感光性樹脂組成物およびその用途
【課題】パターン膜を形成する現像工程において、高い残膜率を維持したまま、現像残渣がなく、高温ベーキング後においても光透過率、耐溶剤性等の塗膜物性を損なうことなく、低誘電特性に優れたパターン膜を形成することができる感光性樹脂組成物を提供する。
【解決手段】感光性樹脂組成物は、下記に示す成分（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）からなり、各成分の構成割合が成分（Ａ）１００質量部に対して成分（Ｂ）５〜５０質量部および成分（Ｃ）１〜５０質量部に設定されている。成分（Ａ）は、特定のイタコン酸ジエステル単量体から誘導される構成単位（ａ１）、特定の芳香族ビニル単量体から誘導される構成単位（ａ２）および特定のα，β−不飽和カルボン酸単量体から誘導される構成単位を有する共重合体である。成分（Ｂ）はキノンジアジド基を有するエステル化物であり、成分（Ｃ）はエポキシ基を有する架橋性化合物である。
【解決手段】感光性樹脂組成物は、下記に示す成分（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）からなり、各成分の構成割合が成分（Ａ）１００質量部に対して成分（Ｂ）５〜５０質量部および成分（Ｃ）１〜５０質量部に設定されている。成分（Ａ）は、特定のイタコン酸ジエステル単量体から誘導される構成単位（ａ１）、特定の芳香族ビニル単量体から誘導される構成単位（ａ２）および特定のα，β−不飽和カルボン酸単量体から誘導される構成単位を有する共重合体である。成分（Ｂ）はキノンジアジド基を有するエステル化物であり、成分（Ｃ）はエポキシ基を有する架橋性化合物である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光性を有するポジ型の感光性樹脂組成物に関する。さらに詳細には、フォトリソグラフィー技術を用いることによりパターン膜を形成することが可能な感光性樹脂組成物、さらにこれを用いて形成される層間絶縁膜または平坦化膜を備えたフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）または半導体デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩなどの半導体集積回路や、ＦＰＤの表示面の製造、サーマルヘッドなどの回路基板の製造等を初めとする幅広い分野において、微細素子の形成或いは微細加工を行うために、従来からフォトリソグラフィー技術が利用されている。該フォトリソグラフィー技術においては、レジストパターンを形成するため、感光性樹脂組成物が用いられている。近年、これら感光性樹脂組成物の新たな用途として、半導体集積回路やＦＰＤなどの層間絶縁膜や平坦化膜の形成技術が注目されている。特に、ＦＰＤ表示面の高精細化やＴＦＴ（薄膜トランジスタ）などに代表される半導体素子の製造プロセスの短縮化に対する市場の要望は強いものがある。
【０００３】
このＦＰＤ表示面の高精細化を達成するためには、回路内において伝送損失を抑えることが重要であり、それには低誘電特性に優れた微細パターンを有する層間絶縁膜や平坦化膜が必須材料とされている。また、半導体素子の製造プロセスの短縮化については、ソースやゲート電極を保護する目的で、真空蒸着法にて窒化珪素（ＳｉＮｘ）などの無機層間絶縁膜を形成せず、ウェットプロセスで容易に形成可能な有機層間絶縁膜への代替が望まれている。そのため、有機層間絶縁膜は、ＳｉＮｘと同等の絶縁性が必須であり、誘電率が３．０を下回るような、低誘電特性の層間絶縁膜が必要とされている。前記の低誘電特性を有する層間絶縁膜や平坦化膜を得るためには、感光性樹脂組成物におけるアルカリ可溶性樹脂の役割は多大であり、このような用途に用いられる感光性樹脂組成物に関して多くの研究がなされている。
【０００４】
例えば特許文献１では、層間絶縁膜または平坦化膜用の感光性樹脂組成物のアルカリ可溶性樹脂として不飽和カルボン酸とエポキシ基を有するラジカル重合性化合物とを用いることにより、良好な現像性を有しかつ高解像度のパターン膜が形成される技術が開示されている。しかしながら、前記アルカリ可溶性樹脂に含まれる構成単位は（メタ）アクリロイル基で構成されているため、十分な低誘電特性を得ることができないことが一般的に知られている。
【０００５】
一方で特許文献２には、層間絶縁膜または平坦化膜用の感光性樹脂組成物のアルカリ可溶性樹脂としてスチレン類、（メタ）アクリル酸およびヒドロキシアルキルエステルを構成単位として有する共重合体を用いることにより、良好な低誘電特性が得られることが開示されている。しかしながら、スチレン類を樹脂中に多量に導入した場合、樹脂の疎水性が高くなるため、現像時の残膜率を高く維持することはできるものの、現像残渣が多くなり、十分な現像性を得ることができないという問題がある。
【０００６】
このような問題点を解決するために、ＦＰＤや半導体デバイスなどの層間絶縁膜または平坦化膜に用いられる感光性樹脂組成物において、高い残膜率を維持したまま、現像残渣がなく、現像性が良く、低誘電特性に優れる高解像度のパターン膜を形成することが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−２４８６２９号公報
【特許文献２】特開２００４−４２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、パターン膜を形成する現像工程において、高い残膜率を維持したまま、現像残渣がなく、高温ベーキング後においても光透過率、耐溶剤性等の塗膜物性を損なうことなく、低誘電特性に優れたパターン膜を形成することができる感光性樹脂組成物を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の第二の目的は、前記の優れた感光性樹脂組成物により形成された平坦化膜または層間絶縁膜を有するＦＰＤまたは半導体デバイスを提供することにある。
さらに、本発明の第三の目的は、前記の優れた感光性樹脂組成物により、ＳｉＮｘなどの無機層間絶縁膜を形成することなく、ウェットプロセスで容易に形成可能な有機層間絶縁膜を有するＦＰＤまたは半導体デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、第１の発明の感光性樹脂組成物は成分（Ａ）、下記に示す成分（Ｂ）および成分（Ｃ）からなり、各成分の構成割合が成分（Ａ）１００質量部に対して成分（Ｂ）５〜５０質量部および成分（Ｃ）１〜５０質量部である。そして、前記成分（Ａ）は下記式（１）で表されるイタコン酸ジエステル単量体から誘導される構成単位（ａ１）、下記式（２）で表される芳香族ビニル単量体から誘導される構成単位（ａ２）および下記式（３）で表されるα，β−不飽和カルボン酸単量体から誘導される構成単位を有する共重合体であり、構成単位（ａ１）と構成単位（ａ２）の合計量に対して構成単位（ａ１）が１５〜９５質量％、構成単位（ａ２）が５〜８５質量％であると共に、構成単位（ａ１）と構成単位（ａ２）の合計量１００質量部に対して構成単位（ａ３）が５〜１５０質量部であることを特徴とする。
【００１１】
【化１】
（式中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立して炭素数１〜８の直鎖アルキル基、炭素数３〜８の分岐アルキル基、炭素数４〜１２のシクロアルキル基）
【００１２】
【化２】
（式中、Ｒ３およびＲ４は、それぞれ独立して水素原子またはメチル基）
【００１３】
【化３】
（式中のＲ５は水素原子またはメチル基）
成分（Ｂ）：多官能フェノール性化合物とキノンジアジド化合物とをエステル化反応させて得られる、キノンジアジド基を有するエステル化物。
【００１４】
成分（Ｃ）：エポキシ基を有する架橋性化合物。
第２の発明の感光性樹脂組成物は、第１の発明において、前記成分（Ａ）は、構成単位（ａ１）、構成単位（ａ２）および構成単位（ａ３）に加えて下記式（４）で表される（メタ）アクリル酸エステル単量体から誘導される構成単位（ａ４）を、構成単位（ａ１）と構成単位（ａ２）の合計量１００質量部に対して５〜１４０質量部有する共重合体であることを特徴とする。
【００１５】
【化４】
（式中のＲ６は水素原子またはメチル基、Ｒ７は炭素数１〜１２の直鎖アルキル基、炭素数３〜１２の分岐アルキル基、炭素数６〜１２のアリール基、ベンジル基、炭素数1〜１２のヒドロキシアルキル基または主環構成炭素数３〜１２の脂環式炭化水素基）
第３の発明のフラットパネルディスプレイは、第１または第２の発明の感光性樹脂組成物から得られるパターン膜を有するものである。
【００１６】
第４の発明の半導体デバイスは、第１または第２の発明の感光性樹脂組成物から得られるパターン膜を有するものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、次のような効果を発揮することができる。
本発明の感光性樹脂組成物は、成分（Ａ）が現像性（アルカリ溶解性）および低誘電特性に寄与し、成分（Ｂ）が現像性に寄与し、さらに成分（Ｃ）が耐溶剤性等の塗膜物性を高めることができ、特に成分（Ａ）の構成単位（ａ１）が低誘電特性に寄与し、構成単位（ａ３）および（ａ４）が現像性に寄与することができる。従って、フォトリソグラフィー技術を用いたパターン膜を形成する現像工程において、高い残膜率を維持したまま、現像残渣がなく、ポストベイクなどの高温ベーキング後においても光透過率、耐溶剤性等の塗膜物性を損なうことなく、低誘電特性に優れたパターン膜を形成することができる。そして、該感光性樹脂組成物を用いることにより、その用途として優れた特性を有するＦＰＤおよび半導体デバイスを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を具体化した実施形態について詳細に説明する。
本実施形態の（ポジ型）感光性樹脂組成物は、下記に示す成分（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）からなり、各成分の構成割合が成分（Ａ）１００質量部に対して成分（Ｂ）５〜５０質量部および成分（Ｃ）１〜５０質量部に設定されたものである。
【００１９】
成分（Ａ）：特定の共重合体。
成分（Ｂ）：キノンジアジド基を有するエステル化物。
成分（Ｃ）：エポキシ基を有する架橋性化合物。
【００２０】
以下に各成分について順に説明する。
＜成分（Ａ）：特定の共重合体＞
成分（Ａ）は、下記式（１）で表されるイタコン酸ジエステル単量体から誘導される構成単位（ａ１）、下記式（２）で表される芳香族ビニル単量体から誘導される構成単位（ａ２）および下記式（３）で表されるα，β−不飽和カルボン酸単量体から誘導される構成単位を有する共重合体により構成されている。共重合体中の構成単位（ａ１）と構成単位（ａ２）の合計量に対して構成単位（ａ１）は１５〜９５質量％、構成単位（ａ２）は５〜８５質量％、および構成単位（ａ３）は構成単位（ａ１）と構成単位（ａ２）の合計量１００質量部に対して５〜１５０質量部である。
【００２１】
さらに、成分（Ａ）の共重合体は、構成単位（ａ１）、構成単位（ａ２）および構成単位（ａ３）に加えて、下記式（４）で表される（メタ）アクリル酸エステル単量体から誘導される構成単位（ａ４）を、構成単位（ａ１）と構成単位（ａ２）の合計量１００質量部に対して５〜１４０質量部有していることが好ましい。
【００２２】
【化５】
（式中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立して炭素数１〜８の直鎖アルキル基、炭素数３〜８の分岐アルキル基、炭素数４〜１２のシクロアルキル基）
【００２３】
【化６】
（式中、Ｒ３およびＲ４それぞれ独立して水素原子またはメチル基）
【００２４】
【化７】
（式中のＲ５は水素原子またはメチル基）
【００２５】
【化８】
（式中のＲ６は水素原子またはメチル基、Ｒ７は炭素数１〜１２の直鎖アルキル基、炭素数３〜１２の分岐アルキル基、炭素数６〜１２のアリール基、ベンジル基、炭素数1〜１２のヒドロキシアルキル基または主環構成炭素数３〜１２の脂環式炭化水素基）
前記式（１）〜（４）で表される各構成単位はそれぞれ下記式（１）´〜（４）´で表される単量体（各構成単位用単量体）から誘導される。
【００２６】
【化９】
（式中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ式（１）におけるものと同じである。）
【００２７】
【化１０】
（式中、Ｒ３およびＲ４は式（２）におけるものと同じである。）
【００２８】
【化１１】
（式中のＲ５は式（３）におけるものと同じである。）
【００２９】
【化１２】
（式中のＲ６、Ｒ７は式（４）におけるものと同じである。）
〔イタコン酸ジエステル単量体から誘導される構成単位（ａ１）〕
イタコン酸ジエステル単量体から誘導される構成単位（ａ１）は、主鎖に対して対称的な位置にエステル基が存在することから誘電分極が相殺される。このため共重合体全体としての誘電分極が非常に小さくなるため、良好な低誘電特性を得ることができる。
【００３０】
前記式（１）におけるＲ１およびＲ２は、それぞれ独立して炭素数１〜８の直鎖アルキル基、炭素数３〜８の分岐アルキル基、炭素数４〜１２のシクロアルキル基である。Ｒ１およびＲ２として、現像性の面から好ましくは炭素数１〜６の直鎖アルキル基および炭素数３〜６の分岐アルキル基、炭素数６〜１０のシクロアルキル基であり、より好ましくは炭素数１〜４の直鎖アルキル基、炭素数３〜４の分岐アルキル基または炭素数６〜８のシクロアルキル基である。
