホスフィノイル基、置換基を有してもよい複素環基、ハロゲン基等が挙げられる。
【0102】
置換基を有してもよいアルキル基としては、炭素数1〜30のアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、オクダデシル基、イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、1−エチルペンチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、トリフルオロメチル基、2−エチルヘキシル基、フェナシル基、1−ナフトイルメチル基、2−ナフトイルメチル基、4−メチルスルファニルフェナシル基、4−フェニルスルファニルフェナシル基、4−ジメチルアミノフェナシル基、4−シアノフェナシル基4−メチルフェナシル基、2−メチルフェナシル基、3−フルオロフェナシル基、3−トリフルオロメチルフェナシル基、3−ニトロフェナシル基等が挙げられる。
【0103】
置換基を有してもよいアリール基としては、炭素数6〜30のアリール基が好ましく、フェニル基、ビフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、9−アンスリル基、9−フェナントリル基、1−ピレニル基、5−ナフタセニル基、1−インデニル基、2−アズレニル基、9−フルオレニル基、ターフェニル基、クオーターフェニル基、o−、m−、及びp−トリル基、キシリル基、o−、m−、及びp−クメニル基、メシチル基、ペンタレニル基、ビナフタレニル基、ターナフタレニル基、クオーターナフタレニル基、ヘプタレニル基、ビフェニレニル基、インダセニル基、フルオランテニル基、アセナフチレニル基、アセアントリレニル基、フェナレニル基、フルオレニル基、アントリル基、ビアントラセニル基、ターアントラセニル基、クオーターアントラセニル基、アントラキノリル基、フェナントリル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、プレイアデニル基、ピセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、ペンタセニル基、テトラフェニレニル基、ヘキサフェニル基、ヘキサセニル基、ルビセニル基、コロネニル基、トリナフチレニル基、ヘプタフェニル基、ヘプタセニル基、ピラントレニル基、オバレニル基等がある。
【0104】
置換基を有してもよいアルケニル基としては、炭素数2〜10のアルケニル基が好ましく、例えば、ビニル基、アリル基、スチリル基等が挙げられる。
【0105】
置換基を有してもよいアルキニル基としては、炭素数2〜10のアルキニル基が好ましく、例えば、エチニル基、プロピニル基、プロパルギル基等が挙げられる。
【0106】
置換基を有してもよいアルコキシ基としては、炭素数1〜30のアルコキシ基が好ましく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、イソペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、デシルオキシ基、ドデシルオキシ基、オクタデシルオキシ基、エトキシカルボニルメチル基、2−エチルヘキシルオキシカルボニルメチルオキシ基、アミノカルボニルメチルオキシ基、N,N−ジブチルアミノカルボニルメチルオキシ基、N−メチルアミノカルボニルメチルオキシ基、N−エチルアミノカルボニルメチルオキシ基、N−オクチルアミノカルボニルメチルオキシ基、N−メチル−N−ベンジルアミノカルボニルメチルオキシ基、ベンジルオキシ基、シアノメチルオキシ基等が挙げられる。
【0107】
置換基を有してもよいアリールオキシ基としては、炭素数6〜30のアリールオキシ基が好ましく、例えば、フェニルオキシ基、1−ナフチルオキシ基、2−ナフチルオキシ基、2−クロロフェニルオキシ基、2−メチルフェニルオキシ基、2−メトキシフェニルオキシ基、2−ブトキシフェニルオキシ基、3−クロロフェニルオキシ基、3−トリフルオロメチルフェニルオキシ基、3−シアノフェニルオキシ基、3−ニトロフェニルオキシ基、4−フルオロフェニルオキシ基、4−シアノフェニルオキシ基、4−メトキシフェニルオキシ基、4−ジメチルアミノフェニルオキシ基、4−メチルスルファニルフェニルオキシ基、4−フェニルスルファニルフェニルオキシ基等がある。
【0108】
置換基を有してもよいアルキルチオキシ基としては、炭素数1〜30のチオアルコキシ基が好ましく、例えば、メチルチオキシ基、エチルチオキシ基、プロピルチオキシ基、イソプロピルチオキシ基、ブチルチオキシ基、イソブチルチオキシ基、sec−ブチルチオキシ基、tert−ブチルチオキシ基、ペンチルチオキシ基、イソペンチルチオキシ基、ヘキシルチオキシキ、ヘプチルチオキシ基、オクチルチオキシ基、2−エチルヘキシルチオキシ基、デシルチオキシ基、ドデシルチオキシ基、オクタデシルチオキシ基、ベンジルチオキシ基等が挙げられる。
【0109】
置換基を有してもよいアリールチオキシ基としては、炭素数6〜30のアリールチオキシ基が好ましく、例えば、フェニルチオキシ基、1−ナフチルチオキシ基、2−ナフチルチオキシ基、2−クロロフェニルチオキシ基、2−メチルフェニルチオキシ基、2−メトキシフェニルチオキシ基、2−ブトキシフェニルチオキシ基、3−クロロフェニルチオキシ基、3−トリフルオロメチルフェニルチオキシ基、3−シアノフェニルチオキシ基、3−ニトロフェニルチオキシ基、4−フルオロフェニルチオキシ基、4−シアノフェニルチオキシ基、4−メトキシフェニルチオキシ基、4−ジメチルアミノフェニルチオキシ基、4−メチルスルファニルフェニルチオキシ基、4−フェニルスルファニルフェニルチオキシ基等がある。
【0110】
置換基を有してもよいアシルオキシ基としては、炭素数2〜20のアシルオキシ基が好ましく、例えば、アセチルオキシ基、プロパノイルオキシ基、ブタノイルオキシ基、ペンタノイルオキシ基、トリフルオロメチルカルボニルオキシ基、ベンゾイルオキシ基、1−ナフチルカルボニルオキシ基、2−ナフチルカルボニルオキシ基等が挙げられる。
【0111】
置換基を有してもよいアルキルスルファニル基としては、炭素数1〜20のアルキルスルファニル基が好ましく、例えば、メチルスルファニル基、エチルスルファニル基、プロピルスルファニル基、イソプロピルスルファニル基、ブチルスルファニル基、ヘキシルスルファニル基、シクロヘキシルスルファニル基、オクチルスルファニル基、2−エチルヘキシルスルファニル基、デカノイルスルファニル基、ドデカノイルスルファニル基、オクタデカノイルスルファニル基、シアノメチルスルファニル基、メトキシメチルスルファニル基等が挙げられる。
【0112】
置換基を有してもよいアリールスルファニル基としては、炭素数6〜30のアリールスルファニル基が好ましく、例えば、フェニルスルファニル基、1−ナフチルスルファニル基、2−ナフチルスルファニル基、2−クロロフェニルスルファニル基、2−メチルフェニルスルファニル基、2−メトキシフェニルスルファニル基、2−ブトキシフェニルスルファニル基、3−クロロフェニルスルファニル基、3−トリフルオロメチルフェニルスルファニル基、3−シアノフェニルスルファニル基、3−ニトロフェニルスルファニル基、4−フルオロフェニルスルファニル基、4−シアノフェニルスルファニル基、4−メトキシフェニルスルファニル基、4−メチルスルファニルフェニルスルファニル基、4−フェニルスルファニルフェニルスルファニル基、4−ジメチルアミノフェニルスルファニル基等が挙げられる。
【0113】
置換基を有してもよいアルキルスルフィニル基としては、炭素数1〜20のアルキルスルフィニル基が好ましく、例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、プロピルスルフィニル基、イソプロピルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、ヘキシルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、オクチルスルフィニル基、2−エチルヘキシルスルフィニル基、デカノイルスルフィニル基、ドデカノイルスルフィニル基、オクタデカノイルスルフィニル基、シアノメチルスルフィニル基、メトキシメチルスルフィニル基等が挙げられる。
【0114】
置換基を有してもよいアリールスルフィニル基としては、炭素数6〜30のアリールスルフィニル基が好ましく、例えば、フェニルスルフィニル基、1−ナフチルスルフィニル基、2−ナフチルスルフィニル基、2−クロロフェニルスルフィニル基、2−メチルフェニルスルフィニル基、2−メトキシフェニルスルフィニル基、2−ブトキシフェニルスルフィニル基、3−クロロフェニルスルフィニル基、3−トリフルオロメチルフェニルスルフィニル基、3−シアノフェニルスルフィニル基、3−ニトロフェニルスルフィニル基、4−フルオロフェニルスルフィニル基、4−シアノフェニルスルフィニル基、4−メトキシフェニルスルフィニル基、4−メチルスルファニルフェニルスルフィニル基、4−フェニルスルファニルフェニルスルフィニル基、4−ジメチルアミノフェニルスルフィニル基等が挙げられる。
【0115】
置換基を有してもよいアルキルスルホニル基としては、炭素数1〜20のアルキルスルホニル基が好ましく、例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、プロピルスルホニル基、イソプロピルスルホニル基、ブチルスルホニル基、ヘキシルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、オクチルスルホニル基、2−エチルヘキシルスルホニル基、デカノイルスルホニル基、ドデカノイルスルホニル基、オクタデカノイルスルホニル基、シアノメチルスルホニル基、メトキシメチルスルホニル基等が挙げられる。
【0116】
置換基を有してもよいアリールスルホニル基としては、炭素数6〜30のアリールスルホニル基が好ましく、例えば、フェニルスルホニル基、1−ナフチルスルホニル基、2−ナフチルスルホニル基、2−クロロフェニルスルホニル基、2−メチルフェニルスルホニル基、2−メトキシフェニルスルホニル基、2−ブトキシフェニルスルホニル基、3−クロロフェニルスルホニル基、3−トリフルオロメチルフェニルスルホニル基、3−シアノフェニルスルホニル基、3−ニトロフェニルスルホニル基、4−フルオロフェニルスルホニル基、4−シアノフェニルスルホニル基、4−メトキシフェニルスルホニル基、4−メチルスルファニルフェニルスルホニル基、4−フェニルスルファニルフェニルスルホニル基、4−ジメチルアミノフェニルスルホニル基等が挙げられる。
【0117】
置換基を有してもよいアシル基としては、炭素数2〜20のアシル基が好ましく、例えば、アセチル基、プロパノイル基、ブタノイル基、トリフルオロメチルカルボニル基、ペンタノイル基、ベンゾイル基、1−ナフトイル基、2−ナフトイル基、4−メチルスルファニルベンゾイル基、4−フェニルスルファニルベンゾイル基、4−ジメチルアミノベンゾイル基、4−ジエチルアミノベンゾイル基、2−クロロベンゾイル基、2−メチルベンゾイル基、2−メトキシベンゾイル基、2−ブトキシベンゾイル基、3−クロロベンゾイル基、3−トリフルオロメチルベンゾイル基、3−シアノベンゾイル基、3−ニトロベンゾイル基、4−フルオロベンゾイル基、4−シアノベンゾイル基、4−メトキシベンゾイル基等が挙げられる。
【0118】
