感光性组合物、感光性膜、感光性层叠体、永久图案形成方法和印制电路板的制作方法

文档序号:2726968阅读:549来源:国知局
专利名称:感光性组合物、感光性膜、感光性层叠体、永久图案形成方法和印制电路板的制作方法
技术领域
本发明涉及能够高效地形成没有边缘粗糙(端面熔融)、且粘性和经时的性能稳定性优异、易于膜化、高精细图案(保护膜、层间绝缘膜和阻焊剂图案等)的感光性组合物、感光性膜、感光性层叠体、使用该感光性层叠体的永久图案形成方法及利用该永久图案形成方法形成永久图案的印制电路板。

背景技术
一直以来,在形成阻焊剂图案等永久图案时,使用在支撑体上涂布感光性组合物并进行干燥从而形成有感光层的感光性膜。作为上述永久图案的制造方法,例如在形成有上述永久图案的镀铜层叠板等的基体上层叠上述感光性膜形成层叠体,对该层叠体的上述感光层进行曝光,在该曝光后将上述感光层显影形成图案,之后进行固化处理等,从而形成上述永久图案。
对于上述永久图案而言,在封装基板、挠性基板等具有可挠性的基板用途的阻焊剂中,为了防止龟裂而要求缓和应力。另外,上述基板或其中使用的部件也正在小型化,当使用液状抗蚀剂型的感光性组合物时,由于在基板上进行涂布和干燥,因此难以平滑地涂布,从而要求将感光性组合物膜化。
这里,以缓和应力为目的,例如提出了以含酸改性乙烯基的环氧树脂(A)、弹性体(B)、光聚合引发剂(C)、稀释剂(D)和固化剂(E)为必须成分的光固化性树脂组合物(参照专利文献1)。
但是,当使用上述提案的含酸改性乙烯基的环氧树脂作为粘合剂时,特别在构建膜状的图案形成材料时,具有发生边缘粗糙(端面熔融)、粘性和经时的性能稳定性差的问题,难以膜化。
但是,仍未提供能够高效地形成没有边缘粗糙(端面熔融)、且粘性和经时的性能稳定性优异、易于膜化、高精细图案(保护膜、层间绝缘膜和阻焊剂图案等)的感光性组合物、使用其的感光性膜、感光性层叠体、使用该感光性层叠体的永久图案形成方法及通过该永久图案形成方法形成永久图案的印制电路板,期待进一步的改良开发,此为现状。
专利文献1日本特开平11-240930号公报

发明内容
本发明鉴于该现状而完成,其课题在于解决以往的上述诸问题、达成以下的目的。即,本发明的目的在于提供能够高效地形成没有边缘粗糙(端面熔融)、且粘性和经时的性能稳定性优异、易于膜化、高精细图案(保护膜、层间绝缘膜和阻焊剂图案等)的感光性组合物、使用其的感光性膜及感光性层叠体、使用该感光性层叠体的永久图案形成方法及通过该永久图案形成方法形成永久图案的印制电路板。
为了解决上述课题,本发明人等进行了深入研究,结果发现含有粘合剂、聚合性化合物、光聚合引发剂、弹性体和热交联剂,并且上述粘合剂含有在侧链具有酸性基团和乙烯性不饱和键的高分子化合物的感光性组合物,能够高效地形成没有边缘粗糙(端面熔融)、且粘性和经时的性能稳定性优异、易于膜化、高精细的永久图案。
本发明鉴于本发明人的发现而完成,作为用于解决上述课题的方法如下所述。即 <1>一种感光性组合物,其特征在于,其含有粘合剂、聚合性化合物、光聚合引发剂、弹性体和热交联剂,所述粘合剂含有在侧链具有酸性基团和乙烯性不饱和键的高分子化合物。
<2>上述<1>所述的感光性组合物,其中,粘合剂含有在侧链具有酸性基团、可含杂环的芳香族基团和乙烯性不饱和键的高分子化合物。
<3>上述<1>~<2>中的任一项所述的感光性组合物,其中,高分子化合物含有0.5~3.0meq/g的乙烯性不饱和键。
<4>上述<1>~<3>中的任一项所述的感光性组合物,其中,高分子化合物的酸基为羧基,所述羧基在所述高分子化合物中的含量为1.0~4.0meq/g。
<5>上述<1>~<4>中的任一项所述的感光性组合物,其中,高分子化合物的质均分子量为10000以上且小于100000。
<6>上述<1>~<5>中的任一项所述的感光性组合物,其中,高分子化合物含有20mol%以上的如下结构式(I)所示的结构单元。

上述结构式(I)中,R1、R2和R3表示氢原子或1价的有机基团。L表示有机基团,也可以没有。Ar表示芳香族基团。
<7>上述<1>~<6>中的任一项所述的感光性组合物,其中,弹性体对于碱性水溶液显示为溶胀性和溶解性中的任一种。
<8>上述<1>~<7>中的任一项所述的图案形成方法,其中,弹性体为选自苯乙烯系弹性体、烯烃系弹性体、聚氨酯系弹性体、聚酯系弹性体、聚酰胺系弹性体、丙烯酸系弹性体和硅酮系弹性体中的至少1种。
<9>上述<1>~<8>中的任一项所述的图案形成方法,其中,弹性体为选自丁二烯-苯乙烯系弹性体和丁二烯-丙烯酸酯系弹性体的至少1种。
<10>上述<1>~<9>中的任一项所述的图案形成方法,其中,弹性体的含量相对于粘合剂100质量份为2~50质量份。
<11>上述<1>~<10>中的任一项所述的感光性组合物,其中,光聚合引发剂含有选自卤化烃衍生物、六芳基二咪唑、肟衍生物、有机过氧化物、硫化合物、酮化合物、芳香族鎓盐、金属茂类和酰基膦氧化物化合物中的至少1种。
<12>上述<1>~<11>中的任一项所述的感光性组合物,其中,光聚合引发剂含有肟衍生物。
<13>上述<1>~<12>中的任一项所述的感光性组合物,其中,聚合性化合物含有具有1个以上乙烯性不饱和键的化合物。
<14>上述<1>~<13>中的任一项所述的感光性组合物,其中,聚合性化合物含有选自具有(甲基)丙烯酸基的单体的至少1种。
<15>上述<1>~<14>中的任一项所述的感光性组合物,其中,热交联剂为碱不溶性。
<16>上述<15>所述的感光性组合物,其中,热交联剂为选自环氧化合物、氧杂环丁烷化合物、聚异氰酸酯化合物、使封闭剂与聚异氰酸酯化合物反应而获得的化合物以及蜜胺衍生物中的至少1种。
<17>上述<1>~<16>中的任一项所述的感光性组合物,其中,感光性组合物含有感光剂,该感光剂为杂稠环系酮化合物。
<18>一种感光性膜,其特征在于,具有支撑体、和在该支撑体上的由上述<1>~<17>中的任一项所述感光性组合物构成的感光层。
<19>上述<18>所述的感光性膜,其中,支撑体含有合成树脂且为透明。
<20>上述<18>~<19>中的任一项所述的感光性膜,其中,支撑体为长条状。
<21>上述<18>~<20>中的任一项所述的感光性膜,其为长条状、卷绕成辊状。
<22>上述<18>~<21>中的任一项所述的感光性膜,其中,在感光性膜的感光层上具有保护膜。
<23>一种感光性层叠体,其特征在于,在基体上具有由上述<1>~<17>中的任一项所述感光性组合物构成的感光层。
<24>上述<23>所述的感光性层叠体,其特征在于,感光层由上述<18>~<22>中的任一项所述感光性膜形成。
<25>上述<23>~<24>中的任一项所述感光性层叠体,其中,感光层的厚度为1~100μm。
<26>一种图案形成装置,其具备上述<23>~<25>中任一项所述感光性层叠体的感光层,其特征在于,至少具有能够照射光的光照射机构;调制来自该光照射机构的光,对上述该感光性膜的感光层进行曝光的光调制机构。在上述<26>所述的图案形成装置中,上述光照射机构朝向上述光调制机构照射光。上述光调制机构将由上述光照射机构接收的光调制。使通过上述光调制机构调制的光对上述感光层曝光。然后将上述感光层显影,形成高精细的图案。
<27>上述<26>所述的图案形成装置,其中,光调制机构进一步具有根据所形成的图案信息产生控制信号的图案信号生成机构,根据该图案信号生成机构产生的控制信号调制由光照射机构照射的光。在上述<27>所述的图案形成装置中,通过上述光调制机构具有上述图案信号生成机构,根据该图案信号生成机构产生的控制信号调制由上述光照射机构照射的光。
<28>上述<26>~<27>中任一项所述的图案形成装置,其中,光调制机构具有n个描素部(描素部),可以根据所形成的图案信息控制从该n个描素部中开始连续配置的任意少于n个的上述描素部。在上述<28>所述的图案形成装置中,通过根据图案信息控制从上述光调制机构的n个描素部中开始连续配置的任意少于n个的描素部,高速地调制来自上述光照射机构的光。
<29>上述<26>~<28>中的任一项所述的图案形成装置,其中光调制机构为空间光调制元件。
<30>上述<29>所述的图案形成装置,其中,空间光调制元件为数码微镜元件(DMD)。
<31>上述<28>~<30>中的任一项所述的图案形成装置,其中,描素部为微镜。
<32>上述<26>~<31>中的任一项所述的图案形成装置,其中光照射机构能够合成2种以上的光进行照射。上述<32>所述的图案形成装置中,上述光照射机构通过能够合成2种以上的光进行照射,曝光通过焦点深度深的曝光光进行。结果,对上述感光层的曝光极为高精细地进行。之后对上述感光层进行显影时,形成极为高精细的图案。
<33>上述<26>~<32>中的任一项所述的图案形成装置,其中,光照射机构具有多个激光、多模光纤、将由该多个激光分别照射的激光聚光而结合在上述多模光纤上的集合光学体系。上述<33>所述的图案形成装置中,上述光照射机构通过能够利用上述集合光学体系将由上述多个激光分别照射的激光聚光并结合在上述多模光纤上,曝光通过焦点深度深的曝光光进行。结果,对上述感光层的曝光极为高精细地进行。之后对上述感光层进行显影时,形成极为高精细的图案。
<34>一种永久图案形成方法,其特征在于,包括对上述<23>~<25>中的任一项所述的感光性层叠体的感光层进行曝光。
<35>上述<34>所述的永久图案形成方法,其中曝光是使用波长350~415nm的激光光进行的。
<36>上述<34>~<35>任一项所述的永久图案形成方法,其中,曝光是根据所形成的图案信息形状(像樣)进行。
<37>上述<34>~<36>的任一项所述的永久图案形成方法,其中,曝光时使用的曝光头具有光照射机构和光调制机构,所述光调制机构具有接受来自上述光照射机构的光并射出的n个(n为2以上的自然数)2维排列的描素部,并可以按照图案信息控制上述描素部,使上述描素部的列方向相对于该曝光头的扫描方向成规定的设定倾斜角度θ;曝光时,对于上述曝光头,通过使用描素部指定机构来指定可以使用的上述描素部中用于N重曝光(N为2以上的自然数)的上述描素部;并通过描素部控制机构对上述描素部进行控制,以使只有由上述使用描素部指定机构指定的上述描素部参与曝光;同时使上述曝光头相对于上述感光层,沿扫描方向相对移动。
在上述<37>所述的永久图案形成方法中,对于上述曝光头,利用使用描素部指定机构,指定可以使用的上述描素部中用于N重曝光(N为2以上的自然数)的上述描素部,并通过描素部控制机构控制上述描素部,以使只有由上述使用描素部指定机构指定的上述描素部参与曝光。通过使上述曝光头相对上述感光层沿扫描方向相对移动而进行曝光,可以淡化上述曝光头的安装位置或安装角度的偏差所造成的、在上述感光层的被曝光面上形成的上述图案的析像度的不均匀或浓度不均。其结果,可以使上述感光层的曝光高精细地进行,然后通过上述感光层的显影形成高精细的图案。
<38>上述<37>所述的永久图案形成方法,其中曝光由多个曝光头进行,使用描素部指定机构在参与由多个上述曝光头形成的被曝光面上的重复曝光区域即曝光头间连接区域的曝光的描素部中,指定为了实现上述曝光头间连接区域的N重曝光而使用的上述描素部。在上述<38>所述的永久图案形成方法中,通过使曝光由多个曝光头进行,使用描素部指定机构在参与由多个上述曝光头形成的被曝光面上的重复曝光区域即曝光头间连接区域的曝光的描素部中,指定为了实现上述曝光头间连接区域的N重曝光而使用的上述描素部,可以淡化由于上述曝光头的安装位置或安装角度的偏差造成的、在上述感光层的被曝光面上的曝光头间连接区域内形成的上述图案的析像度的不均匀或浓度不均。其结果,可以高精细地进行上述感光层的曝光。其后通过使上述感光层显影可以形成高精细的图案。
<38>上述<38>所述的永久图案形成方法,其中曝光由多个曝光头进行,使用描素部指定机构在参与由多个上述曝光头形成的被曝光面上的重复曝光区域即曝光头间连接区域以外区域的曝光的描素部中,指定为了实现上述曝光头间连接区域以外的区域的N重曝光而使用的上述描素部。在上述<39>所述的永久图案形成方法中,通过使曝光由多个曝光头进行,使用描素部指定机构在参与由多个上述曝光头形成的被曝光面上的重复曝光区域即曝光头间连接区域以外区域的曝光的描素部中,指定为了实现上述曝光头间连接区域以外的区域的N重曝光而使用的上述描素部,可以淡化由于上述曝光头的安装位置或安装角度的偏差造成的、在上述感光层的被曝光面上的曝光头间连接区域以外的区域形成的上述图案的析像度的不均匀或浓度不均。其结果,可以高精细地进行上述感光层的曝光。其后通过使上述感光层显影可以形成高精细的图案。
<40>上述<37>~<39>任一项所述的永久图案形成方法,其中,其中设定倾斜角度θ被设定为满足θ≧θideal的关系,其中θideal满足式spsin θideal≧Nδ,其中N为N重曝光数,s为描素部的列方向的个数,p为上述描素部的列方向的间隔,δ为曝光头倾斜的状态下与该曝光头的扫描方向垂直的方向上的描素部的列方向的间距。
<41>上述<37>~<40>任一项所述的永久图案形成方法,其中,N重曝光的N为3以上的自然数。上述<41>所述的永久图案形成方法中,由于N重曝光的N为3以上的自然数,可以进行多重描绘。其结果,由于补偿的效果,由上述曝光头的安装位置或安装角度的偏差造成的、上述感光层的被曝光面上形成的上述图案析像度的不均匀或浓度不均会更精密地被淡化。
<42>上述<37>~<41>任一项所述的永久图案形成方法,其中使用描素部指定机构包括光点位置检测机构和描素部选择机构,所述光点位置检测机构在被曝光面上检测由描素部生成的、作为构成被曝光面上的曝光区域的描素单元的光点位置,所述描素部选择机构根据上述光点位置检测机构的检测结果,选择为了实现N重曝光而使用的描素部。
<43>上述<37>~<42>任一项所述的永久图案形成方法,其中,使用描素部指定机构以行单位指定用于实现N重曝光而使用的使用描素部。
<44>上述<42>~<43>任一项所述的永久图案形成方法,其中光点位置检测机构基于所检测的至少2个光点位置,设定使曝光头倾斜的状态下被曝光面上光点的列方向和上述曝光头的扫描方向形成的实际倾斜角度θ′,描素部选择机构选择使用描素部以消除上述实际倾斜角度θ′和设定倾斜角度θ间的误差。
<45>上述<44>所述的永久图案形成方法,其实际倾斜角度θ′为使曝光头倾斜的状态下被曝光面上光点的列方向和上述曝光头的扫描方向所形成的多个实际倾斜角的平均值、中间值、最大值和最小值中的任何一个。
<46>上述<42>~<45>任一项所述的永久图案形成方法,其中描素部选择机构基于实际倾斜角度θ′,导出接近满足关系ttanθ′=N(N表示N重曝光数的N)的t的自然数T,并且从排列成m行(m表示2以上的自然数)的描素部中,选择第1行到上述第T行的上述描素部作为使用描素部。
<47>上述<42>~<46>任一项所述的永久图案形成方法,其中描素部选择机构基于实际倾斜角度θ′,导出接近满足关系ttanθ′=N(N表示N重曝光数的N)的t的自然数T,将排列成m行(m表示2以上的自然数)的描素部中的第(T+1)行到第m行的上述描素部设定为不使用描素部,将选择除去该不使用描素部的上述描素部作为使用描素部。
<48>上述<42>~<47>任一项所述的永久图案形成方法,其中描素部选择机构为以如下所述的(1)—(4)中任一种方式选择使用描素部的机构, 在至少含有由多个描素部列形成的被曝光面上的重复曝光区域的区域内, (1)相对于理想的N重曝光,曝光过度的区域和曝光不足的区域的合计面积达到最小; (2)相对于理想的N重曝光,曝光过度区域的描素单元数和曝光不足区域的描素单元数相等; (3)相对于理想的N重曝光,曝光过度区域的面积最小,而且尽量不产生曝光不足的区域; (4)相对于理想的N重曝光,曝光不足区域的面积最小,而且尽量不产生曝光过度的区域。
<49>上述<42>~<48>任一项所述的永久图案形成方法,其中,描素部选择装置在作为由多个曝光头形成的被曝光面上的重复曝光区域的头之间连接区域中为下述装置的任一种 (1)相对于理想的N重曝光,按照曝光过多区域和曝光不足区域的总面积达到最小,从所述头之间连接区域的曝光有关的描素部中特定不使用描素部,选择除去该不使用描素部的所述描素部作为使用描素部的装置、 (2)相对于理想的N重曝光,按照曝光过多区域的描素单元数和曝光不足区域的描素单元数相等,从所述头之间连接区域的曝光有关的描素部中特定不使用描素部,选择除去该不使用描素部的所述描素部作为使用描素部的装置、 (3)相对于理想的N重曝光,按照曝光过多区域的面积最小、且不会产生曝光不足的区域,从所述头之间连接区域的曝光有关的描素部中特定不使用描素部,选择除去该不使用描素部的所述描素部作为使用描素部的装置、 (4)相对于理想的N重曝光,按照曝光不足区域的面积最小、且不会产生曝光过多的区域,从所述头之间连接区域的曝光有关的描素部中特定不使用描素部,选择除去该不使用描素部的所述描素部作为使用描素部的装置。
<50>上述<49>所述的永久图案形成方法,其中不使用描素部以行单位特定。
<51>上述<37>~<50>任一项所述的永久图案形成方法,其中为了用使用描素部指定机构指定使用描素部,在可以使用的上述描素部中,只使用对于N重曝光的N构成每(N-1)列的描素部列的上述描素部进行参照曝光。在上述<51>所述的永久图案形成方法中,为了用使用描素部指定机构指定使用描素部,在可以使用的上述描素部中,只使用相对于N重曝光的N构成每(N-1)列的描素部列的上述描素部进行参照曝光,得到近似1重描绘的单纯图案。其结果,容易指定上述头间连接区域的上述描素部。
<52>上述<37>~<50>任一项所述的永久图案形成方法,其中为了用使用描素部指定机构指定使用描素部,在可以使用的上述描素部中,只使用相对于N重曝光的N构成每1/N行的描素部行的上述描素部进行参照曝光。在上述<52>所述的永久图案形成方法中,为了用使用描素部指定机构指定使用描素部,在可以使用的上述描素部中,只使用对于N重曝光的N构成每1/N行的描素部行的上述描素部进行参照曝光,得到近似1重描绘的单纯图案。其结果,容易指定上述曝光头间连接区域的上述描素部。
<53>上述<37>~<52>任一项所述的永久图案形成方法,其中,使用描素部指定机构具有作为光点位置检测装置的狭缝和光检测器以及作为描素部选择装置的与所述光检测器相连的演算装置。
<54>上述<37>~<53>任一项所述的永久图案形成方法,其中,N重曝的N为3以上7以下的自然数。
<55>上述<37>~<54>任一项所述的永久图案形成方法,其中光调制机构还具有基于形成的图案信息生成控制信号的图案信号生成机构,对于由光照射机构照射的光,按照该图案信号生成机构生成的控制信号进行调制。上述<55>所述的永久图案形成装置中,由于上述光调制机构具有上述图案信号生成机构,因此来自于上述光照射机构的照射光可以按照该图案信号生成机构生成的控制信号被加以调制。
<56>上述<37>~<55>任一项所述的永久图案形成方法,其中,光调制机构为空间光调制元件。
<57>上述<56>所述的永久图案形成方法,其中,空间光调制元件为数码微镜元件(DMD)。
<58>上述<37>~<57>任一项所述的永久图案形成方法,其中,描素部为微镜。
<59>上述<37>~<58>任一项所述的永久图案形成方法,其具有按照图案信息所示图案的规定部分尺寸与通过所指定的使用描素部能够实现的对应部分尺寸一致而变换所述图案信息的变换装置。
<60>上述<37>~<59>任一项所述的永久图案形成方法,其中,光照射机构能够合成2种以上的光进行照射。所述<60>所述的永久图案形成方法中,由于上述光照射机构能够合成2种以上的光进行照射,曝光通过焦点深度深的曝光光进行。结果,极为高精细地进行上述感光性膜的曝光。之后对所述感光层显影时,形成极为高精细的永久图案。
<61>上述<37>~<60>任一项所述的永久图案形成方法,其中光照射机构具有多个激光器、多模式光学纤维、将由该多个激光器分别照射的激光聚光并结合于上述多模式光学纤维的聚光光学系统。所述<61>所述的永久图案形成方法中,由于上述光照射机构中可以通过上述聚光光学系统将上述多种激光分别照射的激光聚光并结合于上述多模式光学纤维,因此可以由焦点深度深的曝光光进行曝光。结果,对上述感光性薄膜的曝光可以极其高精细地进行。例如,如果其后进行上述感光层的显影,则可以形成极其高精细的图案。
<62>上述<34>~<61>任一项所述的永久图案形成方法,其中,在进行曝光后进行感光层的显影。所述<62>所述的永久图案形成方法中,在进行所述曝光后,将所述感光层进行显影,从而形成高精细的图案。
<63>上述<62>所述的永久图案形成方法,其中,在进行显影后,进行永久图案的形成。
<64>一种永久图案,其特征在于,其通过上述<34>~<63>任一项所述图案形成方法形成。该<64>所述的永久图案由于通过上述图案形成方法形成,因此具有优异的耐化学药品性、表面硬度、耐热性等,且为高精细,对于半导体或部件在多层导线基板或组装导线基板等上的高密度安装有用。
<65>上述<64>所述的永久图案,其为保护膜、层间绝缘膜和阻焊剂图案中的至少1种。该<65>所述的永久图案为保护膜、层间绝缘膜和阻焊剂图案中的至少1种,通过该膜具有的绝缘性、耐热性等,保护导线免受来自外部的冲击或弯曲等。
<66>一种印制电路板,其特征在于,通过上述<34>~<63>任一项所述永久图案形成方法形成永久图案。
根据本发明可以提供能够解决以往的问题,能够高效地形成没有边缘粗糙(端面熔融)、且粘性和经时的性能稳定性优异、易于膜化、高精细图案(保护膜、层间绝缘膜和阻焊剂图案等)的感光性组合物、使用其的感光性膜及感光性层叠体、使用该感光性层叠体的永久图案形成方法及通过该永久图案形成方法形成永久图案的印制电路板。