【００３１】
直鎖アルキル基および分岐アルキル基の炭素数が８、またシクロアルキル基の炭素数が１２を超えると、十分な現像性が得られず、現像残渣が発生する場合がある。前記式（１）におけるＲ１およびＲ２は、同一の置換基であっても、異なる置換基であっても良いが、低誘電特性の面から同一の構造であることが好ましい。
【００３２】
構成単位（ａ１）は、構成単位（ａ１）と構成単位（ａ２）の合計量に対して１５〜９５質量％含まれ、現像性と低誘電特性の両立の面から好ましくは２０〜９０質量％、より好ましくは２５〜７５質量％含まれる。構成単位（ａ１）の含有量が１５質量％を下回ると共重合体中の誘電分極が大きくなり、十分な低誘電特性が得られない場合が生じる。一方、構成単位（ａ１）の含有量が９５質量％を超えると、現像性が低下し現像残渣が発生するおそれがある。
〔芳香族ビニル単量体から誘導される構成単位（ａ２）〕
構成単位（ａ２）を誘導する芳香族ビニル単量体は、重合時に構成単位（ａ１）を誘導するイタコン酸ジエステル単量体と構成単位（ａ３）を誘導するα，β−不飽和カルボン酸単量体および構成単位（ａ４）を誘導する（メタ）アクリル酸エステル単量体との共重合性を向上させることができる。構成単位（ａ２）を誘導する芳香族ビニル単量体は、前記式（１）′のイタコン酸ジエステル単量体、式（３）′のα，β−不飽和カルボン酸単量体および式（４）′の（メタ）アクリル酸エステル単量体の３者のいずれの単量体とも共重合性が良好であるため、重合反応時に共重合性の異なる単量体から誘導される各構成単位を円滑に共重合体中に導入することができ、共重合組成に分布の偏りがなく、均一な性質を有する共重合体を得ることができる。
【００３３】
前記式（２）におけるＲ３およびＲ４は、それぞれ独立して水素原子またはメチル基であり、現像性の面からＲ３およびＲ４は水素原子が好ましい。
構成単位（ａ２）は、構成単位（ａ１）と構成単位（ａ２）の合計量に対して５〜８５質量％含まれ、現像性の面から好ましくは１０〜８０質量％、より好ましくは１５〜８０質量％含まれる。構成単位（ａ２）の含有量が５質量％を下回る、または８５質量％を超えると共重合性のバランスが崩れ、所望とする共重合体が得られなくなる。また構成単位（ａ２）の含有量が８５質量％を超えると現像性が低下し、現像残渣が発生するおそれがある。
〔構成単位（ａ１）と構成単位（ａ２）の合計量〕
前記のイタコン酸ジエステル単量体から誘導される構成単位（ａ１）と芳香族ビニル単量体から誘導される構成単位（ａ２）の共重合体中に含まれる合計量は４０〜９５質量％であることが好ましく、現像性と低誘電特性の両立の面から５０〜７５質量％であることがさらに好ましい。この合計量が４０質量％を下回ると、現像液への溶解性が高くなり過ぎるため残膜率の低下やパターン不良を生じる場合がある。その一方、合計量が９５質量％を上回ると、共重合体の疎水性が高くなることにより、感光性樹脂組成物の現像性が得られず、パターン上に現像残渣が発生するおそれがある。
〔α，β−不飽和カルボン酸単量体から誘導される構成単位（ａ３）〕
α，β−不飽和カルボン酸単量体から誘導される構成単位（ａ３）は、現像工程において現像性に寄与する成分である。前記式（３）におけるＲ５は水素原子、またはメチル基である。耐熱性の面からＲ５として好ましくはメチル基である。
【００３４】
構成単位（ａ３）は、構成単位（ａ１）と構成単位（ａ２）の合計量１００質量部に対して５〜１５０質量部含まれ、現像性と低誘電特性の両立の面から好ましくは１０〜１００質量部含まれる。構成単位（ａ３）の含有量が５質量部を下回ると、現像液への溶解性が得られず現像残渣が発生する場合がある。一方、構成単位（ａ３）の含有量が１５０質量部を上回ると、現像液への溶解性が高くなり過ぎるため残膜率の低下やパターン不良を生じる場合がある。
〔（メタ）アクリル酸エステル単量体から誘導される構成単位（ａ４）〕
（メタ）アクリル酸エステル単量体から誘導される構成単位（ａ４）は、現像性の調整、特に現像時の残膜率や解像度の調整を目的として加えることができる。前記式（４）におけるＲ６は水素原子またはメチル基、Ｒ７は炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数３〜１２の分岐アルキル基、炭素数６〜１２のアリール基、ベンジル基、炭素数１〜１２のヒドロキシアルキル基または主環構成炭素数３〜１２の脂環式炭化水素基である。耐熱性の面からＲ６として好ましくはメチル基であり、現像性の面からＲ７として好ましくは炭素数１〜６のアルキル基、炭素数３〜６の分岐アルキル基、炭素数６〜８のアリール基、炭素数1〜４のヒドロキシアルキル基、シクロヘキシル基である。Ｒ７の炭素数が１２を超えると、共重合性が低下し問題となる。構成単位（ａ４）を誘導するこれらの（メタ）アクリル酸エステル単量体は、現像性を調整する目的で１種のみまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３５】
構成単位（ａ４）は、構成単位（ａ１）と構成単位（ａ２）の合計量１００質量部に対して好ましくは５〜１４０質量部含まれ、現像性、透明性の面からさらに好ましくは１０〜９０質量部含まれる。構成単位（ａ４）の含有量が５質量部を下回ると、構成単位（ａ４）に基づく効果が十分に発揮されなくなる。一方、１４０質量部を上回ると、共重合体（Ａ）の耐熱性が低下し、ポストベイク時にパターンの熱ダレによる残渣の発生や透明性の低下を招くおそれがある。
【００３６】
成分（Ａ）は上記に示した構成単位(ａ１)、（ａ２）および（ａ３）または(ａ１)、（ａ２）、（ａ３）および（ａ４）からなる共重合体であることにより、誘電率、現像性、残膜率、透明性および耐溶剤性に優れた感光性樹脂組成物を提供することができる。なお、成分（Ａ）にその他の構成単位として、例えば酢酸ビニルに代表される脂肪族ビニル単量体から誘導される構成単位を含有すると上記物性のバランスが崩れる結果を招く。
〔共重合体（Ａ）の合成法〕
共重合体（Ａ）を合成するに際しては、公知のラジカル重合法を適用することができる。その際、共重合成分である(ａ１)´、（ａ２）´、（ａ３）´、（ａ４）´は重合釜に一括で仕込むことも、分割で反応系中に滴下しても良い。
【００３７】
成分（Ａ）の共重合体を得るために用いられる重合用溶剤としては、一般的に知られている溶剤を用いることができる。このような重合用溶剤の具体的な例として、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等のエチレングリコールモノアルキルエーテル類；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モノエチルエーテルアセテート等のエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類；ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル等のジエチレングリコールジアルキルエーテル類；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等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル類；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プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類；乳酸メチル、乳酸エチル等の乳酸エステル類；トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；メチルエチルケトン、２−ヘプタノン、シクロヘキサノン等のケトン類；Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類；γ−ブチロラクトン等のラクトン類等が挙げられる。これらの重合溶剤は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【００３８】
成分（Ａ）の共重合体を得るために用いられる重合開始剤としては、一般的にラジカル重合開始剤として知られているものを使用することができる。その具体例としては、アゾ系重合開始剤、シアノ基を有さないアゾ系重合開始剤または有機過酸化物および過酸化水素等を用いることができる。ラジカル重合開始剤として過酸化物を使用する場合には、これと還元剤とを組み合わせてレドックス型重合開始剤として使用してもよい。
【００３９】
成分（Ａ）の共重合体を得る際の重量平均分子量（質量平均分子量）を調節するために分子量調節剤を使用することができる。分子量調節剤としては、例えばｎ−ヘキシルメルカプタン、ｎ−オクチルメルカプタン、ｎ−ドデシルメルカプタン、ｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタン、チオグリコール酸、メルカプトプロピオン酸等のメルカプタン類；ジメチルキサントゲンジスルフィド、ジイソプロピルキサントゲンジスルフィド等のキサントゲン類等が挙げられる。
【００４０】
成分（Ａ）の共重合体の重量平均分子量は好ましくは５，０００〜６０，０００、現像性の面からより好ましくは５，０００〜３０，０００、特に好ましくは８，０００〜２５，０００である。重量平均分子量が５，０００未満の場合にはポストベイク時にパターンフローが起こり、パターン膜の十分な解像度が得られないおそれがあり、６０，０００を超える場合には現像液に対する溶解性に乏しく、十分な現像性が得られず現像残渣が発生するおそれがある。
＜成分（Ｂ）：キノンジアジド基を有するエステル化物＞
成分（Ｂ）のキノンジアジド基を有するエステル化物（感光剤）は、フォトリソグラフィーによる露光工程においてフォトマスクを介して露光する際、露光部ではキノンジアジド基を有するエステル化物の光異性化反応が起こることにより、カルボキシル基を生成し、その後の現像工程において現像液に対して溶解させることができる。一方、未露光部は、現像液に対して溶解抑止能を有しているため、膜を形成することができる。つまり、キノンジアジド基を有するエステル化物は、フォトマスクを介して露光することにより、その後の現像工程にて現像液に対する溶解性の差を発現することができるため、パターン膜を得ることができる。
【００４１】
キノンジアジド基を有するエステル化物のエステル化率は好ましくは２０〜９０モル％、残膜率の面からより好ましくは２５〜５０モル％である。ただし、エステル化率は多官能フェノール由来のヒドロキシル基に対するキノンジアジド化合物のモル％を表す。エステル化率が２０モル％を下回ると現像性の低下を招き、現像残渣が発生するおそれがあり、９０モル％を上回ると共重合体との相溶性が悪化してパターン膜が相分離し、白濁や透明性の低下をまねくおそれがある。
【００４２】
成分（Ｂ）のキノンジアジド基を有するエステル化物は、キノンジアジド化合物とフェノール性化合物とをエステル化反応させて得ることができる。キノンジアジド化合物としては、１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルフォニルクロリド、１，２−ナフトキノンジアジド−４−スルフォニルクロリド等に代表されるナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドやベンゾキノンジアジドスルホン酸クロリドに代表されるベンゾキノンジアジドスルホン酸ハライドが用いられる。フェノール性化合物としては、下記式（５）または（６）で表される化合物が好ましい。
【００４３】
【化１３】
（式中、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０およびＲ１１は、それぞれ独立して水素原子または炭素数１〜４のアルキル基を表し、Ｒ１２およびＲ１３は、それぞれ独立して炭素数１〜２のアルキル基を表す。）
【００４４】
【化１４】
（式中、Ｒ１４、Ｒ１５、Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ１９およびＲ２０は、それぞれ独立して水素原子、炭素数１〜４のアルキル基または下記式（７）を表し、
【００４５】
【化１５】
式中、Ｒ２１は、水素原子または炭素数１〜４のアルキル基を表し、ｍおよびｎはそれぞれ独立して０〜２の整数であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇおよびｈは、ａ＋ｂ≦６を満たす０〜６の整数であり、ｃ＋ｄ≦５、ｅ＋ｆ≦５、ｇ＋ｈ≦５を満たす０〜５の整数であり、ｉは０〜２の整数である。）
前記式（５）で示されるフェノール性化合物としては、例えば下記式（５ａ）〜（５ｃ）のような化合物が挙げられる。
【００４６】
【化１６】
【００４７】
【化１７】
【００４８】
【化１８】
