图案形成材料、以及图案形成装置和图案形成方法

文档序号:8029977阅读:621来源:国知局
专利名称:图案形成材料、以及图案形成装置和图案形成方法
技术领域
本发明涉及适于干膜抗蚀剂(DFR)等的图案形成材料以及具备该图案形成材料的图案形成装置和使用了上述图案形成材料的图案形成方法。

背景技术
迄今为止,当形成配线图案等永久图案时,使用通过在支撑体上涂布感光性树脂组合物并进行干燥从而形成了感光层的图案形成材料。作为上述永久图案的制造方法,例如,在形成上述永久图案的镀铜层合板等基体上,层合上述图案形成材料,从而形成层合体,对该层合体中的上述感光层进行曝光,该曝光后使上述感光层显像,从而形成图案,然后进行蚀刻处理等,从而形成上述永久图案。
就上述图案形成材料而言,为了提高保存稳定性,提高析像清晰度,提出了在上述感光性树脂组合物中添加了具有酚性羟基、芳香环、杂环或亚氨基等的化合物的阻聚剂的方案(参照专利文献1~4)。但是,在这种情况下,对于通过将增感剂添加到上述感光性树脂组合物(上述感光层)从而能够抑制感度降低的方面、高感度的干抗蚀剂膜,没有任何公开。
因此,现状是尚未提供能够抑制感光层的感度降低并且可以形成高精细图案的图案形成材料、以及具备该图案形成材料的图案形成装置和使用了上述图案形成材料的图案形成方法,希望进一步改进的开发。
专利文献1特开2002-268211号公报
专利文献2特开2003-29399号公报
专利文献3特开2004-4527号公报
专利文献4特开2004-4528号公报

发明内容
本发明正是鉴于上述现状而提出的发明,其课题在于,解决现有的上述诸问题,实现以下目的。即,本发明的目的在于,提供能够有效抑制感光层的感度降低并且可以形成更高精细的图案的图案形成材料、以及具备该图案形成材料的图案形成装置和使用了上述图案形成材料的图案形成方法。
作为用于解决上述课题的方法,如下所述。即, <1>图案形成材料,其特征在于在支撑体上至少具有感光层,该支撑体的浊度值为5.0%以下,该感光层含有选自具有酸性核的色素、具有碱性核的色素和荧光增白剂中的至少1种作为增感剂,并且在对该感光层进行曝光、显像时,在该曝光和显像后不使该感光层曝光的部分的厚度发生变化的上述曝光中所使用的光的最小能量为0.1~20(mJ/cm2)。
<2>上述<1>所述的图案形成材料,其中,具有酸性核的色素为份菁色素。
<3>上述<1>~<2>的任一项所述的图案形成材料,其中,具有酸性核的色素为若丹菁色素。
<4>上述<1>~<3>的任一项所述的图案形成材料,其中,具有酸性核的色素的最大吸收波长为500nm以下。
<5>上述<1>~<4>的任一项所述的图案形成材料,其中,具有碱性核的色素为选自菁类色素、半菁类色素、苯乙烯基类色素、链菁(streptocyanine)类色素中的至少1种。
<6>上述<1>~<5>的任一项所述的图案形成材料,其中,碱性核为苯并噁唑核、苯并噻唑核和假吲哚核的任一种。
<7>上述<1>~<6>的任一项所述的图案形成材料,其中,具有碱性核的色素的最大吸收波长为500nm以下。
<8>上述<1>~<7>的任一项所述的图案形成材料,其中,荧光增白剂为具有非离子性核的化合物。
<9>上述<8>所述的图案形成材料,其中,非离子性核为选自茋核、二苯乙烯基苯核、二苯乙烯基联苯核、二乙烯基茋核、苯基吡唑啉核和苯乙烯基吡唑啉核中的至少一种。
<10>上述<8>~<9>的任~项所述的图案形成材料,其中,具有非离子性核的化合物具有选自苯乙烯基、苯并噁唑基、苯并噻唑基中的至少1种。
<11>上述<1>~<10>的任一项所述的图案形成材料,其中,荧光增白剂的最大吸收波长为500nm以下。
<12>上述<1>~<11>的任一项所述的图案形成材料,其中,支撑体的总光线透过率为86%以上。
<13>上述<1>~<12>的任一项所述的图案形成材料,其中,求取支撑体的浊度值以及支撑体的总光线透过率时的光的波长为405nm。