图1为表示图案形成装置的一例外观的透视图。
图2为表示图案形成装置的扫描器构成的一例的透视图。
图3A为表示形成于感光层的被曝光面上的经曝光区域的平面图。
图3B为表示该曝光头所产生的曝光区域的排列的平面图。
图4为表示曝光头的概略构成一例的透视图。
图5A为表示曝光头的详细构成一例的仰视图。
图5B为表示曝光头的详细构成一例的侧面图。
图6为表示图1的图案形成装置的DMD一例的局部放大图。
图7A为用于说明DMD动作的透视图。
图7B为用于说明DMD动作的透视图。
图8为表示在具有曝光头的安装角度误差和图案变形时在被曝光面上的图案中产生的不均的说明图。
图9为表示1个DMD产生的曝光区域与相应狭缝的位置关系的仰视图。
图10为用于说明使用狭缝测定被曝光面上光点位置的方法的仰视图。
图11为表示曝光中仅使用所选微镜的结果、产生于被曝光面的图案中的不均有所改善的状态的说明图。
图12为表示相邻曝光头之间具有相对位置的偏移时、产生于被曝光面上的图案中的不均的例子的说明图。
图13为表示相邻2个曝光头所产生的曝光区域与相应狭缝的位置关系的仰视图。
图14为表示说明使用狭缝测定被曝光面上的光点位置的方法的仰视图。
图15为表示仅图12的例中所选使用像素实际工作、产生于被曝光面上的图案中的不均有所改善的状态的说明图。
图16为表示在相邻曝光头之间具有相对位置的偏离和安装角度误差时产生于被曝光面的图案中的不均的例子的说明图。
图17为表示仅使用图16的例中所选使用描素部的曝光的说明图。
图18A为表示倍率变形的例子的说明图。
图18B为表示光束直径变形的例子的说明图。
图19A为表示使用单一曝光头的参照曝光第一例的说明图。
图19B为表示使用单一曝光头的参照曝光第一例的说明图。
图20为表示使用多个曝光头的参照曝光第一例的说明图。
图21A为表示使用单一曝光头的参照曝光第二例的说明图。
图21B为表示使用单一曝光头的参照曝光第二例的说明图。
图22为表示使用多个曝光头的参照曝光第二例的说明图。

具体实施例方式 (感光性组合物) 含有粘合剂、聚合性化合物、光聚合引发剂、弹性体和热交联剂,根据需要含有其它成分。
[粘合剂] 上述粘合剂使用在侧链含有酸性基团和乙烯性不饱和键的高分子化合物。上述酸性基团例如可以举出羧基、磷酸基、磺酸基等,从原料获得的方面出发优选羧基。
上述粘合剂优选不溶于水且由碱性水溶液进行溶胀或溶解的化合物。
另外,上述粘合剂可以使用在分子内具有至少一个能够聚合的双键、例如(甲基)丙烯酸酯基或(甲基)丙烯酰胺基等丙烯酸基、羧酸的乙烯基酯、乙烯醚、烯丙醚等各种聚合性双键。更具体地说,可以举出使含有环状醚基的聚合性化合物、例如丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、桂皮酸等不饱和脂肪酸的缩水甘油酯或具有脂环式环氧基(例如同一分子中氧化环己烯等环氧基)和(甲基)丙烯酰基的化合物等含环氧基的聚合性化合物加成于含有羧基作为酸性基团的丙烯酸树脂而获得的化合物等。另外,还可以举出使异氰酸酯(甲基)丙烯酸乙酯等含异氰酸酯基的聚合性化合物加成于含有酸性基团和羟基的丙烯酸树脂而获得的化合物、使(甲基)丙烯酸羟基烷基酯等含羟基的聚合性化合物加成于含有酸酐基的丙烯酸树脂而获得的化合物等。另外,还可以举出将甲基丙烯酸缩水甘油酯等含环状醚基的聚合性化合物与(甲基)丙烯酰基烷基酯等的乙烯基单体共聚,在侧链的环氧基上加成(甲基)丙烯酸而获得的化合物等。
这些例子可以举出日本专利2763775号公报、日本特开平3-172301号公报、日本特开2000-232264号公报等。
这些物质中,上述粘合剂优选为选自在高分子化合的酸性基团的一部分上加成含有环状醚基(例如部分结构具有环氧基、氧杂环丁烷基的基团)的聚合性化合物的物质和在高分子化合物的环状醚基的一部分或全部上加成含羧基聚合性化合物的物质中的任一种高分子化合物。此时,酸性基团与具有环状醚基的化合物的加成反应优选在催化剂的存在下实施,特别优选该催化剂选自酸性化合物和中性化合物。
其中,从感光性组合物的经时显影稳定性的观点出发,粘合剂优选在侧链含有羧基和可含有杂环的芳香族基团以及在侧链具有乙烯性不饱和键的高分子化合物。
-可含有杂环的芳香族基团- 上述可含有杂环的芳香族基团(下文也仅称为“芳香族基团”)例如可以举出苯环、2个~3个苯环形成稠合环的基团、苯环与5元不饱和环形成稠合环的基团等。
上述芳香族基团的具体例子可以举出苯基、萘基、蒽基、菲基、茚基、苊基、芴基、苯并吡咯环基、苯并呋喃环基、苯并噻吩环基、吡唑环基、异噁唑环基、异噻唑环基、吲唑环基、苯并异噁唑环基、苯并异噻唑环基、咪唑环基、噁唑环基、噻唑环基、苯并咪唑环基、苯并噁唑环基、苯并噻唑环基、吡啶环基、喹啉环基、异喹啉环基、哒嗪环基、嘧啶环基、吡嗪环基、酞嗪环基、喹唑啉环基、喹噁啉环基、氮吖啶环基、菲啶环基、咔唑环基、嘌呤环基、吡喃环基、哌啶环基、哌嗪环基、吲哚环基、吲哚嗪环基、色烯环基、噌啉环基、吖啶环基、吩噻嗪环基、四唑环基、三嗪环基等。这些物质中优选烃基芳香族基,更优选苯基、萘基。
上述芳香族基团可以具有取代基,上述取代基例如可以举出卤原子、可以具有取代基的氨基、烷氧基羰基、羟基、醚基、巯基、硫醚基、甲硅烷基、硝基、氰基、分别可以具有取代基的烷基、烯基、炔基、芳基、杂环基等。
上述烷基例如可以举出碳原子数1~20的直链状烷基、支链状的烷基、环状的烷基等。
上述烷基的具体例子可以举出甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十六烷基、十八烷基、二十烷基、异丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基、异戊基、新戊基、1-甲基丁基、异己基、2-乙基己基、2-甲基己基、环己基、环戊基、2-降冰片烷基等。这些物质中,优选碳原子数1~12的直链状烷基、碳原子数3~12的支链状烷基、碳原子数5~10的环状烷基。
上述烷基可以具有的取代基例如可以举出除去氢原子的一元非金属原子团所构成的基团。这种取代基例如可以举出卤原子(-F、-Br、-Cl-、-I)、羟基、烷氧基、芳氧基、巯基、烷硫基、芳硫基、烷基二硫基、芳基二硫基、氨基、N-烷基氨基、N,N-二烷基氨基、N-芳基氨基、N,N-二芳基氨基、N-烷基-N-芳基氨基、酰氧基、咔唑氧基、N-烷基咔唑氧基、N-芳基咔唑氧基、N,N-二烷基咔唑氧基、N,N-二芳基咔唑氧基、N-烷基-N-芳基咔唑氧基、烷基硫氧基(スルホキシ)、芳基硫氧基、酰硫基、酰氨基、N-烷基酰氨基、N-芳基酰氨基、脲基、N’-烷基脲基、N’,N’-二烷基脲基、N’-芳基脲基、N’,N’-二芳基脲基、N’-烷基-N’-芳基脲基、N-烷基脲基、N-芳基脲基、N’-烷基-N-烷基脲基、N’-烷基-N-芳基脲基、N’,N’-二烷基-N-烷基脲基、N’,N’-二烷基-N-芳基脲基、N’-芳基-N-烷基脲基、N’-芳基-N-芳基脲基、N’,N’-二芳基-N-烷基脲基、N’,N’-二芳基-N-芳基脲基、N’-烷基-N’-芳基-N-烷基脲基、N’-烷基-N’-芳基-N-芳基脲基、烷氧基羰基氨基、芳氧基羰基氨基、N-烷基-N-烷氧基羰基氨基、N-烷基-N-芳氧基羰基氨基、N-芳基-N-烷氧基羰基氨基、N-芳基-N-芳氧基羰基氨基、甲酰基、酰基、羧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、氨基甲酰基、N-烷基氨基甲酰基、N,N-二烷基氨基甲酰基、N-芳基氨基甲酰基、N,N-二芳基氨基甲酰基、N-烷基-N-芳基氨基甲酰基、烷基亚硫酰基、芳基亚硫酰基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、磺基(-SO3H)及其共轭碱基(称作磺酸根(sulfonato)基)、烷氧基磺酰基、芳氧基磺酰基、氨亚磺酸酰(sulfinamoyl,スルフイナモイル)基、N-烷基氨亚磺酸酰基、N,N-二烷基氨亚磺酸酰基、N-芳基氨亚磺酸酰基、N,N-二芳基氨亚磺酸酰基、N-烷基-N-芳基氨亚磺酸酰基、氨磺酰基、N-烷基氨磺酰基、N,N-二烷基氨磺酰基、N-芳基氨磺酰基、N,N-二芳基氨磺酰基、N-烷基-N-芳基氨磺酰基、膦酰基(-PO3H2)及其共轭碱基(称作膦酸根(phosphonato,ホスホナト)基)、二烷基膦酰基(-PO3(alkyl)2)(以下“alkyl”是指烷基)、二芳基膦酰基(-PO3(aryl)2)(以下“aryl”是指芳基)、烷基芳基膦酰基(-PO3(alkyl)(aryl))、单烷基膦酰基(-PO3(alkyl))及其共轭碱基(称作烷基膦酸根基)、单芳基膦酰基(-PO3H(aryl))及其共轭碱基(称作芳基膦酸根基)、膦酰氧基(-OPO3H2)及其共轭碱基(称作膦酸根氧基)、二烷基膦酰氧基(-OPO3H(alkyl)2)、二芳基膦酰氧基(-OPO3H(aryl)2)、烷基芳基膦酰氧基(-OPO3(alkyl)(aryl))、单烷基膦酰氧基(-OPO3H(alkyl)))及其共轭碱基(称作烷基膦酸根氧基)、单芳基膦酰氧基(-OPO3H(aryl)))及其共轭碱基(称作芳基膦酸根氧基)、氰基、硝基、芳基、烯基、炔基、杂环基、甲硅烷基等。
这些取代基的烷基的具体例子可以举出上述烷基。
上述取代基的芳基的具体例子,可以举出苯基、联苯基、萘基、甲苯基、二甲苯基、米(mesityl)基、枯烯基、氯苯基、溴苯基、氯甲基苯基、羟基苯基、甲氧苯基、乙氧苯基、苯氧苯基、乙酸基苯基、苯甲酸基苯基、甲硫基苯基、苯硫基苯基、甲胺基苯基、二甲胺基苯基、乙酰胺基苯基、羧苯基、甲氧羰基苯基、乙氧苯基羰基、苯氧羰基苯基、N—苯羰基苯基、氰基苯基、磺基苯基、磺酸根苯基、膦酰苯基、膦酸根苯基等。
上述取代基的烯基的具体例子可以举出乙烯基、1-丙烯基、1-丁烯基、桂皮酰基、2-氯-1-乙烯基等。
上述取代基的炔基的具体例子可以举出乙炔基、1-丙炔基、1-丁炔基、三甲基甲硅烷基乙炔基等。
上述取代基的酰基(R01CO-)的R01可以举出氢原子、上述烷基、芳基等。
这些取代基中,优选卤原子(-F、-Br、-Cl-、-I)、烷氧基、芳氧基、烷基硫基、芳基硫基、N-烷基氨基、N,N-二烷基氨基、酰氧基、N-烷基咔唑氧基、N-芳基咔唑氧基、酰基氨基、甲酰基、酰基、羧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、氨基甲酰基、N-烷基氨基甲酰基、N,N-二烷基氨基甲酰基、N-芳基氨基甲酰基、N-烷基-N-芳基氨基甲酰基、磺基、磺酸根基、氨磺酰基、N-烷基氨磺酰基、N,N-二烷基氨磺酰基、N-芳基氨磺酰基、N-烷基-N-芳基氨磺酰基、膦酰基、膦酸根基、二烷基膦酰基、二芳基膦酰基、单烷基膦酰基、烷基膦酸根基、单芳基膦酰基、芳基膦酸根基、膦酰氧基、膦酸根氧基、芳基、烯基等。
另外,上述取代基的杂环基例如可以举出吡啶基、哌啶基等,上述取代基的甲硅烷基可以举出三甲基甲硅烷基等。
另一方面,上述烷基的烯基例如可以举出将上述碳原子数1~20的烷基上的氢原子的任一个除去后的2价有机残基,例如碳原子数1~12的直链状烯基、碳原子数3~12的支链状烯基、碳原子数5~10的环状烯基等。
通过组合这种取代基与烯基而获得的取代烷基的优选具体例子可以举出氯甲基、溴甲基、2-氯乙基、三氟甲基、甲氧基甲基、异丙氧基甲基、丁氧基甲基、仲丁氧基丁基、甲氧基乙氧基乙基、烯丙氧基甲基、苯氧基甲基、甲基硫甲基、甲苯基硫甲基、吡啶基甲基、四甲基哌啶基甲基、N-乙酰基四甲基哌啶基甲基、三甲基甲硅烷基甲基、甲氧基乙基、乙基氨基乙基、二乙基氨基丙基、吗啉代丙基、乙酰氧基甲基、苯甲酰氧基甲基、N-环己基咔唑氧基乙基、N-苯基咔唑氧基乙基、乙酰基氨基乙基、N-甲基苯甲酰基氨基丙基、2-氧代乙基、2-氧代丙基、羧基丙基、甲氧基羰基乙基、烯丙氧基羰基丁基、氯苯氧基羰基甲基、氨基甲酰基甲基、N-甲基氨基甲酰基乙基、N,N-二丙基氨基甲酰基甲基、N-(甲氧基苯基)氨基甲酰基乙基、N-甲基-N-(磺苯基)氨基甲酰基甲基、磺丁基、磺酸基丁基、氨磺酰基丁基、N-乙基氨磺酰基甲基、N,N-二丙基氨磺酰基丙基、N-甲苯基氨磺酰基丙基、N-甲基-N-(膦酰基苯基)氨磺酰基辛基、膦酰基丁基、磷酸基己基、二乙基膦酰基丁基、二苯基膦酰基丙基、甲基膦酰基丁基、甲基磷酸基丁基、甲苯基膦酰基己基、甲苯基磷酸基己基、膦酰氧基丙基、磷酸氧基丁基、苄基、苯乙基、α-甲基苄基、1-甲基-1-苯基乙基、对甲基苄基、桂皮酰基、烯丙基、1-丙烯基甲基、2-丁烯基、2-甲基烯丙基、2-甲基丙烯基甲基、2-丙炔基、2-丁炔基、3-丁炔基等。
上述芳基例如可以举出苯环、2个~3个苯环形成稠合环者、苯环与5元环形成稠合环者等。
上述芳基的具体例子例如可以举出苯基、萘基、蒽基、菲基、茚基、苊基、芴基等。其中优选苯基、萘基。
上述烷基可以具有取代基,作为这种具有取代基的芳基(以下也称作“取代芳基”)例如可以举出在上述芳基的环形成碳原子上具有由氢原子以外的一价非金属原子构成的基团作为取代基者。
上述芳基可以具有的取代基例如优选上述烷基、取代烷基、作为上述烷基可以具有的取代基所示例的基团。
上述取代芳基的优选具体例可以举出联苯基、甲苯基、二甲苯基、米基、枯烯基、氯苯基、溴苯基、氟苯基、氯甲基苯基、三氟甲基苯基、羟基苯基、甲氧基苯基、甲氧基乙氧基苯基、烯丙氧基苯基、苯氧基苯基、甲基硫苯基、甲苯基硫苯基、乙基氨基苯基、二乙基氨基苯基、吗啉代苯基、乙酰氧基苯基、苯甲酰氧基苯基、N-环己基咔唑氧基苯基、N-苯基咔唑氧基苯基、乙酰基氨基苯基、N-甲基苯甲酰基氨基苯基、羧基苯基、甲氧基羰基苯基、烯丙氧基羰基苯基、氯苯氧基羰基苯基、氨基甲酰基苯基、N-甲基氨基甲酰基苯基、N,N-二丙基氨基甲酰基苯基、N-(甲氧基苯基)氨基甲酰基苯基、N-甲基-N-(磺苯基)氨基甲酰基苯基、磺苯基、磺酸根基苯基、氨磺酰基苯基、N-乙基氨磺酰基苯基、N,N-二丙基氨磺酰基苯基、N-甲苯基氨磺酰基苯基、N-甲基-N-(膦酰基苯基)氨磺酰基苯基、膦酰基苯基、膦酸根基苯基、二乙基膦酰基苯基、二苯基膦酰基苯基、甲基膦酰基苯基、甲基膦酸根苯基、甲苯基膦酰基苯基、甲苯基膦酸根苯基、烯丙基苯基、1-丙烯基甲基苯基、2-丁烯基苯基、2-甲基烯丙基苯基、2-甲基丙烯基苯基、2-丙炔基苯基、2-丁炔基苯基、3-丁炔基苯基等。
上述烯基(-C(R02)=C(R03)(R04))和炔基(-C≡C(R05))例如可以举出R02、R03、R04和R05由一价非金属原子团构成的基团。
上述R02、R03、R04和R05例如可以举出氢原子、卤原子、烷基、取代烷基、芳基、取代芳基等。它们的具体例子可以举出上述例子示出的基团。这些中,优选氢原子、卤原子、碳原子数1~10的直链状烷基、支链状烷基、环状烷基。
上述烯基和炔基的优选具体例可以举出乙烯基、1-丙烯基、1-丁烯基、1-戊烯基、1-己烯基、1-辛烯基、1-甲基-1-丙烯基、2-甲基-1-丙烯基、2-甲基-1-丁烯基、2-苯基-1-乙烯基、2-氯-1-乙烯基、乙炔基、1-丙炔基、1-丁炔基、苯基乙炔基等。
上述杂环基例如可以举出作为取代烷基的取代基示例的基团等。
上述氧基(R06O-)可以举出R06去除氢原子的一价非金属原子团构成的基团。
这种氧基例如可以举出烷氧基、芳氧基、酰氧基、咔唑氧基、N-烷基咔唑氧基、N-芳基咔唑氧基、N,N-二烷基咔唑氧基、N,N-二芳基咔唑氧基、N-烷基-N-芳基咔唑氧基、烷基硫氧基、芳基硫氧基、膦酰氧基、膦酸根氧基等。
它们中的烷基和芳基可以举出作为上述烷基、取代烷基、芳基、取代芳基示例的基团。另外,酰氧基的酰基(R07CO-)可以举出R07为作为之前例子举出的烷基、取代烷基、芳基以及取代芳基者。这些取代基中,更优选烷氧基、芳氧基、酰氧基、芳基硫氧基。
优选的氧基的具体例子可以举出甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、十二烷氧基、苄氧基、烯丙氧基、苯乙氧基、羧基乙基氧基、甲氧基羰基乙基氧基、乙氧基羰基乙基氧基、甲氧基乙氧基、苯氧基乙氧基、甲氧基乙氧基乙氧基、乙氧基乙氧基乙氧基、吗啉代乙氧基、吗啉代丙氧基、烯丙氧基乙氧基乙氧基、苯氧基、甲苯基氧基、二甲苯基氧基、米基氧基、枯烯基氧基、甲氧基苯基氧基、乙氧基苯基氧基、氯苯基氧基、溴苯基氧基、乙酰氧基、苯甲酰氧基、萘氧基、苯基磺酰氧基、膦酰氧基、膦酸根氧基等。
可以含有酰胺基的氨基(R08NH-、(R09)(R10)N-)例如可以举出R08、R09和R10为去除氢原子的一价非金属原子团构成的基团。予以说明,R09和R10可以键合形成环。
上述氨基例如可以举出N-烷基氨基、N,N-二烷基氨基、N-芳基氨基、N,N-二芳基氨基、N-烷基-N-芳基氨基、酰基氨基、N-烷基酰基氨基、N-芳基酰基氨基、脲基、N’-烷基脲基、N’,N’-二烷基脲基、N’-芳基脲基、N’,N’-二芳基脲基、N’-烷基-N’-芳基脲基、N-烷基脲基、N-芳基脲基、N’-烷基-N-烷基脲基、N’-烷基-N-芳基脲基、N’,N’-二烷基-N-烷基脲基、N’-烷基-N’-芳基脲基、N’,N’-二烷基-N-烷基脲基、N’,N’-二烷基-N′-芳基脲基、N’-芳基-N-烷基脲基、N’-芳基-N-芳基脲基、N’,N’-二芳基-N-烷基脲基、N’,N’-二芳基-N-芳基脲基、N’-烷基-N’-芳基-N-烷基脲基、N’-烷基-N’-芳基-N-芳基脲基、烷氧基羰基氨基、芳氧基羰基氨基、N-烷基-N-烷氧基羰基氨基、N-烷基-N-芳氧基羰基氨基、N-芳基-N-烷氧基羰基氨基、N-芳基-N-芳氧基羰基氨基等。它们中的烷基和芳基可以举出作为上述烷基、取代烷基、芳基、取代芳基示例过的基团。另外,酰基氨基、N-烷基酰基氨基、N-芳基酰基氨基的酰基(R07CO-)的R07如上所述。这些中,更优选N-烷基氨基、N,N-二烷基氨基、N-芳基氨基、酰基氨基。
优选的氨基的具体例子可以举出甲基氨基、乙基氨基、二乙基氨基、吗啉基、哌啶基、吡咯烷基、苯基氨基、苯甲酰基氨基、乙酰基氨基等。
上述磺酰基(R011-SO2-)例如可以举出R011由一价非金属原子团构成的基团。
这种磺酰基例如优选烷基磺酰基、芳基磺酰基等。它们的烷基和芳基可以举出作为上述烷基、取代烷基、芳基、取代芳基示例过的基团。
上述磺酰基的具体例子可以举出丁基磺酰基、苯基磺酰基、氯苯基磺酰基等。
上述磺酸根基(-SO3-)如上所述,表示磺基(-SO3H)的共轭碱阴离子基,通常优选与对阳离子一起使用。
这种对阳离子可以适当使用一般已知的离子,例如鎓类(例如铵类、锍类、膦类、碘鎓类、叠氮鎓(アジニウム)类等)、金属离子类(例如Na+、K+、Ca2+、Zn2+等)。
上述羰基(R013-CO-)例如可以举出R013由一价非金属原子团构成的基团。
这种羰基例如可以举出甲酰基、酰基、羧基、烷氧羰基、芳氧羰基、氨基甲酰基、N—烷基氨基甲酰基、N,N—二烷基氨基甲酰基、N—芳基氨基甲酰基、N,N—二芳基氨基甲酰基、N—烷基—N’—芳基氨基甲酰基。它们中的烷基和芳基可以举出作为上述烷基、取代烷基、芳基、取代芳基示例过的基团。
上述羰基优选甲酰基、酰基、羧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、氨基甲酰基、N-烷基氨基甲酰基、N,N-二烷基氨基甲酰基、N-芳基氨基甲酰基,更优选甲酰基、酰基、烷氧基羰基、芳氧基羰基。
上述羰基的具体例子可以优选地举出甲酰基、乙酰基、苯甲酰基、羧基、甲氧基羰基、乙氧基羰基、烯丙氧基羰基、二甲基氨基苯基乙烯基羰基、甲氧基羰基甲氧基羰基、N-甲基氨基甲酰基、N-苯基氨基甲酰基、N.N-二乙基氨基甲酰基、吗啉代羰基等。
上述亚磺酰基(R014-SO-)例如可以举出R014由一价非金属原子团构成的基团。
这种亚磺酰基例如可以举出烷基亚磺酰基、芳基亚磺酰基、氨亚磺酰基、N-烷基氨亚磺酰基、N,N-二烷基氨亚磺酰基、、N-芳基氨亚磺酰基、N,N-二芳基氨亚磺酰基、N-烷基-N-芳基氨亚磺酰基。它们中的烷基和芳基可以举出作为上述烷基、取代烷基、芳基、和取代芳基示例过的基团。其中优选烷基亚磺酰基、芳基亚磺酰基。
上述取代亚磺酰基的具体例子,可以优选地举出己基亚磺酰基、苄基亚磺酰基、甲苯基亚磺酰基等。
上述膦酰基是指膦酰基上的羟基的一个~两个被其它有机氧代基团取代的基团,例如优选上述二烷基膦酰基、二芳基膦酰基、烷基芳基膦酰基、单烷基膦酰基、单芳基膦酰基等。其中,更优选二烷基膦酰基、二芳基膦酰基。
上述膦酰基的优选具体例可以举出二乙基膦酰基、二丁基膦酰基、二苯基膦酰基等。
上述膦酸根基(-PO3H2-、-PO3H-)如上所述,是指膦酰基(-PO3H2-)的来源于酸第一解离或酸第二解离的共轭碱阴离子基团。通常优选与对阳离子一起使用。这种对阳离子可以适当选择一般已知的基团,例如鎓类(例如铵类、锍类、膦类、碘鎓类、叠氮鎓(アジニウム)类等)、金属离子类(例如Na+、K+、Ca2+、Zn2+等)。
上述膦酸根基可以是膦酰基中羟基被取代为一个有机氧代基团的共轭碱阴离子基,这种具体例子可以举出上述单烷基膦酰基(-PO3H(alkyl))、单芳基膦酰基(-PO3H(aryl))的共轭碱。
上述芳香族基团可以通过使1种以上含有芳香族基团的自由基聚合性化合物与1种以上根据需要作为共聚成分的其它自由基聚合性化合物发生通常的自由基聚合法而制造。
上述自由基聚合法例如一般可以举出悬浮聚合法或溶液聚合法等。
作为具有含有上述芳香族基团的自由基聚合性化合物例如优选结构式(A)所示的化合物、结构式(B)所示的化合物。