また、前記式（６）で示されるフェノール性化合物としては、ｏ−クレゾール、ｍ−クレゾール、ｐ−クレゾール、２，４−キシレノール、２，５−キシレノール、２，６−キシレノール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＢ、ビスフェノールＣ、ビスフェノールＥ、ビスフェノールＦおよびビスフェノールＧ、４，４’，４”−メチリジントリスフェノール、２，６−ビス［（２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）メチル］−４−メチルフェノール、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、４，４’−［１−［４−［２−（４−ヒドロキシフェニル）−２−プロピル］フェニル］エチリデン］ビスフェノール、４，４’，４”−エチリジントリスフェノール、４−［ビス（４−ヒドロキシフェニル）メチル］−２−エトキシフェノール、４，４’−［（２−ヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［２，３−ジメチルフェノール］、４，４’−［（３−ヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［２，６−ジメチルフェノール］、４，４’−［（４−ヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［２，６−ジメチルフェノール］、２，２’−［（２−ヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［３，５−ジメチルフェノール］、２，２’−［（４−ヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［３，５−ジメチルフェノール］、４，４’−［（３，４−ジヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［２，３，６−トリメチルフェノール］、４−［ビス（３−シクロヘキシル−４−ヒドロキシ−６−メチルフェニル）メチル］−１，２−ベンゼンジオール、４，６−ビス［（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）メチル］−１，２，３−ベンゼントリオール、４，４’−［（２−ヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［３−メチルフェノール］、４，４’，４”−（３−メチル−１−プロパニル−３−イリジン）トリスフェノール、４，４’，４”，４’’’−（１，４−フェニレンジメチリジン）テトラキスフェノール、２，４，６−トリス「（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）メチル］−１，３−ベンゼンジオール、２，４，６−トリス［（３，５−ジメチル−２−ヒドロキシフェニル）メチル］−１，３−ベンゼンジオール、４，４’−［１−［４−［１−［４−ヒドロキシ−３，５−ビス［（ヒドロキシ−３−メチルフェニル）メチル］フェニル］−１−メチルエチル］フェニル］エチリデン］ビス［２，６−ビス（ヒドロキシ−３−メチルフェニル）メチル］フェノール、４，４’，４”−メチリジントリスフェノール、２，６−ビス［（２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）メチル］−４−メチルフェノール、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、４，４’−［１−［４−［２−（４−ヒドロキシフェニル）−２−プロピル］フェニル］エチリデン］ビスフェノール、４，４’，４”−エチリジントリスフェノール等が挙げられ、これらの一般式（６）で表されるフェノール性化合物の中では、下記式（６ａ）または下記式（６ｂ）で表される化合物が好ましい。
【００４９】
【化１９】
【００５０】
【化２０】
感光性樹脂組成物における、成分（Ｂ）のキノンジアジド基を有するエステル化物の構成割合は、成分（Ａ）の共重合体１００質量部に対して５〜５０質量部、現像性と透明性の面から好ましくは７〜４５質量部、さらに好ましくは１０〜４０質量部である。この構成割合が５質量部を下回ると現像性が低下し、現像残渣が発生するおそれがあり、５０質量部を上回ると共重合体との相溶性が悪化し、白濁や透明性の低下を招くおそれがある。
＜成分（Ｃ）：エポキシ基を有する架橋性化合物＞
エポキシ基を有する架橋性化合物（エポキシ化合物または硬化剤）のエポキシ基は、共重合体（Ａ）の側鎖のカルボキシル基と高温ベーキング時に熱硬化反応を起こし、架橋膜を形成することができる。エポキシ基を有する架橋性化合物の具体例としては、ビスフェノール型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、シロキサン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂、ＤＰＰ（ジ−ｎ−ペンチルフタレート）型エポキシ樹脂、トリスヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエンフェノール型エポキシ樹脂等が挙げられる。上記に挙げたエポキシ樹脂の中でも、下記式（８）〜（１１）で表されるエポキシ樹脂が特に好ましい。
【００５１】
【化２１】
（式中、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４、Ｒ２５、Ｒ２６、Ｒ２７、Ｒ２８はそれぞれ独立して水素原子、炭素数１〜４のアルキル基または下記式（９）を表し、
【００５２】
【化２２】
（式中、Ｒ２９は、水素原子または炭素数１〜４のアルキル基を表し、ｑは０〜２の整数であり、ｊ、ｌ、ｒはそれぞれ独立して０〜４の整数であり、ｋは０〜６の整数であり、Ｏおよびｐは０〜２の整数である）
【００５３】
【化２３】
（式中、Ｒ３０は１個の活性水素を有する有機化合物の残基であって、該有機化合物が活性水素基として水酸基のみを少なくとも１個含有する化合物または活性水素として水酸基のみを含有し、かつ不飽和２重結合含有基を同時に含有する不飽和アルコールから選ばれる１種または２種の混合物からなり、ｓおよびｔはそれぞれ、１〜１５、１〜３の整数である。）
【００５４】
【化２４】
（式中、Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３、Ｒ３４、Ｒ３５、Ｒ３６、Ｒ３７、Ｒ３８はそれぞれ独立して水素原子、炭素数１〜４のアルキル基を表し、ｕ、ｖ、ｗ、ｘはそれぞれ独立して０〜４の整数であり、ｙは０〜３の整数である）
式（８）で表されるエポキシ樹脂の中でも（株）プリンテック社製のＶＧ３１０１Ｌが好ましく、式（１０）で表されるエポキシ樹脂の中でもダイセル化学工業（株）社製のＥＨＰＥ−３１５０が好ましく、式（１１）で表されるエポキシ樹脂の中でもジャパンエポキシレジン（株）社製のエピコート８２８、エピコート８３４、エピコート１００１が好ましい。
【００５５】
感光性樹脂組成物における、成分（Ｃ）の構成割合は、成分（Ａ）の共重合体１００質量部に対して１〜５０質量部であり、低誘電性の面から好ましくは５〜４５質量部、さらに好ましくは１０〜４０質量部である。この構成割合が１質量部を下回るとパターン膜（硬化膜）の溶剤耐性が不十分になり、５０質量部を上回ると、共重合体との相溶性が悪化し、パターン膜の相分離が起こり、白濁や透明性の低下を招くおそれがある。
＜その他の添加成分＞
感光性樹脂組成物には、溶剤、硬化促進剤、コントラスト向上剤、密着性向上助剤、界面活性剤等の添加成分を配合することができる。
（溶剤）
溶剤の具体例としては、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等のエチレングリコールモノアルキルエーテル類、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モノエチルエーテルアセテート等のエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル等のジエチレングリコールジアルキルエーテル類、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等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル類、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プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、乳酸メチル、乳酸エチル等の乳酸エステル類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、メチルエチルケトン、２−ヘプタノン、シクロヘキサノン等のケトン類、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類、γ−ブチロラクトン等のラクトン類等が挙げられる。これらの溶剤は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
（硬化促進剤）
硬化促進剤は、前記成分（Ｃ）のエポキシ基と成分（Ａ）共重合体の側鎖のカルボキシル基との架橋反応を促進させることができる。硬化促進剤としては、例えば三新化学工業（株）製のサンエイドＳＩ−４５Ｌ、サンエイドＳＩ−６０Ｌ、サンエイドＳＩ−８０Ｌ、サンエイドＳＩ−１００Ｌ、サンエイドＳＩ−１１０Ｌ、サンエイドＳＩ−１５０Ｌ等の芳香族スルホニウム塩、サンアプロ（株）製のＵ−ＣＡＴ ＳＡ１０２、Ｕ−ＣＡＴ ＳＡ１０６、Ｕ−ＣＡＴ ＳＡ５０６、Ｕ−ＣＡＴ ＳＡ６０３、Ｕ−ＣＡＴ ５００２等のジアザビシクロウンデセン塩、サンアプロ（株）製のＣＰＩ−１００Ｐ、ＣＰＩ−１０１Ａ、ＣＰＩ−２００ｋ、ＣＰＩ−２１０ｓ等の光酸発生剤、四国化成工業（株）製のキュアゾール １Ｂ２ＰＺ等のイミダゾール類等が挙げられる。
【００５６】
硬化促進剤の構成割合は、成分（Ｃ）の１００質量部に対し、通常０．１〜１５質量部である。
（コントラスト向上剤）
感光性樹脂組成物には、コントラストの向上を目的として、前記式（５）または（６）で表されるフェノール性化合物を配合することができる。これらのフェノール性化合物のフェノール基は光が照射されない未露光部において、成分（Ｂ）の感光剤のジアゾ基とアゾカップリング反応を起こして成分（Ｂ）の溶解抑止効果を高める。その結果、これらフェノール性化合物を用いない場合に比べ、露光部と未露光部のアルカリ現像液への溶解性の差を大きくする（コントラストを大きくする）ことができるため、残膜率、解像度の向上を図ることができる。
【００５７】
コントラスト向上剤として添加されるフェノール性化合物として好ましくは、前記式（５ａ）、（５ｂ）、（５ｃ）、（６ａ）または（６ｂ）で表される化合物であり、通常共重合体１００質量部に対して、１〜２０質量部の量で用いられる。
（密着性向上助剤および界面活性剤）
感光性樹脂組成物には、必要に応じて密着性向上助剤、界面活性剤等をさらに配合することができる。密着性向上助剤の例としては、アルキルイミダゾリン、ポリヒドロキシスチレン、ポリビニルメチルエーテル、ｔ−ブチルノボラック、エポキシシラン、シランカップリング剤等が挙げられる。界面活性剤の例としては、例えばモメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン製のＴＳＦ−４３１、ＴＳＦ−４３３、ＴＳＦ−４３７、住友３Ｍ（株）製の＜ノベック＞ＨＦＥ、大日本インキ化学工業（株）製のメガファックＦ−４７７、Ｆ−４８３、Ｆ−５５４、ＴＦ−１４３４、ＴＥＧＯ製のＧｌｉｄｅ−４１０、Ｇｌｉｄｅ−４４０、Ｇｌｉｄｅ−４５０、Ｇｌｉｄｅ−Ｂ１４８４等が挙げられる。
＜感光性樹脂組成物の調製法＞
感光性樹脂組成物を調製するに際しては、前記成分（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）をはじめとする各成分を一括配合してもよいし、各成分を溶剤に溶解した後に逐次配合してもよい。また、配合する際の投入順序や作業条件は特に制約を受けない。例えば、全成分を同時に溶剤に溶解して樹脂組成物を調製してもよいし、必要に応じて各成分を適宜２つ以上の溶液としておいて、使用時（塗布時）にこれらの溶液を混合して感光性樹脂組成物として調製してもよい。
＜フラットパネルディスプレイおよび半導体デバイス＞
フラットパネルディスプレイおよび半導体デバイスは前記感光性樹脂組成物の有用な用途であり、感光性樹脂組成物を硬化したパターン膜、すなわち平坦化膜または層間絶縁膜を有する。平坦化膜および層間絶縁膜の形成に際しては、通常感光性樹脂組成物の溶液を基板上に塗布し、プリベイクを行って感光性樹脂組成物の塗膜を形成する。このとき、感光性樹脂組成物が塗布される基板は、ガラス、シリコンなど従来ＦＰＤ用または半導体デバイス形成用の基板など公知のいずれの基板であってもよい。基板はベアな基板でも、酸化膜、窒化膜、金属膜などが形成されていても、さらには回路パターン或いは半導体デバイスなどが形成されている基板であってもよい。また、プリベイクの温度は通常４０〜１４０℃で、時間は０〜１５分程度である。次いで、塗膜に所定のマスクを介してパターン露光を行った後、アルカリ現像液を用いて現像処理し、必要に応じリンス処理を行って、感光性樹脂組成物の膜を形成する。このようにして形成された膜は、全面露光された後、ポストベイクされてパターン膜が形成される。全面露光の際の露光量は、通常５００ｍＪ／ｃｍ２以上であればよい。また、ポストベイク温度は通常１５０〜２５０℃、好ましくは１８０〜２３０℃、ポストベイク時間は、通常３０〜９０分である。