置換基を有してもよいアルコキシカルボニル基としては、炭素数2〜20のアルコキシカルボニル基が好ましく、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、ヘキシルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、デシルオキシカルボニル基、オクタデシルオキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基、トリフルオロメチルオキシカルボニル基、1−ナフチルオキシカルボニル基、2−ナフチルオキシカルボニル基、4−メチルスルファニルフェニルオキシカルボニル基、4−フェニルスルファニルフェニルオキシカルボニル基、4−ジメチルアミノフェニルオキシカルボニル基、4−ジエチルアミノフェニルオキシカルボニル基、2−クロロフェニルオキシカルボニル基、2−メチルフェニルオキシカルボニル基、2−メトキシフェニルオキシカルボニル基、2−ブトキシフェニルオキシカルボニル基、3−クロロフェニルオキシカルボニル基、3−トリフルオロメチルフェニルオキシカルボニル基、3−シアノフェニルオキシカルボニル基、3−ニトロフェニルオキシカルボニル基、4−フルオロフェニルオキシカルボニル基、4−シアノフェニルオキシカルボニル基、4−メトキシフェニルオキシカルボニル基等が挙げられる。
【0119】
置換基を有してもよいカルバモイル基としては、総炭素数1〜30のカルバモイル基が好ましく、例えば、N−メチルカルバモイル基、N−エチルカルバモイル基、N−プロピルカルバモイル基、N−ブチルカルバモイル基、N−ヘキシルカルバモイル基、N−シクロヘキシルカルバモイル基、N−オクチルカルバモイル基、N−デシルカルバモイル基、N−オクタデシルカルバモイル基、N−フェニルカルバモイル基、N−2−メチルフェニルカルバモイル基、N−2−クロロフェニルカルバモイル基、N−2−イソプロポキシフェニルカルバモイル基、N−2−(2−エチルヘキシル)フェニルカルバモイル基、N−3−クロロフェニルカルバモイル基、N−3−ニトロフェニルカルバモイル基、N−3−シアノフェニルカルバモイル基、N−4−メトキシフェニルカルバモイル基、N−4−シアノフェニルカルバモイル基、N−4−メチルスルファニルフェニルカルバモイル基、N−4−フェニルスルファニルフェニルカルバモイル基、N−メチル−N−フェニルカルバモイル基、N、N−ジメチルカルバモイル基、N、N−ジブチルカルバモイル基、N、N−ジフェニルカルバモイル基等が挙げられる。
【0120】
置換基を有してもよいスルファモイル基としては、総炭素数0〜30のスルファモイル基が好ましく、例えば、スルファモイル基、N−アルキルスルファモイル基、N−アリールスルファモイル基、N、N−ジアルキルスルファモイル基、N、N−ジアリールスルファモイル基、N−アルキル−N−アリールスルファモオイル基等が挙げられる。より具体的には、N−メチルスルファモイル基、N−エチルスルファモイル基、N−プロピルスルファモイル基、N−ブチルスルファモイル基、N−ヘキシルスルファモイル基、N−シクロヘキシルスルファモイル基、N−オクチルスルファモイル基、N−2−エチルヘキシルスルファモイル基、N−デシルスルファモイル基、N−オクタデシルスルファモイル基、N−フェニルスルファモイル基、N−2−メチルフェニルスルファモイル基、N−2−クロロフェニルスルファモイル基、N−2−メトキシフェニルスルファモイル基、N−2−イソプロポキシフェニルスルファモイル基、N−3−クロロフェニルスルファモイル基、N−3−ニトロフェニルスルファモイル基、N−3−シアノフェニルスルファモイル基、N−4−メトキシフェニルスルファモイル基、N−4−シアノフェニルスルファモイル基、N−4−ジメチルアミノフェニルスルファモイル基、N−4−メチルスルファニルフェニルスルファモイル基、N−4−フェニルスルファニルフェニルスルファモイル基、N−メチル−N−フェニルスルファモイル基、N,N−ジメチルスルファモイル基、N,N−ジブチルスルファモイル基、N,N−ジフェニルスルファモイル基等が挙げられる。
【0121】
置換基を有してもよいアミノ基としては、総炭素数0〜50のアミノ基が好ましく、例えば、−NH、N−アルキルアミノ基、N−アリールアミノ基、N−アシルアミノ基、N−スルホニルアミノ基、N,N−ジアルキルアミノ基、N,N−ジアリールアミノ基、N−アルキル−N−アリールアミノ基、N、N−ジスルホニルアミノ基等が挙げられる。より具体的には、N−メチルアミノ基、N−エチルアミノ基、N−プロピルアミノ基、N−イソプロピルアミノ基、N−ブチルアミノ基、N−tert―ブチルアミノ基、N−ヘキシルアミノ基、N−シクロヘキシルアミノ基、N−オクチルアミノ基、N−2−エチルヘキシルアミノ基、N−デシルアミノ基、N−オクタデシルアミノ基、N−ベンジルアミノ基、N−フェニルアミノ基、N−2−メチルフェニルアミノ基、N−2−クロロフェニルアミノ基、N−2−メトキシフェニルアミノ基、N−2−イソプロポキシフェニルアミノ基、N−2−(2−エチルヘキシル)フェニルアミノ基、N−3−クロロフェニルアミノ基、N−3−ニトロフェニルアミノ基、N−3−シアノフェニルアミノ基、N−3−トリフルオロメチルフェニルアミノ基、N−4−メトキシフェニルアミノ基、N−4−シアノフェニルアミノ基、N−4−トリフルオロメチルフェニルアミノ基、N−4−メチルスルファニルフェニルアミノ基、N−4−フェニルスルファニルフェニルアミノ基、N−4−ジメチルアミノフェニルアミノ基、N−メチル−N−フェニルアミノ基、N、N−ジメチルアミノ基、N、N−ジエチルアミノ基、N、N−ジブチルアミノ基、N、N−ジフェニルアミノ基、N、N−ジアセチルアミノ基、N、N−ジベンゾイルアミノ基、N、N−(ジブチルカルボニル)アミノ基、N、N−(ジメチルスルホニル)アミノ基、N、N−(ジエチルスルホニル)アミノ基、N、N−(ジブチルスルホニル)アミノ基、N、N−(ジフェニルスルホニル)アミノ基、モルホリノ基、3,5−ジメチルモルホリノ基、カルバゾール基等が挙げられる。
【0122】
置換基を有してもよいホスフィノイル基としては、総炭素数2〜50のホスフィノイル基が好ましく、例えば、ジメチルホスフィノイル基、ジエチルホスフィノイル基、ジプロピルホスフィノイル基、ジフェニルホスフィノイル基、ジメトキシホスフィノイル基、ジエトキシホスフィノイル基、ジベンゾイルホスフィノイル基、ビス(2,4,6−トリメチルフェニル)ホスフィノイル基等が挙げられる。
【0123】
置換基を有してもよい複素環基としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子を含む、芳香族或いは脂肪族の複素環が好ましい。例えば、チエニル基、ベンゾ[b]チエニル基、ナフト[2,3−b]チエニル基、チアントレニル基、フリル基、ピラニル基、イソベンゾフラニル基、クロメニル基、キサンテニル基、フェノキサチイニル基、2H−ピロリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、ピリジル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、インドリジニル基、イソインドリル基、3H−インドリル基、インドリル基、1H−インダゾリル基、プリニル基、4H−キノリジニル基、イソキノリル基、キノリル基、フタラジニル基、ナフチリジニル基、キノキサニリル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、プテリジニル基、4aH−カルバゾリル基、カルバゾリル基、β−カルボリニル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、ペリミジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、フェナルサジニル基、イソチアゾリル基、フェノチアジニル基、イソキサゾリル基、フラザニル基、フェノキサジニル基、イソクロマニル基、クロマニル基、ピロリジニル基、ピロリニル基、イミダゾリジニル基、イミダゾリニル基、ピラゾリジニル基、ピラゾリニル基、ピペリジル基、ピペラジニル基、インドリニル基、イソインドリニル基、キヌクリジニル基、モルホリニル基、チオキサントリル基等がある。
【0124】
ハロゲン基としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等がある。
【0125】
更に、前述した置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいアルケニル基、置換基を有してもよいアルキニル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいアリールオキシ基、置換基を有してもよいアルキルチオキシ基、置換基を有してもよいアリールチオキシ基、置換基を有してもよいアシルオキシ基、置換基を有してもよいアルキルスルファニル基、置換基を有してもよいアリールスルファニル基、置換基を有してもよいアルキルスルフィニル基、置換基を有してもよいアリールスルフィニル基、置換基を有してもよいアルキルスルホニル基、置換基を有してもよいアリールスルホニル基、置換基を有してもよいアシル基、置換基を有してもよいアルコキシカルボニル基、置換基を有してもよいカルバモイル基、置換基を有してもよいスルファモイル基、置換基を有してもよいアミノ基、置換基を有してもよい複素環基は、更に他の置換基で置換されていてもよい。
【0126】
そのような置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン基、メトキシ基、エトキシ基、tert−ブトキシ基等のアルコキシ基、フェノキシ基、p−トリルオキシ基等のアリールオキシ基、メトキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等のアシルオキシ基、アセチル基、ベンゾイル基、イソブチリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メトキサリル基等のアシル基、メチルスルファニル基、tert−ブチルスルファニル基等のアルキルスルファニル基、フェニルスルファニル基、p−トリルスルファニル基等のアリールスルファニル基、メチルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基等のアルキルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、モルホリノ基、ピペリジノ基等のジアルキルアミノ基、フェニルアミノ基、p−トリルアミノ基等のアリールアミノ基、メチル基、エチル基、tert−ブチル基、ドデシル基等のアルキル基、フェニル基、p−トリル基、キシリル基、クメニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナントリル基等のアリール基等の他、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ホルミル基、メルカプト基、スルホ基、メシル基、p−トルエンスルホニル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、トリメチルシリル基、ホスフィニコ基、ホスホノ基、トリメチルアンモニウミル基、ジメチルスルホニウミル基、トリフェニルフェナシルホスホニウミル基等が挙げられる。
【0127】
これらの中でも、Xとしては、溶剤溶解性と長波長領域の吸収効率向上の点から、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいアルケニル基、置換基を有してもよいアルキニル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいアリールオキシ基、置換基を有してもよいアルキルチオキシ基、置換基を有してもよいアリールチオキシ基、置換基を有してもよいアミノ基が好ましい。
また、一般式(2)におけるnは0〜5の整数を表すが、0〜2の整数が好ましい。
【0128】
前記Yで表される二価の有機基としては、以下に示す構造が挙げられる。なお、以下に示される基において、「*」は、一般式(2)において、Yと隣接する炭素原子との結合位置を示す。
【0129】
【化5】