结构式(A) 上述结构式(A)中,R1、R2和R3表示氢原子或1价有机基团。L表示有机基团,也可以没有。Ar表示可含有杂环的芳香族基团。


结构式(B) 上述结构式(B)中,R1、R2和R3以及Ar表示与上述结构式(A)相同的意义。
上述L的有机基团例如可以为非金属原子构成的多元有机基团,可以具有由1~60个碳原子、0~10个氮原子、0~50个氧原子、1~100个氢原子、0~20个硫原子构成的基团。
更具体地说,上述L的有机基团可以举出下述结构单元组合构成的基团、多元萘、多元蒽等。

上述L连接基团可以具有取代基,上述取代基可以举出上述卤原子、羟基、羧基、磺酸根基、硝基、氰基、酰胺基、氨基、烷基、烯基、炔基、芳基、取代氧基、取代磺酰基、取代羰基、取代亚磺酰基、磺基、膦酰基、膦酸根基、甲硅烷基、杂环基。
上述结构式(A)所示的化合物和结构式(B)所示化合物中,从灵敏度的观点出发优选结构式(A)。上述结构式(A)中,从稳定性的观点出发优选具有连接基团,上述L的有机基团从非显影部的除去性(显影性)的观点出发优选碳原子数1~4的亚烷基。
上述结构式(A)所示的化合物成为含有下述结构式(I)结构单元的化合物。另外,上述结构式(B)所示的化合物成为含有下述结构式(II)结构单元的化合物。其中,从保存稳定性的观点出发优选结构式(I)的结构单元。



结构式(II) 上述结构式(I)和(II)中,R1、R2和R3以及Ar表示与上述结构式(A)和(B)相同的意义。
上述结构式(I)和(II)中,从非图像部的除去性(显影性)的观点出发,优选R1、R2为氢原子、R3为甲基。
另外,从非图像部的除去性(显影性)的观点出发,优选上述结构式(I)的L为碳原子数1~4的亚烷基。
上述结构式(A)所示化合物或结构式(B)所示化合物并无特别限定,例如可以举出下述化合物(1)~(30)。


上述示例化合物(1)~(30)中,优选(5)、(6)、(11)、(14)和(28),其中从保存稳定性和显影性的观点出发优选(5)和(6)。
上述可含有杂环的芳香族基团的上述粘合剂的含量并无特别限定,在以高分子化合物的总结构单元作为100摩尔%时,优选含有20摩尔%以上的上述结构式(I)所示结构单元,更优选含有30~45摩尔%。上述含量小于20摩尔%时,保存稳定性会降低,超过45摩尔%时,显影性会降低。
-乙烯性不饱和键- 上述乙烯性不饱和键并无特别限定,可以根据目的适当选择,例如优选用下述结构式(III)~(V)表示。


结构式(III)

结构式(IV)

结构式(V) 上述结构式(III)~(V)中,R1~R11各自独立地表示1价有机基团。X和Y各自独立地表示氧原子、硫原子或-N-R4。Z表示氧原子、硫原子、-N-R4、或亚苯基。R4表示氢原子或1价有机基团。
上述结构式(III)中,R1优选各自独立地表示例如氢原子、可以具有取代基的烷基等,从自由基反应性高的方面出发更优选氢原子、甲基。
上述R2和R3各自独立地举出例如氢原子、卤原子、氨基、羧基、烷氧基羰基、磺基、硝基、氰基、可具有取代基的烷基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的芳氧基、可具有取代基的烷基氨基、可以具有取代基的芳基氨基、可以具有取代基的烷基磺酰基、可具有取代基的芳基磺酰基等,从自由基反应性高的观点出发更优选氢原子、羧基、烷氧基羰基、可具有取代基的烷基、可具有取代基的芳基。
上述R4例如优选可具有取代基的烷基等,由于自由基反应性高,因此更优选氢原子、甲基、乙基、异丙基。
这里,可以导入的上述取代基例如可以举出烷基、烯基、炔基、芳基、烷氧基、芳氧基、卤原子、氨基、烷基氨基、芳基氨基、羧基、烷氧基羰基、磺基、硝基、氰基、酰胺基、烷基磺酰基、芳基磺酰基等。
上述结构式(IV)中,R4~R8例如可以举出氢原子、卤原子、氨基、二烷基氨基、羧基、烷氧基羰基、磺基、硝基、氰基、可具有取代基的烷基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的芳氧基、可具有取代基的烷基氨基、可具有取代基的芳基氨基、可具有取代基的烷基磺酰基、可具有取代基的芳基磺酰基等,更优选氢原子、羧基、烷氧基羰基、可具有取代基的烷基、可具有取代基的芳基。
可以导入的上述取代基例如可以举出在上述结构式(III)中举出的例子。
上述结构式(V)中,R9例如可以举出氢原子、可具有取代基的烷基等,从自由基反应性高的观点出发,更优选氢原子、甲基。
上述R10、R11各自独立地优选例如氢原子、卤原子、氨基、二烷基氨基、羧基、烷氧基羰基、磺基、硝基、氰基、可具有取代基的烷基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的芳氧基、可具有取代基的烷基氨基、可具有取代基的芳基氨基、可具有取代基的烷基磺酰基、可具有取代基的芳基磺酰基等,由于自由基反应性高,因此更优选氢原子、羧基、烷氧基羰基、可具有取代基的烷基、可具有取代基的芳基。
可以导入的上述取代基例如可以举出在上述结构式(III)中举出的例子。
上述Z表示氧原子、硫原子、-NR13-、或可具有取代基的亚苯基。R13表示可具有取代基的烷基,由于自由基反应性高,因此优选氢原子、甲基、乙基、异丙基。
上述结构式(III)~(V)所示的侧链乙烯性不饱和键中,结构式(III)者的聚合反应性更高、灵敏度更高,更为优选。
上述乙烯性不饱和键的上述高分子化合物的含量并无特别限定,优选为0.5~3.0meq/g、更优选1.0~3.0meq/g、特别优选1.5~2.8meq/g。上述含量小于0.5meq/g时,由于固化反应量少,因此成为低灵敏度,超过3.0meq/g时,保存稳定性会恶化。
这里,上述含量(meq/g)例如可以通过碘价滴定测定。
作为上述结构式(III)所示、在侧链导入乙烯性不饱和键的方法并无特别限定,例如可以举出使侧链含有羧基的高分子化合物与具有乙烯性不饱和键和环氧基的化合物加成反应而获得。
上述侧链含有羧基的高分子化合物例如可以使1种以上含有羧基的自由基聚合性化合物与1种以上根据需要的作为共聚成份的其它自由基聚合性化合物发生通常的自由基聚合法而制造,上述自由基聚合法例如可以举出悬浮聚合法、溶液聚合法等。
上述具有乙烯性不饱和键和环氧基的化合物并无特别限定,例如优选下述结构式(VI)所示的化合物和(VII)所示的化合物。特别是从高灵敏度化的观点出发优选使用结构式(VI)所示化合物。


结构式(VI) 上述结构式(VI)中,R1表示氢原子或甲基。L1表示有机基团。


结构式(VII) 上述结构式(VII)中,R2表示氢原子或甲基。L2表示有机基团。W表示4~7元环的脂肪族烃基。
上述结构式(VI)所示化合物和结构式(VII)所示化合物中,优选结构式(VI)所示的化合物,上述结构式(VI)中,L1更优选碳原子数1~4的亚烷基。
上述结构式(VI)所示化合物和结构式(VII)所示化合物并无特别限定,例如可以举出下述化合物(31)~(40)。

上述含有羧基的自由基聚合性化合物例如有丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、异巴豆酸、马来酸、对羧基苯乙烯等,特别优选丙烯酸、甲基丙烯酸等。
作为向上述侧链上的导入反应,例如可以通过以三乙胺、苄基甲基胺等叔胺,十二烷基三甲基氯化铵、四甲基氯化铵、四乙基氯化铵等季铵盐,吡啶,三苯基磷等作为催化剂,在有机溶剂中反应温度50~150℃下反应数小时~数十小时来进行。
上述侧链具有乙烯性不饱和键的结构单元并无特别限定,例如优选下述结构式(i)所示的结构、结构式(ii)所示的结构以及它们的混合所表示的结构。


结构式(i)

结构式(ii) 上述结构式(i)和(ii)中,Ra~Rc表示氢原子或1价有机基团。R1表示氢原子或甲基。L1表示可具有连接基团的有机基团。
上述结构式(i)所示结构及结构式(ii)所示结构在高分子化合物中的含量优选为20摩尔%以上、更优选为20~50摩尔%、特别优选为25~45摩尔%。上述含量小于20摩尔%时,由于固化反应量少,因此变为低灵敏度,多于50摩尔%时,保存稳定性会恶化。
-羧基- 本发明的高分子化合物中,为了提高非图像部除去性等诸性能,可以含有羧基。
上述羧基可以通过使具有酸性基团的自由基聚合性化合物共聚而赋予至上述高分子化合物。
这种具有自由基聚合性的酸性基团例如可以举出羧酸、磺酸、磷酸基等,特别优选羧酸。
具有上述羧基的自由基聚合性化合物并无特别限定,可以根据目的适当地选择,例如可以举出丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、异巴豆酸、马来酸、对羧基苯乙烯等,特别优选丙烯酸、甲基丙烯酸、对羧基苯乙烯等。这些物质可以单独使用1种还可以并用2种以上。
上述羧基在粘合剂中的含量为1.0~4.0meq/g、优选1.5~3.0meq/g。上述含量小于1.0meq/g时,显影性会变得不足,超过4.0meq/g时,易于受到碱水显影所导致的图像强度受损。
本发明的高分子化合物为了提高图像强度等诸性能,除了上述自由基聚合性化合物之外,优选进一步共聚其它自由基聚合性化合物。
上述其它自由基聚合性化合物例如可以举出选自丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类、苯乙烯类等的自由基聚合性化合物等。
具体地可以举出丙烯酸烷基酯等丙烯酸酯类,丙烯酸芳基酯、甲基丙烯酸烷基酯等甲基丙烯酸酯类,甲基丙烯酸芳基酯、苯乙烯、烷基苯乙烯等苯乙烯类,烷氧基苯乙烯、卤代苯乙烯等。
上述丙烯酸酯类优选烷基的碳原子数为1~20者,例如可以举出丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸乙基己酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸叔辛酯、丙烯酸氯乙酯、丙烯酸2,2-二甲基羟基丙酯、丙烯酸5-羟基戊酯、三羟甲基丙烷单丙烯酸酯、季戊四醇单丙烯酸酯、丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸甲氧基苄酯、丙烯酸糠酯、丙烯酸四氢糠酯等。
上述丙烯酸芳基酯例如可以举出丙烯酸苯酯等。
上述甲基丙烯酸酯类优选烷基的碳原子数为1~20者,例如可以举出甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸氯苄酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸4-羟基丁酯、甲基丙烯酸5-羟基戊酯、甲基丙烯酸2,2-二甲基-3-羟基丙酯、三羟甲基丙烷单甲基丙烯酸酯、季戊四醇单甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸糠酯、甲基丙烯酸四氢糠酯等。
上述甲基丙烯酸芳基酯例如可以举出甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸甲苯酯、甲基丙烯酸萘酯等。
上述苯乙烯类例如可以举出甲基苯乙烯、二甲基苯乙烯、三甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、二乙基苯乙烯、异丙基苯乙烯、丁基苯乙烯、己基苯乙烯、环己基苯乙烯、癸基苯乙烯、苄基苯乙烯、氯甲基苯乙烯、三氟甲基苯乙烯、乙氧基甲基苯乙烯、乙酰氧基甲基苯乙烯等。
上述烷氧基苯乙烯例如可以举出甲氧基苯乙烯、4-甲氧基-3-甲基苯乙烯、二甲氧基苯乙烯等。
上述卤代苯乙烯例如可以举出氯苯乙烯、二氯苯乙烯、三氯苯乙烯、四氯苯乙烯、五氯苯乙烯、溴苯乙烯、二溴苯乙烯、碘苯乙烯、氟苯乙烯、三氟苯乙烯、2-溴-4-三氟甲基苯乙烯、4-氟-3-三氟甲基苯乙烯等。
这些自由基聚合性化合物可以单独使用1种,还可以并用2种以上。
合成本发明高分子化合物时使用的溶剂并无特别限定,可以根据目的适当地选择,例如可以举出二氯乙烯、环己酮、甲乙酮、丙酮、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、2-甲氧基乙基乙酸酯、1-甲氧基-2-丙醇、1-甲氧基-2-丙基乙酸酯、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、甲苯、乙酸乙酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯等。这些物质可以单独使用1种,还可以混合使用2种以上。
本发明的高分子化合物的分子量以质均分子量表示优选为10000以上、更优选为10000~50000。上述质均分子量低于10000时,有固化膜强度不足的情况,超过50000时,有显影性降低的倾向。
另外,本发明的高分子化合物中可以含有未反应的单体。此时,上述单倍体在上述高分子化合物中的含量优选为15质量%以下。
本发明的高分子化合物可以单独使用1种,还可以混合使用2种以上。另外,还可以混合使用其它高分子化合物。此时,上述其它高分子化合物在上述本发明高分子化合物中的含量优选为50质量%以下、更优选为30质量%以下。
上述粘合剂在上述感光性组合物中的固态成分含量优选为5~80质量%、更优选为10~70质量%。
[弹性体] 上述弹性体通过与上述粘合剂并用、聚合物合金化,具有下述功能固化膜的固化收缩、可挠性被改善,在作为回流焊(リフロ—)时温度的200~220℃温度区域的动态粘弹性测定中、弹性率可以降低至1~100MPa,提高与密封材料的剪切粘接性。即,通过添加具有柔软性的弹性体,可以缓和固化膜的应力、进行固化涂膜的改质。上述弹性率低于1MPa时,机械强度降低,超过100MPa时,剪切粘接力降低。
上述弹性体并无特别限定,可以根据目的适当选择,例如可以举出苯乙烯系弹性体、烯烃系弹性体、聚氨酯系弹性体、聚酯系弹性体、聚酰胺系弹性体、丙烯酸系弹性体和硅酮系弹性体,这些弹性体由硬片段成分和软片段成分构成,一般来说,前者对耐热性、强度起作用,后者对柔软性、强韧性起作用。另外,上述弹性体的性质并无特别限定,可以根据目的适当选择,例如在显影工序的生产效率性等方面出发,优选具有碱可溶性或溶胀性。
上述苯乙烯系弹性体并无特别限定,可以根据目的适当选择,例如可以举出苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异丙烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物。除了作为构成苯乙烯系弹性体的成分的苯乙烯之外,还可以使用α-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-丙基苯乙烯、4-环己基苯乙烯等苯乙烯衍生物。具体地说可以举出塔浮普联(タフプレン)、素鲁普联(ソルプレン)T、阿撒普联(アサプレン)T、塔福特(タフテツク)(以上,旭化成工业(株)制),弹性体AR(アロン化成制),库垒易顿(クレイトン)G、过立夫勒柯(過リフレツクス)(以上为シエルジヤパン制),JSR-TR、TSR-SIS、达意那论(ダイナロン)、XSK-系列、XFR-系列(以上为日本合成橡胶(株)制),掂卡(デンカ)STR(电气化学工业(株)制),库因塔柯(クインタツク)(日本ゼオン制),TPE-SB系列(住友化学工业(株)制),拉巴论(ラバロン)(三菱化学(株)制),色谱顿(七プトン)、海不辣(ハイブデラ—)(以上为クラレ制)、丝米覆勒克斯(スミフレツクス)(住友ベ—クライト(株)制),垒欧斯多麻(レオストマ一)、阿库梯麻(アクテイマ—)(以上为理研ビニル工业制),VANDEX系列(Dic Bayer Polymer社制),海图勒鲁系列(ハイトレルシリ—ズ)(东レ·デユポン社制)等。
上述烯烃系弹性体并无特别限定,可以根据目的适当选择,例如为乙烯、丙烯、1-丁烯、1-己烯、4-甲基-戊烯等碳原子数2~20的α-烯烃的共聚物,例如可以举出乙烯-丙烯共聚物(EPR)、乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM)等,另外可以举出二环戊二烯、1,4-己二烯、环辛二烯、亚甲基降冰片烯、亚乙基降冰片烯、丁二烯、异丙烯等碳原子数2~20的非共轭二烯与α-烯烃的共聚物。另外,可以具有在丁二烯-丙烯腈共聚物上共聚甲基丙烯酸的羧基改性NBR。具体地说,可以举出乙烯·α-烯烃共聚物橡胶、乙烯·α-烯烃·非共轭二烯共聚物橡胶、丙烯·α-烯烃共聚物橡胶、丁烯·α-烯烃共聚物橡胶等。更具体地说,可以举出米拉素托麻(ミラストマ,(三井石油化学制)、EXACT(エクソン化学制)、ENGAGE(ダウケミカル制)、氢化苯乙烯-丁二烯橡胶“DYNABON HSBR”(日本合成橡胶(株)制)、丁二烯-丙烯腈共聚物“NBR系列”(日本合成橡胶(株)制)或具有交联点的两末端羧基改性丁二烯-丙烯腈共聚物的“XER系列”(日本合成橡胶(株)制)等。
上述聚氨酯系弹性体并无特别限定,可以根据目的适当选择,例如可以举出由低分子二醇与二异氰酸酯构成的硬片段和高分子(长链)二醇与二异氰酸酯构成的软片段的结构单元构成,作为高分子(长链)二醇可以举出聚丙二醇、聚四氢呋喃、聚(1,4-丁烯己二酸酯)、聚(乙烯·1,4-丁烯己二酸酯)、聚己内酯、聚(1,6-己烯碳酸酯)、聚(1,6-己烯·新戊烯己二酸酯)等。高分子(长链)二醇的数均分子量优选为500~10000。除了乙二醇之外,还可以使用丙二醇、1,4-丁二醇、双酚A等短链二醇,短链二醇的数均分子量优选为48~500。聚氨酯弹性体的具体例可以举出PANDEX T—2185、T—2983N(大日本インキ公司制),斯拉客特兰(シラクトラン)E790等。
作为所述聚酯系弹性体没有特别限制,根据目的可以适当选择,例如可以举出二羧酸或者其衍生物及二醇化合物或其衍生物进行缩聚而得到的物质。二羧酸的具体例可以举出对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二甲酸等芳香族二羧酸以及它们的芳香环的氢原子被甲基、以及、苯基等取代的芳香族二羧酸、己二酸、癸二酸、十二烷二羧酸等碳原子数2~20的脂肪族二羧酸、以及环己烷二羧酸等脂环式而所关等。这些化合物可以单独使用或者2种以上一起使用。二醇化合物的具体例可以举出乙二醇、1,3—丙二醇、1,4—丁二醇、1,6-己二醇、1,10-癸二醇、1,4-环己二醇等脂肪族二醇和脂环式二醇或下述结构式所示的二元酚。

