JPH09268228A - 紫外線硬化性組成物およびこれを用いた硬化物パターンの形成方法 - Google Patents

紫外線硬化性組成物およびこれを用いた硬化物パターンの形成方法

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JPH09268228A
JPH09268228A JP8078893A JP7889396A JPH09268228A JP H09268228 A JPH09268228 A JP H09268228A JP 8078893 A JP8078893 A JP 8078893A JP 7889396 A JP7889396 A JP 7889396A JP H09268228 A JPH09268228 A JP H09268228A
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Robaato Haakunesu Buraian
ブライアン・ロバート・ハークネス
Kasumi Takeuchi
香須美 竹内
Mamoru Tachikawa
守 立川
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 硬化に伴う重量減少が非常に少なく、低い強
度の紫外線による硬化が可能で、かつ耐熱性を有する硬
化物を与える紫外線硬化性組成物、及びこれを利用した
パターン形成方法を提供する。 【解決手段】 紫外線の作用により塩基を発生する塩基
発生物質であるＮ−置換４−（ｏ−ニトロフェニル）ジ
ヒドロピリジン類と、この塩基の作用で水酸基と反応し
てケイ素酸素結合（Ｓｉ−Ｏ）と水素分子（Ｈ2 ）を形
成しうるケイ素水素結合（Ｓｉ−Ｈ）を有するシリコー
ン重合体分子とを含む硬化性組成物。この組成物に紫外
線を照射して硬化させる。この紫外線照射時に上記組成
物の被膜と紫外線源の間にマスクを置き、未硬化の組成
物を溶解除去してパターン形成をする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば半導体装
置の絶縁膜などの製造に使用される紫外線硬化性ケイ素
含有樹脂組成物と、これを利用したシリコーン硬化物お
よび無機ケイ素酸化物のパターン形成方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】ケイ素に直接結合した水素原子と水、ア
ルコール、シラノール等の水酸基が反応し、水素分子と
ケイ素酸素結合即ち、Ｓｉ−Ｏ、を生成することは、ケ
イ素化学及びシリコーン工業においては周知の事実であ
る。（Chemistry and Technology of Silicones , 2nd
edition, P. 90. Walter Noll, Academic Press, Inc.
(London) Ltd. 1968 ; Organosilicon Compounds , P.
200. C. Eaborn, Butterworths Scientific Publicatio
ns (London) 1960）この反応は高温に於ては無触媒でも
進行するが、白金、パラジウム等の遷移金属触媒、アル
カリ金属の水酸化物、アミン等の塩基性触媒、および錫
化合物等のルイス酸触媒の存在下でより容易に進行する
ことが広く知られている。また、この反応を利用したＳ
ｉ−Ｈ及びＳｉＯＨの関与する架橋反応をシリコーンの
室温硬化反応に用いることが提案されている。（Chemis
try and Technology of Silicones , P. 205, P.397)
【０００３】紫外線の作用を用いる樹脂の硬化反応およ
びこれに関連した技術に関してはすでに成書に詳しい
（例えば、山岡亜夫、森田浩著 感光性樹脂、共立出
版、１９８８年参照；Encyclopedia of Polymer Scienc
e and Engineering, Volume 9, PP. 97-138, Lithograp
hic Resists, Wiley-Interscience (Yew York) 1985 ;
野々垣三郎著 微細加工とレジスト、共立出版、１９８
７年等を参照）。紫外線の作用を用いる樹脂の硬化の例
としては、橋かけ反応および重合反応によるものがあ
る。具体的には、前者の例としてはケイ皮酸化合物の光
二量化反応を利用するもの、メルカプト基とオレフィン
との反応を利用するもの、ジアゾ基あるいはアジド基を
感光基とするものがあり、後者としては、アクリロイル
基、メタクリロイル基等の官能基と紫外線によりラジカ
ルを発生する重合開始剤とを組み合わせる方法、紫外線
照射によりカチオン重合開始剤を発生させこれによりエ
ポキシ基、ラクトン、活性ビニル基等のカチオン重合を
行なう方法等がある。
【０００４】紫外線の照射により酸を発生する酸発生物
質を用い、このようにして生成した酸の触媒作用により
架橋形成反応あるいは重合反応を引き起こす硬化方法が
ある。この方法には酸発生物質としてアリールジアゾニ
ウム塩を用いるもの、ジアリールヨードニウム塩、ある
いはトリアリールスルホニウム塩、あるいはトリアリー
ルセレノニウム塩を用いるもの、ジアルキルフェナシル
スルホニウム塩、ジアルキル−４−ヒドロキシフェニル
スルホニウム塩を用いるもの、スルホン酸エステルを用
いるもの、鉄−アレ−ン化合物を用いるもの、シラノー
ル−アルミニウム錯体を用いるもの等があり、具体的に
は、紫外線の作用によりフッ化ホウ素等のルイス酸を発
生させ、エポキシ樹脂を硬化するもの（S. I. Schlesin
ger ; Polym. Eng. Sci., 14, 513 (1974) ; G. Smets,
A. Aerts, J. Van Erum ; Polym. J., 12, 539 (198
0) ）、紫外線の作用により酸を発生する物質と特定の
シロキサンの組み合わせによるケイ酸ガラス薄膜の製造
方法（特開平６−８０８７９、Jpn. J. Appl. Phys. Vo
l. 32 (1993) pp. 6052-6058) 、アルミニウム化合物と
ｏ−ニトロペンゾイロキシケイ素化合物を用いるエポキ
シ樹脂の光硬化技術（S. Hayase, T. Ito, S. Suzuki,
M. Wada ; J. Polym. Chem. Ed., 20, 3155 (1982) ; i
bid, 19, 2185 (1981) ; S. Hayase, Y. Onishi, S. Su
zuki, M. Wada; Macromolecules, 18, 1799 (1985),特
開昭５８−１７４４１８）等を例示することができる。
【０００５】さらに、最近、活発に研究されている技術
に、紫外線の照射により塩基を発生する塩基発生物質を
用いて硬化反応を図ろうとする研究がある。この方法で
使用される紫外線の照射により塩基を発生する塩基発生
物質としてはｏ−ニトロベンジルカルバメイト化合物
（M. R. Winkle, K. A. Graziano, J. Photopolym. Sc
i. Technol. 1990, 3, 419 ; J. F. Cameron, J. M. J.
Frechet, J. Am. Chem.Soc. 1991, 113, 4303 ; J. M.
Frechet, J. F. Cameron, Polym. Mater. Sic.Eng. 6
4, 55 (1991)）、金属アンミン錯体（例えば、S. K. We
it, C. Kutal, R.D. Allen, Chem. Mater. 4, 453-457
(1992) ）および４−（ｏ−ニトロフェニル）ジヒドロ
ピリジン類（独国特許ＤＥ−ＰＳ １９ ２３ ９９
０）等の有機、無機含窒素化合物があり、紫外線照射に
より、有機アミン、アンモニアあるいは４級アンモニウ
ム水酸化物を発生する。紫外線の作用により塩基を発生
する物質を利用して硬化を図る具体例としては、発生す
る塩基性触媒によりフェノール樹脂−エポキシ架橋剤−
メラミン硬化剤等からなる組成物を硬化させるもの（EP
0555749 A1 ; J. M. Frechet, J. F. Cameron, Polym.
Mater. Sic. Eng. 64,55 (1991) ; およびC. Kutal, C.