【0130】
中でも、高感度化の観点から、下記に示す構造が好ましい。
【化6】

【0131】
前記一般式(1)で表されるオキシム化合物は、下記一般式(3)で表される化合物であることが好ましい。
【0132】
【化7】

【0133】
上記一般式(3)中、R及びXは各々独立に一価の置換基を表し、Aは二価の有機基を表し、Arはアリール基を表す。nは0〜5の整数である。
【0134】
一般式(3)におけるR、X、A、Ar、及びnは、一般式(2)におけるR、X、A、Ar、及びnとそれぞれ同義であり、好ましい例も同様である。
【0135】
以下、前記一般式(1)で表されるオキシム化合物の具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0136】
【化8】

【0137】
【化9】

【0138】
【化10】

【0139】
【化11】

【0140】
【化12】

【0141】
【化13】

【0142】
【化14】

【0143】
【化15】

【0144】
【化16】

【0145】
【化17】

【0146】
【化18】

【0147】
【化19】

【0148】
【化20】

【0149】
【化21】

【0150】
【化22】

【0151】
【化23】

【0152】
【化24】

【0153】
前記一般式(1)で表されるオキシム化合物は、350nm〜500nmの波長領域に極大吸収波長を有するものである。より好ましくは、360nm〜480nmの波長領域に吸収波長を有するものを挙げることができる。特に、365nm及び455nmの吸光度が高いものが好ましい。このように、前記一般式(1)で表されるオキシム化合物は、従来の他のオキシム系の化合物に比して、長波長領域に吸収を有する。したがって、365nmや405nmの光源で露光した際に優れた感度を示す。
【0154】
前記一般式(1)で表されるオキシム化合物は、365nm又は405nmにおけるモル吸光係数は、感度の観点から、10000〜300000であることが好ましく、15000〜300000であることがより好まく、20000〜200000であることが特に好ましい。
ここで、前記一般式(1)で表されるオキシム化合物のモル吸光係数は、紫外可視分光光度計(Varian社製、Carry-5 spectrophotometer)にて、酢酸エチル溶媒を用いて0.01g/Lの濃度で測定される。
【0155】
本発明における前記一般式(1)で表されるオキシム化合物は、例えば、以下に示す方法により合成することができるが、この方法に限定されるものではない。
【0156】
【化25】