上述结构式中,Y表示碳原子数1~10的亚烷基、碳原子数4~8的环烷基、-O-、-S-和-SO2-的任一个,或者表示苯环之间的直接键。R1和R2表示卤原子或碳原子数1~12的烷基。1和m表示0~4的整数,p为0或1。
上述聚酯系弹性体的具体例子可以举出双酚A、双-(4-羟基苯基)甲烷、双-(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷、间苯二酚等。这些化合物可以单独食用或者使用2种以上。
另外,上述聚酯系弹性体可以使用使芳香族聚酯(例如聚对苯二甲酸丁二醇酯)部分作为硬片段成分、使脂肪族聚酯(例如聚四亚甲基二醇)部分作为软片段成分的多嵌段共聚物。
上述多嵌段共聚物可以随硬片段和软片段的种类、比例和分子量的不同举出各种级别。具体例子可以举出海托勒(ハイトレル)(デユポン—东レ(株)制)、佩鲁普链(ペルプレン)(东洋纺织(株)制)、埃斯佩鲁(エスペル)(日立化成工业(株)制)等。
上述聚酰胺系弹性体并无特别限定,可以根据目的适当选择,例如大致分为硬相中使用聚酰胺、软相中使用聚醚或聚酯的聚醚嵌段酰胺型和聚醚酯嵌段酰胺型的2种类,作为聚酰胺使用聚酰胺-6、11、12等,作为聚醚使用聚氧乙烯、聚氧丙烯、聚四亚甲基二醇等。具体地可以举出UBE聚酰胺弹性体(宇部兴产(株)制)、代安(ダイアミド、ダイセルヒユルス(株)制)、PEBAX(东レ(株)制)、骨力伦(グリロン)ELY(エムスジヤパン(株)制)、诺怕米多(ノパミツド、三菱化学(株)制)、骨力拉克斯(グリラツクス)(大日本油墨(株)制)等。
上述丙烯酸系弹性体并无特别限定,可以根据目的适当选择,例如以丙烯酸酯作为主成分使用丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸甲氧基乙酯、丙烯酸乙氧基乙酯等,另外交联点单体使用甲基丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油基醚等。而且,还可以共聚丙烯腈或乙烯。具体地可以举出丙烯腈-丙烯酸丁酯共聚物、丙烯腈-丙烯酸丁酯-丙烯酸乙酯共聚物、丙烯腈-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物等。
上述硅酮系弹性体并无特别限定,可以根据目的适当选择,例如以有机聚硅氧烷为主成分者,分为聚二甲基硅氧烷系、聚甲基苯基硅氧烷系、聚二苯基硅氧烷系。还可以举出部分被乙烯基、烷氧基等改性的物质。具体例子可以举出KE系列(信越化学工业(株)制)、SE系列、CY系列、SH系列(以上东レダウコ—ニングシリコ—ン(株)制)等。
另外,除了上述热塑性弹性体以外还可以使用橡胶改性的环氧树脂。橡胶改性的环氧树脂例如通过用两末端羧酸改性型丁二烯-丙烯腈橡胶或末端氨基改性硅酮橡胶等将上述双酚F型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、水杨醛型环氧树脂、酚醛酚醛清漆树脂型环氧树脂或甲酚酚醛清漆树脂型环氧树脂的一部分或全部环氧基改性而获得的树脂。在这些弹性体中,从剪切粘接性的方面出发,优选两末端羧基改性丁二烯-丙烯腈共聚物、作为具有羟基的聚酯系弹性体的埃斯佩鲁(エスペル、日立化成工业(株)制、埃斯佩鲁1612、1620)等。
上述弹性体的含量并无特别限定,可以根据目的适当选择,例如相对于粘合剂100质量份优选为2~50质量份、更优选为4~20质量份。小于2质量份时,有固化膜的高温领域的弹性率降低的倾向,超过50质量份时,有未曝光部不会被显影液溶出的倾向。
[聚合性化合物] 上述聚合性化合物并无特别限定,可以根据目的适当地选择,例如优选具有1个以上乙烯性不饱和键的化合物。
上述乙烯性不饱和键例如可以举出(甲基)丙烯酰基、(甲基)丙烯酰胺基、苯乙烯基、乙烯基酯或乙烯基醚等乙烯基、烯丙基醚或烯丙基酯等的烯丙基等。
作为上述具有1个以上乙烯性不饱和键的化合物并无特别限定,可以根据目的适当选择,例如可以优选地举出选自具有(甲基)丙烯酸基的单体的至少1种。
上述具有(甲基)丙烯酸基的单体并无特别限定,可以根据目的适当地选择,例如可以举出聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯等单官能丙烯酸酯或单官能甲基丙烯酸酯;聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三 (丙烯酰氧基丙基)醚、三(丙烯酰氧基乙基)异氰酸酯、三(丙烯酰氧基乙基)氰酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷或甘油,在双酚等多官能醇上加成反应环氧乙烷或环氧丙烷后而(甲基)丙烯酸酯化的产物,特公昭48-41708号公报、特公昭50-6034号、特开昭51-37193号各公报所记载的聚氨酯丙烯酸酯类;特开昭48-64183号、特开昭49-43191号、特公昭52-30490号各公报所记载的聚酯丙烯酸酯类;作为环氧树脂与(甲基)丙烯酸的反应产物的环氧基丙烯酸酯类等多官能丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯等。其中,特别优选三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯。
上述聚合性化合物的上述感光性组合为固态成分中的固态成分含量优选为5~50质量%、更优选为10~40质量%。该固态成分含量小于5质量%时,会发生显影性受损、曝光灵敏度降低等问题,超过50质量%时,感光层的粘合性变得过强。
<光聚合引发剂> 上述光聚合引发剂只要具有引发上述聚合性化合物的聚合的能力,则无特别限定,可以从公知的光聚合引发剂中适当选择,例如优选相对于紫外线区域~可见光的光线具有感光性的物质,还可以是与光激发的感光剂发生某种作用产生活性自由基的活性剂,还可以是对应单体的种类引发阳离子聚合的引发剂。
上述光聚合引发剂优选含有至少1种在波长约300~800nm的范围内至少具有约50分子吸光系数的成分。上述波长更优选为330~500nm。
上述光聚合引发剂例如可以举出具有卤化烃衍生物(例如具有三嗪骨架者、具有噁二唑骨架者等)、六芳基二咪唑、肟衍生物、有机过氧化物、硫化合物、酮化合物、芳香族鎓盐、金属茂类等。这些中,从感光层的灵敏度、保存性以及感光层与印制配线板形成用基板的密合性等的观点出发,优选具有三嗪骨架者的卤化烃、肟衍生物、酮化合物、六芳基二咪唑系化合物。
具体地例如可以举出特开2005-258431号公报的

所记载的化合物等。
上述光聚合引发剂的更优选例子可以举出在后述的曝光中能够对应于波长为405nm激光光的膦氧化物类、α-氨基烷基酮类、组合有上述具有三嗪骨架的卤化烃化合物和作为后述感光剂的胺化合物的复合光引发剂、上述肟衍生物、上述六芳基二咪唑系化合物、茂钛等。
另外,还优选组合α-氨基烷基酮类与硫杂蒽酮等芳香族酮化合物作为感光剂者。
特别是优选肟衍生物,其原因在于为高灵敏度。
上述光聚合引发剂在上述感光性组合物中的含量优选为0.1~30质量%、更优选为0.5~20质量%、特别优选为0.5~15质量%。
[热交联剂] 上述热交联剂并无特别限定,可以根据目的适当选择,为了改良使用上述感光性组合物形成的感光层的固化后膜强度,可以在不对显影性等产生不良影响的范围内使用1分子内具有至少2个环氧乙烷基的环氧化合物、1分子内具有至少2个氧杂环丁烷基的氧杂环丁烷(oxetane)化合物。上述热交联剂从耐镀金性的观点出发,优选碱不溶性。
上述1分子中具有至少2个环氧乙烷基的环氧化合物例如可以举出对二甲苯酚型或双酚型环氧树脂(“YX4000日本环氧树脂社制”等)或它们的混合物、具有异氰酸酯骨架的杂环式环氧树脂(“TEPIC;日产化学工业(株)制”)、“アラルダイトPT810;チバ·スペシヤルテイ·ケミカルズ社制”等)、双酚A型环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、酚醛酚醛清漆树脂型环氧树脂、甲酚酚醛清漆树脂型环氧树脂、卤化环氧树脂(例如低溴化环氧树脂、高卤化环氧树脂、溴化酚醛酚醛清漆树脂型环氧树脂等)、含烯丙基的双酚A型环氧树脂、三苯酚甲烷型环氧树脂、二苯基二甲醇型环氧树脂、双酚联苯型环氧树脂、二环戊二烯型环氧树脂(“HP-7200、HP-7200H;大日本油墨化学工业(株)制等”)、缩水甘油胺型环氧树脂(二氨基二苯基甲烷型环氧树脂、二缩水甘油苯胺、三缩水甘油氨基苯酚等);缩水甘油酯型环氧树脂(苯二甲酸二缩水甘油酯、己二酸二缩水甘油酯、六氢苯二甲酸二缩水甘油醚、二聚酸二缩水甘油酯等)乙内酰脲型环氧树脂、脂环式环氧树脂(3,4-环氧基环己基甲基-3’,4’-环氧基环己烷羧酸酯、双(3,4-环氧基环己基甲基)己二酸酯、二环戊二烯二环氧化物、“GT-300、GT-400、ZEHPE3150;ダイセル化学工业制”等)、酰亚胺型脂环式环氧树脂、三羟基苯基甲烷型环氧树脂、双酚A酚醛清漆树脂型环氧树脂、四苯基乙烷型环氧树脂、缩水甘油基苯二甲酸酯树脂、四缩水甘油基二甲苯酚乙烷树脂、含萘基的环氧树脂(萘酚芳烷型环氧树脂、萘酚酚醛清漆树脂型环氧树脂、4官能萘型环氧树脂、市售品“ESN-190、ESN-360;新日铁化学(株)制”)、“HP-4032、EXA-4750、EXA-4700;大日本油墨化学工业(株)制等”、苯酚化合物与二乙烯基苯或二环戊二烯等二烯烃化合物的加成反应而获得的聚苯酚化合物与表氯醇的反应物、用过乙酸等将4-乙烯基环己烯-1-氧化物的开环聚合物进行环氧化的产物、具有线状含磷结构的环氧树脂、具有环状含磷结构的环氧树脂、α-甲基苯乙烯型液晶环氧树脂、二苯甲酰氧基苯型液晶环氧树脂、偶氮苯基型液晶环氧树脂、偶氮甲川苯基型液晶环氧树脂、联萘型液晶环氧树脂、吖嗪型环氧树脂、缩水甘油基甲基丙烯酸酯共聚系环氧树脂(“CP-50S、CP-50M;日本油脂(株)制”等)、环己基马来酰亚胺与缩水甘油基甲基丙烯酸酯的共聚环氧树脂、双(缩水甘油氧基苯基)芴型环氧树脂、双(缩水甘油氧基苯基)金刚烷型环氧树脂等,但并非局限于这些。这些环氧树脂可以单独使用1种,还可以并用2种以上。
另外,除了1分子中具有至少2个环氧乙烷基的上述环氧化合物以外,还可以使用至少1分子中含有2个β位具有烷基的环氧基的环氧化合物,特别优选含有β位被烷基取代的环氧基(更具体地β-烷基取代缩水甘油基等)的化合物。
上述至少含有β位具有烷基的环氧基的环氧化合物可以是分子中所含2个以上的环氧基全部为β-烷基取代缩水甘油基,还可以是至少1个的环氧基为β-烷基取代缩水甘油基。
上述β-烷基取代缩水甘油基并无特别限定,可以根据目的适当地选择,例如可以举出β-甲基缩水甘油基、β-乙基缩水甘油基、β-丙基缩水甘油基、β-丁基缩水甘油基等,其中,从提高上述感光性树脂组合物的保存稳定性的观点以及合成容易性的观点出发,优选β-甲基缩水甘油基。
作为上述含有β位具有烷基的环氧基的环氧化合物例如优选由多元酚化合物与β-烷基表氯醇衍生的环氧化合物。
上述β-烷基表氯醇并无特别限定,可以根据目的适当选择,例如可以举出β-甲基表氯醇、β-甲基表溴醇、β-甲基表氟醇等β-甲基表卤醇;β-乙基表氯醇、β-乙基表溴醇、β-乙基表氟醇等β-乙基表卤醇;β-丙基表氯醇、β-丙基表溴醇、β-丙基表氟醇等β-丙基表卤醇;β-丁基表氯醇、β-丁基表溴醇、β-丁基表氟醇等β-丁基表卤醇等。其中,从与多元酚化合物的反应性和流动性的观点出发优选β-甲基表卤醇。
上述多元酚化合物只要是1分子中含有2个以上芳香族羟基的化合物则无特别限定,可以根据目的适当决定,例如可以举出双酚A、双酚F、双酚S等双酚化合物,联苯、四甲基联苯等联苯化合物,二羟基萘、联萘等萘酚化合物,苯酚-甲醛缩聚物等酚醛酚醛清漆树脂型树脂、甲酚-甲醛缩聚物等碳原子数1~10的单烷基取代苯酚-甲醛缩聚物、二甲苯酚-甲醛缩聚物等碳原子数1~10的二烷基取代苯酚-甲醛缩聚物、双酚A-甲醛缩聚物等双酚化合物-甲醛缩聚物、苯酚与碳原子数1~10的单烷基取代苯酚与甲醛的共缩聚物、苯酚化合物与二乙烯基苯的加成聚合物等。其中,在以提高流动性和保存稳定性为目的进行选择时,优选上述双酚化合物。
作为上述含有β位具有烷基的环氧基的环氧化合物例如可以举出双酚A的二-β-烷基缩水甘油醚、双酚F的二-β-烷基缩水甘油醚、双酚S的二-β-烷基缩水甘油醚等双酚化合物的二-β-烷基缩水甘油醚;联苯的二-β-烷基缩水甘油醚、四甲基联苯的二-β-烷基缩水甘油醚等联苯化合物的二-β-烷基缩水甘油醚;二羟基萘的二-β-烷基缩水甘油醚、联萘的二-β-烷基缩水甘油醚等萘酚化合物的β-烷基缩水甘油醚;苯酚-甲醛缩聚物的多-β-烷基缩水甘油醚、甲酚-甲醛缩聚物的多-β-烷基缩水甘油醚等碳原子数1~10的单烷基取代苯酚-甲醛缩聚物的多-β-烷基缩水甘油醚;二甲苯酚-甲醛缩聚物的多-β-烷基缩水甘油醚等碳原子数1~10的二烷基取代苯酚-甲醛缩聚物的多-β-烷基缩水甘油醚、双酚A-甲醛缩聚物的多-β-烷基缩水甘油醚等双酚化合物-甲醛缩聚物的多-β-烷基缩水甘油醚;苯酚化合物与二乙烯基苯的加成聚合物的多-β-烷基缩水甘油醚等。
其中,优选下述结构式(iii)所示的双酚化合物、由其与表氯醇等获得的聚合物衍生的β-烷基缩水甘油醚、下述结构式(iv)所示苯酚化合物-甲醛缩聚物的多-β-烷基缩水甘油醚。

结构式(iii)

结构式(iv) 上述结构式(iii)中,R表示氢原子和碳原子数1~6的烷基的任一个,n表示0~20的整数。
上述结构式(iv)中,R表示氢原子和碳原子数1~6的烷基的任一个,R”表示氢原子和CH3的任一个,n表示0~20的整数。
这些含有β位具有烷基的环氧基的环氧化合物可以单独使用1种,还可以并用2种以上。另外,还可并用1分子中具有至少2个环氧乙烷基的环氧化合物以及含有β位具有烷基的环氧基的环氧化合物。
上述氧杂环丁烷化合物,除了可以举出双[(3-甲基-3-氧杂环丁烷基甲氧基)甲基]醚、双[(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲氧基)甲基]醚、1,4-双[(3-甲基-3-氧杂环丁烷基甲氧基)甲基]苯、1,4-双[(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲氧基)甲基]苯、丙烯酸(3-甲基-3-氧杂环丁烷基)甲酯、丙烯酸(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲酯、甲基丙烯酸(3-甲基-3-氧杂环丁烷基)甲酯、甲基丙烯酸(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲酯和它们的寡聚物或共聚物等多官能氧杂环丁烷类之外,还可以举出具有氧杂环丁烷基的化合物与酚醛清漆型树脂、聚(对羟基苯乙烯)、卡尔多(カルド)型双酚类、杯(Calix,カリツクス)芳烃类、杯(Calix,カリツクス)间苯二酚芳烃类、硅倍半氧烷(Silsesquioxane,シルセスキオキサン)等具有羟基的树脂等的醚化合物,另外,还可以举出具有氧杂环丁烷环的不饱和单体与(甲基)丙烯酸烷基酯的共聚物等。
另外,为了促进所述环氧化合物或所述氧杂环丁烷化合物的热固化,例如可以使用胺化合物(例如双氰二酰胺、苄基二甲胺、4—(二甲胺基)—N,N—二甲苄胺、4—甲氧基—N,N—二甲苄胺、4—甲基—N,N—二甲苄胺等)、季铵盐化合物(例如三乙基苄基氯化铵等)、嵌段异氰酸酯化合物(例如二甲胺等)、咪唑衍生物二环式脒化合物及其盐(例如咪唑、2—甲基咪唑、2—乙基咪唑、2—乙基—4—甲基咪唑、2—苯基咪唑、4—苯基咪唑、1—氰乙基—2—苯基咪唑、1—(2—氰乙基)—2—乙基—4—甲基咪唑等)、磷化合物(例如三苯膦等)、鸟粪胺化合物(例如蜜胺、鸟粪胺、甲基胍胺、苯鸟粪胺等)、S—三嗪衍生物(例如2,4—二氨基—6—甲基丙烯酰氧基乙基—S—三嗪、2—乙烯基—2,4—二氨基—S—三嗪、2—乙烯基—4,6—二氨基—S—三嗪·三聚异氰酸加成物、2,4—二氨基—6—甲基丙烯酰氧基乙基—S—三嗪·三聚异氰酸加成物等)等。它们可以单独使用一种或并用两种以上。此外,只要是所述环氧化合物或所述氧杂环丁烷化合物的固化催化剂或者可以促进羧基与它们进行反应的物质即可,没有特别限制,也可以使用上述以外的可以促进热固化的化合物。
上述环氧树脂化合物、上述氧杂环丁烷化合物以及能够促进它们与羧酸的热固化的化合物在上述感光性组合物固态成分中的固态成分含量通常为0.01~15质量%。
另外,上述热交联剂可以使用特开平5-9407号公报所记载的聚异氰酸酯化合物,该聚异氰酸酯化合物可以由含有至少2个异氰酸酯基的脂肪族、环式脂肪族或芳香族取代脂肪族化合物衍生。具体地可以举出2官能异氰酸酯(例如1,3-亚苯基二异氰酸酯与1,4-亚苯基二异氰酸酯的混合物、2,4-和2,6-甲苯二异氰酸酯、1,3-和1,4-二甲苯二异氰酸酯、双(4-异氰酸酯-苯基)甲烷、双(4-异氰酸酯环己基)甲外、异佛乐酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯等)、该2官能异氰酸酯与三羟甲基丙烷、季戊四醇、甘油等的多官能醇;该多官能醇的烷氧化物加成体与上述2官能异氰酸酯的加成体;六亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基-1,6-二异氰酸酯及其衍生物的环式三聚体等。
而且,为了提高本发明感光性组合物的保存性,还可以使用使嵌段剂与上述聚异氰酸酯及其衍生物的异氰酸酯基反应而获得的化合物。
作为所述异氰酸酯基嵌段剂,可以举出醇类(例如异丙醇、叔丁醇等)、内酰胺类(例如ε—己内酰胺等)、苯酚类(例如苯酚、甲酚、对叔丁基苯酚、对仲丁基苯酚、对仲戊基苯酚、对辛基苯酚、对壬基苯酚等)、杂环式羟基化合物(例如3—羟基吡啶、8—羟基喹啉等)、活性亚甲基化合物(例如丙二酸二烷基酯、甲基乙基甲酮肟、乙酰丙酮、烷基乙酰乙酸肟、丙酮肟、环己酮肟等)等。此外,还可以使用特开平6—295060号公报中记载的在分子内具有至少一个可以聚合的双键及至少一个嵌段异氰酸酯基的任意一方的化合物等。
另外,上述热交联剂可以使用蜜胺衍生物。该蜜胺衍生物例如可以举出羟甲基蜜胺、烷基化羟甲基蜜胺(用甲基、乙基、丁基等将羟甲基醚化的化合物)等。这些物质可以单独使用1种,还可并用2种以上。其中,从保存稳定性良好、感光层的表面硬度或固化膜的膜强度本身的提高有效的方面出发,优选烷基化羟甲基蜜胺,特别优选六甲基化羟甲基蜜胺。
另外,为了促进上述热交联剂的热固化,例如可以使用胺化合物(例如双氰二酰胺、苄基二甲基胺、4-(二甲基氨基)-N,N-二甲基苄胺、4-甲氧基-N,N-二甲基苄胺、4-甲基-N,N-二甲基苄胺等)、季铵盐化合物(例如三乙基苄基氯化铵等)、嵌段异氰酸酯化合物(例如二甲基胺等)、咪唑衍生物二环式脒化合物及其盐(例如咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、4-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑、1-(2-氰基乙基)-2-乙基-4-甲基咪唑等)、磷化合物(例如三苯基磷等)、二氨基三嗪化合物(例如蜜胺、二氨基三嗪、乙酰基二氨基三嗪、苯并二氨基三嗪等)、S-三嗪衍生物(例如2,4-二氨基-6-甲基丙烯酰氧基乙基-S-三嗪、2-乙烯基-2,4-二氨基-S-三嗪、2-乙烯基-4,6-二氨基-S-三嗪·异氰酸加成物、2,4-二氨基-6-甲基丙烯酰氧基乙基-S-三嗪·异氰酸加成物等)等。这些物质可以单独使用1种,还可以并用2种以上。予以说明,只要是上述热交联剂的固化催化剂或者是能够促进它们与羧基的反应的物质,则无特别限定,可以使用上述以外的能够促进热固化的化合物。
上述热交联剂和能够促进它们与羧基的热固化的化合物在上述感光性组合物固态成分中的固态成分含量优选为0.01~15质量%。
上述热交联剂在上述感光性组合物中的固态成分含量优选为1~50质量%、更优选为3~30质量%。该固态成分含量小于1质量%时,未见固化膜的膜强度提高,超过50质量%时,会发生显影性降低或曝光灵敏度降低。
<其它成分> 上述其它成分例如可以举出感光剂、热聚合停止剂、增塑剂、着色剂(着色颜料或染料)、填充颜料等,还可以并用对基体表面的密合促进剂及其辅助剂类(例如导电性粒子、填充剂、消泡剂、阻燃剂、均化剂、剥离促进剂、抗氧化剂、香料、表面张力调整剂、链转移剂等)。
通过适当含有这些成分,可以调整目标感光性组合物的稳定性、照片性、膜物性等性质。
-感光剂- 为了调整对感光层曝光的曝光灵敏度和感光波长,除了上述光聚合引发剂之外,还可以添加感光剂。
上述感光剂可以根据作为后述光照射机构的可见光线或紫外光激光和可见光激光等适当选择。
上述感光剂由于活性能量射线而成为激发状态,通过与其它物质(例如自由基引发剂、氧产生剂等)相互作用(例如能量移动、电子移动等),有可能产生自由基或氧等有用基团。
上述光聚合引发剂和上述感光剂的组合例如可以举出特开2001-305734号公报所记载的电子移动型引发剂[(1)供电子型引发剂和增感色素、(2)受电子型引发剂及增感色素、(3)供电子型引发剂、增感色素和受电子型引发剂(三元引发剂)]等的组合。
上述感光剂并无特别限定,可以从公知的感光剂中适当选择,例如可以举出公知的多核芳香族类(例如芘、苝、三亚苯)、呫吨类(例如荧光素、曙红、赤藓红、罗丹明B、玫瑰红)、花青类(例如吲哚菁、硫杂羰花青、氧杂羰花青)、部花青类(例如部花青、羰部花青)、噻嗪类(例如硫堇、亚甲基蓝、甲苯胺蓝)、吖啶类(例如吖啶橙、氯黄素、吖啶黄、9-苯基吖啶、1,7双(9,9’-吖啶基)庚烷)、蒽醌类(例如蒽醌)、斯夸琳(スクアリウム)类(例如斯夸琳)、吖啶酮类(例如吖啶酮、氯吖啶酮、N-甲基吖啶酮、N-丁基吖啶酮、N-丁基-氯吖啶酮(例如2-氯-10-丁基吖啶酮等)等)、香豆素类(例如3-(2-苯甲酰基)-7-二乙基氨基香豆素、3-(2-苯甲酰基)-7-(1-吡咯烷基)香豆素、3-苯甲酰基-7-二乙基氨基香豆素、3-(2-甲氧基苯甲酰基)-7-二乙基氨基香豆素、3-(4-二甲基氨基苯甲酰基)-7-二乙基氨基香豆素、3,3’-羰基双(5,7-二正丙氧基香豆素)、3,3’-羰基双(7-二乙基氨基香豆素)、3-苯甲酰基-7-甲氧基香豆素、3-(2-呋喃甲酰基)-7-二乙基氨基香豆素、3-(4-二乙基氨基桂皮酰基)-7-二乙基氨基香豆素、7-甲氧基-3-(3-吡啶基羰基)香豆素、3-苯甲酰基-5,7-二丙氧基香豆素、特开平5-19475号、特开平7-271028号、特开2002-363206号、特开2002-363207号、特开2002-363208号、特开2002-363209号公报等记载的香豆素化合物等)、硫杂蒽酮化合物(硫杂蒽酮、异丙基硫杂蒽酮、2,4-二乙基硫杂蒽酮、1-氯-4-丙基氧基硫杂蒽酮、QuantacureQTX等)等,其中优选芳香族环或杂环缩环化的化合物(缩环系化合物)以及至少2个芳香族烃环和芳香族杂环的任一个取代的胺系化合物。
上述缩环系化合物中,更优选杂缩环系酮化合物(吖啶酮系化合物、硫杂蒽酮系化合物、香豆素系化合物)和吖啶系化合物。上述杂缩环系酮化合物中,特别优选吖啶化合物和硫杂蒽酮化合物。
上述由至少2个芳香族烃环和芳香族杂环的任一个取代的胺系化合物优选相对于波长为330~450nm的区域的光具有最大吸收的感光剂,例如可以举出二取代氨基二苯甲酮系化合物,相对于苯环上的氨基、对位的碳原子上具有杂环基作为取代基的二取代氨基-苯系化合物,相对于苯环上的氨基、对位的碳原子上具有含有磺酰亚胺基的取代基的二取代氨基-苯系化合物,形成有喹诺酮骨架的二取代氨基-苯系化合物以及作为部分结构含有具有至少2个芳香族环键合在氮原子上的结构的化合物等的二取代氨基-苯的化合物。
上述感光剂可以单独使用1种,还可以并用2种以上。
上述感光剂的配合量优选为上述感光性组合物总固态成分中的0.01~4质量%、更优选为0.02~2质量%、特别优选为0.05~1质量%。
上述含量小于0.01质量%时,灵敏度会降低,超过4质量%时,图案的形状会受损。
-热聚合停止剂- 上述热聚合停止剂可以为了防止上述聚合性化合物的热聚合或经时聚合而添加。
上述热聚合停止剂例如可以举出4-甲氧基苯酚、氢醌、烷基或芳基取代氢醌、叔丁基邻苯二酚、联苯三酚、2-羟基二苯甲酮、4-甲氧基-2-羟基二苯甲酮、氯化亚铜、吩噻嗪、氯醌、萘胺、β-萘酚、2,6-二叔丁基-4-甲酚、2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、吡啶、硝基苯、二硝基苯、苦味酸、4-甲苯胺、亚甲蓝、与酮的有机螯合剂反应物、水杨酸甲酯、吩噻嗪、亚硝基化合物、亚甲基化合物与Al的螯合剂等。
上述热聚合停止剂的含量相对于上述聚合性化合物优选为0.001~5质量%、更优选为0.005~2质量%、特别优选为0.01~1质量%。
上述含量小于0.001质量%时,保存时的稳定性会降低,超过5质量%时,相对于活性射线的灵敏度会降低。
-增塑剂- 上述增塑剂可以为了控制上述感光层的膜物性(可挠性)而添加。
作为所述增塑剂,例如可以举出邻苯二酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二庚酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二十三烷基酯、邻苯二甲酸丁基苄基酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二苯基酯、邻苯二甲酸二烯丙基酯、邻苯二甲酸辛基癸酰基酯等邻苯二甲酸酯类;三甘醇二乙酸酯、四甘醇二乙酸酯、邻苯二甲酸二甲基葡萄糖酯、乙基邻苯二甲酰基乙基乙醇酸酯、甲基邻苯二甲酰基乙基乙醇酸酯、丁基邻苯二甲酰基丁基乙醇酸酯、三甘醇二辛酸酯等二醇酯类;磷酸三甲苯酚酯、磷酸三苯酯等磷酸酯类;4—甲苯磺酰胺、苯磺酰胺、N—正丁基苯磺酰胺、N—正丁基乙酰胺等酰胺类;己二酸二异丁酯、己二酸二辛酯、癸二酸二甲酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯、壬二酸二辛酯、顺丁烯二酸二丁酯等脂肪酸二元酸酯类;柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、甘油三乙酸酯、月桂酸丁酯、4,5—二乙氧基环己烷—1,2—二羧酸二辛酯等聚乙二醇、聚丙二醇等乙二醇类。
上述增塑剂的含量相对于上述感光层的总成分优选为0.1~50质量%、更优选为0.5~40质量%、特别优选为1~30质量%。
-着色颜料- 作为所述着色颜料,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出维多利亚纯蓝BO(C.I.42595)、(碱性)槐黄(C.I.41000)、脂溶(fat)黑HB(C.I.26150)、莫诺赖特·黄GT(C.I.颜料黄12)、永久黄GR(C.I.颜料黄17)、永久黄HR(C.I.颜料黄83)、永久胭脂红FBB(C.I.颜料红146)、广告画颜料红ESB(C.I.颜料紫19)、永久红宝石FBH(C.I.颜料红11)、法斯特尔粉红B苏普拉(C.I.颜料红81)、莫钠斯特拉尔坚牢蓝(C.I.颜料蓝15)、莫诺赖特坚牢黑B(C.I.颜料黑1)、碳、C.I.颜料红97、C.I.颜料红122、C.I.颜料红149、C.I.颜料红168、C.I.颜料红177、C.I.颜料红180、C.I.颜料红192、C.I.颜料红215、C.I.颜料绿7、C.I.颜料绿36、C.I.颜料蓝151、C.I.颜料蓝154、C.I.颜料蓝156、C.I.颜料蓝22、C.I.颜料蓝60、C.I.颜料蓝64等。它们可以单独使用一种或并用两种以上。另外,根据需要,也可以使用从公知的染料中适当选择的染料。
上述着色颜料在上述感光性组合物固态成分中的固态成分含量可以考虑永久图案形成时的感光层的曝光灵敏度、析像度等决定,随上述着色颜料的种类而不同,一般优选为0.01~10质量%、更优选为0.05~5质量%。
-填充颜料- 上述感光性组合物中,为了提高永久图案的表面硬度、较低地抑制线膨胀系数或者较低地抑制固化膜本身的介电常数或介质损耗正切,可以根据需要添加无机盐料或有机微粒子。
上述无机盐料并无特别限定,可以从公知物质中适当选择,例如可以举出高岭土、硫酸钡、钛酸钡、氧化硅粉、微粉状氧化硅、气相法二氧化硅、无定形二氧化硅、结晶性二氧化硅、熔融二氧化硅、球状二氧化硅、滑石、粘土、碳酸镁、碳酸钙、氧化铝、氢氧化铝、云母等。
上述无机盐料的平均粒径优选小于10μm、更优选3μm以下。该平均粒径为10μm以上时,由于光散射会发生析像度降低。
上述有机微粒子并无特别限定,可以根据目的适当选择,例如可以举出蜜胺树脂、苯并二氨基三嗪树脂、交联苯乙烯树脂等。另外,可以使用平均粒径1~5μm、吸油量100~200m2/g左右的二氧化硅、由交联树脂而成的球状多孔微粒子等。
上述填充颜料的添加量优选为5~60质量%。该添加量少于5质量%时,无法充分地降低线膨胀系数,超过60质量%时,则在感光层表面上形成固化膜时,该固化膜的膜质变脆,在使用永久图案形成导线时,会有损作为导线的保护膜的功能。
--密合促进剂-- 为了提高含有使用本发明感光性组合物而成的感光层的感光性膜的各层间的密合性或者上述感光性膜与基体的密合性,可以在各层中使用公知的所谓密合促进剂。
上述密合促进剂例如可以优选地举出特开平5-11439号公报、特开平5-341532号公报、特开平6-43638号公报等所记载的密合促进剂。具体地可以举出苯并咪唑、苯并噁唑、苯并噻唑、2-巯基苯并咪唑、2-巯基苯并噁唑、2-巯基苯并噻唑、3-吗啉代甲基-1-苯基-三唑-2-硫、3-吗啉代甲基-5-苯基-噁二唑-2-硫、5-氨基-3-吗啉代甲基-噻二唑-2-硫、2-巯基-5-甲基硫代-噻二唑、三唑、四唑、苯并三唑、羧基苯并三唑、含氨基的苯并三唑、硅烷偶联剂等。
上述密合促进剂的含量相对于上述感光性组合物中的总成分优选为0.001质量%~20质量%、更优选为0.01~10质量%、特别优选为0.1质量%~5质量%。
本发明的感光性组合物能够高效地形成没有边缘粗糙(端面熔融)、且粘性和经时的性能稳定性优异、易于膜化、高精细的图案。因此,可以广泛作为印制配线板、滤波器或柱材、肋条材料、隔离物、隔壁等显示用构件、全息照片、微型机器、校样等永久图案形成用使用,特别是可以优选地用于印制电路板的永久图案形成用。
(感光性膜) 上述感光性膜优选至少具有支撑体和由形成在该支撑体上的上述本发明感光性组合物构成的感光层,进而根据需要适当具有热塑性树脂层等其它层。予以说明,感光层如上所述。
<感光层> 上述感光层使用本发明的感光性组合物形成。
另外,在对由所述感光性组合物形成的感光层进行曝光、显影的情况下,作为该感光层的曝光部分的厚度在该曝光及显影后的前后不发生变化的、在所述曝光中使用的光的最小能量优选为,0.1~200mJ/cm2、更优选为0.2~100mJ/cm2、进一步优选为0.5~50mJ/cm2、特别优选为1~30mJ/cm2。
上述最小能量小于0.1mJ/cm2时,在处理工序中会发生灰雾,超过200mJ/cm2时,曝光所需要的时间延长、处理速度变慢。
这里“使该感光层的曝光部分的厚度在该曝光及显影后不发生变化的、在所述曝光中使用的光的最小能量”是指所谓的显影灵敏度,例如可以由表示对上述感光层进行曝光时的上述曝光所用光的能量(曝光量)与通过上述曝光之后的上述显影处理而产生的上述固化层厚度的关系的曲线(灵敏度曲线)求得。
上述固化层的厚度随着上述曝光量的增加而增加,之后,达到与上述曝光前的上述感光层的厚度基本一致且基本一定。上述显影灵敏度为通过读取上述固化层厚度基本达到一定时的最小曝光量而求得的值。
这里,当上述固化层的厚度与上述曝光前的上述感光层的厚度为±1μm以内时,视为上述固化层的厚度不会随曝光和显影而变化。
作为上述固化层和上述曝光前的上述感光层的厚度的测定方法并无特别限定,可以根据目的适当地选择,可以举出使用膜厚测定装置、表面粗糙度测定机(例如サ—フコム1400D(东京精密(株)制))等进行测定的方法。
上述感光层的厚度并无特别限定,可以根据目的适当选择,例如优选为1~100μm、更优选为2~50μm、特别优选为4~30μm。
<支撑体和保护膜> 上述支撑体并无特别限定,可以根据目的适当选择,优选能够剥离上述感光层、且透光性良好,更优选表面的平滑性良好。上述支撑体和保护膜具体地记载于特开2005-258431号公报的