<14>上述<1>~<13>的任一项所述的图案形成材料,其中,求取曝光所用光的最小能量时的曝光波长为405nm。
<15>上述<1>~<14>的任一项所述的图案形成材料,其中,支撑体为双向拉伸聚酯膜。
<16>上述<1>~<15>的任一项所述的图案形成材料,其中,感光层含有阻聚剂、粘合剂、聚合性化合物和光聚合引发剂。
<17>上述<16>所述的图案形成材料,其中,聚合性化合物具有选自含亚丙氧基的化合物、含亚乙氧基的化合物、含尿烷基的化合物和含芳基的化合物中的至少1种。
<18>上述<16>~<18>的任一项所述的图案形成材料,其中,聚合性化合物至少含有含亚丙氧基的化合物、含尿烷基的化合物和含芳基的化合物。
<19>上述<16>~<18>的任一项所述的图案形成材料,其中,阻聚剂具有选自芳香环、杂环、亚氨基和酚性羟基中的至少1种。
<20>上述<16>~<19>的任一项所述的图案形成材料,其中,阻聚剂为选自具有至少2个酚性羟基的化合物、具有用亚氨基取代的芳香环的化合物、具有用亚氨基取代的杂环的化合物和受阻胺化合物中的至少1种。
<21>上述<16>~<20>的任一项所述的图案形成材料,其中,阻聚剂为选自儿茶酚、吩噻嗪、吩噁嗪、受阻胺和它们的衍生物中的至少1种。
<22>上述<16>~<21>的任一项所述的图案形成材料,其中,阻聚剂的含量相对于聚合性化合物为0.005~0.5质量%。
<23>上述<16>~<22>的任一项所述的图案形成材料,其中,粘合剂具有酸性基团。
<24>上述<16>~<23>的任一项所述的图案形成材料,其中,粘合剂含有乙烯基共聚物。
<25>上述<16>~<24>的任一项所述的图案形成材料,其中,粘合剂含有苯乙烯和苯乙烯衍生物的至少1种的共聚物。
<26>上述<16>~<25>的任一项所述的图案形成材料,其中,粘合剂的酸值为70~250mgKOH/g。
<27>上述<16>~<26>的任一项所述的图案形成材料,其中,粘合剂的I/O值为0.30~0.70。
<28>上述<16>~<27>的任一项所述的图案形成材料,其中,聚合性化合物具有双酚骨架。
<29>上述<16>~<28>的任一项所述的图案形成材料,其中,聚合性化合物含有下述化合物的至少任意1种,即分子内具有2个聚合性基团的聚合性化合物的至少1种、分子内具有3个以上聚合性基团的聚合性化合物的至少1种、和分子内具有1个聚合性基团的聚合性化合物的至少1种。
<30>上述<16>~<29>的任一项所述的图案形成材料,其中,光聚合引发剂含有选自卤代烃衍生物、六芳基联咪唑、肟衍生物、有机过氧化物、硫代化合物、酮化合物、芳香族鎓盐和金属茂类中的至少1种。
<31>上述<16>~<30>的任一项所述的图案形成材料,其中,光聚合引发剂含有六芳基联咪唑。
<32>上述<1>~<31>的任一项所述的图案形成材料,其中,感光层的厚度为1~100μm。
<33>上述<16>~<32>的任一项所述的图案形成材料,其中,感光层含有30~90质量%的粘合剂,含有5~60质量%的聚合性化合物,含有0.1~30质量%的光聚合引发剂。
<34>上述<1>~<33>的任一项所述的图案形成材料,其中,支撑体为长条状。
<35>上述<1>~<34>的任一项所述的图案形成材料,其中,图案形成材料为长条状,被卷成卷状而成。
<36>上述<1>~<35>的任一项所述的图案形成材料,其中,在图案形成材料中的感光层上具有保护膜。
<37>上述<1>~<36>的任一项所述的图案形成材料,其中,在感光层上具有保护膜,该保护膜含有选自聚丙烯树脂、乙烯一丙烯共聚树脂、聚乙烯树脂和聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂中的至少1种。