G. Willson, J. Electrochem. Soc. 134, 2280-2285
(1987))とポリ（シルセスキオキサン）のみ、及びこれ
とテトラフェノキシシランよりなる組成物を硬化させる
もの（特開平６−１４８８８７）、また、シロキサンポ
リマーと塩基発生剤を用いる感光性樹脂組成物およびこ
れを使用したパターン形成方法（特開平６−２７３９３
６）が報告されている。
【０００６】これらの方法により架橋が生じた硬化部分
は、未硬化の部分と比較し、一般に、溶媒への溶解性が
大幅に減少するので、この性質を利用し、描画を行なう
ことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記の硬化反応のう
ち、ケイ皮酸化合物の光二量化反応を利用するもの、ジ
アゾ基あるいはアジド基を感光基とするもの、オレフィ
ンへのメルカプタンの付加反応を利用するもの、アクリ
ロイル基、メタクリロイル基等の官能基の重合によるも
のでは、いずれも生成する架橋基の熱安定性が低く、こ
の種の方法では高温での使用あるいは加工には耐えられ
る硬化物は得られない。又、ケイ皮酸化合物の二量化反
応、ジアゾ基あるいはアジド基から発生するラジカルを
利用した反応は光反応にたいして当量反応であり（即
ち、増幅作用がない）、低い強度の（即ち、フォトンの
数の少ない）紫外線を用いる硬化には不適当な方法であ
る。これに加え、オレフィンへのメルカプタンの付加反
応を利用する方法では、メルカプタン由来の悪臭および
腐食性の問題があり、アクリロイル基、メタクリロイル
基等の官能基のラジカル重合による硬化方法では空気
（酸素）による硬化阻害が起こるという欠点がある。
【０００８】光照射により酸を発生する物質を用いる硬
化方法では一般的に、１）発生した酸が架橋反応の触媒
として作用するため、紫外線の強度が低くとも架橋反応
では増幅効果がある、２）ラジカル反応の場合と異なり
酸素硬化阻害がない、等の利点がある反面、３）酸のた
めに基質の腐食がおきやすい、４）イオン性残存物のた
め、硬化物の電気特性に問題がある、等の欠点がある。
又、この方法は酸触媒による重合反応が可能な系、すな
わち、一般的にはエポキシ基、アクリル基等に限定され
る。例外として、紫外線の作用により酸を発生する物質
と特定のシロキサンの組み合わせによるケイ酸ガラス薄
膜の製造に関する報告（特開平６−８０８７９；Jpn.
J. Appl. Phys. Vol. 32 (1993) pp. 6052-6058）があ
るが、この方法では第一に非常に特殊なポリシロキサン
を必要とし、また、第二に架橋反応による重量減少が非
常に大きいという欠点がある。この第二の欠点は、硬化
時のピンホールの形成、クラックの発生等、保護コーテ
ィング、絶縁コーティング、平坦化コーティング用途に
おいては致命的な問題を生じる。
【０００９】紫外線の照射により塩基を発生する塩基発
生物質を用いる硬化方法では、１）発生した塩基が架橋
反応の触媒として作用するため、紫外線の強度が低くと
も架橋反応での増幅効果がある、２）ラジカル反応の場
合と異なり酸素阻害がない、等の利点があり、又、酸を
用いる方法と比較して、基板に対する腐食性の問題が少
ないという利点がある。しかしながら、これを実際に応
用したものとしては、フェノール樹脂、エポキシ架橋
剤、メラミン硬化剤等からなる組成物を硬化させる例
（ＥＰ０５５５７４９Ａ１）及びポリ（シルセスキオキ
サン）あるいはポリ（シルセスキオキサン）とテトラフ
ェノキシシランよりなる組成物を硬化させる例（特開平
６−１４８８８７）及びシロキサンポリマーと塩基発生
物質よりなる硬化性組成物の例（特開平６−２７３９３
６）があるのみで、その応用は、非常に限られている。
これらのうち、第一のものはエポキシ基の関与する有機
樹脂の硬化反応に関するものであり、この方法によって
得られる硬化物はシリコーン類と比べ熱安定性が低い。
第二の例の技術に於ては、光により発生するアミン化合
物によるポリ（シルセスキオキサン）の硬化反応では感
度（Ｄ５０：現像残膜率５０％照射量）は、２５mJ／cm
2 であり、四官能性シランモノマーを加えた系において
も６０mJ／cm2 （いずれも２４８nmに於ける値）と、は
なはだ低い。この技術に関する記述によれば、硬化は
水、アルコール、あるいはフェノールを副生する縮合反
応に由来すると考えられ、硬化に伴う重量減少が大き
い。第三の報告に示された例では、感度（Ｄ５０）の報
告はないが、照射量は１００mJ／cm2 から３００mJ／cm
2 （３６５nm）であり、感度が低い。この場合に於て
も、硬化は水、あるいはアルコールを副生する縮合反応
によるものと考えられ、硬化に伴う重量減少および収縮
は少なくない。上記の二例のいずれにおいても感度がは
なはだ低い理由はこれらの技術に用いられる塩基発生物
質から生じるアミン類の塩基性が低く、上記の縮合反応
がおそいためと推測される。
【００１０】本発明は上記の問題点を克服するためにな
されたものであり、故に、本発明の目的は、硬化に伴う
重量減少が非常に少なく、空気あるいは酸素による硬化
阻害がなく、低い照射量の紫外線で効率よく硬化し、パ
ターン形成に於て高い解像度を与え、かつ、パターン形
成後の熱処理により、優れた耐熱性を有する硬化物パタ
ーンを与える紫外線硬化性組成物並びに硬化物パターン
の形成方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明の目的を達成す
るため、本発明に係わる発明者は鋭意検討を重ね以下の
発明に達した。即ち、本発明の第１の態様は（イ）紫外
線の作用により塩基を発生する塩基発生物質と、（ロ）
その塩基の作用で水酸基（ＯＨ）と反応しケイ素酸素結
合（Ｓｉ−Ｏ）と水素分子（Ｈ2 ）を形成可能なケイ素
水素結合（Ｓｉ−Ｈ）を有する重合体分子よりなる硬化
性組成物である。この組成物に紫外線を照射することに
より、照射部位に塩基性化合物を発生させ、もし、ケイ
素−酸素結合を形成する反応が十分速い場合にはこのま
まで、そうでない場合には、塩基触媒による架橋反応を
促進させるため、適当な温度で加熱し、こうして、この
組成物の初期硬化を達成することができる。この場合、
上記の操作を相対湿度１０％以上の雰囲気下で行なうこ
とにより、雰囲気中の水が組成物に浸入し上記の架橋反
応に関与する。
【００１２】本発明の第１の態様の硬化性組成物におい
て紫外線の作用により塩基を発生する塩基発生物質をＮ
−置換４−ｏ−ニトロフェニルジヒドロピリジン類から
選ばれた少なくとも１種とし、塩基発生物質を硬化性組
成物の全重量に対し、０．０１〜２０wt％の範囲で含
む。組成物に紫外線を照射することにより発生する塩基
は、水酸基（ＯＨ）とケイ素水素結合（Ｓｉ−Ｈ）より
ケイ素酸素結合（Ｓｉ−Ｏ）と水素分子（Ｈ2 ）とを形
成する反応に関して触媒的に作用するため、該塩基発生
物質は該組成物中の上記ケイ素水素結合（Ｓｉ−Ｈ）に
対して触媒量添加されていればよい。しかしながら、添
加量が少な過ぎると、硬化反応が遅くなり、一方、添加
量が多すぎると硬化前の組成物の物性が脆弱になった
り、硬化後の組成物の物性が損なわれたりする。故に、
硬化性組成物および硬化物の物性及び硬化速度を考慮す
ると前記塩基発生物質を硬化性組成物の全重量に対し、
好ましくは０．０５〜１０％の範囲で、さらに好ましく
は０．１〜５％の範囲で含むものがよい。
【００１３】前記紫外線の作用により塩基を発生する塩
基発生物質を具体的に例示すると、Ｎ−置換４−（ｏ−
ニトロフェニル）ジヒドロピリジン化合物が挙げられ