中。
<其它层> 上述感光性膜的其它层并无特别限定,可以根据目的适当选择,例如可以具有缓冲层、阻氧层(PC层)、剥离层、粘接层、光吸收层、表面保护层等层。这些层可以具有单独1种,还可以具有2种以上。另外,在上述感光层上还可以具有保护膜。
-缓冲层- 上述缓冲层并无特别限定,可以根据目的适当选择,可以相对于碱性液为溶胀性~可溶性、还可以为不溶性。
上述缓冲层相对于碱性液为溶胀性~可溶性时,上述热塑性树脂例如可以举出乙烯和丙烯酸酯共聚物的皂化物、苯乙烯与(甲基)丙烯酸酯共聚物的皂化物、乙烯基甲苯与(甲基)丙烯酸酯共聚物的皂化物、聚(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸丁酯与乙酸乙烯酯等的(甲基)丙烯酸酯共聚物等的皂化物、(甲基)丙烯酸酯与(甲基)丙烯酸的共聚物、苯乙烯与(甲基)丙烯酸酯与(甲基)丙烯酸的共聚物等。
此时的热塑性树脂的软化点(Vicat)并无特别限定,可以根据目的适当选择,例如优选为80℃以下。
上述软化点为80℃以下的热塑性树脂除了上述热塑性树脂之外,还可以举出《塑料性能便览》(日本塑料工业联盟、全日本塑料成形工业联合会编著、工业调查会发行、1968年10月25日发行)的软化点约为80℃以下的有机高分子内可溶于碱性液的物质。另外,在软化点为80℃以上的有机高分子物质中,可以在该有机高分子物质中添加与该有机高分子物质具有互溶性的各种增塑剂、使实质的软化点为80℃以下。
另外,上述缓冲层相对于碱性液为溶胀性~可溶性时,上述感光性膜的层间粘接力并无特别限定,可以根据目的适当选择,例如,优选在各层的层间粘接力中上述支撑体与上述缓冲层之间的层间粘接力为最小。通过成为这种层间粘接力,可以从上述感光性膜上仅剥离上述支撑体,隔着上述缓冲层曝光上述感光层后,使用碱性显影液将该感光层显影。另外,还可以在残留上述支撑体的状态下曝光上述感光层后,从上述感光性膜上仅剥离上述支撑体,使用碱性显影液显影该感光层。
上述层间粘接力的调整方法并无特别限定,可以根据目的适当选择,例如可以举出在上述热塑性树脂中添加公知的聚合物、过冷却物质、密合改良剂、表面活性剂、脱模剂等的方法。
上述增塑剂并无特别限定,可以根据目的适当选择,例如可以举出聚丙二醇、聚乙二醇、苯二甲酸二辛酯、苯二甲酸二庚酯、苯二甲酸二丁酯、三枯基磷、枯基二苯基磷、联苯二苯基磷等醇类或酯类;甲苯磺酰胺等酰胺类等。
上述缓冲层相对于碱性液为不溶性时,上述热塑性树脂例如可以举出主成分以乙烯为必须共聚成分的共聚物。
作为上述以乙烯为必须共聚成分的共聚物,并无特别限定,可以根据目的适当选择,例如可以举出乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)等。
上述缓冲层相对于碱性液为不溶性时,上述感光性膜的层间粘接力并无特别限定,可以根据目的适当选择,例如优选各层层间粘接力中上述感光层与上述缓冲层的粘接力最小。通过成为这种层间粘接力,可以从上述感光性膜上仅剥离上述支撑体和缓冲层,将上述感光层曝光后,使用碱性显影液将该感光层显影。另外,还可以在残留上述支撑体的状态下曝光上述感光层后,从上述感光性膜上剥离上述支撑体和上述缓冲层,使用碱性显影液显影该感光层。
上述层间粘接力的调整方法并无特别限定,可以根据目的适当选择,例如可以举出在上述热塑性树脂中添加各种的聚合物、过冷却物质、密合改良剂、表面活性剂、脱模剂等的方法;以下说明的调整乙烯共聚比的方法等。
上述以乙烯为必须共聚成分的共聚物中的乙烯共聚比并无特别限定,可以根据目的适当选择,例如优选为60~90质量%、更优选为60~80质量%、特别优选为65~80质量%。
上述乙烯的共聚比小于60质量%时,上述缓冲层与上述感光层的层间粘接力增高、该缓冲层与该感光层的界面处难以剥离,超过90质量%时,由于上述缓冲层与上述感光层的层间粘接力变得过小、该缓冲层与该感光层之间非常易于剥离、难以制造含有上述缓冲层的感光性膜。
上述缓冲层的厚度并无特别限定,可以根据目的适当选择,例如优选为5~50μm、更优选为10~50μm、特别优选为15~40μm。
上述厚度小于5μm时,基体表面的凹凸或对气泡等的凹凸随动性降低,无法形成高精细的永久图案,超过50μm时,会发生制造上的干燥负荷增大等的问题。
-阻氧层(PC层)- 上述阻氧层通常优选以聚乙烯醇为主成分进行,优选为厚度0.5~5μm左右的覆膜。
(感光性膜的制造方法) 上述感光性膜例如可以如下制造。
首先将上述感光性组合物所含的材料溶解于水或有机溶剂中使其乳化或分散,制备感光性组合物用的感光性组合物溶液。
上述溶剂并无特别限定,可以根据目的适当选择,例如可以举出甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、正己醇等醇类;丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮、二异丁基酮等酮类;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸正戊酯、硫酸甲酯、丙酸乙酯、苯二甲酸二甲酯、苯甲酸乙酯、甲氧基丙基乙酸酯等酯类;甲苯、二甲苯、苯、乙基苯等芳香族烃类;四氯化碳、三氯乙烯、氯仿、1,1,1-三氯乙烷、二氯甲烷、单氯苯等卤化烃类;四氢呋喃、二乙基醚、乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、1-甲氧基-2-丙醇等醚类;二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、环丁砜等。这些物质可以单独使用1种,还可以并用2种以上。另外,还可以添加公知的表面活性剂。
接着,将上述感光性树脂组合物溶液涂布在上述支撑体上将其干燥,形成感光层,可以制造感光性膜。
上述感光性组合物溶液的涂布方法并无特别限定,可以根据目的适当选择,例如可以使用喷雾法、辊涂法、旋涂法、狭缝旋涂机、挤涂法、淋涂法、塑模涂布法、凹版涂布法、丝棒涂布法、刮刀涂布法等各种涂布方法。
上述干燥条件随各成分、溶剂的种类、使用比例等不同,通常为60~110℃的温度下进行30秒钟~15分钟左右。
上述感光性膜例如优选卷绕成圆筒状的卷芯,以长条状卷成辊状而保管 上述长条状的感光性膜的长度并无特别限定,例如可以从10~20000m的范围内适当选择。另外,为了使用者易于使用,还可以进行剪切加工,将100~1000m范围的长条体制成辊状。予以说明,此时优选按照上述支撑体处于最外侧的方式卷绕。另外,还可以将上述辊状的感光性膜剪切成片状。从保管时进行端面的保护、防止边缘粗糙的观点出发,优选在端面上设置隔离物(特别是防湿性隔离物、装有干燥剂的隔离物),另外包装也优选使用透湿性低的原料。
本发明的感光性膜通过使用本发明的感光性组合物,由于能够高效地形成没有边缘粗糙(端面熔融)、且粘性和经时的性能稳定性优异、易于膜化、高精细的图案,因此,可以优选地用于保护膜、层间绝缘膜和阻焊剂图案等永久图案等各种图案形成用,滤波器、柱材、肋条材料、隔离物、隔壁等液晶构造构件的制造用,全息照片、微型机器、校样等图案形成用,特别是可以优选地用于印制电路板的永久图案形成用。
另外,本发明的感光性膜由于该膜的厚度均匀,因此在形成永久图案时,即便在薄层化永久图案(保护膜、层间绝缘膜、阻焊剂图案等),在高加速度试验(HAST)中也不会发生离子迁移(ion migration),获得耐热性、耐湿性优异的高精细的永久图案,因此能够更为精密地层叠在基材上。
(感光性层叠体) 本发明的感光性层叠体在基体上至少具有由上述本发明感光性组合物构成的感光层,根据目的层叠适当选择的其它层而成。
<基体> 上述基体为形成感光层的被处理基体或者本发明感光性膜的至少转印有感光层的被转印体,并无特别限定,可以根据目的适当选择,例如可以从表面平滑性高的基体至具有带凹凸表面的基体任意地选择。优选板状的基体,使用所有的基板。具体地可以举出公知的印制配线板制造用的基板(印制电路板)、玻璃基板(碱玻璃板等)、合成树脂性的膜、纸、金属板等。
[感光性层叠体的制造方法] 上述感光性层叠体的制造方法,作为第1方式可以举出将上述感光性组合物涂布在上述基体的表面上进行干燥的方法,作为第2方式可以举出对本发明的感光性膜中的至少感光层进行加热及加压的至少一种,并同时转印进而层叠的方法。
上述第1方式的感光性层叠体的制造方法为在上述基体上涂布上述感光性组合物进行干燥,形成感光层。
上述涂布和干燥的方法并无特别限定,可以根据目的适当选择,例如可以举出将上述感光性组合物溶解于水中或溶剂中,使其乳化或分散制备感光性组合物溶液,将该溶液直接涂布在上述基体的表面上进行干燥,从而进行层叠的方法。
上述感光性组合物溶液的溶剂并无特别限定,可以根据目的适当选择,可以举出与上述感光性膜所用溶剂相同的溶剂。这些溶剂可以单独使用1种,还可以并用2种以上。另外,还可以添加公知的表面活性剂。
上述涂布方法和干燥条件并无特别限定,可以根据目的适当选择,在相同于上述感光性膜所用的方法和条件下进行。
上述第2方式的感光性层叠体的制造方法为在所述基体的表面上边进行加热及加压的至少一方边层叠本发明的感光性膜。予以说明,上述感光性膜具有上述保护膜时,优选剥离该保护膜,按照上述感光层重叠于上述基体而进行层叠。
作为所述加热温度,没有特别限制,可以根据目的适当选择,但例如优选15~180℃,更优选60~140℃。
上述加压的压力并无特别限定,可以根据目的适当选择,例如优选为0.1~1.0MPa、更优选为0.2~0.8MPa。
作为进行所述加热及加压的至少任意一种的装置,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以优选举出层压机(例如大成层压机公司制,VP—II,ニチゴ—モ—トン(株)制VP130)等。
本发明的感光性层叠体通过使用本发明的感光性组合物,由于能够高效地形成没有边缘粗糙(端面熔融)、且粘性和经时的性能稳定性优异、高精细的永久图案,因此,可以优选地用于保护膜、层间绝缘膜和阻焊剂图案等永久图案等各种图案形成用,滤波器、柱材、肋条材料、隔离物、隔壁等液晶构造构件的制造用,全息照片、微型机器、校样等图案形成用,特别是可以优选地用于印制电路板的永久图案形成用。
(图案形成装置和永久图案形成方法) 本发明的图案形成装置具备上述感光层,并至少具有光照射机构和光调制机构。
本发明的永久图案形成方法至少含有曝光工序,还含有适当选择的显影工序等的其它工序。
予以说明,本发明的图案形成装置通过本发明的上述永久图案形成方法的说明可知。
[曝光工序] 上述曝光工序为对本发明的感光性膜的感光层进行曝光的工序。本发明的上述感光性膜和基体的材料如上所述。
作为所述曝光的对象,只要是所述感光层即可,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如,如上所述,优选对在基体上边进行加热及加压的至少一方边层叠感光性组合物从而形成的感光性层叠体中的感光层进行。
作为所述曝光,没有特别限制,可以根据目的适当选择,可以举出数字曝光、模拟曝光等,其中,优选数字曝光。
上述模拟曝光并无特别限定,可以根据目的适当选择,例如举出介由具有规定图案的负型掩模用高压水银灯、超高压水银灯、氙灯等进行曝光的方法。
上述数字曝光并无特别限定,可以根据目的适当选择,例如优选使用根据所形成的图案形成信息产生控制信号并对应于该控制信号而被调制的光,例如优选相对于上述感光层使下述曝光头在扫描方向上相对地移动而进行的方法,所述曝光头具备相对于上述感光层的光照射机构、接收并将来自上述光照射机构的光出射的n个(n为2以上的自然数)排列为2维状的描素部、对应图案信息能够控制上述描素部的光调制机构,使用按照相对于该曝光头的扫描方向、所述描素部的列方向成所需的设定倾斜角度θ而配置的曝光头,对于上述曝光头,利用使用描素部指定机构在能够使用的上述描素部中指定用于N重曝光(N为2以上的自然数)的上述描素部,对于上述曝光头,利用描素部控制装置按照仅用上述使用描素部指定机构指定的上述描素部与曝光有关进行上述描素部的控制。
本发明中“N重曝光”是指在上述感光层的被曝光面上曝光区域的几乎所有区域上,按照平行于所述曝光头的扫描方向的直线与照射在上述被曝光面上的N根光点列(像素列)相交的方式设定,从而进行的曝光。这里“光点列(像素列)”是指在作为由上述描素部产生的描素单元的光点(像素)的排列中,与上述曝光头的扫描方向所成角度更小的方向的排列。予以说明,上述描素部的配置并非必须为矩形格子状,例如还可以为平行四边形状的配置等。
这里,曝光区域的“几乎所有区域”的原因在于在各描素部的两侧缘部处,通过倾斜描素部列,与平行于上述曝光头扫描方向的直线相交的使用描素部的描素部列的数量减少;即便在该情况下连接多个曝光头进行使用,由于该曝光头的安装角度或配置等的误差,也会微量地增减与平行于扫描方向的直线相交的使用描素部的描素部列的数量;在各使用描素部的描素部列间的连接的析像度以下的极少部分处,由于安装角度或描素部配置等的误差,沿着与扫描方向垂直方向的描素部的间隔不会严密地与其它部分的描素部间隔一致,与平行于扫描方向的直线相交的使用描素部的描素部列的数量会在±1的范围内增减。予以说明,以下的说明中,将N为2以上自然数的N重曝光总称作“多重曝光”。在以下的说明中,对于作为描绘装置或描绘方法实施本发明的曝光装置或曝光方法的方式,作为对应于“N重曝光”或“多重曝光”的用语使用“N重描绘”和“多重描绘”的用语。
上述N重曝光的N只要为2以上的自然数则无特别限定,可以根据目的适当选择,优选为3以上的自然数、更优选为3以上7以下的自然数。
参照