【0157】
前記一般式(1)で表されるオキシム化合物は、光により分解し、光重合性化合物の重合を開始、促進する光重合開始剤としての機能を有しており、特に一般式(1)で表されるオキシム化合物は365nmや405nmの光源に優れた感度を有する。
【0158】
光重合開始剤の固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物中における含有量としては、組成物の全固形分に対して、0.1〜20質量%が好ましく、3.0〜15.0質量%が好ましい。光重合開始剤の含有量は、0.1質量%以上であると高い露光感度が得られ、20質量%以下であるとパターン解像性の点で有利である。
光重合開始剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0159】
(溶剤)
本発明の固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物は、溶剤を含有する。
前記溶剤としては、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサン、酢酸エチル、エチレンジクロライド、テトラヒドロフラン、トルエン、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ジメチルエーテル、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、アセチルアセトン、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、3−メトキシプロパノール、メトキシメトキシエタノール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、3−メトキシプロピルアセテート、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、乳酸メチル、乳酸エチルなどがある。
これらの溶剤は、単独或いは混合して使用することができる。溶剤に対する固形分の濃度は、2〜60質量%であることが好ましい。
【0160】
(その他成分)
本発明の固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物は、上記成分以外に、更に結合剤、増感剤、共増感剤、熱重合防止剤等の他の成分を用いて構成することができる。
【0161】
−結合剤−
本発明の感光性樹脂組成物は、結合剤として樹脂を含有してもよい。樹脂としては、線状有機ポリマーを用いることが好ましい。線状有機ポリマーとしては、公知のものを任意に使用できる。好ましくは、水現像あるいは弱アルカリ水現像を可能とするために、水あるいは弱アルカリ水に可溶性又は膨潤性である線状有機ポリマーが選択される。線状有機ポリマーは、皮膜形成剤としてだけでなく、水、弱アルカリ水あるいは有機溶剤現像剤としての用途に応じて選択することができる。例えば、水可溶性有機ポリマーを用いると水現像が可能になる。このような線状有機ポリマーとしては、側鎖にカルボン酸基を有するラジカル重合体、例えば特開昭59−44615号、特公昭54−34327号、特公昭58−12577号、特公昭54−25957号、特開昭54−92723号、特開昭59−53836号、特開昭59−71048号の各公報に記載のもの、すなわちカルボキシル基を有するモノマーを単独又は共重合させた樹脂、酸無水物を有するモノマーを単独又は共重合させ酸無水物ユニットを加水分解若しくはハーフエステル化若しくはハーフアミド化させた樹脂、エポキシ樹脂を不飽和モノカルボン酸及び酸無水物で変性させたエポキシアクリレート等が挙げられる。カルボキシル基を有するモノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、4−カルボキシルスチレン等があげられ、酸無水物を有するモノマーとしては、無水マレイン酸等が挙げられる。
また、同様に側鎖にカルボン酸基を有する酸性セルロース誘導体がある。この他に水酸基を有する重合体に環状酸無水物を付加させたものなどが有用である。
【0162】
−増感剤−
本発明の感光性樹脂組成物は、増感剤を含有してもよい。増感剤は、前記光重合開始剤に対し、電子移動機構又はエネルギー移動機構で増感させるものが好ましい。
増感剤としては、以下に列挙する化合物類に属し、かつ300〜450nmの波長領域に吸収波長を有するものが挙げられる。すなわち、例えば、多核芳香族類(例えば、フェナントレン、アントラセン、ピレン、ペリレン、トリフェニレン、9,10−ジアルコキシアントラセン)、キサンテン類(例えば、フルオレッセイン、エオシン、エリスロシン、ローダミンB、ローズベンガル)、チオキサントン類(イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、クロロチオキサントン)、シアニン類(例えば、チアカルボシアニン、オキサカルボシアニン)、メロシアニン類(例えば、メロシアニン、カルボメロシアニン)、フタロシアニン類、チアジン類(例えば、チオニン、メチレンブルー、トルイジンブルー)、アクリジン類(例えば、アクリジンオレンジ、クロロフラビン、アクリフラビン)、アントラキノン類(例えば、アントラキノン)、スクアリウム類(例えば、スクアリウム)、アクリジンオレンジ、クマリン類(例えば、7−ジエチルアミノ−4−メチルクマリン)、ケトクマリン、フェノチアジン類、フェナジン類、スチリルベンゼン類、アゾ化合物、ジフェニルメタン、トリフェニルメタン、ジスチリルベンゼン類、カルバゾール類、ポルフィリン、スピロ化合物、キナクリドン、インジゴ、スチリル、ピリリウム化合物、ピロメテン化合物、ピラゾロトリアゾール化合物、ベンゾチアゾール化合物、バルビツール酸誘導体、チオバルビツール酸誘導体、アセトフェノン、ベンゾフェノン、チオキサントン、ミヒラーズケトンなどの芳香族ケトン化合物、N−アリールオキサゾリジノンなどのヘテロ環化合物などが挙げられる。
【0163】
本発明の感光性樹脂組成物が増感剤を含有する場合、感光性樹脂組成物中における増感剤の含有量は、深部への光吸収効率と開始分解効率の観点から、固形分換算で組成物全固形分に対して0.1〜20質量%が好ましく、0.5〜15質量%がより好ましい。
【0164】
−共増感剤−
本発明の感光性樹脂組成物は、共増感剤を含有してもよい。共増感剤は、前記光重合開始剤や前記増感剤の活性放射線に対する感度を一層向上させる、あるいは酸素による光重合性化合物の重合阻害を抑制する等の作用を有する。
【0165】
このような共増感剤の例としては、アミン類、例えば、M.R.Sanderら著「Journal of Polymer Society」第10巻3173頁(1972)、特公昭44−20189号公報、特開昭51−82102号公報、特開昭52−134692号公報、特開昭59−138205号公報、特開昭60−84305号公報、特開昭62−18537号公報、特開昭64−33104号公報、Research Disclosure 33825号に記載の化合物等が挙げられ、具体的には、トリエタノールアミン、p−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、p−ホルミルジメチルアニリン、p−メチルチオジメチルアニリン等が挙げられる。共増感剤の他の例として、チオール及びスルフィド類、例えば、特開昭53−702号公報、特公昭55−500806号公報、特開平5−142772号公報記載のチオール化合物、特開昭56−75643号公報のジスルフィド化合物等が挙げられ、具体的には、2−メルカプトベンゾチアゾール、2−メルカプトベンゾオキサゾール、2−メルカプトベンゾイミダゾール、2−メルカプト−4(3H)−キナゾリン、β−メルカプトナフタレン等が挙げられる。更に他の例としては、アミノ酸化合物(例、N−フェニルグリシン等)、特公昭48−42965号公報に記載の有機金属化合物(例、トリブチル錫アセテート等)、特公昭55−34414号公報に記載の水素供与体、特開平6−308727号公報記載のイオウ化合物(例、トリチアン等)等が挙げられる。
【0166】
本発明の感光性樹脂組成物が共増感剤を含有する場合、該共増感剤の含有量は、重合成長速度と連鎖移動のバランスによる硬化速度の向上の観点から、感光性樹脂組成物の全固形分の質量に対し、0.1〜30質量%の範囲が好ましく、1〜25質量%の範囲がより好ましく、0.5〜20質量%の範囲が更に好ましい。
【0167】
−熱重合防止剤−
本発明の感光性樹脂組成物は、少量の熱重合防止剤を含有してもよい。熱重合防止剤は、組成物の製造中あるいは保存中における、光重合性化合物の不要な熱重合を阻止することができる。熱重合防止剤としては、ハイドロキノン、p−メトキシフェノール、ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ピロガロール、t−ブチルカテコール、ベンゾキノン、4,4’−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、N−ニトロソフェニルヒドロキシアミン第一セリウム塩等が挙げられる。
本発明の感光性樹脂組成物が熱重合防止剤を含有する場合、熱重合防止剤の含有量は、感光性樹脂組成物の全固形分に対して、約0.01〜約5質量%が好ましい。
また、必要に応じて、酸素による重合阻害を防止する観点から、ベヘン酸やベヘン酸アミド等の高級脂肪酸誘導体等を添加し、塗布後の乾燥の過程で塗布膜の表面に偏在させるようにしてもよい。高級脂肪酸誘導体の添加量は、全組成物の約0.5〜約10質量%が好ましい。
【0168】
−密着向上剤−
本発明の感光性樹脂組成物は、密着向上剤を含有してもよく、支持体などの硬質表面との密着性を向上させることができる。密着向上剤としては、シラン系カップリング剤、チタンカップリング剤等が挙げられる。
シラン系カップリング剤としては、例えば、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルジメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、N−β−(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン・塩酸塩、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、アミノシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、オクタデシルジメチル[3−(トリメトキシシリル)プロピル]アンモニウムクロライド、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、ビスアリルトリメトキシシラン、テトラエトキシシラン、ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン、フェニルトリメトキシシラン、N−(3−アクリロキシ−2−ヒドロキシプロピル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(3−メタクリロキシ−2−ヒドロキシプロピル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、(メタクリロキシメチル)メチルジエトキシシラン、(アクリロキシメチル)メチルジメトキシシラン、等が挙げられる。
中でも、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、が好ましく、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランが最も好ましい。
【0169】
本発明の感光性樹脂組成物が密着向上剤を含有する場合、密着向上剤の含有量は、感光性樹脂組成物の全固形分に対して、0.5〜30質量%が好ましく、0.7〜20質量%がより好ましい。
【0170】
−他の添加剤−