る、これはジヒドロピリジンの１位に炭化水素基が結合
しているものである。
【００１４】これらの塩基発生物質のうち、製造、取り
扱いの容易さ、および光分解性の良さおよび生成塩基の
触媒活性の高さを考慮すると、Ｎ−置換４−（ｏ−ニト
ロフェニル）ジヒドロピリジン類のうちジヒドロピリジ
ンの１位にアルキル、アルケニル、アリール、アラルキ
ルから選ばれた置換基が、２位と６位に炭素数１〜３の
炭化水素基が、３位と５位に炭素数１〜４のアルコキシ
基から選ばれたアルコキシカルボニル基が結合している
ものから選ばれるものが好適であり、これらは好ましく
は組成物の０．０５から１０wt％含まれるものがよく、
さらに好ましくは０．１から５wt％含まれるものがよ
い。これらのうち特に好ましいものとして、Ｎ−置換４
−（ｏ−ニトロフェニル）ジヒドロピリジン類のうちジ
ヒドロピリジンの１位にメチル基、エチル基あるいはベ
ンジル基が、２位と６位にメチル基又はエチル基が、３
位と５位に炭素数１〜４のアルコキシ基から選ばれたア
ルコキシカルボニル基が結合しているものがある。４−
（ｏ−ニトロフェニル）ジヒドロピリジン類は、従来、
光分解性塩基発生物質としてよく知られているｏ−ニト
ロベンジルカーバメイト化合物と比較して光分解を起こ
す紫外線の波長が長く、３００nmと４００nmの間にあ
り、また、光分解速度が非常に速く、かつ、生成する塩
基が４級アンモニウム水酸化物であり、カーバメイト化
合物から生じるアミン化合物と比較し前記ケイ素水素結
合（Ｓｉ−Ｈ）と水酸基の反応に対する触媒活性がたか
い。
【００１５】本発明の第１の態様の硬化性組成物におい
て、前記ケイ素水素結合（Ｓｉ−Ｈ）を有する重合体分
子はその骨格構成が下記一般式（１）で示されるシリコ
ーン重合体分子である。式中、Ｒ2 ＳｉＯ2/2 、および
ＲＳｉＯ3/2 中のＲはそれぞれ独立に水素原子及び炭素
数１〜８の炭化水素基およびその誘導体から選ばれるモ
ノラジカルである。ただしＲＳｉＯ3/2 のうちＲが水素
原子であるもの及びＲ 2 ＳｉＯ2/2 のうちＲの一方また
は両方が水素原子であるものの和がａ＋ｂの５％以上で
ある。Ｒ2 ＳｉＯ2/2 、およびＲＳｉＯ3/2 のケイ素原
子に結合している２価の酸素原子のうちそれぞれ少なく
とも１つは、他のケイ素に結合してシロキサン結合を形
成しているが、残りの酸素原子は他のケイ素に結合して
シロキサン結合を形成していても、メチル基あるいはエ
チル基に結合してアルコキシ基を形成しても、あるいは
水素に結合してシラノール基を形成してもよい。一般式
（１）で表されるシリコーン重合体分子において、０≦
ａ≦１，０≦ｂ≦１であり、但し、ａとｂは同時に０と
はならない。 （Ｒ2 ＳｉＯ2/2)a ( ＲＳｉＯ3/2)b （１）
【００１６】具体的には、Ｒ2 ＳｉＯ2/2 のＲ2 Ｓｉと
してはジメチルシリレン、メチルハイドロジェンシリレ
ン、メチルフェニルシリレン、メチルビニルシリレン、
メチル（１，１，１−トリフルオロプロピル）シリレ
ン、メチルエチルシリレン、ジフェニルシリレン、フェ
ニルハイドロジェンシリレン、フェニルビニルシリレン
を挙げることができる。ＲＳｉＯ3/2 のＲとしては水
素、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、シ
クロヘキシル、オクチル、トリフルオロプロピル、トリ
メチルシリルメチル、フェニル、パラートリル、メター
トリル、フェネチル、４−ビニルフェニル等がある。
【００１７】前記ケイ素水素結合（Ｓｉ−Ｈ）を有する
重合体分子で、ＨＳｉＯ3/2 を有するものを例示する
と、ジメチルジクロロシラン、メチルトリクロロシラ
ン、トリクロロシランを主な原料として、共加水分解に
よって製造されるレジン、ジメチルジクロロシラン、フ
ェニルトリクロロシラン、トリクロロシランを主な原料
として、共加水分解によって製造されるレジン、ジメチ
ルジクロロシラン、トリクロロシランを主な原料とし
て、共加水分解によって製造されるレジン、ジフェニル
ジクロロシラン、メチルトリクロロシラン、トリクロロ
シランを主な原料として、共加水分解によって製造され
るレジン、ジフェニルジクロロシラン、フェニルトリク
ロロシラン、トリクロロシランを主な原料として、共加
水分解によって製造されるレジン、ジフェニルジクロロ
シラン、トリクロロシランを主な原料として、共加水分
解によって製造されるレジン、ジフェニルシランジオー
ル、メチルトリクロロシラン、トリクロロシランを主な
原料として、加水分解と縮合反応によって製造されるレ
ジン、ジフェニルシランジオール、フェニルトリクロロ
シラン、トリクロロシランを主な原料として、加水分解
と縮合反応によって製造されるレジン、ジフェニルシラ
ンジオール、トリクロロシランを主な原料として、加水
分解と縮合反応によって製造されるレジン、ジフェニル
シランジオール、メチルトリメトキシシラン、トリメト
キシシランを主な原料として、縮合反応によって製造さ
れるレジンに代表される、いわゆる、Ｄ−Ｔレジン、フ
ェニルトリクロロシラン、トリクロロシランを主な原料
として、共加水分解によって製造されるレジン、メチル
トリクロロシラン、トリクロロシランを主な原料とし
て、共加水分解によって製造されるレジン、シクロヘキ
シルトリクロロシラン、トリクロロシランを主な原料と
して、共加水分解によって製造されるレジン、ｎ−ヘキ
シルトリクロロシラン、トリクロロシランを主な原料と
して、共加水分解によって製造されるレジン、４−ビニ
ルフェニルトリクロロシラン、トリクロロシランを主な
原料として、共加水分解によって製造されるレジン、ト
リクロロシランを主な原料として、加水分解によって製
造されるレジン、トリメトキシシランを主な原料とし
て、加水分解によって製造されるレジン、トリエトキシ
シランを主な原料として、加水分解によって製造される
レジンに代表されるポリ（ハイドロジェンシルセスキオ
キサン）型のレジンがある。
【００１８】前記ケイ素水素結合（Ｓｉ−Ｈ）を有する
重合体分子で、ＨＲＳｉＯ2/2 （ここで、Ｒは水素、炭
素数１〜８の炭化水素基から選ばれたもの）を有するも
のを例示すると、主鎖がメチルハイドロジェンシロキサ
ン（ＣＨ3(Ｈ）ＳｉＯ）とジフェニルシロキサン（Ｐｈ
2 ＳｉＯ）よりなるジフェニルシロキサンメチルハイド
ロジェンシロキサンコポリマーに代表される直鎖構造を
主な構成成分とするシリコーン重合物、メチルハイドロ
ジェンシロキサンの環状オリゴマー、フェニルハイドロ
ジェンシロキサンの環状オリゴマーに代表される環状シ
ロキサン化合物、メチルトリクロロシラン、ジクロロシ
ランを主な原料として、共加水分解によって製造される
レジン、フェニルトリクロロシラン、ジクロロシランを
主な原料として、共加水分解によって製造されるレジ
ン、メチルトリクロロシラン、メチルジクロロシランを
主な原料として、共加水分解によって製造されるレジ
ン、フェニルトリクロロシラン、メチルジクロロシラン
を主な原料として、共加水分解によって製造されるレジ
ン、メチルトリクロロシラン、フェニルジクロロシラン
を主な原料として、共加水分解によって製造されるレジ
ン、フェニルトリクロロシラン、フェニルジクロロシラ
ンを主な原料として、共加水分解によって製造されるレ
ジン等のＤＴを挙げることが出来る。
【００１９】レジン合成反応を行なうに当たって、上記
のシラン類とともに少量のトリメチルクロロシラン、ビ
ニルジメチルクロロシラン、ジメチルクロロシラン、
（４−ビニルフェニル）ジメチルクロロシラン等の、加