本发明永久图案形成方法所涉图案形成装置的一例。
上述图案形成装置,被设计成所谓的平板型曝光装置,如图1所示,具有平板状移动台14,该移动台14表面上吸附、保持有上述感光性膜中至少层叠有上述感光层的片状感光材料12(以下称为“感光层12”)。在被4根腿16支承的厚板状设置台18上面,设置有沿台移动方向延伸的2条导轨20。台14设置为其长度方向与台移动方向一致,同时导轨20可以支持其往复移动。在这一图案形成装置10上设置有沿导轨20驱动台14的台驱动装置(没有图示)。
在设置台18的中央部分设置有跨过台14的移动路线的コ字形的门22。コ字形门22的各端部固定于设置台18的两侧面。在该门22的两侧,一侧设置有扫描器24,另一侧设置有检测感光材料12的前端及后端的多个(如2个)传感器26。扫描器24和传感器26分别安装于门22上,固定配置在台14的移动路线的上方。另外,扫描器24和传感器26连结于控制它们的没有图示的控制器上。
在此,为了说明,如图1所示,在与台14的表面平行的平面内规定了相互垂直的X轴和Y轴。
台14的扫描方向上的上游侧(以下有时简单称“上游”)的边缘部分,以等间隔形成有10条朝X轴方向开口的“く”字型狭缝28。各狭缝28由位于上游的狭缝28a和位于下游的狭缝28b组成。狭缝28a和狭缝28b相互垂直,同时狭缝28a与X轴呈-45度角,狭缝28b与X轴呈+45度角。
狭缝28的位置与上述曝光头30的中心大致一致。另外,各狭缝28的大小被定为能充分覆盖所对应的曝光头30的曝光区域32的宽度的大小。狭缝28的位置,可以与相邻的已曝光区域34间的重复部分的中心位置大致一致。这种情况下,各狭缝28的大小定为能充分覆盖已曝光区域34间的重复部分的宽的大小。
在台14内部的各狭缝28下方的位置,分别装入有后述的使用描素部指定处理中作为检测描素单元即光点的光点位置检测机构的单一单元型的光检测器(没有图示)。另外,各光检测器连结于后述的使用描素部指定处理中作为选择上述描素部的描素部选择机构的演算装置(没有图示)。
作为曝光时上述图案形成装置的动作形态,既可以是边使曝光头移动边进行连续曝光的形态,也可以是边使曝光头分阶段地移动边在各移动位置使曝光头静止而进行曝光的形态。
<<曝光头>> 各曝光头30安装于扫描器24,以使后述的内部的数码微镜元件(DMD)36的各描素部(微镜)列方向与扫描方向成规定的设定倾斜角度θ。为此,由各曝光头30形成的曝光区域32成为对扫描方向成倾斜的矩形形状的区域。随着台14的移动,每个曝光头30都在感光层12形成带状的已曝光区域34。图2及图3B所示例子中,呈2行5列的近似矩阵形排列的10个曝光头被安装在扫描器24上。
以下表示在第m行的第n列排列的各个曝光头时,记为曝光头30mn,表示在第m行的第n列排列的各个曝光头的曝光区域时,记为曝光区域32mn。
另外,如图3A和图3B所示,呈线状排列的各行的各曝光头30,在其排列方向被错开一定间隔(曝光区域长边的自然数倍,本实施方式中为2倍)配置,以使各带状的已曝光区域34与相邻的已曝光区域34部分重叠。因此第1行的曝光区域3211与曝光区域3212之间不能曝光的部分,可以由第2行的曝光区域3221曝光。
如图4、图5A和图5B所示,各曝光头30中,作为根据图像数据针对各描素部调制入射光的光调制机构(针对每一描素部调制的空间光调制元件)具有DMD36(美国德克萨斯州仪器(テキサス·インスツルメンツ)公司制)。这一DMD36与配备了数据处理部分和镜驱动控制部分的作为描素部控制机构的控制器连接。在该控制器的数据处理部分,基于所接收的图像数据,针对每个曝光头30生成用于驱动控制DMD36上的使用区域内各微镜的控制信号。另外,在镜驱动控制部分,根据图像数据处理部分生成的控制信号,针对每个曝光头30控制DMD36的各微镜的反射面角度。
如图4所示,在DMD36的光入射一侧,依次设置有光纤组光源38、修正由光纤组(fiber array)光源38射出的激光并集中于DMD上的透镜系列40、向DMD36反射透过该透镜系列40的激光的镜42,所述光纤组光源38具有光纤的射出端部分(发光点)沿与曝光区域32的长边方向一致的方向呈一列排列的激光射出部。图4中粗略表示了透镜系列40。
如图5A和图5B详示,上述透镜系列40具有使光纤组光源38射出的激光平行化的1对组合透镜44、修正被平行化的激光的光量分布使其均匀的1对组合透镜46、及使光量分布被修正了的激光集中于DMD36上的聚光透镜48。
另外,在DMD36的光反射侧配置有将DMD36反射的激光在感光层12的被曝光面上成像的透镜系列50。透镜系列50由被配置成使DMD36与感光层12的被曝光面成共轭关系的2面透镜52和透镜54组成。
本实施方式中,由光纤组光源38射出的激光被实质上放大5倍后,来自于DMD36上的各微镜的光线由透镜系列50缩小至约5μm。
-光调制机构- 作为上述光调制机构,只要具有n个(n为2以上的自然数)呈二维排列的上述描素部并且可根据图案信息控制上述描素部,就没有特别的限制,可以根据需要适当选择,例如优选为空间光调制元件。
作为上述空间光调制元件,可以列举如数码微镜元件(DMD)、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)型空间光调制元件(SLM;SpatialLight Modulator)、通过电光学效果调制透射光的光学元件(PLZT元件)、液晶快门(FLC)等,其中DMD是合适的。
另外,上述光调制机构优选具有根据形成的图案信息生成控制信号的图案信号生成机构。此时,上述光调制机构根据上述图案信号生成机构生成的控制信号对光进行调制。
作为上述控制信号没有特别的限制,可以根据需要适当选择,可以适当列举如数字信号。
下面参照附图对上述光调制机构例加以说明。
如图6所示,DMD36是在SRAM单元(储存单元)56上,作为构成各个像素(pixel)的描素部,将多个微镜58排列成格子状而成的镜元件。本实施方式中使用的是配备了1024列×768行微镜58的DMD36,其中由连接于DMD36的控制器可以驱动即可以使用的微镜58,只设定成1024列×256行。DMD36的数据处理速度是有限度的,由于每1排的调制速度与使用的微镜数成比例,通过这样只使用一部分微镜就可以加速每1排的调制速度。各微镜58由支柱支撑,其表面上蒸镀有铝等反射率高的材料。本实施形态中,各微镜58的反射率为90%以上,其纵、横方向的排列间距均为13.7μm。SRAM单元56是,借助含铰链和轴叉(yoke)的支柱,由通常的半导体储存器制造线制造的硅栅(silicon gate)的CMOS体,全体呈一体(一体型)构成。
如果将以2值表示构成所需2维图案的各点浓度的图像信号输入于DMD36的SRAM单元(储存单元)56,则被支柱支撑的各微镜58将以对角线为中心相对于配置有DMD36的基板一侧呈倾斜±α度(如±10度)的任何角度。图7A表示微镜58倾斜+α度的状态即开通状态,图7B表示微镜58倾斜-α度的关闭状态。这样,根据图像信号,通过如图6所示地控制DMD36的各像素中微镜58的倾斜,可以将入射到DMD36的激光B向各微镜58的倾斜方向反射。
图6中扩大了DMD36的一部分,表示将各微镜58控制在+α度或-α的状态的一例。各微镜58的开关状态的控制是通过连接于DMD36的上述控制器进行的。另外,在关闭状态的微镜58反射的激光B行进的方向上,配置有光吸收体(没有图示)。
-光照射机构- 作为上述光照射机构没有特别的限制,可以根据需要适当选择,可以列举如(超)高压汞灯、氙灯、碳弧灯、卤素灯、复印机等用荧光管、LED、半导体激光等已知光源、或可将2种以上的光合成照射的机构,其中优选可将2种以上的光合成照射的机构。
作为由上述光照射机构照射的光,可以列举如,在隔着支撑体进行光照射时,透过该支撑体且使所用光聚合引发剂或增感剂活化的电磁波、紫外线至可见光、电子射线、X射线、激光等,其中优选为激光,更优选为将2种以上的光合成而成的激光(下面有时称为“合波激光”)。而即使在剥离支撑体后进行光照射的情况下,也可以使用同样的光。
上述紫外至可见光的波长,优选为300~1,500nm,更优选为320~800nm,特别优选为330~650nm。
上述激光的波长,优选为200~1,500nm,尤其优选为300~800nm,更优选为330~500nm,特别优选为400~450nm。
作为上述可以照射合波激光的机构,优选为具有多个激光器、多模光纤、和将由该多个激光器照射的各种激光束聚光并结合于上述多模光纤的聚光光学系统的机构。
作为可以照射上述合波激光的机构(光纤组光源),可以用特开2005-258431号公报