本発明の感光性樹脂組成物は、無機充填剤や可塑剤、感脂化剤等の公知の添加剤を加えてもよい。これらの添加剤により、硬化皮膜の物性を改良することができる。前記可塑剤としては、例えば、ジオクチルフタレート、ジドデシルフタレート、トリエチレングリコールジカプリレート、ジメチルグリコールフタレート、トリクレジルホスフェート、ジオクチルアジペート、ジブチルセバケート、トリアセチルグリセリン等が挙げられ、結合剤としての樹脂を用いた場合、光重合性化合物と樹脂との合計質量に対して10質量%以下の範囲で添加することができる。
【0171】
本発明の固体撮像素子用感光性樹脂組成物は、上記の各成分を各種の混合機、分散機を使用して混合分散することによって調製することができる。
【0172】
本発明の固体撮像素子用感光性樹脂組成物は、例えばCCD、CMOSなどの固体撮像素子に用いられる遮光膜形成用途に好適である。すなわち、着色パターンが微少サイズで薄膜に形成され、しかも良好な矩形の断面プロファイルが要求される固体撮像素子用のカラーフィルタの形成に特に好適である。
具体的には、厚み1μm以下の薄膜である場合、着色剤を除くフォトリソ性に寄与する成分の膜中の量が相対的に減少し、黒色用色材の増量で他成分の量は更に減少して、光線の膜中への透過量が低下し、低露光量となる下膜部では過現像を受けやすく逆テーパー状になったり、パターンが剥離しやすい。これは、形成しようとする膜の膜厚が0.005μm〜0.9μm(更に0.1μm〜0.7μm)の場合に顕著になる。また、カラーフィルタを構成する画素パターンに対応させて遮光膜を形成する等、本発明の感光性樹脂組成物で形成されるパターンの1サイズ(基板法線方向からみたパターンのあるサイズ)が2μm以下である場合(例えば0.5〜2.0μm)には、黒色用色材の量の増大により、パターン形成性が損なわれやすい。特に、パターンサイズが1.0〜1.7μm(更に1.2〜1.5μm)の場合に顕著になる。
このような固体撮像素子用のカラーフィルタを形成する場合において、特に本発明の感光性樹脂組成物を用いることにより、パターン形成性が効果的に改善され、矩形に近いパターンが得られ、更には、高感度が得られると共に、形成されたパターンの基板等との密着性も向上し、剥がれの発生、ひいては画像欠陥の発生が防止される。
【0173】
<画像形成方法>
本発明の画像形成方法は、少なくとも黒色用色材と光重合性化合物と光重合開始剤とを含む黒色感光性樹脂組成物で形成された膜に光線を照射(以下、「光照射工程」ともいう。)した後、現像液を用いて、形成された膜の光線未照射領域を0.005μm/sec以上0.060μm/sec以下の溶解速度で溶解させること(以下、「現像工程」ともいう。)により固体撮像素子用黒色パターンを形成する構成としたものである。
【0174】
なお、黒色感光性樹脂組成物は既述の本発明の黒色感光性樹脂組成物が好適であり、黒色用色材、光重合性化合物、及び光重合開始剤の詳細及び好ましい態様については既述の通りである。
【0175】
本発明の画像形成方法においては、形成された膜の光線未照射領域を現像したときの溶解速度が0.005〜0.060μm/secとなるようにすることで、光線未照射領域での現像速度が抑えられ、比較的速く現像液中に溶解、除去された光線未照射領域近傍の露光領域における、硬化反応の進行が不充分な膜の深部、すなわち基板に近いパターン下膜部の溶解、すなわち過現像を抑制することが可能になるので、現像性自体は保って現像残渣の発生を防止しながら、パターンの逆テーパー化が回避され、矩形の良好な断面プロファイルのパターンが得られると共に、パターンの基板密着性も向上する。
【0176】
光線が照射される被照射体である膜は、少なくとも黒色用色材と光重合性化合物と光重合開始剤とを含む黒色感光性樹脂組成物を所望の基板上に塗布やインクジェット法による吐出等を行なって形成することができる(膜形成工程)。
塗布による場合の塗布方法としては、スリット塗布、回転塗布、流延塗布、ロール塗布、スクリーン印刷法等の各種の塗布方法を適用することができる。また、塗布後は一般に、感光性樹脂組成物の塗膜を70℃〜110℃で2分〜4分程度の条件下で乾燥する。
塗布等により形成された膜の膜厚としては、解像度と現像性の観点から、0.35μm〜1.5μmが好ましく、0.40μm〜1.0μmがより好ましい。
【0177】
前記基板としては、例えば、固体撮像素子等に用いられる光電変換素子基板、例えばシリコン基板等や、相補性金属酸化膜半導体(CMOS)等が挙げられる。なお、基板上には、必要により、上部の層との密着改良、物質の拡散防止或いは基板表面の平坦化のために下塗り層が設けられてもよい。
【0178】
−光照射工程−
光照射工程では、黒色感光性樹脂組成物で形成された膜に光線を照射し、膜に光線照射領域と光線未照射領域とを形成して、現像後にパターンをなす潜像を形成する。
光照射工程での照射は、例えば、所望の光源を用い、マスクを介してパターン状に光線を膜に与えることにより行なえる。この場合、光線が照射された塗布膜の部分だけを硬化させることができる。
【0179】
照射は、放射線の照射により行なうことが好ましく、放射線としては、g線、i線等の紫外線が好ましく、高圧水銀灯がより好ましい。照射強度は、5mJ/m〜1500mJ/mが好ましく10mJ/m〜1000mJ/mがより好ましく、10mJ/m〜800mJ/mが最も好ましい。
【0180】
露光は、プロキシミティ方式、ミラープロジェクション方式、及びステッパー方式のいずれの方式で露光を行なってもよいが、特にステッパー方式(縮小投影露光機を用いた縮小投影露光方式)で露光を行なうのが好ましい。ステッパー方式は、露光量を段階的に変動しながら露光を行なうことによってパターンを形成するものであり、ステッパー露光を行なった際に特にパターンの矩形性を良好にすることができる。
また、ステッパー露光に用いる露光装置としては、例えば、i線ステッパー(商品名:FPA−3000i5+、キャノン(株)製)等を用いることができる。
【0181】
−現像工程−
現像工程では、前記光照射工程で形成された膜の光線未照射領域を、現像液を用いて0.005μm/sec以上0.060μm/sec以下の溶解速度で溶解し、固体撮像素子用黒色パターンを形成する。本工程では、硬化部分だけを残して前記光照射工程で形成された潜像を顕在化し、遮光性パターンを形成する。
【0182】
光線未照射領域の溶解速度は、0.005μm/sec未満であると現像に長時間を要するだけでなく、現像残渣が発生しやすくなり、また、0.060μm/secを超えると、露光領域における膜の深部、具体的には膜の基板に近い下膜部で過現像になり、形成されるパターンの断面プロファイルが逆テーパー状になってしまい、現像後に良好な矩形のパターンが得られない。また、基板との密着性も低下する。
特に、黒色濃度が高い場合など、照射した際の光透過率(例えばi線等の波長365nmでの光透過率)が低く、照射後の膜の深部での硬化反応が不充分になりやすい場合に効果的であり、具体的には、特に、厚み1.0μmの膜としたときの波長365nmでの光学濃度(OD)が3.5以上(好ましくは4.0以上)となる固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物で膜形成した場合に効果的である。
【0183】
本発明の画像形成方法にいう「光線未照射領域の溶解速度」とは、感光性樹脂組成物を塗布等して形成された膜の現像時における膜の厚み方向における速度である。
【0184】
本発明の画像形成方法における現像液としては、有機アルカリ性化合物を濃度が0.001〜10質量%、好ましくは0.01〜1質量%となるように純水で希釈したアルカリ性水溶液を用いることができる。有機アルカリ性化合物としては、例えば、アンモニア水、エチルアミン、ジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、コリン、ピロール、ピペリジン、1,8−ジアザビシクロ−[5、4、0]−7−ウンデセンなどが含まれる。
現像温度としては、通常は20℃〜30℃であり、現像時間は20〜90秒である。
【0185】
本発明においては、水酸化テトラメチルアンモニウム0.1質量%及びノニオン系界面活性剤を含むpH(23℃)8〜12の現像液を用いて23℃で現像したときの光線未照射領域の溶解速度が0.005〜0.060μm/secの範囲となるように現像する態様が好ましい。この場合には、特に、パターンの断面プロファイルの逆テーパー化を防止して良好な矩形の黒色パターンが得られ、基板との密着性も良好になる。
また、この場合は、水酸化テトラメチルアンモニウム以外のアルカリ剤の含有量は水酸化テトラメチルアンモニウムの量に対して0.01〜3.0質量%であることが好ましい。ここで、アルカリ剤とは、水溶液中でアルカリ性を示す化合物であり、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム,硅酸ナトリウム、メタ硅酸ナトリウム、アンモニア水、エチルアミン、ジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、水酸化テトラエチルアンモニウム、コリン、ピロール、ピペリジン、1,8−ジアザビシクロ−〔5.4.0〕−7−ウンデセン等が含まれる。
【0186】
なお、アルカリ性水溶液である現像液を用いた場合は、一般に現像後に純水で洗浄(リンス)する工程が設けられる。
【0187】
なお、上記の膜形成工程、光照射工程、及び現像工程を行なった後に、必要に応じて、形成されたパターンを加熱及び/又は露光により硬化する硬化工程を含んでもよい。
【0188】
上記した本発明の固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物及び画像形成方法においては、密着性及び矩形性や線幅等の形状に優れた黒色パターンを有し(例えば該黒色パターンを有するカラーフィルタを備え)、優れた色再現性を有する固体撮像素子を作製することができる。
【0189】
固体撮像素子の構成としては、カラーフィルタを備え、固体撮像素子として機能する構成であれば、特に限定はなく、例えば以下のような構成が挙げられる。
支持体上に、CCDイメージセンサー(固体撮像素子)の受光エリアを構成する複数のフォトダイオード及びポリシリコン等からなる転送電極を有し、前記フォトダイオード及び前記転送電極上にフォトダイオードの受光部のみ開口したタングステン等からなる遮光膜を有し、遮光膜上に遮光膜全面及びフォトダイオード受光部を覆うように形成された窒化シリコン等からなるデバイス保護膜を有し、前記デバイス保護膜上にカラーフィルタを有する構成である。
さらに、前記デバイス保護層上であってカラーフィルタの下(支持体に近い側)に集光手段(例えばマイクロレンズ等。以下同様。)を有する構成や、カラーフィルタ上に集光手段を有する構成等であってもよい。
【実施例】
【0190】
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は質量基準である。
【0191】
(実施例1)
<平坦化膜付きウエハの作製>
(1)平坦化膜用レジスト液の調製
下記組成の成分を混合して撹拌機で撹拌し、平坦化膜用レジスト液を調製した。
<平坦化膜用レジスト液の組成>
・ベンジルメタアクリレート/メタアクリル酸共重合体 ・・・16.4部
(=70/30[モル比]、重量平均分子量:30000、藤倉化成(株)製、製品名:アクリベースFF−187)
・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート ・・・6.5部
(KAYARAD DPHA、日本化薬社製)
・プロピレングリコールモノメチルエチルアセテート ・・・13.8部
(ダイセル化学工業(株)製、製品名:MMPGAC)
・エチル−3−エトキシプロピオネート ・・・12.3部
(長瀬産業(株)製、製品名:エチル−3エトキシプロピオネート)
・下記トリアジン系開始剤 ・・・0.3部
(PANCHIM社製、製品名:トリアジンPP)
【0192】
【化26】