水分解により一般式Ｒ3 ＳｉＯ 1/2 で表されるいわゆる
Ｍ成分を与えうるシラン化合物を用いるとレジンの分子
量の調節を図ることができるとともに、ビニル基、４−
ビニルフェニル基等、反応性の官能基の導入も可能とな
る。また、四塩化ケイ素、オルトケイ酸メチルのような
加水分解によりＳｉＯ4/2 のいわゆるＱ成分を与えうる
シラン化合物を用いるとレジンの分子量及び硬さの調節
を図るこができる。
【００２０】本発明の第２の態様は、第１の態様の硬化
性組成物をさらに水酸基を有する架橋剤（ハ）を含むこ
とを特徴とする硬化性組成物である。ここで用いられる
水酸基を有する架橋剤は、前記ケイ素水素結合（Ｓｉ−
Ｈ）と反応してシロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）を形
成し前記シリコーン重合体分子間を架橋しうるもので、
シラン化合物で、分子当たりシラノール基（ＳｉＯＨ）
を少なくとも２個持つもの、シリコーン重合体分子で重
合体分子当たりシラノール基（ＳｉＯＨ）を少なくとも
平均２個持つもの、シリコーン重合体分子で分子当たり
シラノール基を少なくとも平均２個持つもの、及び水か
らなる群からえらばれるものである。
【００２１】前記シラン化合物で分子あたり少なくとも
２個のシラノールを持つものとしては、ジフェニルシラ
ンジオール、ジ（メタートリル）シランジオール、ジ
（パラートリル）シランジオール等のジ（アリール）シ
ランジオール、及びジ（シクロヘキシル）シランジオー
ルに代表される嵩高いアルキル基のジ（アルキル）シラ
ンジオールを挙げることができる。シリコーン重合体分
子で重合体分子当たり少なくとも平均２個のシラノール
基（ＳｉＯＨ）を持つものとしては、ジメチルシロキサ
ンのオリゴマー及びポリマーで両末端がシラノールで停
止されたもの、ジフェニルシロキサンのオリゴマーで両
末端がシラノールで停止されたもの、末端シラノール停
止のポリ（フェニルシルセスキオキサン）、末端シラノ
ール停止のポリ（メチルシルセスキオキサン）に代表さ
れるシラノール官能性のポリ（シルセスキオキサン）、
ジメチルシロキサン−メチルシルセスキオキサン共重合
レジンでシラノールを有するもの、ＳｉＯ4/2 で表され
るいわゆるＱユニットとＲ3ＳｉＯ1/2 で表されるＭユ
ニットよりなる、ＭＱレジンで、Ｒ3 ＳｉＯ1/2 の一部
あるいは全部が（ＨＯ）Ｒ2 ＳｉＯ1/2 で表されるシラ
ノールを有する置換基であるもの、ジフェニルシロキサ
ン−メチルシルセスキオキサン共重合レジンでシラノー
ルを有するもの、ジメチルシロキサン−フェニルシルセ
スキオキサン共重合レジンでシラノールを有するもの、
ジフェニルシロキサン−フェニルシルセスキオキサン共
重合レジンでシラノールを有するものに代表される、い
わゆる、Ｄ−Ｔレジンでシラノールを有するものがあ
る。又、本発明の第１の態様の（ロ）のケイ素水素結合
（Ｓｉ−Ｈ）を有するシリコーン重合体分子が重合体分
子当たり少なくとも平均２個のシラノール基（ＳｉＯ
Ｈ）を持つものである場合、このレジン自体がシリコー
ン重合体分子で重合体分子当たり少なくとも平均２個の
シラノール基（ＳｉＯＨ）を持つものとして作用する。
【００２２】本発明の第３の態様は第１の態様の硬化性
組成物を相対湿度１０％以上の雰囲気下で０℃から１０
０℃の間の温度において、前記硬化性組成物のコーティ
ングと紫外線源との間に遮蔽パターン（マスク）を置
き、照射を行ない、その後、必要に応じて、０℃から２
００℃の温度で１時間以内の時間処理（加熱、または常
温での放置）し、紫外線照射部位に生成した塩基性化合
物の触媒作用により、前記硬化性組成物中の水酸基（Ｏ
Ｈ）又は雰囲気中から前記硬化性組成物に侵入した水分
子とケイ素水素結合（Ｓｉ−Ｈ）からケイ素酸素結合
（Ｓｉ−Ｏ）と水素分子（Ｈ2 ）とを形成する反応の進
行を図り、これによって、架橋を形成し、この硬化性組
成物コーティング上への潜像を形成する。これを無機あ
るいは有機の溶剤に接触させることにより未硬化の硬化
性組成物を溶解除去し（現像）硬化物のネガテイブパタ
ーンを形成したのち、さらに加熱しシリコーンレジンの
硬化反応を促進し、これによりフォトマスクのネガテイ
ブに対応するシリコーン硬化物パターンを形成する方法
である。なお、ここで紫外線とは波長が２００nm以上４
００nm以下の光をいうものとする。紫外線の照射時間は
特に限定しないが、前記塩基発生物質を有効に利用する
ためには、照射時間はこの塩基発生物質のかなりの部
分、すなわち、１０％から１００％を分解し塩基性化合
物触媒とするのに十分な時間であることが好ましい。ま
た、ネガテイブパターンを形成したのちの加熱硬化の条
件は個々のレジンの性質に依存するが、有機レジンの場
合は５０℃から４００℃の範囲での加熱硬化が、また、
ポリ（ハイドロジェンシルセスキオキサン）に代表され
る無機レジンにおいては２００℃から１４００℃での加
熱硬化が適当である。
【００２３】本発明の第４の態様は第２の態様の硬化性
組成物を用いたパターニングおよびそのパターンの硬化
である。この場合は該硬化性組成物中に水酸基（ＯＨ）
がすでに含まれており、雰囲気中に水（水蒸気）が存在
しなくともよい。潜像形成、現像、硬化は第３の態様に
準拠した方法で行なうことができる。
【００２４】本発明の第３および第４の態様を実行する
にあたっては、通常、これらの硬化性組成物の溶液をス
ピンコート法、キャスト法、塗布法等の方法で基板上に
ぬり、溶剤を一部又は全部を除去した後、前記組成物コ
ーティングと紫外線源の間にいわゆるフォトマスクを置
き、照射後、ただちに、又は硬化反応を促進するための
後処理ののち、無機又は有機の溶剤で基板を洗い未硬化
部分を除去し、硬化物のパターンを得、該溶剤の乾燥後
再び加熱処理して、硬化物のパターンをさらに硬化する
ことができる。
【００２５】硬化性組成物を塗布するための溶媒として
は、硬化性組成物と反応せずこれを溶かし、かつ、適度
な揮発性を有し、常温あるいは２００℃以下の加熱によ
り除去可能なものならば特に限定しないが、溶媒の毒
性、引火性等を考慮するとヘキサン、ヘプタン、オクタ
ン、デカン、ドデカン、シクロヘキサン、シクロヘプタ
ン、シクロオクタン、デカヒドロナフタレン等の飽和炭
化水素、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベン
ゼン、ｔ−ブチルベンゼン、テトラヒドロナフタレン等
の芳香族炭化水素、塩化メチレン、クロロベンゼン、ジ
クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素、テトラヒドロ
フラン、プロピルエーテル、ブチルエーテル、ペンチル
エーテル、フェニルエーテル、アニソール、ｔ−ブチル
フェニルエーテル等のエーテル類、アセトン、メチルエ
チルケトン、ジエチルケトン、メチルプロピルケトン、
メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチル
（ｔ−ブチル）ケトン、メチルペンチルケトン、ジイソ
プロピルケトン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸プロピ
ル、酢酸ブチル、酢酸ｔ−ブチル、プロピオン酸メチ
ル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸イソプロピル、
プロピオン酸ｔ−ブチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪
酸プロピル、酪酸ｔ−ブチル等のエステル類、エタノー
ル、プロパノール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブタ
ノール、ｔ−ブチルアルコール、ｎ−ヘキサノール、シ
クロヘキサノール、メトキシエタノール、ｔ−ブトキシ
エタノール等のアルコール類を挙げることが出来る。
【００２６】また、本技術に用いられる紫外線照射前の
前加熱（プリベーク）は残存溶媒の除去、コーティング
膜の緻密化等に有効であるが、これを必要とするかどう
かは、溶媒の揮発性、基質の溶解性、コーティングの膜
厚等によって異なる。また、プリベークにより塩基発生
物質が熱分解すると光パターン形成性が損なわれる原因
となるため塩基発生物質の熱分解温度付近あるいはこれ
以上の温度での長時間のプリベークは避けなければなら
ない。これらの点を考慮すると、一般には１５０℃以下
でのプリベークが適している。
【００２７】紫外線照射後の後加熱（ポストベーク）
は、紫外線照射によって生じた塩基性物質による触媒反
応を加速し、これにより、紫外線の作用を化学増幅する
ための重要なステップであるが、必要以上の高温あるい
は長時間にわたる加熱は未照射部分での非触媒的架橋反
応の進行を促進する危険があり、また、塩基発生物質の
熱分解による塩基の発生、発生塩基性物質の拡散等の理
由による紫外線未照射部位での架橋反応をおこす場合が
あり、避けなければならない。以上の点を考慮すると紫
外線照射後の後加熱（ポストベーク）は、一般には２０
０℃以下での加熱が適している。
【００２８】現像液として適した溶媒としては、硬化性
組成物の紫外線照射部位（場合によってはこれに後加熱
処理を施したもの）と未照射部位とが十分な溶解性の差
をしめすことが第一の要件であるが、これ以外に紫外線
照射部位（場合によってはこれに後加熱処理を施したも
の）が膨潤しにくい溶媒であることも重要である。この
目的で用いられる溶媒としては、上記の硬化性組成物溶
液に用いた溶媒類、即ち、ヘキサン、ヘプタン、オクタ
ン、デカン、ドデカン、シクロヘキサン、シクロヘプタ
ン、シクロオクタン、デカヒドロナフタレン等の飽和炭
化水素、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベン
ゼン、ｔ−ブチルベンゼン、テトラヒドロナフタレン等
の芳香族炭化水素、塩化メチレン、クロロベンゼン、ジ
クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素、プロピルエー
テル、ブチルエーテル、ペンチルエーテル、フェニルエ
ーテル、アニソール、ｔ−ブチルフェニルエーテル等の
エーテル類、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチル
ケトン、メチルプロピルケトン、メチルブチルケトン、
メチル（ｔ−ブチル）ケトン、メチルペンチルケトン、
ジイソプロピルケトン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸
プロピル、酢酸ブチル、酢酸ｔ−ブチル、プロピオン酸
メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸イソプロピ
ル、プロピオン酸ｔ−ブチル、酪酸メチル、酪酸エチ
ル、酪酸プロピチル、酪酸ｔ−ブチル等のエステル類、
エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、
ｎ−ブタノール、ｔ−ブチルアルコール、ｎ−ヘキサノ
ール、シクロヘキサノール、メトキシエタノール、ｔ−
ブトキシエタノール等のアルコール類の他、テトラメチ
ルアンモニウムヒドロキシド水溶液、炭酸ナトリウム水
溶液などのアルカリ性溶媒を挙げることが出来る。
【００２９】本発明に於て用いることのできる樹脂の分
子量、分子量分布、軟化点、Ｓｉ−Ｈ官能基の種類、紫
外線照射により塩基性化合物を生成する塩基発生物質の
種類、添加量、紫外線の種類、紫外線照射時間、紫外線
の強度、紫外線照射時の温度、照射時の湿度、照射後の
架橋反応（後反応）条件すなわち反応温度、後反応時の
湿度、後反応時間等は互いに相関し、故に、好適な条件
を画一的に述べることはできない。しかし、前加熱（プ
リベーク）温度、紫外線照射時の温度、および後加熱時
の温度は塩基発生物質の熱分解温度より低くなければな
らない。
【００３０】本発明の組成物には必要に応じて増感剤を
添加してもよい。具体的にはＮ−フェニルグリシン、Ｎ
−フェニルジエタノールアミン、アジドアントラキノ
ン、３，３′−カルボニル（ジエチルアミノクマリン）
等が用いられる。添加量は０．１から５wt％が適当であ
る。
【００３１】なお、本発明の基本的構成の障害にならな
いかぎり、本発明の硬化性組成物に第三成分として塩基
発生物質、ケイ素水素結合（Ｓｉ−Ｈ）含有高分子化合
物及び架橋剤、増感剤以外のものを添加してもよく、と
くに、高温での加熱条件においてレジン内での架橋反応
の触媒として作用する成分を添加し、現像によるパター
ン形成後、残存ネガテイブ部分の熱硬化反応をより促進
することも可能である。このような例としては、ラジカ
ル反応による硬化を促進する過酸化物、アゾ化合物等の
ラジカル開始剤、高温でシラノールの関与する縮合反応
を促進するチタン化合物および錫化合物、高温でヒドロ
シリル化反応の触媒活性を発現する遷移金属触媒等を例
示することができる。また、これ以外にも特定の機能あ
るいは物性を有する有機あるいは無機成分を硬化性組成
物に添加し、よって、目的とする機能あるいは物性を付
与された硬化物パターンを形成することもできる。
【００３２】
【実施例】以下に実施例および参考例を挙げて本発明を
詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるもので
はない。なお、以下に示す例中の生成物の特性化の記述
における29Ｓｉ｛1 Ｈ｝−ＮＭＲはケイ素２９核磁気共
鳴スペクトル（プロトンデカップル）を表わす。ＣＤＣ
ｌ3 は重クロロホルムを表す。核磁気共鳴スペクトルデ
ータの（ ）中には、このスペクトルの起因する官能基
を示した。ケイ素２９−ＮＭＲスペクトルのケミカルシ
フトは、外部標準のテトラメチルシラン（ＣＤＣｌ3 溶
液）のケイ素のケミカルシフトを０ppm とした値であ
る。実施例及び比較例においては、放射線照射源とし
て、紫外線均一照射光源「均一くん」（２００ワット水
銀−キセノンランプ・山下電装株式会社製）を被照射面
から３０cm離して使用した。この距離での紫外線強度は
７．５ミリワット／cm 2 （但し、波長２５４nmで測定）
であった。また、フォトマスクとして「トッパンテスト
チャートＮＯ．１−Ｐ／Ｎ」（パターンのライン幅は５
０μｍから０．８７７μｍ）を用いた。５０％残存膜厚
感度（Ｄ５０）とコントラスト（γ）を求める際の紫外
線照射（紫外線強度：１mJ／cm2 〜１Ｊ／cm2 、波長：
２５４nm）には、ＵＩＳ−５００Ｃランプハウス（５０
０ワット水銀−キセノンランプ・ウシオ電気株式会社
製）を使用した。ＧＰＣはゲルパーミエーションクロマ
トグラフを表わす。使用した試料のうちポリ（ハイドロ
ジェンシルセスキオキサン）はダウコーニングコーポレ
ーション（Ｍｉｄｌａｎｄ， Ｍｉｃｈｉｇａｎ，
Ｕ．Ｓ．Ａ．）より入手した。
【００３３】（参考例１）（紫外線の作用により塩基を
発生する塩基発生物質の合成） ２５mlの三口フラスコに１０mlのトルエン、５．７５ｇ