【００５８】
感光性樹脂組成物を用いて形成されたパターン膜は、半導体デバイスや液晶表示装置、プラズマディスプレイなどのＦＰＤの平坦化膜或いは層間絶縁膜などとして利用される。なお、全面にパターン膜を形成する場合には、パターン露光、現像などは行わなくてよい。ここで平坦化膜と層間絶縁膜とは全く独立したものではなく、感光性樹脂組成物により形成されたパターン膜は、平坦化膜としても、層間絶縁膜としても利用し得るものである。そして、半導体デバイスなどにおいては、そのような膜は層間絶縁膜としても平坦化膜としても機能する。
【００５９】
前記パターン膜の形成において、感光性樹脂組成物の塗布方法としては、スピンコート法、ロールコート法、ランドコート法、スプレー法、流延塗布法、浸漬塗布法、スリット塗布法など任意の方法を用いればよい。また、露光に用いられる放射線としては、例えばｇ線、ｈ線、ｉ線などの紫外線、ＫｒＦエキシマレーザー光或いはＡｒＦエキシマレーザー光などの遠紫外線、Ｘ線、電子線などが挙げられる。
【００６０】
現像法としては、パドル現像法、浸漬現像法、揺動浸漬現像法、シャワー式現像法など従来フォトレジストを現像する際に用いられている方法によればよい。また現像剤としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、珪酸ナトリウムなどの無機アルカリ、アンモニア、エチルアミン、プロピルアミン、ジエチルアミン、ジエチルアミノエタノール、トリエチルアミンなどの有機アミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドなどの第四級アミンなどを所定の濃度に調整した水溶液を用いることができる。
【実施例】
【００６１】
以下、合成例、実施例および比較例を挙げて前記実施形態をさらに具体的に説明する。なお「部」および「％」は、特に断りがない限り全て質量基準である。以下に各実施例および各比較例で用いた測定方法および評価方法を示す。
＜重量平均分子量＞
重量平均分子量（Ｍｗ）は、東ソー（株）製ゲルパーミエーションクロマトグラフィー装置ＨＬＣ−８２２０ＧＰＣを用い、カラムとして昭和電工（株）製ＳＨＯＤＥＸ Ｋ８０１を用い、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を溶離液とし、ＲＩ検出器により測定して分子量既知のポリスチレン標準体により得られる検量線を用いた換算により求めた。
〔合成例１、共重合体Ａ−１の合成〕
温度計、攪拌機および冷却管を備えた１０００ｍＬの４つ口フラスコに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２４９．５ｇ仕込み、窒素置換した後、オイルバスで液温が８０℃になるまで昇温した。
【００６２】
他方、イタコン酸ジメチル（ＤＭＩ）３７．７ｇ、メタクリル酸（ＭＡＡ）２５．０ｇ、α−メチルスチレン（α−Ｓｔ）３７．３ｇ、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート〔日油（株）製の過酸化物重合開始剤〕３．０ｇおよびＰＧＭＥＡ４７．５ｇを予め均一混合したもの（滴下成分）を２時間かけて滴下ロートより等速滴下した後、同温度にて８時間維持し、共重合体Ａ−１を得た。
〔合成例２〜１６、共重合体Ａ−２〜１６〕
表１または表２に記載した仕込み種および量、滴下および重合温度を変更した以外は合成例１と同様の手法にて共重合体Ａ−２〜Ａ−１６の合成を行った。
〔比較合成例１〜４、共重合体Ａ−１７〜Ａ−２０〕
表２に記載した仕込み種および量、滴下および重合温度を変更した以外は合成例１と同様の手法にて共重合体Ａ−１７〜Ａ−２０の合成を行った。
【００６３】
【表１】
【００６４】
【表２】
表１および表２における略号の意味は次の通りである。
【００６５】
ＤＭＩ：イタコン酸ジメチル
ＤＥＩ：イタコン酸ジエチル
ＤＢＩ：イタコン酸ジブチル
ＤｃＨＩ：イタコン酸ジシクロヘキシル
ＤｅＨＩ：イタコン酸ジエチルヘキシル
Ｓｔ：スチレン
α−Ｓｔ：α−メチルスチレン
ＭＡＡ：メタクリル酸
ＡＡ：アクリル酸
ＨＥＭＡ：メタクリル酸ヒドロキシエチル
ＨＰＭＡ：メタクリル酸ヒドロキシプロピル
ＬＭＡ：メタクリル酸ラウリル
ＭＭＡ：メタクリル酸メチル
ＣＨＭＡ：メタクリル酸シクロヘキシル
パーヘキシルＯ：ｔ−ヘキシルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、日油（株）製の過酸化物系重合開始剤
パーブチルＯ：ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、日油（株）製の過酸化物系重合開始剤
ＡＩＢＮ：２，２’−アゾビスイソブチロニトリル〔アゾ系重合開始剤、和光純薬工業（株）製〕
ＰＧＭＥＡ：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
＜実施例１−１＞
合成例１で得られた共重合体Ａ−１を１００ｇ、前記式（６ａ）で表される化合物と１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルフォニルクロライドとのエステル化物２５．０ｇ、ＥＨＰＥ−３１５０〔エポキシ樹脂、エポキシ基は平均１５個、ダイセル化学工業（株）製〕４０．０ｇ、コントラスト向上を目的に前記式（６ａ）で表される化合物１０．０ｇ、架橋促進剤としてＣＩＰ−２１０Ｓ〔サンアプロ（株）製〕１．０ｇ、回転塗布の際にレジスト膜上にできる放射線状のしわ、いわゆるストリエーションを防止するため、さらにフッ素系界面活性剤、メガファックＦ−４８３〔ＤＩＣ（株）製〕を０．５ｇを適量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（ＰＧＭＥＡ）に溶解させて攪拌した後、０．２μｍのフィルターで濾過して、感光性樹脂組成物を調製した。
（薄膜パターンの形成）
上記の感光性樹脂組成物を４インチシリコンウエハー上に回転塗布し、１００℃、９０秒間ホットプレートにてベーク後、約３．３μｍ厚の薄膜（Ａ）を得た。この薄膜にキヤノン（株）製ｇ＋ｈ＋ｉ線マスクアライナー（ＰＬＡ−５０１Ｆ）にてラインとスペース幅が１：１となった種々の線幅およびコンタクトホールのテストパターンを最適露光量で露光し、０．４質量％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液で２３℃、６０秒間現像することで、ラインとスペース幅が１：１のライン＆スペースパターンおよびコンタクトホールパターンが形成された薄膜（Ｂ）を得た。この薄膜（Ｂ）をＰＬＡ−５０１Ｆにて全面露光した後、オーブン中で２２０℃、６０分間加熱することによりポストベーク処理を行い、約３．０μｍ厚のパターン付き薄膜（パターン膜）を得た。
（残膜率の評価）
上記の手法にて得られた薄膜（Ａ）、薄膜（Ｂ）の膜厚より以下の式より残膜率を算出した。
【００６６】
残膜率（％）＝〔薄膜（Ｂ）の膜厚（μｍ）/薄膜（Ａ）の膜厚（μｍ）〕×１００
（現像性の評価）
上記で作製したパターンの中で、３、５、１０μｍのホールパターンをＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）にて観察した。いずれのサイズのホール内部にも残渣が見られる場合には×、５および１０μｍのホール内部には残渣は見られないが、３μｍのホール内部における基板のホールの界面付近に残渣が見られる場合には△、いずれのサイズのホール内部にも残渣が見られない場合には○として現像性を評価した。その結果を表３〜表５に示した。
（誘電率の評価）
ＰＬＡ−５０１Ｆにてテストパターンを露光しない以外は上記と同様の操作を行うことにより、パターンのない、３．０μｍ厚の薄膜を４インチシリコンウエハー上に得た。この薄膜上に電極を形成し、室温、１０ｋＨｚにおける条件で、安藤電気（株）製ＬＣＲメータ（ＡＧ−４３１１）を用いて得られた静電容量から誘電率を算出した。その結果を表３〜表５に示した。
（透過率の評価）
縦７０ｍｍ、横７０ｍｍサイズの石英ガラス基板を用い、テストパターンを露光しない以外は上記と同様の操作を行うことにより、パターンのない薄膜をガラス基板上に得た。この薄膜の４００ｎｍにおける透過率を、紫外−可視光分光光度計ＣＡＲＹ４Ｅ（バリアン（株）製）を用いて測定した。その結果を表３〜表５に示した。
（耐溶剤性の評価）
透過率の評価と同様の操作を行うことで得たガラス基板を、ＲｅｍｏｖｅｒＮ−３２１〔ナガセケムテックス（株）製〕中に６０℃、１分間浸漬した後、純水リンスを行い、２００℃、１５分間の再ベーク処理を行った。そして、溶剤浸漬前の透過率と再ベーク処理後の透過率差が２％未満のものについては○、透過率差が２〜４％のものについては△、透過率差が４％を超えるものを×として評価した。その結果を表３〜表５に示した。
＜実施例１−２、１−３および２−１〜２−２４＞
表３〜表５に示した成分（Ａ）の共重合体、成分（Ｂ）のエステル化物、成分（Ｃ）のエポキシ化合物およびその他添加剤等を用いること以外は実施例１−１と同様の操作を行うことにより、感光性樹脂組成物を調製した。この感光性樹脂組成物について、実施例１−１と同様の物性を評価し、それらの結果を表３〜表５に示した。表３〜表５中の略号を次に示す。
【００６７】
ＶＧ３１０１Ｌ：エポキシ樹脂（エポキシ基は３個、（株）プリンテック製）
エピコート８２８：エポキシ樹脂（エポキシ基は２個、ジャパンエポキシレジン（株）製）
＜比較例１〜４＞
表５に示した成分（Ａ）の共重合体、成分（Ｂ）のエステル化物、成分（Ｃ）のエポキシ化合物およびその他添加剤等を用いること以外は実施例１−１と同様の操作を行うことにより、感光性樹脂組成物を調製した。この感光性樹脂組成物について、実施例１−１と同様の物性を評価し、それらの結果を表５に示した。
【００６８】
【表３】
【００６９】
【表４】
【００７０】
【表５】
表３〜表５に示した結果より、実施例１−１〜１−３、実施例２−１〜２−２４においては、パターン膜を形成する現像工程において現像残渣がなく、高温ベーキング後においても光透過率、耐溶剤性等の塗膜物性を損なうことなく、現像性および低誘電特性に優れていることを確認することができた。なお、実施例１−１〜１−３、実施例２−１〜２−２４においては、表３〜表５に示されていないがパターン膜の平坦性も良好であった。
【００７１】
一方、比較例１では成分（Ａ）共重合体に構成単位（ａ１）が含まれていないことから、現像性の悪化および低誘電特性の悪化が観られた。比較例２では、成分（Ａ）の共重合体に構成単位（ａ１）および（ａ２）が含まれていないことから、現像性の悪化および低誘電特性の悪化が観られた。比較例３では、構成単位（ａ１）が成分（Ａ）の共重合体中に過度に含有、構成単位（ａ３）が成分（Ａ）の共重合体中において過度に減量、（ａ１）＋（ａ２）が成分（Ａ）の共重合体中に過度に含有されるため、低誘電性には優れるものの、現像性の低下が観られた。比較例４では構成単位（ａ１）が成分（Ａ）の共重合体中において過度に減量、（ａ１）＋（ａ２）が成分（Ａ）の共重合体中に過度に減量されているため、残膜率、低誘電性の低下が観られた。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光性を有するポジ型の感光性樹脂組成物に関する。さらに詳細には、フォトリソグラフィー技術を用いることによりパターン膜を形成することが可能な感光性樹脂組成物、さらにこれを用いて形成される層間絶縁膜または平坦化膜を備えたフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）または半導体デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩなどの半導体集積回路や、ＦＰＤの表示面の製造、サーマルヘッドなどの回路基板の製造等を初めとする幅広い分野において、微細素子の形成或いは微細加工を行うために、従来からフォトリソグラフィー技術が利用されている。該フォトリソグラフィー技術においては、レジストパターンを形成するため、感光性樹脂組成物が用いられている。近年、これら感光性樹脂組成物の新たな用途として、半導体集積回路やＦＰＤなどの層間絶縁膜や平坦化膜の形成技術が注目されている。特に、ＦＰＤ表示面の高精細化やＴＦＴ（薄膜トランジスタ）などに代表される半導体素子の製造プロセスの短縮化に対する市場の要望は強いものがある。
【０００３】
このＦＰＤ表示面の高精細化を達成するためには、回路内において伝送損失を抑えることが重要であり、それには低誘電特性に優れた微細パターンを有する層間絶縁膜や平坦化膜が必須材料とされている。また、半導体素子の製造プロセスの短縮化については、ソースやゲート電極を保護する目的で、真空蒸着法にて窒化珪素（ＳｉＮｘ）などの無機層間絶縁膜を形成せず、ウェットプロセスで容易に形成可能な有機層間絶縁膜への代替が望まれている。そのため、有機層間絶縁膜は、ＳｉＮｘと同等の絶縁性が必須であり、誘電率が３．０を下回るような、低誘電特性の層間絶縁膜が必要とされている。前記の低誘電特性を有する層間絶縁膜や平坦化膜を得るためには、感光性樹脂組成物におけるアルカリ可溶性樹脂の役割は多大であり、このような用途に用いられる感光性樹脂組成物に関して多くの研究がなされている。