【0193】
(2)平坦化膜の形成
6インチシリコンウエハを用意し、このウエハ上に上記で得られた平坦化膜用レジスト液をスピンコートで均一に塗布して塗布膜を形成し、形成された塗布膜を表面温度120℃のホットプレート上で120秒間加熱処理した。ここで、スピンコートは、塗布回転数を加熱処理後の塗布膜の膜厚が約1μmとなるように調整して行なった。次いで、加熱処理後の塗布膜を、更に220℃のオーブンにて1時間加熱処理し、塗布膜を硬化させて平坦化膜とした。
以上のようにして、6インチシリコンウエハ上に平坦化膜が形成された平坦化膜付きウエハを得た。
【0194】
<黒色感光性樹脂組成物の調製>
下記組成の成分を混合して、黒色感光性樹脂組成物を調製した。
<組成>
・顔料分散液A(K−042884−2、東洋インキ製造(株)製)・・・64.4部
〔黒色顔料(カーボンブラック)19.4質量%(黒色顔料の固形分量=23質量%)、分散剤8.9質量%、シクロへキサノン16.1質量%、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート55.6質量%を含有〕
・樹脂A ・・・7.18部
〔ベンジルメタアクリレート/メタアクリル酸(=70/30[モル比])共重合体のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート45%溶液、重量平均分子量:30000、藤倉化成(株)製、製品名:アクリベースFF−187〕
・光重合性モノマーA(ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、日本化薬社製、製品名:KAYARAD DPHA)・・・1.82部
・光重合開始剤A(下記オキシム系化合物I、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、製品名:IRGACURE OXE02)・・・1.71部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ダイセル化学工業(株)製、製品名:MMPGAC)・・・25.4部
・界面活性剤A ・・・0.42部
(メガファックF−144、大日本インキ化学工業(株)製;フッ素系界面活性剤)
・重合禁止剤A(関東化学(株)製、製品名:p−メトキシフェノール)・・・0.001部
【0195】
*オキシム系化合物I
【化27】