记载的机构。
<<使用描素部指定机构>> 作为上述使用描素部指定机构,优选至少具备光点位置检测机构和描素部选择机构,所述光点位置检测机构检测被曝光面上作为描素单元的光点位置,所述描素部选择机构基于上述光点位置检测机构检测的结果,选择为了实现N重曝光而使用的描素部。
下面对利用上述使用描素部指定机构的、用于N重曝光的描素部的指定方法的例子加以说明。
(1)单一曝光头内的使用描素部的指定方法 本实施方式(1)中,对于使用描素部的指定方法加以说明,即,在由图案形成装置10对感光材料12进行2重曝光的情况下,用于减轻各曝光头30的安装角度误差引起的析像度不均匀和浓度不均、实现理想的2重曝光的使用描素部的指定方法加以说明。
作为描素部(微镜58)的列方向对曝光头30的扫描方向的设定倾斜角度θ,与曝光头30的安装角度没有误差等的理想状态下使用可以使用的1024列×256行的描素部正好成为2重曝光的角度θideal相比,采用稍大一些的角度。
这一角度θideal由下述式(1)给出,其中N为N重曝光的数N,s为可以使用的微镜58的列方向的个数,p为可以使用的微镜58的列方向的间隔,δ为使曝光头30倾斜的状态下由微镜形成的扫描线的间距。
spsinθideal≥Nδ(式1) 本实施方式中的DMD36,如上所述,由纵横配置间隔相等的多个微镜58配置成矩形格子状而成,因此为式 pcosθideal=δ(式2) 上述式1成为 stanθideal=N(式3) 本实施方式(1)中,如上所述,由于s=256,N=2,由上述式3,角度θideal约为0.45度。因此,设定倾斜角度θ,可以采用0.50度左右的角度。图案形成装置10,在可以调整的范围内被实施初期调整,以使各曝光头30即各DMD36的安装角度接近于该设定倾斜角度θ。
图8说明如下的例子,即,被如上所述地实施初期调整的图案形成装置10中,由于一个曝光头30的安装角度误差和图案变形的影响,在被曝光面上的图案上产生斑点的例子。以下的图及说明中,对于由各描素部(微镜)生成的、作为构成被曝光面上曝光区域的描素单元的光点,将第m行的光点记为r(m),第n列的光点记为c(n),第m行第n列的光点记为P(m,n)。
图8的上段部分表示的是使台14处于静止的状态下投影到感光材料12的被曝光面上的、来自于可以使用的微镜58的光点群的图案,下段部分表示的是在上段部分所示的光点群图案所表现的状态下,移动台14进行连续曝光时,在被曝光面上形成的曝光图案的状态。
图8中,为说明方便,将可以使用的微发射镜58的奇数列的曝光图案与偶数列的曝光图案分开表示,而实际的被曝光面上的曝光图案中,这2个曝光图案是重叠的。
图8的例子中,将设定倾斜角度θ采用为比上述的角度θideal大一些的角度,另外,由于曝光头30的安装角度的微调整难以进行,而实际的安装角度与上述的设定倾斜角度θ具有误差,其结果被曝光面上所有区域都产生了浓度不均。具体地讲,奇数列的微镜形成的曝光图案和偶数列的微镜形成的曝光图案中,在由多个描素部列形成的被曝光面上的重复曝光区域内,与理想的2重曝光相比均呈现曝光过度,产生描绘冗长的区域,生成了浓度不均。
进而,图8也是被曝光面上出现图案变形的一例,产生了投影到被曝光面上的各像素列的倾斜角度变得不均匀的“角度失真”。作为产生这样的角度失真的原因,可以列举DMD36与被曝光面间光学系统的各种像差或定位偏差以及DMD 36自身的失真或微镜的配置误差等。
图8的例中显现的角度失真是,相对扫描方向的倾斜角度,比图左侧的列小、比图右侧的列大的形态的失真。作为这一角度失真的结果,曝光过度的区域,在靠近图的左侧的被曝光面上变得更小,靠近图的右侧的被曝光面上变得更大。
如上述,为了减轻多个描素部列形成的被曝光面上的重复曝光区域中的浓度不均,作为上述光点位置检测机构使用上述狭缝28及光检测器的组合,对每个曝光头30设定实际倾斜角度θ′,以该实际倾斜角度θ′为基础,使用连接于上述光检测器的上述演算装置作为上述描素部检测机构,进行选择用于实际曝光的微镜的处理。
实际倾斜角度θ′,基于光点位置检测机构检测的至少2个光点位置,由曝光头倾斜状态下被曝光面上光点的列方向与上述曝光头的扫描方向形成的角度设定。
下面用图9和图10对上述实际倾斜角度θ′的设定及使用像素选择处理加以说明。
-实际倾斜角度θ’的特定- 图9是表示1个DMD36的曝光区域32与对应的狭缝28的位置关系的仰视图。狭缝28的大小设为充分覆盖曝光区域32的宽的大小。
本实施方式(1)的例子中,测定位于曝光区域32大致中心的第512列的光点列与曝光头30的扫描方向形成的角度作为上述的实际倾斜角度θ′。具体地讲,是将DMD36上第1行第512列的微镜58和第256行第512列的微镜58设为开通状态,检测与这些分别对应的被曝光面上的光点P(1,512)和P(256,512)的位置,将连接它们的直线与曝光头的扫描方向形成的角度设定为实际倾斜角度θ′。
图10是说明光点P(256,512)的位置的检测方法的仰视图。
首先,在点亮第256行第512列的微镜58的状态下,缓慢移动台14,使狭缝28沿Y轴方向做相对移动,使狭缝28位于使光点P(256,512)移至上游的狭缝28a和下游的狭缝28b之间任意位置的位置。将此时狭缝28a和狭缝28b的交点坐标定为(X0,Y0)。这一坐标(X0,Y0)的值取决于赋予台14的驱动信号所示的台14移动至上述位置的移动距离和已知的狭缝28在X轴方向的位置,并被记录。
其次,移动台14,使狭缝28沿Y轴方向向图10中的右侧相对移动。然后如图10中二点连线所示,在光点P(256,512)的光通过左侧的狭缝28b并被光检测器检测的位置停止台14。此时狭缝28a和狭缝28b的交点的坐标(X0,Y1)记录为光点P(256,512)的位置。
接着向相反方向移动台14,使狭缝28沿Y轴向图10中左方相对移动。然后如图10中二点连线所示,在光点P(256,512)的光通过右侧的狭缝28a并被光检测器检测的位置停止台14。此时狭缝28a和狭缝28b的交点的坐标(X0,Y2)记录为光点P(256,512)的位置。
由以上的测定结果,通过X=X0+(Y1-Y2)/2、Y=(Y1+Y2)/2的计算决定表示光点P(256,512)在被曝光面上位置的坐标(X,Y)。也用同样的方法决定表示P(1,512)位置的坐标,导出连接各个坐标的直线与曝光头30的扫描方向形成的倾斜角度,将此设定为实际倾斜角度θ′。
-使用描素部的选择- 使用这样设定的实际倾斜角度θ′,连接于上述光检测器的上述演算装置导出与满足下述式4 t tanθ′=N(式4) 的关系的值t最接近的自然数T,进行选择DMD36上第1行至第T行的微镜作为主曝光时实际使用的微镜的处理。由此,在第512列附近的曝光区域内,可以选择相对于理想的2重曝光,曝光过度区域与曝光不足区域的合计面积为最小的微镜作为实际使用的微镜。
在此,可以以导出t值以上的最小的自然数来代替导出最接近上述t值的自然数。这种情况下,在第512列附近的曝光区域中,可以选择相对于理想的2重曝光,曝光过度区域的面积变得最小而且不产生曝光不足的区域的微镜作为实际使用的微镜。
另外,也可以导出t值以下的最大的自然数。这种情况下,在第512列附近的曝光区域,可以选择对于理想的2重曝光,曝光不足区域的面积变得最小而且不产生曝光过度的区域的微镜作为实际使用的微镜。
图11是只使用通过上述方法被作为实际使用的微镜所选择的微镜生成的光点进行的曝光中,如何改善图8所示的被曝光面上的不均的说明图。
该例中作为上述自然数T导出T=253,第1行至第253行的微镜被选中。对于没被选择的第254行至第256行的微镜,通过上述描素部控制机构,输送设定为平时关闭状态角度的信号,这些微镜实质上没有参与曝光。如图11所示,第512列附近的曝光区域内,曝光过度和曝光不足几乎完全被消除,实现了非常接近于理想的2重曝光的均一的曝光。
另一方面,在图11左侧的区域(图中c(1)附近),由于上述角度失真,被曝光面上光点列的倾斜角度变得比中央附近(图中c(512)附近)区域光线列的倾斜角度还小。因此,以c(512)为基准测定实际倾斜角度θ′后基于此选择微镜,并利用该微镜进行曝光时,各偶数列的曝光图案和奇数列的曝光图案,与理想的2重曝光相比,只产生了一点曝光不足的区域。
然而,将图示的奇数列曝光图案和偶数列曝光图案重合形成的实际曝光图案中,曝光量不足的范围相互被补充,可以通过2重曝光的补偿效果使上述角度变形引起的曝光不均成为最小。
另外,在图11右侧的区域(图中c(1024)附近),由于上述角度失真,被曝光面上光线列的倾斜角度变得比中央附近(图中c(512)附近)区域光线列的倾斜角度还大。因此,以c(512)为基准测定实际倾斜角度θ′后基于此选择微镜,并利用该微镜进行曝光时,如图所示,与理想的2重曝光相比,只产生了一点曝光过多的区域。
然而,将图示的奇数列曝光图案和偶数列曝光图案重合形成的实际曝光图案中,曝光量过多的区域相互补充,可以通过2重曝光的补偿效果使上述角度失真引起的浓度不均成为最小。
本实施方式(1)中,如上所述,测定第512列的光线列的实际倾斜角度θ′,用该实际倾斜角度θ′,基于由上述式(4)导出的T,选择使用的微镜58,作为上述实际倾斜角度θ′的设定方法,可以分别测定多个描素部的列方向(光点列)与上述曝光头的扫描方向形成的多个实际倾斜角度,将它们的平均值、中间值、最大值和最小值中的任一个设定为实际倾斜角度θ′,根据上述式4等选择实际曝光时实际使用的微镜。
若将上述平均值或上述中间值定为实际倾斜角度θ′,则可以实现相对于理想的N重曝光而言曝光过度区域和曝光不足区域的平衡良好的曝光。例如,可以实现将曝光过度区域和曝光量不足区域的合计面积控制到最小、而且曝光过度区域的描素单元数(光点数)和曝光不足区域的描素单元数(光点数)相等的曝光。
另外,若将上述最大值定为实际倾斜角度θ′,则可以实现更重视排除相对于理想的N重曝光而言曝光过度的区域的曝光,例如,可以实现将曝光不足区域的面积控制为最小且不产生曝光过度区域的曝光。
若将上述最小值定为实际倾斜角度θ′,则可以实现更重视排除相对于理想的N重曝光而言曝光不足的区域的曝光,例如,可以实现将曝光过度区域的面积控制为最小而且不产生曝光不足区域的曝光。
另一方面,上述实际倾斜角度θ′的设定,并不限定于基于同一描素部的列(光点列)中至少2个光点的位置的方法。例如,可以设定从同一描素部列c(n)中1个或多个光点的位置和该c(n)附近的列中1个或多个光点的位置求得的角度作为实际倾斜角度θ′。
具体地讲,检测c(n)中1个光点的位置和位于沿曝光头的扫描方向延伸的直线上且含于附近的光点列的1个或多个光点位置,由这些位置信息求得实际倾斜角度θ′。进而,也可以设定基于c(n)列附近的光点列中至少2个光点(如跨过c(n)配置的2个光点)的位置求得的角度作为实际倾斜角度θ′。
如上,根据使用图案形成装置10的本实施方式(1)的使用描素部的指定方法,可以减轻由各曝光头的安装角度误差或图案失真的影响引起的析像度的不均匀或浓度不均,实现理想的N重曝光。
(2)多个曝光头间使用描素部的指定方法<1> 本实施方式(2)说明如下的方法,即利用图案形成装置10对感光材料12进行2重曝光的情况下,由多个曝光头30形成的被曝光面上的重复曝光区域即曝光头间连结区域中,由于2个曝光头(以曝光头3012和3021作为一例)的与X轴方向有关的相对位置与理想的状态偏离而引起析像度的不均匀和浓度不均的情况下,减轻这些并实现理想的2重曝光的使用描素部的指定方法。
作为各曝光头30即各DMD36的设定倾斜角度θ采用如果是曝光头30没有安装角度误差的理想的状态,则使用可以使用的1024列×256行的描素部微镜58正好成为2重曝光的角度θideal。
该角度θideal,与上述实施方式(1)同样,由上述式1~3求得。本实施方式(2)中,图案形成装置10被实施初期调整,以使各曝光头30即各DMD36的安装角度成为该角度θideal。
图12是表示如上述地被实施初期调整的图案形成装置10中,由于2个曝光头(以曝光头3012和3021作为一例)的与X轴方向有关的相对位置与理想状态偏离的影响,而在被曝光面上的图案上生成浓度不均的例子的说明图。各曝光头的与X轴方向有关的相对位置的不吻合,是由于曝光头间的相对位置难以进行微调整而产生的。
图12的上段部分是表示使台14处于静止的状态下投影于感光材料12的被曝光面上的、来自曝光头3012和3021具有的DMD36的可以使用的微镜58的光点群图案的图。图12的下段部分表示的是关于曝光区域3212和3221,在如上段部分所示的光点群图案表现出的状态下,移动台14进行连续曝光时,在被曝光面上形成的曝光图案的状态。
图12中,为说明方便,将可以使用的微镜58的每隔一列的曝光图案分为像素列群A的曝光图案和像素列群B的曝光图案表示,但实际被曝光面上的曝光图案是这2个曝光图案重合在一起的产物。
图12的例子中,作为上述与X方向有关的曝光头3012和3021间相对位置与理想状态偏离的结果,在像素列群A的曝光图案和像素列群B的曝光图案上,在曝光区域3212和3221的上述曝光头间连接区域内,均出现了相对于理想的2重曝光的状态而言曝光量过多的部分。
为了减轻这样的多个上述曝光头在被曝光面上形成的上述曝光头间连接区域内出现的浓度不均,本实施方式(2)中,将狭缝28和光检测器的组合作为上述光点位置检测机构使用,检测来自曝光头3012和3021的光点群中构成被曝光面上形成的上述曝光头间连接区域的几个光点的位置(坐标)。基于该位置(坐标),使用连接于上述光检测器的演算装置作为上述描素部选择机构,进行选择用于实际曝光的微镜的处理。
-位置(坐标)的检测- 图13是表示与图12同样的曝光区域3212和3221与对应的狭缝28的位置关系的仰视图。狭缝28的大小定为充分覆盖曝光头3012和3021的已曝光区域34间重复部分的宽的大小,即充分覆盖曝光头3012和3021在被曝光面上形成的上述曝光头间连接区域的大小。
图14是作为一个例子说明检测曝光区域3221的光点P(256,1024)的位置时的检测手法的仰视图。
首先,在第256行第1024列的微镜被点亮的状态下,缓慢移动台14,使狭缝28沿Y轴方向相对移动,使狭缝28位于使光点P(256,1024)移至上游的狭缝28a和下游的狭缝28b之间任意位置的位置。将此时的狭缝28a和狭缝28b的交点坐标定为(X0,Y0)。这一坐标(X0,Y0)的值取决于赋予台14的驱动信号所示的台14移动至上述位置的移动距离和已知的狭缝28在X方向的位置,并被记录。
其次,移动台14,使狭缝28沿Y轴方向向图14中的右侧相对移动。然后如图14中二点连线所示,在光点P(256,1024)的光通过左侧的狭缝28b并被光检测器检测的位置,停止台14。此时狭缝28a和狭缝28b的交点的坐标(X0,Y1)记录为光点P(256,1024)的位置。
接着向相反方向移动台14,使狭缝28沿Y轴向图14中左侧相对移动。然后如图14中二点连线所示,在光点P(256,1024)的光通过右侧的狭缝28a并被光检测器检测的位置,停止台14。此时狭缝28a和狭缝28b的交点的坐标(X0,Y2)记录为光点P(256,1024)。
由以上的测定结果,通过X=X0+(Y1-Y2)/2、Y=(Y1+Y2)/2的计算决定表示光点P(256,1024)在被曝光面上位置的坐标(X,Y)。
-不使用描素部的特定- 图12的例子中,首先用作为上述光点位置检测机构的狭缝28和光检测器的组合,检测曝光区域3212的光点P(256,1)的位置。接着,按照P(256,1024)、P(256,1023)、...的顺序检测曝光区域3221的第256行的光点行r(256)上各光点的位置,表示比曝光区域3212的光点P(256,1)还要大的X坐标的曝光区域3221的光点P(256,n)被检测时,结束检测动作。接下来,设定与构成曝光区域3221的光点列c(n+1)至c(1024)的光点对应的微镜,作为主曝光时不使用的微镜(不使用描素部)。
例如,图12中,如果曝光区域3221的光点P(256,1020)表示比曝光区域3212的光点P(256,1)还要大的X坐标,该曝光区域3221的光点P(256,1020)被检测后检测动作结束,则对应于构成曝光区域3221的第1021行至第1024行(相当于图15中斜线覆盖部分70)的光点的微镜,被设定为主曝光时不使用的微镜。
其次,对于N重曝光的数N,检测曝光区域3212的光点P(256,N)的位置。本实施方式(2)中,由于N=2,检测光点P(256,2)的位置。
接着,曝光区域3221的光点列中,除去与被设定为上述主曝光时不使用的微镜对应的光点列,从P(1,1020)起,按照P(1,1020)、P(2,1020)...的顺序检测构成最右侧的第1020列的光点的位置,表示比曝光区域3212的光点P(256,2)还要大的X坐标的光点P(m,1020)被检测后,结束检测动作。
其后,连接于上述光检测器的演算装置中,比较曝光区域3212的光点P(256,2)的X坐标和曝光区域3221的光点P(m,1020)及P(m-1,1020)的X坐标,在曝光区域3221的光点P(m,1020)的X坐标接近于曝光区域3212的光点P(256,2)的X坐标的情况下,设定对应于曝光区域3221的光点P(1,1020)至P(m-1,1020)的微镜作为主曝光时不使用的微镜。
另外,曝光区域3221的光点P(m-1,1020)的X坐标接近于曝光区域3212的光点P(256,2)的X坐标的情况下,设定对应于曝光区域3221的光点P(1,1020)至P(m-2,1020)的微镜作为不用于主曝光的微镜。
还有,对于曝光区域3212的光点P(256,N-1)即光点P(256,1)的位置和构成曝光区域3221的次列即第1019列的各光点的位置,也进行同样的检测处理及不使用的微镜的设定。
其结果,如图15中,构成由网线覆盖的区域72的光点所对应的微镜,作为实际曝光时不使用的微镜被加以追加。将平时把该微镜的角度设定至关闭状态角度的信号送至这些微镜,这些微镜实际上不用于曝光。
这样,设定实际曝光时不使用的微镜,通过选择除去该不使用的微镜的微镜作为实际曝光时使用的微镜,在曝光区域3212和3221的上述曝光头间的连接区域内,可以将相对于理想的2重曝光而言曝光过度的区域及曝光不足的区域的合计面积变为最小,如图15的下段所示,可以实现非常接近于理想的2重曝光的均一的曝光。
上述的例子中,设定构成图15中由网线覆盖的区域72的光点时,可以不进行曝光区域3212的光点P(256,2)的X坐标与曝光区域3221的光点P(m,1020)及P(m-1,1020)的X坐标的比较,直接设定对应于曝光区域3221的光点P(1,1020)至P(m-2,1020)的微镜作为主曝光时不使用的微镜。这种情况下,可以选择上述曝光头间连接区域内相对于理想2重曝光而言曝光过度的区域的面积变得最小、而且不产生曝光不足区域的微镜作为实际使用的微镜。
另外,可以设定曝光区域3221的光点P(1,1020)至P(m-1,1020)所对应的微镜作为不用于主曝光的微镜,这种情况下,可以选择上述曝光头间连接范围内相对于理想的2重曝光而言曝光不足的区域的面积变得最小、而且不产生曝光过度区域的微镜作为实际使用的微镜。
进而,还可以以在上述曝光头间连接区域内相对于理想的2重描绘而言曝光过度的区域的描素单元数(光点数)和曝光不足区域内的描素单元数(光点数)相等的方式选择实际使用的微镜。
如上所述,根据使用图案形成装置10的本实施方式(2)的使用描素部的指定方法,可以减轻多个曝光头的与X轴方向有关的相对位置的错位引起的析像度的不均匀和浓度不均,实现理想的N重曝光。
(3)多个曝光头间的使用描素部的指定方法<2> 本实施方式(3)中说明如下指定方法,即利用图案形成装置10对感光材料12进行2重曝光的情况下,由多个曝光头30形成的被曝光面上的重复曝光区域即曝光头间连结区域中,减轻由2个曝光头(以曝光头3012和3021作为一例)的与X轴方向有关的相对位置与理想的状态偏离、各曝光头的安装角度误差以及2个曝光头间的相对安装角度误差而引起的析像度的不均匀和浓度不均,用于实现理想的2重曝光的使用描素部的指定方法。
作为各曝光头30即各DMD36的设定倾斜角度,采用比角度θideal稍大一些的角度,所述θideal为如果是没有曝光头30的安装角度误差等的理想状态则使用可以使用的1024列×256行的描素部(微镜58)正好成为2重曝光的角度。
该角度θideal是与上述(1)的实施方式同样用上述式1~3求得的值,本实施方式中,如上所述,由于s=256、N=2,所以角度θideal约为0.45度。因此,作为设定倾斜角度θ,可以采用如0.50度左右的角度。图案形成装置10,在可以调制的范围内可以被实施初期调整,以使各曝光头30即各DMD36的安装角度成为接近于该设定倾斜角度θ的角度。
图16是表示说明如下例子的图,即,各曝光头30即各DMD36的安装角度被如上所述地初期调整的图案形成装置10中,由于2个曝光头(以曝光头3012和3021作为一例)的安装角度误差以及各曝光头3012和3021间的相对安装角度误差和相对位置不吻合的影像,于被曝光面的图案上产生斑的例子。
图16的例子中,作为与图12的例子同样的、与X轴方向有关的曝光头3012和3021的相对位置不吻合的结果,在每隔一列光点群(像素列群A和B)的曝光图案上,在曝光区域3212和3221的被曝光面上的与上述曝光头的扫描方向垂直的坐标轴上重复的曝光区域内,均产生了相对于理想的2重曝光状态曝光量过多的区域74,由此引起了浓度不均。
进而,图16的例子中,将各曝光头的设定倾斜角度θ设定为比满足上述式(1)的角度θideal稍大一些,同时由于各曝光头的安装角度难以进行微调整,实际的安装角度与上述设定倾斜角度θ不吻合,其结果,即使在被曝光面上的与上述曝光头的扫描方向垂直的坐标轴上重复的曝光区域以外的区域,在每隔一列光点群(像素列群A和B)的曝光图案上,在由多个描素部列形成的、被曝光面上的重复曝光区域即描素部列间连接区域内,也均会产生相对于理想的2重曝光的状态呈曝光过度的区域76,这进一步引起了浓度不均。
本实施方式(3)中,首先,为了减轻各曝光头3012和3021的安装角度误差及由于相对安装角度不吻合的影响而引起的浓度不均,进行使用像素选择处理。
具体是,使用狭缝28及光检测器的组合作为上述光点位置检测机构,对各曝光头3012和3021分别设定实际倾斜角度θ′,基于该实际倾斜角度θ′,作为上述描素部选择机构使用连接于光检测器的演算装置,进行选择用于实际曝光的微镜的处理。
-实际倾斜角度θ’的特定- 实际倾斜角度θ′的设定中,利用上述实施方式(2)中所用的狭缝28和光检测器的组合,分别检测曝光头3012的曝光区域3212内的光点P(1,1)和P(256,1)的位置、以及曝光头3021的曝光区域3221内的光点P(1,1024)和P(256,1024)的位置,测定连接它们的直线的倾斜角度和与曝光头的扫描方向所成的角度。
-不使用描素部的特定- 连接于光检测器的演算装置,使用这样设定的实际倾斜角度θ′,与上述实施方式(1)的演算装置同样,针对曝光头3012和3021分别导出最接近于满足下述式4的关系的t值的自然数T, t tanθ′=N(式4) 进行设定DMD36上第(T+1)行至第256行的微镜作为不用于主曝光的微镜的处理。
例如,如果导出曝光头3012的T=254,曝光头3021的T=255,则设定与构成图17中被斜线覆盖的部分78和80的光点相对应的微镜作为不用于主曝光的微镜。由此,可以将曝光区域3212和3221中曝光头间连接区域以外的各区域中,相对于理想的2重曝光而言曝光过度的区域和曝光不足区域的合计面积变为最小。
在此,可以用导出t值以上的最小自然数的步骤取代导出上述最接近于t值的自然数的步骤。这种情况下,曝光区域3212和3221的由多个曝光头形成的被曝光面上的重复曝光区域即曝光头间连接区域以外的各区域内,可以使相对于理想的2重曝光而言曝光量过多的面积变得最小,而且不产生曝光量不足的面积。
或者可以定为导出t值以下的最大自然数。这种情况下,曝光区域3212和3221的由多个曝光头形成的被曝光面上的重复曝光区域即曝光头间连接区域以外的各区域内,可以使相对于理想的2重曝光而言曝光不足的面积变得最小,而且不产生曝光量过多的区域。
也可以如下所述地设定不用于主曝光的微镜,即,由多个曝光头形成的被曝光面上的重复曝光区域即曝光头间连接区域以外的各区域内,相对于理想的2重曝光而言曝光过度的区域的描素单元数(光点数)和曝光不足区域的描素单元数(光点数)趋于相等。
其后,对与构成图17中被斜线覆盖的区域78和80的光点以外的光点相对应的微镜,进行与用图12至图15说明的本实施方式(3)同样的处理,设定与构成图17中斜线覆盖区域82和网线覆盖区域84的光点相对应的微镜,并作为主曝光时不使用的微镜追加。
对于这些作为曝光时不使用的微镜而被设定的微镜,通过上述描素部控制机构,输送平时设定为关闭状态角度的信号,这些微镜实质上不参与曝光。
如上所述,根据使用图案形成装置10的本实施方式(3)的使用描素部的指定方法,可以减轻多个曝光头的与X轴方向有关的相对位置的不吻合以及各曝光头的安装角度误差和曝光头间的相对安装角度误差引起的析像度的不均匀和浓度不均,实现理想的N重曝光。
以上对图案形成装置10的使用描素部指定方法进行了详细的说明,但上述实施方式(1)~(3)只不过是例子,不脱离本发明的范围的种种变化也是可以的。
另外,上述实施方式(1)~(3)中,使用狭缝28和单一单元型光检测器的组合作为检测被曝光面上光点位置的机构,但不限于此,也可以使用任何形态,例如可以使用2维检测器。
还有,上述实施方式(1)~(3)中,由狭缝28和光检测器的组合所得的被曝光面上的光点的位置检测结果求得实际倾斜角度θ′,并基于该实际倾斜角度θ′,选择了使用的微镜,但也可以不借助实际倾斜角度θ′的导出而直接选择可以使用的微镜。本发明的范围也可以包含如下的形态,如,使用所有可以使用的微镜进行参照曝光,通过对参照曝光结果由目视确认析像度或浓度不均,由操作者通过手动指定所使用的微镜的形态。
另外,被曝光面上产生的图案变形,除了上述例子说明的角度失真,还存在各种的形态。
作为一例,如图18A所示,有来自DMD36上的各微镜58的光线以不同倍率到达被曝光面上曝光区域32的倍率失真的形态。
另外,作为其它的例子,如图18B所示,有来自DMD36上各微镜58的光线,以不同光束径到达被曝光面上曝光区域32的光束径失真的形态。这些倍率失真和光束径失真主要起因于DMD36和被曝光面间光学系统的各种像差或定位不准。
作为另外的例子,有来自DMD36上各微镜58的光线以不同光量到达被曝光面上曝光区域32的光量失真的形态。该光量失真,除了各种像差或定位不准,还起因于DMD36与被曝光面间光学因素(如作为1个透镜的图5A和图5B的透镜52和54)的透过率的位置依赖性或DMD36自身的光量斑。这些形态的图案失真也会在形成于被曝光面上的图案上生成析像度不均或浓度不均。
根据上述实施方式(1)~(3),选择实际用于主曝光的微镜后的、这些形态的图案失真的残留要素,也同上述角度失真的残留要素,可以由多重曝光的补偿效果使之变均匀,可以在各曝光头的全部曝光区域减轻析像度不均或浓度不均。
<<参照曝光>> 作为上述实施方式(1)~(3)的变更例,实施如下例子。即,在可以使用的微镜中,只使用每隔(N—1)列的微镜列、或者全光点行中构成相当于1/N行的相邻行的微镜群,进行参照曝光,并以能够实现均一的曝光的方式,从用于所述参照曝光的微镜中设定实际曝光时不使用的微镜。
采样输出上述参照曝光机构产生的参照曝光结果,对该输出的参照曝光结果,确认析像度的不均匀或浓度不均,进行推定实际倾斜角度等的分析。对于上述参照曝光结果的分析可以通过操作者的目视进行。
图19A和图19B是表示使用单一的曝光头并只使用每隔(N—1)列的微镜进行参照曝光的形态的一例的说明图。
该例中,主曝光时定为2重曝光,因此N=2。首先只使用图19A中用实线表示的奇数列的光点列所对应的微镜进行参照曝光,将参照曝光结果采样输出。以上述采样输出的参照曝光结果为基础,确认析像度的不均匀或浓度不均,推定实际倾斜角度,由此可以指定主曝光时使用的微镜。
例如,图19B中以斜线覆盖表示的光点列对应的微镜以外的微镜被指定为构成奇数列的光点列的微镜中,实际用于主曝光的微镜。对于偶数列的光点列,可以同样进行参照曝光来指定主曝光时使用的微镜,也可以适用与对应于奇数列的光点列的图案同样的图案。
通过如此指定主曝光时使用的微镜,使用奇数列和偶数列双方的微镜的主曝光中,可以实现接近于理想的2重曝光的状态。
图20是表示用多个曝光头并只使用每隔(N—1)列的微镜进行参照曝光的形态之一例的说明图。
该例中,主曝光时定为2重曝光,因此N=2。首先,只使用图20中实线所示的在X轴方向上相邻的2个曝光头(例如曝光头3012和3021)的奇数列的光点列所对应的微镜,进行参照曝光,将参照曝光结果采样输出。以上述输出的参照曝光结果为基础,确认2个曝光头在被曝光面上形成的曝光头间连接区域以外的区域内析像度的不均匀或浓度不均、或推定实际倾斜角度,由此可以指定主曝光时使用的微镜。
例如,图20中以斜线覆盖表示的区域86和网线表示的区域88内的光点列所对应的微镜以外的微镜,被指定为构成奇数列的光点的微镜中,实际用于主曝光的微镜。对于偶数列的光点列,可以同样进行参照曝光来指定主曝光时使用的微镜,也可以适用与对应于奇数列的像素列的图案同样的图案。
通过如此指定主曝光时使用的微镜,使用奇数列和偶数列双方的微镜的主曝光中,在由2个曝光头于被曝光面上形成的上述曝光头间连接区域以外的区域,可以实现接近于理想的2重曝光的状态。
图21A和图21B是表示用单一曝光头并只使用构成相当于全光点行数的1/N行的相邻行的微镜群进行参照曝光的形态之一例的说明图。
该例中,主曝光时定为2重曝光,因此N=2。首先,只使用图21A中实线所示的第1行至第128(=256/2)行的光点所对应的微镜,进行参照曝光,将参照曝光结果采样输出。以上述输出的参照曝光结果为基础,可以指定主曝光时使用的微镜。
例如,图21B中以斜线覆盖表示的光点群所对应的微镜以外的微镜,可以被指定为第1行至第128行的微镜中,实际用于主曝光时的微镜。对于第129行至第256行的微镜,可以同样进行参照曝光来指定主曝光时使用的微镜,也可以适用与对应于第1行至第128行的微镜的图案同样的图案。
通过如此指定主曝光时使用的微镜,在使用全部微镜的主曝光,可以实现接近于理想的2重曝光的状态。
图22是表示用多个曝光头,对于X轴方向上相邻的2个曝光头(例如曝光头3012和3021),只使用分别构成相当于全光点行数的1/N行的相邻行的微镜群进行参照曝光的形态之一例的说明图。
该例中,主曝光时定为2重曝光,因此N=2。首先,只使用图22中实线所示的第1行至第128(=256/2)行的光点所对应的微镜,进行参照曝光,将参照曝光结果采样输出。以上述输出的参照曝光结果为基础,可以指定主曝光时使用的微镜,以实现由2个曝光头于被曝光面上形成的曝光头间连接区域以外的区域中的析像度的不均匀或浓度不均被控制为最小的主曝光。
例如,图22中以斜线覆盖表示的区域90和网线表示的区域92内的光点列所对应的微镜以外的微镜被指定为第1行至第128行的微镜中,实际用于主曝光时的微镜。对于第129行至第256行的微镜,可以同样进行参照曝光来指定主曝光时使用的微镜,也可以适用与对应于第1行至第128行的微镜的图案同样的图案。
通过如此指定主曝光时使用的微镜,在由2个曝光头于被曝光面上形成的上述曝光头间连接区域以外的区域,可以实现接近于理想的2重曝光的状态。
以上实施方式(1)~(3)及变更例中,任何一个都是将主曝光定为2重曝光的情况加以说明,但并不限于此,可以定为2重曝光以上的任何多重曝光。特别是通过定为3重至7重左右的曝光,可以实现确保高析像度、析像度的不均匀和浓度不均被减轻的曝光。
另外,上述实施方式及变更例所涉及的曝光装置中,为了使图像数据表示的2维图案的规定部分的尺寸、与由所选择的使用像素可以实现的对应部分的尺寸一致,优选设置变换图像数据的装置。通过如此变换图像数据,可以在被曝光面上形成如所需2维图案的高精细的图案。
[显影工序] 上述显影工序,是通过除去上述感光层的未曝光部分而进行的。
作为上述未固化区域的除去方法没有特别的限制,可以根据需要适当选择,可以列举如使用显影液除去的方法。
作为上述显影液没有特别的限制,可以根据需要适当选择,可以列举如碱性水溶液、水系显影液、有机溶剂等,其中优选为弱碱性水溶液。作为该弱碱性水溶液的碱成分,可以列举如氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢锂、碳酸氢钠、碳酸氢钾、磷酸钠、磷酸钾、焦磷酸钠、焦磷酸钾、硼酸等。
上述弱碱性水溶液的pH值优选为如约8~12,更优选为约9~11。作为上述弱碱性水溶液,可以列举如0.1~5质量%的碳酸钠水溶液或碳酸钾水溶液等。
上述显影液的温度可以根据上述感光层的显影性适当选择,例如优选为约25~40℃。
上述显影液可以与表面活性剂、消泡剂、有机碱(如乙二胺、乙醇胺、氢氧化四甲基铵、二亚乙基三胺、三亚乙基五胺、吗啉、三乙醇胺等)或促进显影的有机溶剂(如醇类、酮类、酯类、醚类、酰胺类、内酯类等)等并用。另外,上述显影液可以是将水或碱水溶液与有机溶剂混合而成的水系显影液,也可以是单独的有机溶剂。
[固化处理工序] 上述固化处理工序是上述显影工序后,对所形成图案中的感光层进行固化处理的工序。
作为上述固化处理工序,没有特别的限制,可以根据需要适当选择,可以适当列举如全面曝光处理、全面加热处理等。
作为上述全面曝光处理的方法,可以列举如上述显影后,使形成有上述永久图案的上述层叠体的整个面曝光的方法。通过该全面曝光,可促进形成上述感光层的感光性组合物中树脂的固化,使上述永久图案的表面固化。
作为进行上述全面曝光的装置,没有特别的限制,可以根据需要适当选择,可以适当列举如超高压汞灯等UV曝光机、使用氙灯的曝光机、激光曝光机等。曝光量通常为10~2,000mJ/cm2。
作为上述全面加热处理的方法,可以列举如上述显影后,加热形成有上述永久图案的上述层叠体的整个面的方法。通过该全面加热,可提高上述永久图案表面的膜强度。
上述全面加热中的加热温度优选为120~250℃,尤其优选为120~200℃。该加热温度如果低于120℃,则不能通过加热处理提高膜强度,如果超过250℃,则上述感光性组合物中的树脂发生分解,膜质变弱变脆。
上述全面加热中的加热时间优选为10~120分钟,尤其优选为15~60分钟。
作为进行上述全面加热的装置没有特别的限制,可以从已知的装置中适当选择,可以列举如干燥烘箱、(电)热板、IR加热器等。
-保护膜、层间绝缘膜、阻焊剂图案形成方法- 当上述图案的形成方法为形成保护薄膜、层间绝缘膜及抗焊剂图案中至少一个的永久图案形成方法的情况下,在印刷布线板上,能够通过永久图案形成方法形成永久图案,并如下所述地进行锡焊。
即,通过上述显影形成上述永久图案即固化层,在上述印刷布线板的表面露出金属层。对该印刷布线板的表面露出的金属层的部位进行镀金后进行锡焊。在经锡焊的部位安装半导体或部件等。此时,由上述固化层形成的永久图案发挥作为保护薄膜或绝缘膜(层间绝缘膜)、阻焊剂的机能,防止来自外部的冲击或相邻部件间电极的导通。
本发明的上述图案形成装置和永久图案形成方法中,如果由上述永久图案形成方法形成的永久图案是上述保护薄膜或上述层间绝缘膜,则能够保护布线免受外部的冲击或折弯,特别是为上述层间绝缘膜的情况下,有利于将半导体或部件以高密度安装于多层布线板或组合布线板等上。
本发明的上述永久图案形成方法中,由于使用了本发明的上述感光性层叠体,因此可以适用于保护薄膜、层间绝缘膜、阻焊剂图案等永久图案等各种图案的形成、滤色器、柱材、肋材、垫片、隔板等液晶结构件的制造、全息图、微电机、校样等的制造,特别适用于印刷电路板的永久图案的形成。
实施例 以下,通过实施例更加具体地说明本发明,但本发明并非局限于此。
(合成例1) 在1000mL三口烧瓶中放入1-甲氧基-2丙醇159g,在氮气流下加热至85℃。向其中用2小时的时间滴加63.4g甲基丙烯酸苄酯、72.3g甲基丙烯酸、4.15gV-601(和光纯药(株)制)的1-甲氧基-2-丙醇159g溶液。滴加结束后进一步加热反应5小时。接着,停止加热,获得甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸(30/70mol%比)的共聚物。
接着,将上述共聚物溶液内的120.0g移至300mL三口烧瓶中,加入16.6g甲基丙烯酸缩水甘油酯、0.16g对甲氧基苯酚,搅拌使其溶解。溶解后加入四乙基氯化铵2.4g,加热至100℃,进行加成反应。利用气相色谱法确认甲基丙烯酸缩水甘油酯的消失,停止加热。加入1-甲氧基-2-丙醇,制备固态成分30质量%的如下结构式所示的高分子化合物1的溶液。
利用以聚苯乙烯为标准物质的凝胶渗透色谱法(GPC)测定所得高分子化合物的质均分子量(Mw),结果为15000。
另外,由使用氢氧化钠的滴定可知,单位固态成分的酸价(羧基的含量)为2.2meq/g。
而且,通过碘滴定法求得的单位固态成分的乙烯性不饱和键的含量(C=C价)为2.1meq/g。