【０００４】
例えば特許文献１では、層間絶縁膜または平坦化膜用の感光性樹脂組成物のアルカリ可溶性樹脂として不飽和カルボン酸とエポキシ基を有するラジカル重合性化合物とを用いることにより、良好な現像性を有しかつ高解像度のパターン膜が形成される技術が開示されている。しかしながら、前記アルカリ可溶性樹脂に含まれる構成単位は（メタ）アクリロイル基で構成されているため、十分な低誘電特性を得ることができないことが一般的に知られている。
【０００５】
一方で特許文献２には、層間絶縁膜または平坦化膜用の感光性樹脂組成物のアルカリ可溶性樹脂としてスチレン類、（メタ）アクリル酸およびヒドロキシアルキルエステルを構成単位として有する共重合体を用いることにより、良好な低誘電特性が得られることが開示されている。しかしながら、スチレン類を樹脂中に多量に導入した場合、樹脂の疎水性が高くなるため、現像時の残膜率を高く維持することはできるものの、現像残渣が多くなり、十分な現像性を得ることができないという問題がある。
【０００６】
このような問題点を解決するために、ＦＰＤや半導体デバイスなどの層間絶縁膜または平坦化膜に用いられる感光性樹脂組成物において、高い残膜率を維持したまま、現像残渣がなく、現像性が良く、低誘電特性に優れる高解像度のパターン膜を形成することが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−２４８６２９号公報
【特許文献２】特開２００４−４２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、パターン膜を形成する現像工程において、高い残膜率を維持したまま、現像残渣がなく、高温ベーキング後においても光透過率、耐溶剤性等の塗膜物性を損なうことなく、低誘電特性に優れたパターン膜を形成することができる感光性樹脂組成物を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の第二の目的は、前記の優れた感光性樹脂組成物により形成された平坦化膜または層間絶縁膜を有するＦＰＤまたは半導体デバイスを提供することにある。
さらに、本発明の第三の目的は、前記の優れた感光性樹脂組成物により、ＳｉＮｘなどの無機層間絶縁膜を形成することなく、ウェットプロセスで容易に形成可能な有機層間絶縁膜を有するＦＰＤまたは半導体デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、第１の発明の感光性樹脂組成物は成分（Ａ）、下記に示す成分（Ｂ）および成分（Ｃ）からなり、各成分の構成割合が成分（Ａ）１００質量部に対して成分（Ｂ）５〜５０質量部および成分（Ｃ）１〜５０質量部である。そして、前記成分（Ａ）は下記式（１）で表されるイタコン酸ジエステル単量体から誘導される構成単位（ａ１）、下記式（２）で表される芳香族ビニル単量体から誘導される構成単位（ａ２）および下記式（３）で表されるα，β−不飽和カルボン酸単量体から誘導される構成単位を有する共重合体であり、構成単位（ａ１）と構成単位（ａ２）の合計量に対して構成単位（ａ１）が１５〜９５質量％、構成単位（ａ２）が５〜８５質量％であると共に、構成単位（ａ１）と構成単位（ａ２）の合計量１００質量部に対して構成単位（ａ３）が５〜１５０質量部であることを特徴とする。
【００１１】
【化１】
（式中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立して炭素数１〜８の直鎖アルキル基、炭素数３〜８の分岐アルキル基、炭素数４〜１２のシクロアルキル基）
【００１２】
【化２】
（式中、Ｒ３およびＲ４は、それぞれ独立して水素原子またはメチル基）
【００１３】
【化３】
（式中のＲ５は水素原子またはメチル基）
成分（Ｂ）：多官能フェノール性化合物とキノンジアジド化合物とをエステル化反応させて得られる、キノンジアジド基を有するエステル化物。
【００１４】
成分（Ｃ）：エポキシ基を有する架橋性化合物。
第２の発明の感光性樹脂組成物は、第１の発明において、前記成分（Ａ）は、構成単位（ａ１）、構成単位（ａ２）および構成単位（ａ３）に加えて下記式（４）で表される（メタ）アクリル酸エステル単量体から誘導される構成単位（ａ４）を、構成単位（ａ１）と構成単位（ａ２）の合計量１００質量部に対して５〜１４０質量部有する共重合体であることを特徴とする。
【００１５】
【化４】
（式中のＲ６は水素原子またはメチル基、Ｒ７は炭素数１〜１２の直鎖アルキル基、炭素数３〜１２の分岐アルキル基、炭素数６〜１２のアリール基、ベンジル基、炭素数1〜１２のヒドロキシアルキル基または主環構成炭素数３〜１２の脂環式炭化水素基）
第３の発明のフラットパネルディスプレイは、第１または第２の発明の感光性樹脂組成物から得られるパターン膜を有するものである。
【００１６】
第４の発明の半導体デバイスは、第１または第２の発明の感光性樹脂組成物から得られるパターン膜を有するものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、次のような効果を発揮することができる。
本発明の感光性樹脂組成物は、成分（Ａ）が現像性（アルカリ溶解性）および低誘電特性に寄与し、成分（Ｂ）が現像性に寄与し、さらに成分（Ｃ）が耐溶剤性等の塗膜物性を高めることができ、特に成分（Ａ）の構成単位（ａ１）が低誘電特性に寄与し、構成単位（ａ３）および（ａ４）が現像性に寄与することができる。従って、フォトリソグラフィー技術を用いたパターン膜を形成する現像工程において、高い残膜率を維持したまま、現像残渣がなく、ポストベイクなどの高温ベーキング後においても光透過率、耐溶剤性等の塗膜物性を損なうことなく、低誘電特性に優れたパターン膜を形成することができる。そして、該感光性樹脂組成物を用いることにより、その用途として優れた特性を有するＦＰＤおよび半導体デバイスを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を具体化した実施形態について詳細に説明する。
本実施形態の（ポジ型）感光性樹脂組成物は、下記に示す成分（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）からなり、各成分の構成割合が成分（Ａ）１００質量部に対して成分（Ｂ）５〜５０質量部および成分（Ｃ）１〜５０質量部に設定されたものである。
【００１９】
成分（Ａ）：特定の共重合体。
成分（Ｂ）：キノンジアジド基を有するエステル化物。
成分（Ｃ）：エポキシ基を有する架橋性化合物。
【００２０】
以下に各成分について順に説明する。
＜成分（Ａ）：特定の共重合体＞
成分（Ａ）は、下記式（１）で表されるイタコン酸ジエステル単量体から誘導される構成単位（ａ１）、下記式（２）で表される芳香族ビニル単量体から誘導される構成単位（ａ２）および下記式（３）で表されるα，β−不飽和カルボン酸単量体から誘導される構成単位を有する共重合体により構成されている。共重合体中の構成単位（ａ１）と構成単位（ａ２）の合計量に対して構成単位（ａ１）は１５〜９５質量％、構成単位（ａ２）は５〜８５質量％、および構成単位（ａ３）は構成単位（ａ１）と構成単位（ａ２）の合計量１００質量部に対して５〜１５０質量部である。
【００２１】
さらに、成分（Ａ）の共重合体は、構成単位（ａ１）、構成単位（ａ２）および構成単位（ａ３）に加えて、下記式（４）で表される（メタ）アクリル酸エステル単量体から誘導される構成単位（ａ４）を、構成単位（ａ１）と構成単位（ａ２）の合計量１００質量部に対して５〜１４０質量部有していることが好ましい。
【００２２】
【化５】
（式中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立して炭素数１〜８の直鎖アルキル基、炭素数３〜８の分岐アルキル基、炭素数４〜１２のシクロアルキル基）
【００２３】
【化６】
（式中、Ｒ３およびＲ４それぞれ独立して水素原子またはメチル基）
【００２４】
【化７】
（式中のＲ５は水素原子またはメチル基）
【００２５】
【化８】
（式中のＲ６は水素原子またはメチル基、Ｒ７は炭素数１〜１２の直鎖アルキル基、炭素数３〜１２の分岐アルキル基、炭素数６〜１２のアリール基、ベンジル基、炭素数1〜１２のヒドロキシアルキル基または主環構成炭素数３〜１２の脂環式炭化水素基）
前記式（１）〜（４）で表される各構成単位はそれぞれ下記式（１）´〜（４）´で表される単量体（各構成単位用単量体）から誘導される。
【００２６】
【化９】
（式中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ式（１）におけるものと同じである。）
【００２７】
【化１０】
（式中、Ｒ３およびＲ４は式（２）におけるものと同じである。）
【００２８】
【化１１】
（式中のＲ５は式（３）におけるものと同じである。）
【００２９】
【化１２】
（式中のＲ６、Ｒ７は式（４）におけるものと同じである。）
〔イタコン酸ジエステル単量体から誘導される構成単位（ａ１）〕
イタコン酸ジエステル単量体から誘導される構成単位（ａ１）は、主鎖に対して対称的な位置にエステル基が存在することから誘電分極が相殺される。このため共重合体全体としての誘電分極が非常に小さくなるため、良好な低誘電特性を得ることができる。
【００３０】
前記式（１）におけるＲ１およびＲ２は、それぞれ独立して炭素数１〜８の直鎖アルキル基、炭素数３〜８の分岐アルキル基、炭素数４〜１２のシクロアルキル基である。Ｒ１およびＲ２として、現像性の面から好ましくは炭素数１〜６の直鎖アルキル基および炭素数３〜６の分岐アルキル基、炭素数６〜１０のシクロアルキル基であり、より好ましくは炭素数１〜４の直鎖アルキル基、炭素数３〜４の分岐アルキル基または炭素数６〜８のシクロアルキル基である。
【００３１】
直鎖アルキル基および分岐アルキル基の炭素数が８、またシクロアルキル基の炭素数が１２を超えると、十分な現像性が得られず、現像残渣が発生する場合がある。前記式（１）におけるＲ１およびＲ２は、同一の置換基であっても、異なる置換基であっても良いが、低誘電特性の面から同一の構造であることが好ましい。
【００３２】
構成単位（ａ１）は、構成単位（ａ１）と構成単位（ａ２）の合計量に対して１５〜９５質量％含まれ、現像性と低誘電特性の両立の面から好ましくは２０〜９０質量％、より好ましくは２５〜７５質量％含まれる。構成単位（ａ１）の含有量が１５質量％を下回ると共重合体中の誘電分極が大きくなり、十分な低誘電特性が得られない場合が生じる。一方、構成単位（ａ１）の含有量が９５質量％を超えると、現像性が低下し現像残渣が発生するおそれがある。
〔芳香族ビニル単量体から誘導される構成単位（ａ２）〕
構成単位（ａ２）を誘導する芳香族ビニル単量体は、重合時に構成単位（ａ１）を誘導するイタコン酸ジエステル単量体と構成単位（ａ３）を誘導するα，β−不飽和カルボン酸単量体および構成単位（ａ４）を誘導する（メタ）アクリル酸エステル単量体との共重合性を向上させることができる。構成単位（ａ２）を誘導する芳香族ビニル単量体は、前記式（１）′のイタコン酸ジエステル単量体、式（３）′のα，β−不飽和カルボン酸単量体および式（４）′の（メタ）アクリル酸エステル単量体の３者のいずれの単量体とも共重合性が良好であるため、重合反応時に共重合性の異なる単量体から誘導される各構成単位を円滑に共重合体中に導入することができ、共重合組成に分布の偏りがなく、均一な性質を有する共重合体を得ることができる。
【００３３】
前記式（２）におけるＲ３およびＲ４は、それぞれ独立して水素原子またはメチル基であり、現像性の面からＲ３およびＲ４は水素原子が好ましい。
構成単位（ａ２）は、構成単位（ａ１）と構成単位（ａ２）の合計量に対して５〜８５質量％含まれ、現像性の面から好ましくは１０〜８０質量％、より好ましくは１５〜８０質量％含まれる。構成単位（ａ２）の含有量が５質量％を下回る、または８５質量％を超えると共重合性のバランスが崩れ、所望とする共重合体が得られなくなる。また構成単位（ａ２）の含有量が８５質量％を超えると現像性が低下し、現像残渣が発生するおそれがある。
〔構成単位（ａ１）と構成単位（ａ２）の合計量〕
前記のイタコン酸ジエステル単量体から誘導される構成単位（ａ１）と芳香族ビニル単量体から誘導される構成単位（ａ２）の共重合体中に含まれる合計量は４０〜９５質量％であることが好ましく、現像性と低誘電特性の両立の面から５０〜７５質量％であることがさらに好ましい。この合計量が４０質量％を下回ると、現像液への溶解性が高くなり過ぎるため残膜率の低下やパターン不良を生じる場合がある。その一方、合計量が９５質量％を上回ると、共重合体の疎水性が高くなることにより、感光性樹脂組成物の現像性が得られず、パターン上に現像残渣が発生するおそれがある。
〔α，β−不飽和カルボン酸単量体から誘導される構成単位（ａ３）〕
α，β−不飽和カルボン酸単量体から誘導される構成単位（ａ３）は、現像工程において現像性に寄与する成分である。前記式（３）におけるＲ５は水素原子、またはメチル基である。耐熱性の面からＲ５として好ましくはメチル基である。
【００３４】