の２−ニトロベンジルアルコール、５ｇのベンジルイソ
シアネートを入れ、窒素下で３時間加熱還流した。冷却
後、５０mlのトルエンを加え、この反応液を数回水洗し
次に硫酸ナトリウムで脱水した。硫酸ナトリウムを濾別
し、ロータリーエバポレーターにて濾液から溶媒を除去
した。得られた固体をヘキサン−トルエン混合溶媒から
再結晶し、７．３ｇのｏ−ニトロベンジル−ベンジルカ
ルバメートを淡黄色の結晶として得た。融点１１０〜１
１１℃、赤外吸収スペクトル（３３０８cm-1：Ｎ−Ｈ，
１６９６cm-1：Ｃ＝Ｏ，１５２０cm-1：Ｎ−Ｏ）により
同定した。
【００３４】（参考例２）（紫外線の作用により塩基を
発生する塩基発生物質の合成） １００mlの三口フラスコに１２ｇのニフェジピンを入
れ、窒素下で５０mlのテトラヒドロフランに溶解した。
これに１．６６ｇの水酸化ナトリウム／オイルディスパ
ージョン（６０％ＮａＨ）を攪拌しながら添加した。し
ばらく攪拌したのち、１０mlのヨウ化メチルを加え、３
８℃で１時間攪拌した。これに２００mlの酢酸エチルを
加え、この有機層を数回水洗した後硫酸ナトリウムで脱
水した。硫酸ナトリウムを濾別し、ロータリーエバポレ
ーターにて濾液から溶媒を除去した。得られた固体を２
００mlのＭＩＢＫに溶解し、これにヘキサンを加え８．
９ｇのＮ−メチルニフェジピンを黄色の結晶として得
た。融点１８４〜１８７℃、赤外吸収スペクトル（１６
９０cm-1：Ｃ＝Ｏ，１５２４cm-1：Ｎ−Ｏ）、プロトン
−ＮＭＲスペクトル（溶媒：ＣＤＣｌ3 ）：２．５（６
Ｈ、メチル），３．３（３Ｈ，Ｎ−メチル），３．６
（６Ｈ，Ｏ−メチル），５．７（１Ｈ，Ｃ−Ｈ），７．
２−７．６（４Ｈ、芳香核Ｃ−Ｈ）、により同定した。
【００３５】（参考例３）（フェニルシルセスキオキサ
ン−ハイドロジェンシルセスキオキサンレジンの合成） 窒素を充填した３００ml三口フラスコに１７０mlのジオ
キサン、１５．４ｇのフェニルトリクロロシランと９．
７５ｇのトリクロロシランとを入れた。これを、はじめ
に、水浴中で冷やし、８．２ｇの水を６０mlのジオキサ
ンに溶かしたものを３０分間かけて添加した。３０分間
室温で攪拌の後、ロータリーエバポレーターで溶媒を除
去した。残渣を１００mlのトルエンに溶かし、有機層を
数回水洗した。有機層を硫酸ナトリウムで脱水したのち
溶媒および揮発成分を６０℃で真空溜去し、白色固体を
得た。分子量（Ｍｗ、ポリスチレン換算）６３０、赤外
吸収：２２５３cm-1（Ｓｉ−Ｈ），３３５８cm-1（Ｓｉ
ＯＨ），１１６３〜１０６１cm-1（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）。
【００３６】（参考例４）（シクロヘキシルシルセスキ
オキサン−ハイドロジェンシルセスキオキサンレジンの
合成） 窒素を充填した３００ml三口フラスコに７８ｇのジオキ
サン、１５．１ｇのシクロヘキシルトリクロロシランと
６．５８ｇのトリクロロシランとを入れた。これを、は
じめに、水浴中で冷し、６．２３ｇの水を２３．７ｇの
ジオキサンに溶かしたものを３０分間かけて添加した。
１時間室温で攪拌の後、ロータリーエバポレーターで溶
媒を除去した。残渣を１００mlのトルエンに溶かし、有
機層を数回水洗した。有機層を硫酸ナトリウムで脱水し
たのち溶媒および揮発成分を真空溜去し、１４ｇの白色
固体を得た。赤外吸収：２２４９cm-1（Ｓｉ−Ｈ），２
９２４cm-1（Ｃ−Ｈ），２８５１cm-1（Ｃ−Ｈ），３３
８３cm-1（ＳｉＯＨ），１１１３〜１０６７cm-1（Ｓｉ
−Ｏ−Ｓｉ），１Ｈ，１３Ｃ，及びシリコン２９−ＮＭ
Ｒスペクトルにより該レジンの組成（Ｃ6 Ｈ11ＳｉＯ
3/2)0.36（Ｃ6 Ｈ11Ｓｉ（ＯＨ）Ｏ2/2)0.55（Ｃ6 Ｈ11
Ｓｉ（ＯＨ)2Ｏ1/2)0.09（ＨＳｉＯ3/2 )0.7を得た。
【００３７】（参考例５）（ポリハイドロジェンシルセ
スキオキサン） ポリ（ハイドロジェンシルセスキオキサン）はダウコー
ニングコーポレーション（Ｍｉｄｌａｎｄ， Ｍｉｃｈ
ｉｇａｎ， Ｕ．Ｓ．Ａ．）より入手した。分子量：Ｍ
ｎ＝１６０００，Ｍｗ／Ｍｎ＝約２．５、赤外吸収：２
２６４cm-1（Ｓｉ−Ｈ），Ｓｉ−ＯＨに起因する吸収は
認められなかった。
【００３８】（参考例６）（ジフェニルシロキサン−メ
チルシルセスキオキサンレジンの調製） 窒素を充填した５００mlの三口フラスコに４２．７ｇの
メチルトリクロロシランを入れたのち０℃に冷却した。
よく攪拌しながらこれに３７．４ｇのピリジンに溶解し
た４６．４ｇのジフェニルシランジオールを１０分間か
けて添加した。反応物を攪拌しながら室温まで昇温しさ
らに１時間攪拌した。溶液に９３mlのトルエンを加え、
つぎに、激しく攪拌しながら２００mlの水を加え、さら
に３０分間攪拌した。反応物に２００mlのエーテルを加
え、有機層を数回水洗した。ヘキサンを加えた後濾過
し、これから室温で溶媒を除去し、５４．７ｇのレジン
を得た。このレジンをトルエンに溶かし（２０％溶液）
３０分間加熱還流し、この溶液を以後の反応に利用し
た。赤外吸収：３０００〜３６００cm-1（ＳｉＯＨ），
１１２７cm-1（Ｓｉ−Ｐｈ），１０３０cm-1，１０９０
cm-1（Ｓｉ−Ｏ），29Ｓｉ−ＮＭＲ（ＣＤＣＩ3)：−３
５〜−４７ppm （Ph2 ＳｉＯ），−５０〜−６０ppm
（ＭｅＳｉＯ（ＯＨ），−６０〜−７０ppm （ＭｅＳｉ
Ｏ3/2 ）
【００３９】（参考例７）（ジフェニルシロキサン−メ
チルハイドロジェンシロキサンコポリマーの調製） 窒素を充填した１リットルの三口フラスコに１１．８ｇ
のメチルジクロロシランを入れたのち０℃に冷却した。
よく攪拌しながらこれに１５．９ｇのピリジンに溶解し
た２２．１ｇのジフェニルシランジオールを１０分間か
けて添加した。反応物を攪拌しながら室温まで昇温しさ
らに１時間攪拌した。溶液に１５０mlのトルエンを加
え、つぎに、激しく攪拌しながら４００mlの水を加え、
さらに３０分間攪拌した。有機層を分離し、これを数回
水洗した後有機層を硫酸ナトリウムで脱水し、濾過した
後、ロータリーエバポレーターで溶媒を除去し、２６．
９ｇのポリマーを得た。このポリマーを５０mlのトルエ
ンに溶かしたものに２００mlのメタノールに注ぎ、高分
子量ポリマーを沈澱として集めた。これを真空乾燥し１
５．１ｇのポリマーを得た。赤外吸収：３０７１〜３０
５１cm-1（Ｃ−Ｈ），２１６４cm-1（Ｓｉ−Ｈ），１５
９３cm-1，１４２９cm-1，１２６０cm-1，１１３０〜１
０２０cm-1（Ｓｉ−Ｏ）．ＧＰＣ分析：Ｍｎ＝５９０
０，Ｍｗ＝９０００。
【００４０】（参考例８）（フェニルシルセスキオキサ
ン−メチルハイドロジェンシロキサンコポリマーの調
製） 窒素を充填した５００mlの三口フラスコに２００mlのエ
ーテルと８．０mlのフェニルトリクロロシランと５．２
mlのメチルジクロロシランを入れたのち０℃に冷却し
た。よく攪拌しながらこれに１５mlのエーテルに溶解し
た７ｇの水を１０分間かけて添加した。反応物を攪拌し
ながら室温まで昇温しさらに１時間攪拌した。ロータリ
ーエバポレーターで溶媒を除去した後、１００mlのトル
エンを加え、これを数回水洗した。硫酸ナトリウムで脱
水し、濾過したのち、ロータリーエバポレーターで溶媒
を除去し、８ｇのポリマーを得た。このポリマーを５ml
のトルエンに溶かしたものを激しく攪拌した２００mlの
メタノールに注ぎ、高分子量ポリマーを沈澱として集め
た。これを真空乾燥し５ｇのポリマーを得た。ＧＰＣ分