【0196】
<黒色膜の作製>
上記より得られた黒色感光性樹脂組成物を、前記シリコンウエハの平坦化膜上にスピンコートにより塗布した後、塗膜表面の温度120℃で120秒間、ホットプレートで加熱処理して乾燥させ、乾燥膜厚1.0μmの黒色膜を形成した。
【0197】
<黒色パターンの形成>
次に、乾燥後の黒色膜に対して、5.0μm角の正方形ピクセルパターンがマトリックス状に基板上の4mm×3mmの領域に配列されたマスクパターンを介して、i線ステッパー(キャノン(株)製のFPA−3000i5+)により露光量100〜3000mJ/mにて露光した。パターン露光の後、黒色膜を有機アルカリ性現像液CD−2000(富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製)の60%水溶液〔水酸化テトラメチルアンモニウムを質量分率で0.3質量%とノニオン系界面活性剤とを含む水溶液(pH=10)〕を用いて23℃で60秒間、パドル現像した。
その後、スピンシャワーにて純水で20秒間リンスを行なった。その後さらに、純水にて水洗を行なった後、水滴を高圧のエアーで飛ばし、シリコンウエハを自然乾燥させ、220℃で300秒間ホットプレートでポストベーク処理した。
以上のようにして、シリコンウエハ上に黒色パターンを形成した。
【0198】
<評価>
上記で得た黒色感光性樹脂組成物及び黒色パターンについて、下記の評価を行なった。評価・測定した結果は、下記表2示す。
【0199】
−1.感度−
光線照射領域の厚みが現像処理によって変化しない最低の光線照射量を求め、感度を評価する指標とした。感度は、光線照射量の値が小さいほど高感度であることを示す。
【0200】
−2.黒色膜の溶解速度−
シリコンウエハ上に形成された黒色膜を、有機アルカリ性現像液CD−2000の60%水溶液〔水酸化テトラメチルアンモニウムを質量分率で0.1質量%とノニオン系界面活性剤とを含む水溶液、23℃、pH=10〕に浸漬し、浸漬時間を0秒から120秒まで10秒刻みでカウントして黒色膜が完全に消失するまでの時間を溶出時間とした。得られた溶出時間と黒色膜の厚みとから、単位秒あたりの溶解速度[μm/sec]を算出した。
【0201】
−3.光学濃度−
シリコンウエハの平坦化膜上に形成された露光、現像処理前の黒色膜の、波長365nmにおける光学濃度をマクベス濃度計(TD−904、マクベス社製)により測定し、膜厚が1.0μmであるときの光学濃度(OD365)を求めた。
【0202】
−4.基板密着性−
マトリックス状に形成されたピクセルパターンのうち、シリコンウエハからの剥がれによるパターン欠損の発生の有無を測長SEM(S−7800H、(株)日立製作所製)で観察し、下記の評価基準にしたがって評価した。
<評価基準>
○:パターン欠損がまったく観察されなかった。
△:パターン欠損がほとんど観察されなかったが、一部分欠損が観察された。
×:パターン欠損が著しく多く観察された。
【0203】
−5.現像残渣−
現像処理後のシリコンウエハのパターン形成面のうち、光が照射されなかった領域(未照射領域)の残渣の有無を測長SEM(S−7800H、(株)日立製作所製)で観察し、下記の評価基準にしたがって評価した。
<評価基準>
○:未照射領域には、残渣が全く確認されなかった。
△:未照射領域に、残渣が僅かに確認されたが、実用上問題のない程度であった。
×:未照射領域に、残渣が著しく確認された。
【0204】
−6.パターン形状−
シリコンウエハ上に形成されたポストベーク後ピクセルパターンの、ウエハ面の法線方向と平行な平面で切断した際の切断面におけるパターン形状をSEM(S−4800、(株)日立ハイテクノロジ―ズ)で観察し、断面プロファイルの矩形性を評価した。パターンの断面プロファイルは、矩形が最も好ましく、やや順テーパー状であってもよいが、逆テーパー状の形状は好ましくない。
【0205】
(実施例2〜5)
実施例1において、黒色感光性樹脂組成物の組成を下記表1に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様にして、黒色感光性樹脂組成物を調製し、黒色パターンを形成すると共に、同様の評価を行なった。評価、測定の結果は下記表2に示す。
【0206】
(比較例1〜4)
実施例1において、黒色感光性樹脂組成物の組成を下記表1に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様にして、黒色感光性樹脂組成物を調製し、黒色パターンを形成すると共に、同様の評価を行なった。評価、測定の結果は下記表2に示す。
【0207】
【表1】