構成単位（ａ３）は、構成単位（ａ１）と構成単位（ａ２）の合計量１００質量部に対して５〜１５０質量部含まれ、現像性と低誘電特性の両立の面から好ましくは１０〜１００質量部含まれる。構成単位（ａ３）の含有量が５質量部を下回ると、現像液への溶解性が得られず現像残渣が発生する場合がある。一方、構成単位（ａ３）の含有量が１５０質量部を上回ると、現像液への溶解性が高くなり過ぎるため残膜率の低下やパターン不良を生じる場合がある。
〔（メタ）アクリル酸エステル単量体から誘導される構成単位（ａ４）〕
（メタ）アクリル酸エステル単量体から誘導される構成単位（ａ４）は、現像性の調整、特に現像時の残膜率や解像度の調整を目的として加えることができる。前記式（４）におけるＲ６は水素原子またはメチル基、Ｒ７は炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数３〜１２の分岐アルキル基、炭素数６〜１２のアリール基、ベンジル基、炭素数１〜１２のヒドロキシアルキル基または主環構成炭素数３〜１２の脂環式炭化水素基である。耐熱性の面からＲ６として好ましくはメチル基であり、現像性の面からＲ７として好ましくは炭素数１〜６のアルキル基、炭素数３〜６の分岐アルキル基、炭素数６〜８のアリール基、炭素数1〜４のヒドロキシアルキル基、シクロヘキシル基である。Ｒ７の炭素数が１２を超えると、共重合性が低下し問題となる。構成単位（ａ４）を誘導するこれらの（メタ）アクリル酸エステル単量体は、現像性を調整する目的で１種のみまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３５】
構成単位（ａ４）は、構成単位（ａ１）と構成単位（ａ２）の合計量１００質量部に対して好ましくは５〜１４０質量部含まれ、現像性、透明性の面からさらに好ましくは１０〜９０質量部含まれる。構成単位（ａ４）の含有量が５質量部を下回ると、構成単位（ａ４）に基づく効果が十分に発揮されなくなる。一方、１４０質量部を上回ると、共重合体（Ａ）の耐熱性が低下し、ポストベイク時にパターンの熱ダレによる残渣の発生や透明性の低下を招くおそれがある。
【００３６】
成分（Ａ）は上記に示した構成単位(ａ１)、（ａ２）および（ａ３）または(ａ１)、（ａ２）、（ａ３）および（ａ４）からなる共重合体であることにより、誘電率、現像性、残膜率、透明性および耐溶剤性に優れた感光性樹脂組成物を提供することができる。なお、成分（Ａ）にその他の構成単位として、例えば酢酸ビニルに代表される脂肪族ビニル単量体から誘導される構成単位を含有すると上記物性のバランスが崩れる結果を招く。
〔共重合体（Ａ）の合成法〕
共重合体（Ａ）を合成するに際しては、公知のラジカル重合法を適用することができる。その際、共重合成分である(ａ１)´、（ａ２）´、（ａ３）´、（ａ４）´は重合釜に一括で仕込むことも、分割で反応系中に滴下しても良い。
【００３７】
成分（Ａ）の共重合体を得るために用いられる重合用溶剤としては、一般的に知られている溶剤を用いることができる。このような重合用溶剤の具体的な例として、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等のエチレングリコールモノアルキルエーテル類；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モノエチルエーテルアセテート等のエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類；ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル等のジエチレングリコールジアルキルエーテル類；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等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル類；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プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類；乳酸メチル、乳酸エチル等の乳酸エステル類；トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；メチルエチルケトン、２−ヘプタノン、シクロヘキサノン等のケトン類；Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類；γ−ブチロラクトン等のラクトン類等が挙げられる。これらの重合溶剤は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【００３８】
成分（Ａ）の共重合体を得るために用いられる重合開始剤としては、一般的にラジカル重合開始剤として知られているものを使用することができる。その具体例としては、アゾ系重合開始剤、シアノ基を有さないアゾ系重合開始剤または有機過酸化物および過酸化水素等を用いることができる。ラジカル重合開始剤として過酸化物を使用する場合には、これと還元剤とを組み合わせてレドックス型重合開始剤として使用してもよい。
【００３９】
成分（Ａ）の共重合体を得る際の重量平均分子量（質量平均分子量）を調節するために分子量調節剤を使用することができる。分子量調節剤としては、例えばｎ−ヘキシルメルカプタン、ｎ−オクチルメルカプタン、ｎ−ドデシルメルカプタン、ｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタン、チオグリコール酸、メルカプトプロピオン酸等のメルカプタン類；ジメチルキサントゲンジスルフィド、ジイソプロピルキサントゲンジスルフィド等のキサントゲン類等が挙げられる。
【００４０】
成分（Ａ）の共重合体の重量平均分子量は好ましくは５，０００〜６０，０００、現像性の面からより好ましくは５，０００〜３０，０００、特に好ましくは８，０００〜２５，０００である。重量平均分子量が５，０００未満の場合にはポストベイク時にパターンフローが起こり、パターン膜の十分な解像度が得られないおそれがあり、６０，０００を超える場合には現像液に対する溶解性に乏しく、十分な現像性が得られず現像残渣が発生するおそれがある。
＜成分（Ｂ）：キノンジアジド基を有するエステル化物＞
成分（Ｂ）のキノンジアジド基を有するエステル化物（感光剤）は、フォトリソグラフィーによる露光工程においてフォトマスクを介して露光する際、露光部ではキノンジアジド基を有するエステル化物の光異性化反応が起こることにより、カルボキシル基を生成し、その後の現像工程において現像液に対して溶解させることができる。一方、未露光部は、現像液に対して溶解抑止能を有しているため、膜を形成することができる。つまり、キノンジアジド基を有するエステル化物は、フォトマスクを介して露光することにより、その後の現像工程にて現像液に対する溶解性の差を発現することができるため、パターン膜を得ることができる。
【００４１】
キノンジアジド基を有するエステル化物のエステル化率は好ましくは２０〜９０モル％、残膜率の面からより好ましくは２５〜５０モル％である。ただし、エステル化率は多官能フェノール由来のヒドロキシル基に対するキノンジアジド化合物のモル％を表す。エステル化率が２０モル％を下回ると現像性の低下を招き、現像残渣が発生するおそれがあり、９０モル％を上回ると共重合体との相溶性が悪化してパターン膜が相分離し、白濁や透明性の低下をまねくおそれがある。
【００４２】
成分（Ｂ）のキノンジアジド基を有するエステル化物は、キノンジアジド化合物とフェノール性化合物とをエステル化反応させて得ることができる。キノンジアジド化合物としては、１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルフォニルクロリド、１，２−ナフトキノンジアジド−４−スルフォニルクロリド等に代表されるナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドやベンゾキノンジアジドスルホン酸クロリドに代表されるベンゾキノンジアジドスルホン酸ハライドが用いられる。フェノール性化合物としては、下記式（５）または（６）で表される化合物が好ましい。
【００４３】
【化１３】
（式中、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０およびＲ１１は、それぞれ独立して水素原子または炭素数１〜４のアルキル基を表し、Ｒ１２およびＲ１３は、それぞれ独立して炭素数１〜２のアルキル基を表す。）
【００４４】
【化１４】
（式中、Ｒ１４、Ｒ１５、Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ１９およびＲ２０は、それぞれ独立して水素原子、炭素数１〜４のアルキル基または下記式（７）を表し、
【００４５】
【化１５】
式中、Ｒ２１は、水素原子または炭素数１〜４のアルキル基を表し、ｍおよびｎはそれぞれ独立して０〜２の整数であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇおよびｈは、ａ＋ｂ≦６を満たす０〜６の整数であり、ｃ＋ｄ≦５、ｅ＋ｆ≦５、ｇ＋ｈ≦５を満たす０〜５の整数であり、ｉは０〜２の整数である。）
前記式（５）で示されるフェノール性化合物としては、例えば下記式（５ａ）〜（５ｃ）のような化合物が挙げられる。
【００４６】
【化１６】
【００４７】
【化１７】
【００４８】
【化１８】
また、前記式（６）で示されるフェノール性化合物としては、ｏ−クレゾール、ｍ−クレゾール、ｐ−クレゾール、２，４−キシレノール、２，５−キシレノール、２，６−キシレノール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＢ、ビスフェノールＣ、ビスフェノールＥ、ビスフェノールＦおよびビスフェノールＧ、４，４’，４”−メチリジントリスフェノール、２，６−ビス［（２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）メチル］−４−メチルフェノール、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、４，４’−［１−［４−［２−（４−ヒドロキシフェニル）−２−プロピル］フェニル］エチリデン］ビスフェノール、４，４’，４”−エチリジントリスフェノール、４−［ビス（４−ヒドロキシフェニル）メチル］−２−エトキシフェノール、４，４’−［（２−ヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［２，３−ジメチルフェノール］、４，４’−［（３−ヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［２，６−ジメチルフェノール］、４，４’−［（４−ヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［２，６−ジメチルフェノール］、２，２’−［（２−ヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［３，５−ジメチルフェノール］、２，２’−［（４−ヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［３，５−ジメチルフェノール］、４，４’−［（３，４−ジヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［２，３，６−トリメチルフェノール］、４−［ビス（３−シクロヘキシル−４−ヒドロキシ−６−メチルフェニル）メチル］−１，２−ベンゼンジオール、４，６−ビス［（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）メチル］−１，２，３−ベンゼントリオール、４，４’−［（２−ヒドロキシフェニル）メチレン］ビス［３−メチルフェノール］、４，４’，４”−（３−メチル−１−プロパニル−３−イリジン）トリスフェノール、４，４’，４”，４’’’−（１，４−フェニレンジメチリジン）テトラキスフェノール、２，４，６−トリス「（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）メチル］−１，３−ベンゼンジオール、２，４，６−トリス［（３，５−ジメチル−２−ヒドロキシフェニル）メチル］−１，３−ベンゼンジオール、４，４’−［１−［４−［１−［４−ヒドロキシ−３，５−ビス［（ヒドロキシ−３−メチルフェニル）メチル］フェニル］−１−メチルエチル］フェニル］エチリデン］ビス［２，６−ビス（ヒドロキシ−３−メチルフェニル）メチル］フェノール、４，４’，４”−メチリジントリスフェノール、２，６−ビス［（２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）メチル］−４−メチルフェノール、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、４，４’−［１−［４−［２−（４−ヒドロキシフェニル）−２−プロピル］フェニル］エチリデン］ビスフェノール、４，４’，４”−エチリジントリスフェノール等が挙げられ、これらの一般式（６）で表されるフェノール性化合物の中では、下記式（６ａ）または下記式（６ｂ）で表される化合物が好ましい。
【００４９】
【化１９】
【００５０】
【化２０】