子量（ポリスチレン換算）４３００ｇ／mol 、赤外吸
収：３６３０，３４２０cm-1（Ｓｉ−ＯＨ），２２３０
cm-1（Ｓｉ−Ｈ），１１２８cm-1（Ｓｉ−Ｐｈ），１０
９２cm-1（Ｓｉ−Ｍｅ）。
【００４１】（参考例９）（ポリフェニルシルセスキオ
キサン） ポリフェニルシルセスキオキサン（ＧＲ−９５０レジ
ン）は昭和電工より入手した。
【００４２】（実施例１）（フェニルシルセスキオキサ
ン−ハイドロジェンシルセスキオキサンレジンの光パタ
ーン形成） 参考例３に示したポリフェニルシルセスキオキサン−ハ
イドロジェンシルセスキオキサンレジンに参考例２で合
成した光分解性塩基発生物質（以後光塩基物質と呼
ぶ）、Ｎ−メチルニフェジピン、をレジンに対して１重
量％加えた。この混合物をトルエンに溶解し、２０重量
％溶液を調製した。この溶液をポアサイズ０．４５マイ
クロメーターのフィルターで濾過したのち、シリコンウ
エーハーにスピンコート（１０００rpm ，５秒間）し、
常温で乾燥した後、８０℃で１分間プリベークした。コ
ーティングの膜厚は１ミクロンであった。このウエーハ
ーを８部分に分け、１mJ／cm2 〜１Ｊ／cm2 の（２５４
nmで測定）紫外線照射を行なった。次に、露光済みの試
料を１００℃で１分ポストベークし、これをトルエンで
１分間現像した。試料乾燥後各部分の膜厚を図り、露光
量と残存膜厚の関係を示す特性曲線を得、５０％残存膜
厚感度（Ｄ５０）とコントラストγを求め、Ｄ５０＝
４．３mJ／cm2 とγ＝１１．４をえた。
【００４３】パターニング：上記の組成物溶液を、同じ
く上記の条件でスピンコートしたシリコンウエーハー試
料を調製し、所定のプリベークの後、フォトマスクを重
ね、紫外線均一照射光源（２００ワット水銀−キセノン
ランプ）を用い５秒間紫外線を照射した。このシリコン
ウエーハーをトルエンで洗浄後乾燥するとフォトマスク
のネガに相当するレジンの鮮明なパターンが得られた。
未照射部分には残存レジンに全く認められず、この部分
では硬化は全く起こらないことが分かった。ライン／ス
ペースパターンの顕微鏡観察から４ミクロンの分解能が
得られていることが分かった。このシリコンウエーハー
を、さらに１５０℃で５分間加熱するとシラノールの縮
合反応が起こり、レジンが硬化し、トルエン不溶になっ
た。シラノールに起因する赤外吸収（３６５０cm-1）が
約５分の１に減少していた。レジンのパターンには変化
がなかった。
【００４４】（実施例２）（シクロヘキシルシルセスキ
オキサン−ハイドロジェンシルセスキオキサンレジンの
光パターン形成） 参考例４に示したポリシクロヘキシルセスキオキサン−
ハイドロジェンシルセスキオキサンレジンに参考例２で
合成した光分解性塩基発生物質（Ｎ−メチルネフェジピ
ン）をレジンに対して２重量％加えた。この混合物をト
ルエンに溶解し、２０重量％溶液を調製した。この溶液
をポアサイズ０．４５マイクロメーターのフィルターで
濾過したのち、シリコンウエーハーにスピンコート（５
００rpm，５秒間、１５００rpm ，１５秒間）し、８０
℃で１分間プリベークした。コーティングの膜厚は１．
３ミクロンであった。実施例１と同様の手法でＤ５０＝
４mJ／cm2 とγ＝１．８をえた。
【００４５】上記の組成物溶液を、同じく上記の条件で
スピンコートしたシリコンウエーハー試料を調製し、所
定のプリベークの後、フォトマスクを重ね、紫外線均一
照射光源（２００ワット水銀−キセノンランプ）を用い
５秒間紫外線を照射した。このシリコンウエーハーをト
ルエンで洗浄後乾燥するとフォトマスクのネガに相当す
るレジンの鮮明なパターンが得られた。未照射部分には
残存レジンは全く認められず、この部分では硬化は全く
起こらないことが分かった。ライン／スペースパターン
の顕微鏡観察から４ミクロンの分解能が得られているこ
とが分かった。
【００４６】（実施例３）（ポリハイドロジェンシルセ
スキオキサンの光パターン形成） 参考例５に示したポリハイドロジェンシルセスキオキサ
ンレジンに参考例２で合成した光分解性塩基発生物質
（Ｎ−メチルニフェジピン）を該レジンに対して０．５
重量％加えた。この混合物をメチルイソブチルケトンに
溶解し、２０重量％溶液を調製した。この溶液をポアサ
イズ０．４５マイクロメーターのフィルターで濾過した
のち、シリコンウエーハーにスピンコート（１０００rp
m ，５秒間）し、常温で乾燥した後、８０℃で１分間プ
リベークした。コーティングの膜厚は１．０ミクロンで
あった。実施例１と同様の手法でＤ５０＝１８mJ／cm2
とγ＝７．１をえた。
【００４７】上記の組成物溶液を、同じく上記の条件で
スピンコートしたシリコンウエーハー試料を調製し、所
定のプリベークの後、フォトマスクを重ね、紫外線均一
照射光源（２００ワット水銀−キセノンランプ）を用い
５秒間紫外線を照射した。このシリコンウエーハーをト
ルエンで洗浄後乾燥するとフォトマスクのネガに相当す
るレジンの鮮明なパターンが得られた。未照射部分には
残存レジンは全く認められず、この部分では硬化は全く
起こらないことが分かった。ライン／スペースパターン
の顕微鏡観察から４ミクロンの分解能が得られているこ
とが分かった。このパターンを空気中で４００℃、１時
間加熱し、パターンを保ったままレジンがガラス化した
ものを得た。
【００４８】（実施例４）（ジフェニルシロキサン−メ
チルハイドロジェンシロキサンコポリマーの光パターン
形成） 参考例７に示したジフェニルシロキサン−メチルハイド
ロジェンシロキサンコポリマーに参考例２で合成した光
分解性塩基発生物質（Ｎ−メチルニフェジピン）を該コ
ポリマーのレジンに対して２重量％加えた。この混合物
をメチルイソブチルケトンに溶解し、２０重量％溶液を
調製した。この溶液をポアサイズ０．４５マイクロメー
ターのフィルターで濾過したのち、シリコンウエーハー
にスピンコート（１０００rpm ，５秒間）し、常温で乾
燥した後、８０℃で１分間プリベークした。コーティン
グの膜厚は１ミクロンであった。フォトマスクを重ね、
紫外線均一照射光源（２００ワット水銀−キセノンラン
プ）を用い１０秒間紫外線を照射した。このシリコンウ
エーハーをトルエンで洗浄後乾燥するとフォトマスクの
ネガに相当するレジンの鮮明なパターンが得られた。未
照射部分には残存レジンは全く認められず、この部分で
は硬化は全く起こらないことが分かった。ライン／スペ
ースパターンの顕微鏡観察から５０ミクロンの分解能が
得られていることが分かった。
【００４９】（実施例５）（フェニルシルセスキオキサ
ン−メチルハイドロジェンシロキサンコポリマーの光パ
ターン形成） 参考例８に示したフェニルシルセスキオキサン−メチル
ハイドロジェンシロキサンコポリマーに参考例２で合成
した光分解性塩基発生物質（Ｎ−メチルニフェジピン）
を該コポリマーのレジンに対して２重量％加えた。この
混合物をメチルイソブチルケトンに溶解し、２０重量％
溶液を調製した。この溶液をポアサイズ０．４５マイク
ロメーターのフィルターで濾過したのち、シリコンウエ
ーハーにスピンコート（１０００rpm ，５秒間）し、常
温で乾燥した後、８０℃で１分間プリベークした。コー
ティングの膜厚は１ミクロンであった。フォトマスクを
重ね、紫外線均一照射光源（２００ワット水銀−キセノ
ンランプ）を用い１秒間紫外線を照射した。８０℃で１
分間ポストベークしたのち、このシリコンウエーハーを
トルエンで洗浄後乾燥するとフォトマスクのネガに相当
するレジンの鮮明なパターンが得られた。未照射部分に
は残存レジンは全く認められず、この部分では硬化は全