*1表示下述结构式(a)所示结构和下述结构式(b)所示结构的混合。


结构式(a)

结构式(b) (合成例2) 在1000mL三口烧瓶中放入1-甲氧基-2丙醇159g,在氮气流下加热至85℃。向其中用2小时的时间滴加36g甲基丙烯酸甲酯、72.3g甲基丙烯酸、4.15gV-601(和光纯药(株)制)的1-甲氧基-2-丙醇159g溶液。滴加结束后进一步加热反应5小时。接着,停止加热,获得甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸(30/70mol%比)的共聚物。
接着,将上述共聚物溶液内的120.0g移至300mL三口烧瓶中,加入16.6g甲基丙烯酸缩水甘油酯、0.16g对甲氧基苯酚,搅拌使其溶解。溶解后加入三苯基磷2.4g,加热至100℃,进行加成反应。利用气相色谱法确认甲基丙烯酸缩水甘油酯的消失,停止加热。加入1-甲氧基-2-丙醇,制备固态成分30质量%的如下结构式所示高分子化合物2的溶液。
利用以聚苯乙烯为标准物质的凝胶渗透色谱法(GPC)测定所得高分子化合物的质均分子量(Mw),结果为15000。
另外,由使用氢氧化钠的滴定可知,单位固态成分的酸价为2.3meq/g。
而且,通过碘滴定法求得的单位固态成分的乙烯性不饱和键的含量(C=C价)为2.6meq/g。

*1表示下述结构式(a)所示结构和下述结构式(b)所示结构的混合。
(实施例1) -感光性组合物的制备- 以下述量配合各成分,制备感光性组合物溶液。
[感光性组合物溶液的各成分量] ·所述高分子化合物1(上述1-甲氧基-2-丙醇溶液中固态成分质量30质量%)......87.4质量份 ·二季戊四醇六丙烯酸酯(聚合性化合物)......13质量份 ·易鲁甲秋(ィルガュア)819(酰基膦氧化物化合物、光聚合引发剂I-1)......6质量份 ·下述式S-1所示的感光剂(硫杂蒽酮系化合物)......0.6质量份 ·艾普头图(エポト—ト)YD-8125(环氧基等量170g/eq、东都化成社制、双酚A系环氧树脂)......8质量份 ·热固化剂(双氰二酰胺)......0.77质量份 ·XSK-500(20%质量甲乙酮溶液、日本合成橡胶社制、苯乙烯系(苯乙烯丁二烯系)弹性体)......50质量份 ·氟系表面活性剂(メガフアツクF-176、大日本油墨化学工业(株)制、30质量%2-丁烷溶液)......0.2质量份 ·硫酸钡分散液(堺化学工业(株)B-30)......80质量份 予以说明,上述硫酸钡分散液如下制备预先混合硫酸钡(堺化学工业(株)、B30)10质量份、高分子化合物1(上述1-甲氧基-2-丙醇溶液中固态成分质量30质量%)溶液29.2质量份、0.2质量份C.I.颜料蓝153、0.05质量份C.I.颜料黄185、40.55质量份甲乙酮,使用电动搅拌器M-200(アイガ—社制)用直径1.0mm的二氧化锆株粒以周速9m/s分散3.5小时,从而制备。

--感光性层叠体的制备— 接着,作为上述基体,对作为印制电路板的导线形成的镀铜层叠板(无穿通孔、铜厚度12μm)的表面实施化学研磨处理进行制备。在该镀铜层叠板上,利用丝网印刷法使用120目的涤纶丝网涂布上述感光性组合物,使得干燥后膜厚达到30μm,在80℃下用热风循环式干燥机干燥15分钟,形成感光层,制备按顺序层叠有上述镀铜层叠板和上述感光层的感光性层叠体。
对于上述感光性层叠体,分别利用以下的方法进行最短显影时间、灵敏度、析像度、粘性和边缘粗糙的评价。最短显影时间以外的结果示于表2。
<最短显影时间的评价> 以0.15MPa的压力将30℃的1质量%碳酸钠水溶液喷雾在上述镀铜层叠板上的上述感光层的整个面上,测定从碳酸钠水溶液的喷雾开始至镀铜层叠板上的感光层被溶解除去所需要的时间,将其作为最短显影时间。予以说明,上述最短显影时间为18秒钟。
<灵敏度的评价> 对于上述制备的感光性层叠体的感光层,使用以下说明的图案形成装置,以21/2倍间隔从0.1mJ/cm2照射不同光能量至100mJ/cm2的光,进行2重曝光,使上述感光层的一部分区域固化。在室温下静置10分钟后,在镀铜层叠板上的感光层整个面上以0.15MPa喷雾30℃的1质量%碳酸钠水溶液,喷雾时间2倍于上述最短显影时间,将未固化的区域溶解除去,测定剩余固化区域的厚度。接着,对光照射量与固化层厚度的关系做曲线,获得灵敏度曲线。由该灵敏度曲线,将固化区域厚度与曝光前感光层相同、达到30μm时的光能量作为用于固化感光层所必需的能量。
<<图案形成装置>> 使用具有曝光头30的图案形成装置10,其具备作为上述光照射机构的特开2005-258431号公报所记载的合波激光光源;作为上述光调制机构的按照在图6所示概略图的主扫描方向上排列有1024个微镜58的微镜列、但在副扫描方向排列的768组中仅驱动1024个×256列而控制的DMD36;将图5A和图5B所示光成像在上述感光性膜的光学体系。
作为各曝光头30即各DMD36的设定倾斜角度,采用若干大于使用能够使用的1024列×256行的微镜58恰好达到2重曝光的角度θideal的角度。该角度θideal如下求得对于N重曝光的数N、能够使用的微镜58的列方向的个数s、能够使用的微镜58的列方向间隔p以及在倾斜曝光头30的状态下由微镜形成的扫描线的间隔δ,用下述式1spsinθideal≧Nδ(式1)求得。本实施方式的DMD36如上所述,由于纵横的配置间隔相等的多个微镜58配置成矩形格子状,因此为pcosθideal=δ(式2)、上述式1成为stanθideal=N(式3),由于s=256、N=2,因此角度θideal约为0.45度。因而,设定倾斜角度θ例如可以采用0.50度左右的角度。
首先,为了校正2重曝光的析像度不均和曝光不均,研究被曝光面的曝光图案的状态。结果示于图16。图16表示在使台14静止的状态下投影于感光性膜12的被曝光面上的、来自具有曝光头3012和3021的DMD36的能够使用的微镜58的光点群图案。另外,下段部分表示在呈现示于上段部分的光点群的图案的状态下移动台14进行连续曝光时,对于曝光区域3212和3221显示形成在被曝光面上的曝光图案的状态。予以说明,图16中为了说明方便,以像素列群A所产生的曝光图案和像素列B所产生的曝光图案分别显示能够使用的微镜58的每隔1列的曝光图案,但实际的被曝光面上的曝光图案为重叠这2个曝光图案的结果。
如图16所示,作为曝光头3012和3021之间的相对位置偏离理想状态的结果,为像素列群A所产生的曝光图案和像素列B所产生的曝光图案两者在垂直于曝光区域3212和3221的上述曝光头扫描方向的坐标轴上重复的曝光区域上产生相比较于理想2重曝光状态曝光量过多的区域。
作为上述光点位置检测装置使用狭缝28和光检测器的组,对于曝光头3012检测曝光区域3212内的光点P(1,1)和P(256,1)的位置,对于曝光头3021检测曝光区域3221内的光点P(1,1024)和P(256,1024)的位置,测定连接它们的直线的倾斜角度与曝光头扫描方向所成的角度。
使用实际倾斜角度θ’,对于曝光头3012和3021分别导出最接近于满足下述式4的ttanθ’=N(式4)关系的t的自然数T。对于曝光头3012导出T=254、对于曝光头3021导出T=255时,结果,特定构成图17中被斜线覆盖的部分78和80的微镜作为主曝光中不使用的微镜。
之后,对于构成图17中被斜线覆盖的部分78和80的光点以外的光点的微镜,同样地特定对应于构成图17中被斜线覆盖的区域82和被网格覆盖区域84的光点的微镜,作为主曝光时不使用的微镜追加。
相对于这些作为曝光时不使用的微镜而特定的微镜,利用上述描素部控制装置送出经常设定为关闭状态的角度的信号,进行控制使得这些微镜与曝光基本无关。
由此,在曝光区域3212和3221中,在作为由多个上述曝光头形成的被曝光面上重复曝光区域的头之间连接区域以外的各区域上,可以使相对于理想的2重曝光成为曝光过多区域和成为曝光不足区域的总面积为最小。
<析像度的评价> 在与上述最短显影时间评价方法相同的方法和条件下制作上述感光性层叠体,在室温(23℃、55%RH)下静置10分钟。由所得层叠体的感光层上,使用上述图案形成装置以线/间隔=1/1用1μm刻痕进行各线宽的曝光至线宽为10~100μm。此时的曝光量为用于固化上述感光层而必需的光能量。在室温下静置10分钟后,以喷雾压0.15MPa将30℃的1质量%碳酸钠水溶液喷雾在镀铜层叠板上的感光层整个面上,其时间2倍于上述最短显影时间,从而溶解除去未固化区域。用光学显微镜观察这样得到的带固化树脂图案的镀铜叠层板的表面,在固化树脂图案的线中测定没有堵塞、皱巴等异常而且可以形成空间的最小线宽,将其作为析像度。该析像度的数值越小越为良好。
<粘性的评价> 根据以下标准评价上述感光性层叠体的感光层表面的粘性。
[评价标准] ◎感光层的表面完全未见粘性。
○感光层的表面未见很强的粘性。
△感光层的表面可见一定的粘性。
×感光层的表面可见很强的粘性。
<边缘粗糙的评价> 使用上述图案形成装置,按照形成与上述曝光头扫描方向垂直方向的横线图案对上述感光性层叠体进行照射的方式进行2重曝光,与上述析像度测定的(3)同样,将上述感光层的一部分区域形成图案。所得图案中,对于线宽50μm的线的任意5个位置,使用激光显微镜(VK-9500、キ—エンス(株)制;物镜50倍)进行观察,在视野内的边缘位置中,作为绝对值求得最为鼓起的位置(峰顶部)和最为陷入的位置(谷底部)之差,计算所观察的5个位置的平均值,将其作为边缘粗糙。该边缘粗糙的值越小则越显示良好的性能,因此优选。
(实施例2) -感光性膜的制造- 利用棒涂机将实施例1获得的感光性组合物溶液涂布在作为上述支撑体的厚度16μm、宽300mm、长200m的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜上,在80℃热风循环式干燥机中干燥,形成厚度30μm的感光层。接着,在该感光层上利用层压机层叠作为保护膜的膜厚20μm、宽度310mm、长度210m的聚丙烯膜,制造上述感光性膜。
--感光性层叠体的制备— 接着,作为上述基体,在与实施例1同样的镀铜层叠板的表面上,一边按照上述感光性膜的感光层与上述镀铜层叠板相接而剥离上述感光性膜的保护膜,一边使用真空层压机(ニチゴ—モ—トン(株)制、VP130)将其层叠,制备按顺序层叠有上述镀铜层叠板、上述感光层、上述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(支撑体)的感光性层叠体。
压接条件为抽真空的时间40秒、压接温度70℃、压接压力0.2MPa、加压时间10秒钟。
对于上述感光性层叠体,进行灵敏度、析像度、粘性、保存稳定性和边缘粗糙的评价。予以说明,对于析像度、粘性和边缘粗糙,与实施例1同样地进行评价。结果示于表2。
<灵敏度的评价> 对于上述制备的感光性层叠体的感光性膜的感光层,从上述支撑体侧利用实施例1说明的图案形成装置与实施例1同样地使上述感光层的一部分区域固化。在室温下静置10分钟后,从上述感光性层叠体上剥离上述支撑体,测定用于与实施例1同样地固化感光层所必需的光能量。
<保存稳定性的评价> 使用卷绕机卷绕上述感光性膜,制造感光性膜原反辊。
使用同轴切条机剪切所得上述感光性膜原反辊,以250mm宽度卷绕在长度300mm、内径76mm的ABS树脂制圆筒状卷绕芯上,卷绕150m,制作感光性膜辊。
用黑色聚乙烯制筒状袋(膜厚80μm、水蒸气透过率25g/m2·24hr以下)包裹如此获得的上述感光性膜辊,将聚丙烯制套筒挤入卷绕芯的两端,用黑色聚乙烯制筒状袋(膜厚80μm、水蒸气透过率25g/m2·24hr以下)包裹如此获得的上述感光性膜辊,将聚丙烯制套筒挤入卷绕芯的两端。
将用上述套筒堵住两端的辊状样品放置在25℃、55%RH下40天,观察有无端面熔融,用下述标准评价保存稳定性。
[评价标准] ○无端面熔融、层叠体可以良好使用的状态。
△端面的一部分具有光泽,发生若干量端面熔融的状态(使用界限)。
×整个端面具有光泽,多量地发生端面熔融的状态。
(实施例3) 除了将实施例2中XSK-500如表1所示替换成XER-91(15质量%甲乙酮溶液、日本合成橡胶社制、聚烯烃系弹性体)25质量份之外,与实施例2同样进行灵敏度、析像度、粘性、保存稳定性和边缘粗糙的评价。结果示于表2。
(实施例4) 除了将实施例2中XSK-500如表1所示替换成XER-92(15质量%甲乙酮溶液、日本合成橡胶社制、聚烯烃系弹性体)20质量份之外,与实施例2同样进行灵敏度、析像度、粘性、保存稳定性和边缘粗糙的评价。结果示于表2。
(实施例5) 除了将实施例2中XSK-500如表1所示替换成VANDEX T-8190(DICBayer Polymer社制、聚氨酯系弹性体)10质量份之外,与实施例2同样进行灵敏度、析像度、粘性、保存稳定性和边缘粗糙的评价。结果示于表2。
(实施例6) 除了将实施例2中XSK-500如表1所示替换成海托垒鲁(ハイトレル)SB654(东レデユポン社制、聚酯系弹性体)5质量份之外,与实施例2同样进行灵敏度、析像度、粘性、保存稳定性和边缘粗糙的评价。结果示于表2。
(实施例7) 除了将实施例2中上述高分子化合物1如表1所示替换成合成例2中合成的高分子化合物2;7.4质量份之外,与实施例2同样进行灵敏度、析像度、粘性、保存稳定性和边缘粗糙的评价。结果示于表2。
(实施例8) 除了将实施例2中光聚合引发剂改为下述式I-2所示化合物2质量份、将感光剂改为N-甲基吖啶酮0.6质量份之外,与实施例2同样进行灵敏度、析像度、粘性、保存稳定性和边缘粗糙的评价。结果示于表2。

(实施例9) 除了将实施例2中光聚合引发剂如表1所述改为下述式I-3所示化合物2质量份之外,与实施例2同样进行灵敏度、析像度、粘性、保存稳定性和边缘粗糙的评价。结果示于表2。

(实施例10) 在实施例2中代替上述图案形成装置、另外制作具有与其相同图案的玻璃制负型掩模,使该负型掩模接触于感光性层叠体上用超高压水银灯以40mJ/cm2的曝光量进行曝光。之后利用与实施例2同样的方法进行显影、测定析像度,除此之外,与实施例2同样进行灵敏度、析像度、粘性、保存稳定性和边缘粗糙的评价。
(实施例11) 在实施例2中除了根据上述式3以N=1计算设定倾斜角度θ、根据上述式4导出最接近满足ttanθ’=1的t值的自然数T,进行N重曝光(N=1),除此之外,与实施例2同样进行灵敏度、析像度、粘性、保存稳定性和边缘粗糙的评价。结果示于表2。
(比较例1) 在实施例2中除了将上述高分子化合物1替换为下述式B-1所示化合物(1-甲氧基-2-丙醇溶液中固态成分质量30质量%);87.4质量份之外,与实施例2同样进行灵敏度、析像度、粘性、保存稳定性和边缘粗糙的评价。结果示于表2。

(比较例2) 在实施例2中除了将上述高分子化合物1替换为下述式B-2所示环氧基丙烯酸酯(50质量%1-甲氧基-2-丙醇溶液中,Mw8000、酸价80mgKOH/g)52.4质量份之外,与实施例2同样进行灵敏度、析像度、粘性、保存稳定性和边缘粗糙的评价。结果示于表2。

表1 表2 由表2的结果可知,实施例1~11中由于使用本发明的感光性组合物,因此粘性优异。特别是可知,制作感光性膜的实施例2~11的析像度和保存稳定性也高。另外,可知进行了激光曝光的实施例2~9和实施例11的灵敏度也高。特别是使用了肟衍生物的实施例8和实施例9的灵敏度极高。另一方面可知,校正了2重曝光的析像度不均和曝光不均的实施例2~9的图案的边缘粗糙也小。
产业实用性 本发明的感光性组合物、感光性膜和感光性层叠体由于能够高效地形成没有边缘粗糙(端面熔融)、且胶粘性和经时的性能稳定性优异、易于膜化、高精细的图案,因此可以优选地用于保护膜、层间绝缘膜和阻焊剂图案等永久图案等各种图案形成,滤波器、柱材、肋条材料、隔离物、隔壁等液晶结构构件的制造,全息照片、微型机器、校样的制造等,特别是可以优选地用于印制电路板的永久图案形成用。
本发明的永久图案形成方法由于使用本发明的上述感光性层叠体,因而可以优选地用于保护膜、层间绝缘膜和阻焊剂图案等永久图案等各种图案形成,滤波器、柱材、肋条材料、隔离物、隔壁等液晶结构构件的制造,全息照片、微型机器、校样的制造等,特别是可以优选地用于印制电路板的永久图案形成用。
权利要求
1.一种感光性组合物,其特征在于,其含有粘合剂、聚合性化合物、光聚合引发剂、弹性体和热交联剂,所述粘合剂含有在侧链具有酸性基团和乙烯性不饱和键的高分子化合物。
2.根据权利要求1所述的感光性组合物,其中,粘合剂含有在侧链具有酸性基团、可含有杂环的芳香族基团和乙烯性不饱和键的高分子化合物。
3.根据权利要求1~2中的任一项所述的感光性组合物,其中,高分子化合物的酸性基团为羧基,所述羧基在所述高分子化合物中的含量为1.0~4.0meq/g。
4.根据权利要求1~3中的任一项所述的感光性组合物,其中,高分子化合物含有20mol%以上的如下结构式(I)所示的结构单元
上述结构式(I)中,R1、R2和R3表示氢原子或1价的有机基团;L表示有机基团,也可以没有;Ar表示芳香族基团。
5.根据权利要求1~4中的任一项所述的感光性组合物,其中,弹性体为选自苯乙烯系弹性体、烯烃系弹性体、聚氨酯系弹性体、聚酯系弹性体、聚酰胺系弹性体、丙烯酸系弹性体和硅酮系弹性体中的至少1种。
6.根据权利要求1~5中的任一项所述的感光性组合物,其中,弹性体的含量相对于粘合剂100质量份为2~50质量份。
7.根据权利要求1~6中的任一项所述的感光性组合物,其中,光聚合引发剂含有肟衍生物。
8.一种感光性膜,其特征在于,具有支撑体和在该支撑体上的由权利要求1~7中的任一项所述感光性组合物构成的感光层。
9.根据权利要求8所述的感光性膜,其为长条状并卷绕成辊状。
10.一种感光性层叠体,其特征在于,在基体上具有由权利要求1~7中的任一项所述感光性组合物构成的感光层。
11.根据权利要求10所述的感光性层叠体,其特征在于,感光层由权利要求8~9中的任一项所述感光性膜形成。
12.一种永久图案形成方法,其特征在于,包括对权利要求10~11中的任一项所述感光性层叠体的感光层进行曝光的步骤。
13.根据权利要求12所述的永久图案形成方法,其中,曝光使用波长为350~415nm的激光进行。
14.一种印制电路板,其特征在于,利用权利要求12~13中的任一项所述永久图案形成方法形成永久图案。
全文摘要
本发明的目的在于提供能够高效地形成没有边缘粗糙(端面熔融)、且胶粘性和经时的性能稳定性优异、易于膜化、高精细的永久图案(保护膜、层间绝缘膜和阻焊剂图案等)的感光性组合物、感光性膜、感光性层叠体、使用上述感光性层叠体的永久图案形成方法以及通过上述永久图案形成方法形成永久图案的印制电路板。因此,本发明提供一种感光性组合物,其至少含有粘合剂、聚合性化合物、光聚合引发剂、弹性体和热交联剂,其特征在于,所述粘合剂含有在侧链具有酸性基团和乙烯性不饱和键的高分子化合物。
文档编号G03F7/004GK101401038SQ20068005381
公开日2009年4月1日 申请日期2006年11月22日 优先权日2006年3月16日
发明者高岛正伸, 藤牧一广, 林利明 申请人:富士胶片株式会社
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