感光性樹脂組成物における、成分（Ｂ）のキノンジアジド基を有するエステル化物の構成割合は、成分（Ａ）の共重合体１００質量部に対して５〜５０質量部、現像性と透明性の面から好ましくは７〜４５質量部、さらに好ましくは１０〜４０質量部である。この構成割合が５質量部を下回ると現像性が低下し、現像残渣が発生するおそれがあり、５０質量部を上回ると共重合体との相溶性が悪化し、白濁や透明性の低下を招くおそれがある。
＜成分（Ｃ）：エポキシ基を有する架橋性化合物＞
エポキシ基を有する架橋性化合物（エポキシ化合物または硬化剤）のエポキシ基は、共重合体（Ａ）の側鎖のカルボキシル基と高温ベーキング時に熱硬化反応を起こし、架橋膜を形成することができる。エポキシ基を有する架橋性化合物の具体例としては、ビスフェノール型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、シロキサン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂、ＤＰＰ（ジ−ｎ−ペンチルフタレート）型エポキシ樹脂、トリスヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエンフェノール型エポキシ樹脂等が挙げられる。上記に挙げたエポキシ樹脂の中でも、下記式（８）〜（１１）で表されるエポキシ樹脂が特に好ましい。
【００５１】
【化２１】
（式中、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４、Ｒ２５、Ｒ２６、Ｒ２７、Ｒ２８はそれぞれ独立して水素原子、炭素数１〜４のアルキル基または下記式（９）を表し、
【００５２】
【化２２】
（式中、Ｒ２９は、水素原子または炭素数１〜４のアルキル基を表し、ｑは０〜２の整数であり、ｊ、ｌ、ｒはそれぞれ独立して０〜４の整数であり、ｋは０〜６の整数であり、Ｏおよびｐは０〜２の整数である）
【００５３】
【化２３】
（式中、Ｒ３０は１個の活性水素を有する有機化合物の残基であって、該有機化合物が活性水素基として水酸基のみを少なくとも１個含有する化合物または活性水素として水酸基のみを含有し、かつ不飽和２重結合含有基を同時に含有する不飽和アルコールから選ばれる１種または２種の混合物からなり、ｓおよびｔはそれぞれ、１〜１５、１〜３の整数である。）
【００５４】
【化２４】
（式中、Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３、Ｒ３４、Ｒ３５、Ｒ３６、Ｒ３７、Ｒ３８はそれぞれ独立して水素原子、炭素数１〜４のアルキル基を表し、ｕ、ｖ、ｗ、ｘはそれぞれ独立して０〜４の整数であり、ｙは０〜３の整数である）
式（８）で表されるエポキシ樹脂の中でも（株）プリンテック社製のＶＧ３１０１Ｌが好ましく、式（１０）で表されるエポキシ樹脂の中でもダイセル化学工業（株）社製のＥＨＰＥ−３１５０が好ましく、式（１１）で表されるエポキシ樹脂の中でもジャパンエポキシレジン（株）社製のエピコート８２８、エピコート８３４、エピコート１００１が好ましい。
【００５５】
感光性樹脂組成物における、成分（Ｃ）の構成割合は、成分（Ａ）の共重合体１００質量部に対して１〜５０質量部であり、低誘電性の面から好ましくは５〜４５質量部、さらに好ましくは１０〜４０質量部である。この構成割合が１質量部を下回るとパターン膜（硬化膜）の溶剤耐性が不十分になり、５０質量部を上回ると、共重合体との相溶性が悪化し、パターン膜の相分離が起こり、白濁や透明性の低下を招くおそれがある。
＜その他の添加成分＞
感光性樹脂組成物には、溶剤、硬化促進剤、コントラスト向上剤、密着性向上助剤、界面活性剤等の添加成分を配合することができる。
（溶剤）
溶剤の具体例としては、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等のエチレングリコールモノアルキルエーテル類、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モノエチルエーテルアセテート等のエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル等のジエチレングリコールジアルキルエーテル類、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等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル類、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プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、乳酸メチル、乳酸エチル等の乳酸エステル類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、メチルエチルケトン、２−ヘプタノン、シクロヘキサノン等のケトン類、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類、γ−ブチロラクトン等のラクトン類等が挙げられる。これらの溶剤は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
（硬化促進剤）
硬化促進剤は、前記成分（Ｃ）のエポキシ基と成分（Ａ）共重合体の側鎖のカルボキシル基との架橋反応を促進させることができる。硬化促進剤としては、例えば三新化学工業（株）製のサンエイドＳＩ−４５Ｌ、サンエイドＳＩ−６０Ｌ、サンエイドＳＩ−８０Ｌ、サンエイドＳＩ−１００Ｌ、サンエイドＳＩ−１１０Ｌ、サンエイドＳＩ−１５０Ｌ等の芳香族スルホニウム塩、サンアプロ（株）製のＵ−ＣＡＴ ＳＡ１０２、Ｕ−ＣＡＴ ＳＡ１０６、Ｕ−ＣＡＴ ＳＡ５０６、Ｕ−ＣＡＴ ＳＡ６０３、Ｕ−ＣＡＴ ５００２等のジアザビシクロウンデセン塩、サンアプロ（株）製のＣＰＩ−１００Ｐ、ＣＰＩ−１０１Ａ、ＣＰＩ−２００ｋ、ＣＰＩ−２１０ｓ等の光酸発生剤、四国化成工業（株）製のキュアゾール １Ｂ２ＰＺ等のイミダゾール類等が挙げられる。
【００５６】
硬化促進剤の構成割合は、成分（Ｃ）の１００質量部に対し、通常０．１〜１５質量部である。
（コントラスト向上剤）
感光性樹脂組成物には、コントラストの向上を目的として、前記式（５）または（６）で表されるフェノール性化合物を配合することができる。これらのフェノール性化合物のフェノール基は光が照射されない未露光部において、成分（Ｂ）の感光剤のジアゾ基とアゾカップリング反応を起こして成分（Ｂ）の溶解抑止効果を高める。その結果、これらフェノール性化合物を用いない場合に比べ、露光部と未露光部のアルカリ現像液への溶解性の差を大きくする（コントラストを大きくする）ことができるため、残膜率、解像度の向上を図ることができる。
【００５７】
コントラスト向上剤として添加されるフェノール性化合物として好ましくは、前記式（５ａ）、（５ｂ）、（５ｃ）、（６ａ）または（６ｂ）で表される化合物であり、通常共重合体１００質量部に対して、１〜２０質量部の量で用いられる。
（密着性向上助剤および界面活性剤）
感光性樹脂組成物には、必要に応じて密着性向上助剤、界面活性剤等をさらに配合することができる。密着性向上助剤の例としては、アルキルイミダゾリン、ポリヒドロキシスチレン、ポリビニルメチルエーテル、ｔ−ブチルノボラック、エポキシシラン、シランカップリング剤等が挙げられる。界面活性剤の例としては、例えばモメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン製のＴＳＦ−４３１、ＴＳＦ−４３３、ＴＳＦ−４３７、住友３Ｍ（株）製の＜ノベック＞ＨＦＥ、大日本インキ化学工業（株）製のメガファックＦ−４７７、Ｆ−４８３、Ｆ−５５４、ＴＦ−１４３４、ＴＥＧＯ製のＧｌｉｄｅ−４１０、Ｇｌｉｄｅ−４４０、Ｇｌｉｄｅ−４５０、Ｇｌｉｄｅ−Ｂ１４８４等が挙げられる。
＜感光性樹脂組成物の調製法＞
感光性樹脂組成物を調製するに際しては、前記成分（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）をはじめとする各成分を一括配合してもよいし、各成分を溶剤に溶解した後に逐次配合してもよい。また、配合する際の投入順序や作業条件は特に制約を受けない。例えば、全成分を同時に溶剤に溶解して樹脂組成物を調製してもよいし、必要に応じて各成分を適宜２つ以上の溶液としておいて、使用時（塗布時）にこれらの溶液を混合して感光性樹脂組成物として調製してもよい。
＜フラットパネルディスプレイおよび半導体デバイス＞
フラットパネルディスプレイおよび半導体デバイスは前記感光性樹脂組成物の有用な用途であり、感光性樹脂組成物を硬化したパターン膜、すなわち平坦化膜または層間絶縁膜を有する。平坦化膜および層間絶縁膜の形成に際しては、通常感光性樹脂組成物の溶液を基板上に塗布し、プリベイクを行って感光性樹脂組成物の塗膜を形成する。このとき、感光性樹脂組成物が塗布される基板は、ガラス、シリコンなど従来ＦＰＤ用または半導体デバイス形成用の基板など公知のいずれの基板であってもよい。基板はベアな基板でも、酸化膜、窒化膜、金属膜などが形成されていても、さらには回路パターン或いは半導体デバイスなどが形成されている基板であってもよい。また、プリベイクの温度は通常４０〜１４０℃で、時間は０〜１５分程度である。次いで、塗膜に所定のマスクを介してパターン露光を行った後、アルカリ現像液を用いて現像処理し、必要に応じリンス処理を行って、感光性樹脂組成物の膜を形成する。このようにして形成された膜は、全面露光された後、ポストベイクされてパターン膜が形成される。全面露光の際の露光量は、通常５００ｍＪ／ｃｍ２以上であればよい。また、ポストベイク温度は通常１５０〜２５０℃、好ましくは１８０〜２３０℃、ポストベイク時間は、通常３０〜９０分である。
【００５８】
感光性樹脂組成物を用いて形成されたパターン膜は、半導体デバイスや液晶表示装置、プラズマディスプレイなどのＦＰＤの平坦化膜或いは層間絶縁膜などとして利用される。なお、全面にパターン膜を形成する場合には、パターン露光、現像などは行わなくてよい。ここで平坦化膜と層間絶縁膜とは全く独立したものではなく、感光性樹脂組成物により形成されたパターン膜は、平坦化膜としても、層間絶縁膜としても利用し得るものである。そして、半導体デバイスなどにおいては、そのような膜は層間絶縁膜としても平坦化膜としても機能する。
【００５９】
前記パターン膜の形成において、感光性樹脂組成物の塗布方法としては、スピンコート法、ロールコート法、ランドコート法、スプレー法、流延塗布法、浸漬塗布法、スリット塗布法など任意の方法を用いればよい。また、露光に用いられる放射線としては、例えばｇ線、ｈ線、ｉ線などの紫外線、ＫｒＦエキシマレーザー光或いはＡｒＦエキシマレーザー光などの遠紫外線、Ｘ線、電子線などが挙げられる。
【００６０】
現像法としては、パドル現像法、浸漬現像法、揺動浸漬現像法、シャワー式現像法など従来フォトレジストを現像する際に用いられている方法によればよい。また現像剤としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、珪酸ナトリウムなどの無機アルカリ、アンモニア、エチルアミン、プロピルアミン、ジエチルアミン、ジエチルアミノエタノール、トリエチルアミンなどの有機アミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドなどの第四級アミンなどを所定の濃度に調整した水溶液を用いることができる。
【実施例】
【００６１】
以下、合成例、実施例および比較例を挙げて前記実施形態をさらに具体的に説明する。なお「部」および「％」は、特に断りがない限り全て質量基準である。以下に各実施例および各比較例で用いた測定方法および評価方法を示す。
＜重量平均分子量＞
重量平均分子量（Ｍｗ）は、東ソー（株）製ゲルパーミエーションクロマトグラフィー装置ＨＬＣ−８２２０ＧＰＣを用い、カラムとして昭和電工（株）製ＳＨＯＤＥＸ Ｋ８０１を用い、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を溶離液とし、ＲＩ検出器により測定して分子量既知のポリスチレン標準体により得られる検量線を用いた換算により求めた。
〔合成例１、共重合体Ａ−１の合成〕
温度計、攪拌機および冷却管を備えた１０００ｍＬの４つ口フラスコに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２４９．５ｇ仕込み、窒素置換した後、オイルバスで液温が８０℃になるまで昇温した。
【００６２】
他方、イタコン酸ジメチル（ＤＭＩ）３７．７ｇ、メタクリル酸（ＭＡＡ）２５．０ｇ、α−メチルスチレン（α−Ｓｔ）３７．３ｇ、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート〔日油（株）製の過酸化物重合開始剤〕３．０ｇおよびＰＧＭＥＡ４７．５ｇを予め均一混合したもの（滴下成分）を２時間かけて滴下ロートより等速滴下した後、同温度にて８時間維持し、共重合体Ａ−１を得た。
〔合成例２〜１６、共重合体Ａ−２〜１６〕
表１または表２に記載した仕込み種および量、滴下および重合温度を変更した以外は合成例１と同様の手法にて共重合体Ａ−２〜Ａ−１６の合成を行った。
〔比較合成例１〜４、共重合体Ａ−１７〜Ａ−２０〕