【0208】
以下、前記表1の光重合性化合物の欄に記載の化合物の構造を示す。
【化28】

【0209】
【表2】

【0210】
前記表2に示すように、実施例では、365nmでのOD365が3.5以上の膜でも現像での溶解速度が0.005〜0.060um/sの範囲内であると感度よくパターン形成することが可能であり、ウエハとの密着性、現像残渣、及びパターン形状の点でも良好であった。
これに対し、溶解速度が0.060um/sを超える比較例では、パターン形成ができず、逆に0.005um/s未満の場合(比較例4)では、色残りしてしまった。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも、黒色用色材、光重合性化合物、及び光重合開始剤を含み、
水酸化テトラメチルアンモニウム0.1質量%及びノニオン系界面活性剤を含むpH(23℃)8〜12の現像液を用いて23℃で現像したときの光線未照射領域の溶解速度が0.005μm/sec以上0.060μm/sec以下である固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物。
【請求項2】
厚み1.0μmの膜としたときの波長365nmでの光学濃度(OD)が3.5以上であることを特徴とする請求項1に記載の固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物。
【請求項3】
前記黒色用色材が、カーボンブラック及びチタンブラックの少なくとも一方であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物。
【請求項4】
前記光重合開始剤が、オキシム系開始剤であることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物。
【請求項5】
前記光重合性化合物の少なくとも1種が、2官能以上の(メタ)アクリレートモノマーであって、光重合性化合物の含有量が、組成物全固形分に対して5〜20質量%であることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の固体撮像素子用黒色感光性樹脂組成物。
【請求項6】
少なくとも、黒色用色材、光重合性化合物、及び光重合開始剤を含む黒色感光性樹脂組成物で形成された膜に光線を照射した後、現像液を用いて前記膜の光線未照射領域を0.005μm/sec以上0.060μm/sec以下の溶解速度で溶解させることにより固体撮像素子用黒色パターンを形成する画像形成方法。
【請求項7】
前記現像液は、水酸化テトラメチルアンモニウム0.1質量%及びノニオン系界面活性剤を含み、pH(23℃)8〜12であることを特徴とする請求項6に記載の画像形成方法。
【請求項8】
前記膜の波長365nmでの光学濃度(OD)が3.5以上であることを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の画像形成方法。
【請求項9】
前記光重合性化合物の少なくとも1種が、2官能以上の(メタ)アクリレートモノマーであって、光重合性化合物の黒色感光性樹脂組成物中における含有量が、黒色感光性樹脂組成物の全固形分に対して5〜20質量%であることを特徴とする請求項6〜請求項8のいずれか1項に記載の画像形成方法。

【公開番号】特開2009−244401(P2009−244401A)
【公開日】平成21年10月22日(2009.10.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−88546(P2008−88546)
【出願日】平成20年3月28日(2008.3.28)
【出願人】(306037311)富士フイルム株式会社 (25,513)
【Fターム(参考)】