く起こらないことが分かった。ライン／スペースパター
ンの顕微鏡観察から２０ミクロンの分解能が得られてい
ることが分かった。
【００５０】（比較例１）（ポリハイドロジェンシルセ
スキオキサンの光硬化） 参考例５に示したポリハイドロジェンシルセスキオキサ
ンに参考例１で合成した光塩基物質、ｏ−ニトロベンジ
ル−ベンジルカルバメート、をレジンに対して５重量％
加えた。この混合物をトルエンに溶解し、２０重量％溶
液を調製した。この溶液をポアサイズ０．４５マイクロ
メーターのフィルターで濾過したのち、シリコンウエー
ハーにスピンコート（１０００rpm ，５秒間）し、常温
で乾燥した後、８０℃で１分間プリベークした。コーテ
ィングの膜厚は１ミクロンであった。実施例１と同様の
手法でＤ５０＝３５mJ／cm2 とγ＝１．７をえた。
【００５１】上記の組成物溶液を、同じく上記の条件で
スピンコートしたシリコンウエーハー試料を調製し、所
定のプリベークの後、フォトマスクを重ね、紫外線均一
照射光源（２００ワット水銀−キセノンランプ）を用い
５秒間紫外線を照射した後、８０℃で４０秒間ポストベ
ークした。このシリコンウエーハーをトルエンで洗浄後
乾燥するとフォトマスクのネガに相当するレジンの鮮明
なパターンが得られた。未照射部分には残存レジンは全
く認められず、この部分では硬化は全く起こらないこと
が分かった。ライン／スペースパターンの顕微鏡観察か
ら４ミクロンの分解能が得られていることが分かった。
このシリコンウエーハーをさらに１５０℃で３０分間加
熱したが、Ｓｉ−Ｈに起因する赤外吸収（２２００c
m-1）は、ほとんど減少していなかった。レジンのパタ
ーンには変化がなかった。
【００５２】（比較例２）（ジフェニルシロキサン−メ
チルシルセスキオキサンレジンの光硬化） 参考例６で調製したジフェニルシロキサン−メチルシル
セスキオキサンレジンの２０％トルエン溶液に、参考例
２で合成した光塩基物質（Ｎ−メチルニフェジピン）を
レジンに対して２重量％加え溶解した。この溶液をシリ
コンウエーハーにスピンコートし、常温で乾燥した後、
シリコンウエーハーのレジンを塗布した面にフォトマス
クを重ね、紫外線均一照射光源（２００ワット水銀−キ
セノンランプ）を用い１分間紫外線を照射した。このシ
リコーンウエーハーを１００℃で１時間加熱し、冷却
後、トルエンで洗浄するとレジンは全て溶解除去され、
硬化が起こっていないことが分かった。
【００５３】（比較例３）（フェニルシルセスキオキサ
ンレジンの光硬化） 参考例９で調製したフェニルシルセスキオキサンレジン
の２０％トルエン溶液に、参考例２で合成した光塩基物
質（Ｎ−メチルニフェジピン）をレジンに対して２重量
％加え溶解した。この溶液をシリコンウエーハーにスピ
ンコートし、常温で乾燥した後、シリコンウエーハーの
レジンを塗布した面にフォトマスクを重ね、紫外線均一
照射光源（２００ワット水銀−キセノンランプ）を用い
１分間紫外線を照射した。このシリコーンウエーハーを
１時間１００℃で加熱し、冷却後、トルエンで洗浄した
ところ、レジンは全て溶解除去され、硬化が起こってい
ないことが分かった。
【００５４】
【発明の効果】上述の説明からも明らかなように、本発
明によって、紫外線の作用により塩基を発生する塩基発
生物質と、この塩基の作用で水酸基（ＯＨ）と反応して
ケイ素酸素結合（Ｓｉ−Ｏ）と水素分子（Ｈ2 ）を形成
することが可能なケイ素水素結合（Ｓｉ−Ｈ）とを有す
る高分子化合物とからなる組成物を用い、これに紫外線
を照射し、照射部分でのみ前記組成物の硬化を図ること
ができるようになった。この技術を用いれば、基質上に
塗布したこの発明の組成物に紫外線を描画手段として、
マスクの微細パターンを形成することが出来る。このよ
うにして形成されたパターンは後硬化反応により、絶縁
性、耐熱性および耐酸素プラズマ性に優れたシリコーン
硬化膜を形成する。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （イ）紫外線の作用により塩基を発生す
    る塩基発生物質と、 （ロ）この塩基の作用で水酸基（ＯＨ）と反応しケイ素
    酸素結合（Ｓｉ−Ｏ）と水素分子（Ｈ2 ）を形成しうる
    ケイ素水素結合（Ｓｉ−Ｈ）を有する重合体分子とを含
    む硬化性組成物であって、 （イ）の塩基発生物質がＮ−置換４−（ｏ−ニトロフェ
    ニル）ジヒドロピリジン類から選ばれたものであり、こ
    れが前記硬化性組成物の全重量に対し、０．０１〜２０
    ％の範囲で含まれ、 （ロ）の重合体分子の平均組成が下記の一般式（１）で
    示される、前記硬化性組成物。 （Ｒ2 ＳｉＯ2/2)a ( ＲＳｉＯ3/2)b （１） （式中、Ｒ2 ＳｉＯ2/2 及びＲＳｉＯ3/2 中のＲはそれ
    ぞれ独立に水素原子並びに炭素数１〜８の炭化水素基お
    よびその誘導体から選ばれるモノラジカルである。ただ
    しＲ2 ＳｉＯ2/2 のうちＲの一方または両方が水素原子
    であるものとＲＳｉＯ3/2 のうちＲが水素原子であるも
    のの和がａ＋ｂの５％以上含まれる。Ｒ 2 ＳｉＯ2/2 及
    びＲＳｉＯ3/2 のケイ素原子に結合している２価の酸素
    原子のうちそれぞれ少なくとも１つは、他のケイ素に結
    合してシロキサン結合を形成しているが、残りの酸素原
    子は他のケイ素に結合してシロキサン結合を形成してい
    ても、メチル基あるいはエチル基に結合してアルコキシ
    基を形成しても、水素に結合してシラノール基を形成し
    てもよい。一般式（１）においては、０≦ａ≦１，０≦
    ｂ≦１，ａ＋ｂ＝１である。）
  2. 【請求項２】 水酸基を有する架橋剤（ハ）をさらに含
    み、（ハ）の水酸基を有する架橋剤が、シラン化合物で
    １分子当たりシラノール基（ＳｉＯＨ）を少なくとも平
    均２個持つもの、シリコーン重合体分子で重合体１分子
    当たりシラノール基（ＳｉＯＨ）を少なくとも平均２個
    持つもの及び水からなる群からえらばれる架橋剤である
    請求項１の硬化性組成物。
  3. 【請求項３】 相対湿度１０％以上の雰囲気中におい
    て、請求項１に記載の硬化性組成物のコーティングを、
    ０℃から１００℃の間の温度において、遮蔽パターン
    （マスク）を介して、紫外線で照射し、その後、０℃か
    ら２００℃の温度で後処理、（即ち、加熱又は常温下で
    の放置）をしたのち、これを無機あるいは有機の溶剤に
    接触させることにより未硬化の硬化性組成物を溶解除去
    し（現像）、さらに５０℃から１４００℃の間の温度で
    加熱し架橋反応を促進させ、よってフォトマスクのネガ
    テイブに対応する硬化物パターンを形成する方法。
  4. 【請求項４】 請求項２に記載の硬化性組成物のコーテ
    ィングを、０℃から１００℃の間の温度において、遮蔽
    パターン（マスク）を介して、紫外線で照射し、その
    後、０℃から２００℃の温度で後処理（即ち、加熱又は
    常温下での放置）をしたのち、これを無機あるいは有機
    の溶剤に接触させることにより未硬化の硬化性組成物を
    溶解除去し（現像）、さらに５０℃から１４００℃の間
    の温度で加熱し架橋反応を促進させ、よってフォトマス
    クのネガテイブに対応する硬化物パターンを形成する方
    法。
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