表２に記載した仕込み種および量、滴下および重合温度を変更した以外は合成例１と同様の手法にて共重合体Ａ−１７〜Ａ−２０の合成を行った。
【００６３】
【表１】
【００６４】
【表２】
表１および表２における略号の意味は次の通りである。
【００６５】
ＤＭＩ：イタコン酸ジメチル
ＤＥＩ：イタコン酸ジエチル
ＤＢＩ：イタコン酸ジブチル
ＤｃＨＩ：イタコン酸ジシクロヘキシル
ＤｅＨＩ：イタコン酸ジエチルヘキシル
Ｓｔ：スチレン
α−Ｓｔ：α−メチルスチレン
ＭＡＡ：メタクリル酸
ＡＡ：アクリル酸
ＨＥＭＡ：メタクリル酸ヒドロキシエチル
ＨＰＭＡ：メタクリル酸ヒドロキシプロピル
ＬＭＡ：メタクリル酸ラウリル
ＭＭＡ：メタクリル酸メチル
ＣＨＭＡ：メタクリル酸シクロヘキシル
パーヘキシルＯ：ｔ−ヘキシルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、日油（株）製の過酸化物系重合開始剤
パーブチルＯ：ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、日油（株）製の過酸化物系重合開始剤
ＡＩＢＮ：２，２’−アゾビスイソブチロニトリル〔アゾ系重合開始剤、和光純薬工業（株）製〕
ＰＧＭＥＡ：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
＜実施例１−１＞
合成例１で得られた共重合体Ａ−１を１００ｇ、前記式（６ａ）で表される化合物と１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルフォニルクロライドとのエステル化物２５．０ｇ、ＥＨＰＥ−３１５０〔エポキシ樹脂、エポキシ基は平均１５個、ダイセル化学工業（株）製〕４０．０ｇ、コントラスト向上を目的に前記式（６ａ）で表される化合物１０．０ｇ、架橋促進剤としてＣＩＰ−２１０Ｓ〔サンアプロ（株）製〕１．０ｇ、回転塗布の際にレジスト膜上にできる放射線状のしわ、いわゆるストリエーションを防止するため、さらにフッ素系界面活性剤、メガファックＦ−４８３〔ＤＩＣ（株）製〕を０．５ｇを適量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（ＰＧＭＥＡ）に溶解させて攪拌した後、０．２μｍのフィルターで濾過して、感光性樹脂組成物を調製した。
（薄膜パターンの形成）
上記の感光性樹脂組成物を４インチシリコンウエハー上に回転塗布し、１００℃、９０秒間ホットプレートにてベーク後、約３．３μｍ厚の薄膜（Ａ）を得た。この薄膜にキヤノン（株）製ｇ＋ｈ＋ｉ線マスクアライナー（ＰＬＡ−５０１Ｆ）にてラインとスペース幅が１：１となった種々の線幅およびコンタクトホールのテストパターンを最適露光量で露光し、０．４質量％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液で２３℃、６０秒間現像することで、ラインとスペース幅が１：１のライン＆スペースパターンおよびコンタクトホールパターンが形成された薄膜（Ｂ）を得た。この薄膜（Ｂ）をＰＬＡ−５０１Ｆにて全面露光した後、オーブン中で２２０℃、６０分間加熱することによりポストベーク処理を行い、約３．０μｍ厚のパターン付き薄膜（パターン膜）を得た。
（残膜率の評価）
上記の手法にて得られた薄膜（Ａ）、薄膜（Ｂ）の膜厚より以下の式より残膜率を算出した。
【００６６】
残膜率（％）＝〔薄膜（Ｂ）の膜厚（μｍ）/薄膜（Ａ）の膜厚（μｍ）〕×１００
（現像性の評価）
上記で作製したパターンの中で、３、５、１０μｍのホールパターンをＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）にて観察した。いずれのサイズのホール内部にも残渣が見られる場合には×、５および１０μｍのホール内部には残渣は見られないが、３μｍのホール内部における基板のホールの界面付近に残渣が見られる場合には△、いずれのサイズのホール内部にも残渣が見られない場合には○として現像性を評価した。その結果を表３〜表５に示した。
（誘電率の評価）
ＰＬＡ−５０１Ｆにてテストパターンを露光しない以外は上記と同様の操作を行うことにより、パターンのない、３．０μｍ厚の薄膜を４インチシリコンウエハー上に得た。この薄膜上に電極を形成し、室温、１０ｋＨｚにおける条件で、安藤電気（株）製ＬＣＲメータ（ＡＧ−４３１１）を用いて得られた静電容量から誘電率を算出した。その結果を表３〜表５に示した。
（透過率の評価）
縦７０ｍｍ、横７０ｍｍサイズの石英ガラス基板を用い、テストパターンを露光しない以外は上記と同様の操作を行うことにより、パターンのない薄膜をガラス基板上に得た。この薄膜の４００ｎｍにおける透過率を、紫外−可視光分光光度計ＣＡＲＹ４Ｅ（バリアン（株）製）を用いて測定した。その結果を表３〜表５に示した。
（耐溶剤性の評価）
透過率の評価と同様の操作を行うことで得たガラス基板を、ＲｅｍｏｖｅｒＮ−３２１〔ナガセケムテックス（株）製〕中に６０℃、１分間浸漬した後、純水リンスを行い、２００℃、１５分間の再ベーク処理を行った。そして、溶剤浸漬前の透過率と再ベーク処理後の透過率差が２％未満のものについては○、透過率差が２〜４％のものについては△、透過率差が４％を超えるものを×として評価した。その結果を表３〜表５に示した。
＜実施例１−２、１−３および２−１〜２−２４＞
表３〜表５に示した成分（Ａ）の共重合体、成分（Ｂ）のエステル化物、成分（Ｃ）のエポキシ化合物およびその他添加剤等を用いること以外は実施例１−１と同様の操作を行うことにより、感光性樹脂組成物を調製した。この感光性樹脂組成物について、実施例１−１と同様の物性を評価し、それらの結果を表３〜表５に示した。表３〜表５中の略号を次に示す。
【００６７】
ＶＧ３１０１Ｌ：エポキシ樹脂（エポキシ基は３個、（株）プリンテック製）
エピコート８２８：エポキシ樹脂（エポキシ基は２個、ジャパンエポキシレジン（株）製）
＜比較例１〜４＞
表５に示した成分（Ａ）の共重合体、成分（Ｂ）のエステル化物、成分（Ｃ）のエポキシ化合物およびその他添加剤等を用いること以外は実施例１−１と同様の操作を行うことにより、感光性樹脂組成物を調製した。この感光性樹脂組成物について、実施例１−１と同様の物性を評価し、それらの結果を表５に示した。
【００６８】
【表３】
【００６９】
【表４】
【００７０】
【表５】
表３〜表５に示した結果より、実施例１−１〜１−３、実施例２−１〜２−２４においては、パターン膜を形成する現像工程において現像残渣がなく、高温ベーキング後においても光透過率、耐溶剤性等の塗膜物性を損なうことなく、現像性および低誘電特性に優れていることを確認することができた。なお、実施例１−１〜１−３、実施例２−１〜２−２４においては、表３〜表５に示されていないがパターン膜の平坦性も良好であった。
【００７１】
一方、比較例１では成分（Ａ）共重合体に構成単位（ａ１）が含まれていないことから、現像性の悪化および低誘電特性の悪化が観られた。比較例２では、成分（Ａ）の共重合体に構成単位（ａ１）および（ａ２）が含まれていないことから、現像性の悪化および低誘電特性の悪化が観られた。比較例３では、構成単位（ａ１）が成分（Ａ）の共重合体中に過度に含有、構成単位（ａ３）が成分（Ａ）の共重合体中において過度に減量、（ａ１）＋（ａ２）が成分（Ａ）の共重合体中に過度に含有されるため、低誘電性には優れるものの、現像性の低下が観られた。比較例４では構成単位（ａ１）が成分（Ａ）の共重合体中において過度に減量、（ａ１）＋（ａ２）が成分（Ａ）の共重合体中に過度に減量されているため、残膜率、低誘電性の低下が観られた。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成分（Ａ）、下記に示す成分（Ｂ）および成分（Ｃ）からなり、各成分の構成割合が成分（Ａ）１００質量部に対して成分（Ｂ）５〜５０質量部および成分（Ｃ）１〜５０質量部である感光性樹脂組成物であって、
前記成分（Ａ）は下記式（１）で表されるイタコン酸ジエステル単量体から誘導される構成単位（ａ１）、下記式（２）で表される芳香族ビニル単量体から誘導される構成単位（ａ２）および下記式（３）で表されるα，β−不飽和カルボン酸単量体から誘導される構成単位を有する共重合体であり、構成単位（ａ１）と構成単位（ａ２）の合計量に対して構成単位（ａ１）が１５〜９５質量％、構成単位（ａ２）が５〜８５質量％であると共に、構成単位（ａ１）と構成単位（ａ２）の合計量１００質量部に対して構成単位（ａ３）が５〜１５０質量部であることを特徴とする感光性樹脂組成物。
【化１】
（式中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立して炭素数１〜８の直鎖アルキル基、炭素数３〜８の分岐アルキル基、炭素数４〜１２のシクロアルキル基）
【化２】
（式中、Ｒ３およびＲ４は、それぞれ独立して水素原子またはメチル基）
【化３】
（式中のＲ５は水素原子またはメチル基）
成分（Ｂ）：多官能フェノール性化合物とキノンジアジド化合物とをエステル化反応させて得られる、キノンジアジド基を有するエステル化物。
成分（Ｃ）：エポキシ基を有する架橋性化合物。
【請求項２】
前記成分（Ａ）は、構成単位（ａ１）、構成単位（ａ２）および構成単位（ａ３）に加えて下記式（４）で表される（メタ）アクリル酸エステル単量体から誘導される構成単位（ａ４）を、構成単位（ａ１）と構成単位（ａ２）の合計量１００質量部に対して５〜１４０質量部有する共重合体であることを特徴とする請求項１に記載の感光性樹脂組成物。
【化４】
（式中のＲ６は水素原子またはメチル基、Ｒ７は炭素数１〜１２の直鎖アルキル基、炭素数３〜１２の分岐アルキル基、炭素数６〜１２のアリール基、ベンジル基、炭素数1〜１２のヒドロキシアルキル基または主環構成炭素数３〜１２の脂環式炭化水素基）
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の感光性樹脂組成物から得られるパターン膜を有するフラットパネルディスプレイ。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の感光性樹脂組成物から得られるパターン膜を有する半導体デバイス。
【請求項１】
成分（Ａ）、下記に示す成分（Ｂ）および成分（Ｃ）からなり、各成分の構成割合が成分（Ａ）１００質量部に対して成分（Ｂ）５〜５０質量部および成分（Ｃ）１〜５０質量部である感光性樹脂組成物であって、
前記成分（Ａ）は下記式（１）で表されるイタコン酸ジエステル単量体から誘導される構成単位（ａ１）、下記式（２）で表される芳香族ビニル単量体から誘導される構成単位（ａ２）および下記式（３）で表されるα，β−不飽和カルボン酸単量体から誘導される構成単位を有する共重合体であり、構成単位（ａ１）と構成単位（ａ２）の合計量に対して構成単位（ａ１）が１５〜９５質量％、構成単位（ａ２）が５〜８５質量％であると共に、構成単位（ａ１）と構成単位（ａ２）の合計量１００質量部に対して構成単位（ａ３）が５〜１５０質量部であることを特徴とする感光性樹脂組成物。
【化１】
（式中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立して炭素数１〜８の直鎖アルキル基、炭素数３〜８の分岐アルキル基、炭素数４〜１２のシクロアルキル基）
【化２】
（式中、Ｒ３およびＲ４は、それぞれ独立して水素原子またはメチル基）
【化３】
（式中のＲ５は水素原子またはメチル基）
成分（Ｂ）：多官能フェノール性化合物とキノンジアジド化合物とをエステル化反応させて得られる、キノンジアジド基を有するエステル化物。
成分（Ｃ）：エポキシ基を有する架橋性化合物。
【請求項２】
前記成分（Ａ）は、構成単位（ａ１）、構成単位（ａ２）および構成単位（ａ３）に加えて下記式（４）で表される（メタ）アクリル酸エステル単量体から誘導される構成単位（ａ４）を、構成単位（ａ１）と構成単位（ａ２）の合計量１００質量部に対して５〜１４０質量部有する共重合体であることを特徴とする請求項１に記載の感光性樹脂組成物。
【化４】
（式中のＲ６は水素原子またはメチル基、Ｒ７は炭素数１〜１２の直鎖アルキル基、炭素数３〜１２の分岐アルキル基、炭素数６〜１２のアリール基、ベンジル基、炭素数1〜１２のヒドロキシアルキル基または主環構成炭素数３〜１２の脂環式炭化水素基）
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の感光性樹脂組成物から得られるパターン膜を有するフラットパネルディスプレイ。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の感光性樹脂組成物から得られるパターン膜を有する半導体デバイス。
【公開番号】特開２０１１−８１３０２（Ｐ２０１１−８１３０２Ａ）
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３５１６６（Ｐ２００９−２３５１６６）
【出願日】平成２１年１０月９日（２００９．１０．９）
【出願人】（０００００４３４１）日油株式会社 (896)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月９日（２００９．１０．９）
【出願人】（０００００４３４１）日油株式会社 (896)
【Ｆターム（参考）】
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