<38>图案形成装置,其特征在于具备上述<1>~<37>的任一项所述的图案形成材料;至少具有可以照射光的光照射机构、对来自该光照射机构的光进行调制并对上述图案形成材料中的感光层进行曝光的光调制机构。在该<38>所述的图案形成装置中,上述光照射机构向上述光调制机构照射光。上述光调制机构对由上述光照射机构接受的光进行调制。通过上述光调制机构进行了调制的光对上述感光层进行曝光。例如,然后,如果对上述感光层进行显像,则形成高精细的图案。
<39>上述<38>所述的图案形成装置,其中,光调制机构还具有根据将形成的图案信息生成控制信号的图案信号生成机构,根据该图案信号生成机构生成的控制信号对由光照射机构照射的光进行调制。在该<39>所述的图案形成装置中,由于上述光调制机构具有上述图案信号生成机构,因此根据由该图案信号生成机构生成的控制信号对由上述光照射机构照射的光进行调制。
<40>上述<38>~<39>的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,可以根据将形成的图案信息对该n个描素部中连续配置的任意不足n个的上述描素部进行控制。在该<40>所述的图案形成装置中,通过根据图案信息对上述光调制机构中n个描素部中连续配置的任意不足n个的描素部进行控制,从而以高速对来自上述光照射机构的光进行调制。
<41>上述<38>~<40>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。
<42>上述<41>所述的图案形成装置,其中,空间光调制元件为数字微镜器件(DMD)。
<43>上述<38>~<42>的任一项所述的图案形成装置,其中,描素部为微镜。
<44>上述<38>~<43>的任一项所述的图案形成装置,其中,光照射机构可以合成2种以上的光并照射。在该<44>所述的图案形成装置中,由于上述光照射机构可以合成2种以上的光并照射,因此采用焦点深度深的曝光光进行曝光。其结果,极其高精细地进行对上述图案形成材料的曝光。例如,然后,如果对上述感光层进行显像,则形成极其高精细的图案。
<45>上述<38>~<44>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器、多模光纤和将由该多个激光器分别照射的激光光集光并使其与上述多模光纤结合的集合光学系。在该<45>所述的图案形成装置中,由上述多个激光器分别照射的激光光被上述集合光学系集光,可以与上述多模光纤结合,从而上述光照射机构用焦点深度深的曝光光进行曝光。其结果,极其高精细地对上述图案形成材料进行曝光。例如,然后,如果使上述感光层显像,则形成极其高精细的图案。
<46>图案形成方法,其特征在于至少包括对上述<1>~<37>的任一项所述的图案形成材料中的该感光层进行曝光。在该<46>所述的图案形成方法中,对上述图案形成材料进行曝光。例如,然后,如果使上述感光层显像,则形成高精细的图案。
<47>上述<46>所述的图案形成方法,其中,边进行加热和加热的至少一者,边在基体上层合图案形成材料,进行曝光。
<48>上述<46>~<47>的任一项所述的图案形成方法,其中,根据将形成的图案信息进行曝光以形成像模样。
<49>上述<46>~<48>的任一项所述的图案形成方法,其中,使用如下的光进行曝光根据将形成的图案信息生成控制信号,根据该控制信号进行了调制的光。在该<49>所述的图案形成方法中,根据将形成的图案形成信息生成控制信号,根据该控制信号对光进行调制。
<50>上述<46>~<49>的任一项所述的图案形成方法,其中,使用照射光的光照射机构、和根据将形成的图案信息对由上述光照射机构照射的光进行调制的光调制机构,进行曝光。
<51>上述<50>所述的图案形成方法,其中,采用光调制机构对光进行了调制后,通过排列有微透镜的微透镜阵列进行曝光,所述微透镜具有可以对上述光调制机构中描素部射出面的变形产生的像差进行修正的非球面。在该<51>所述的图案形成方法中,采用上述光调制机构而调制的光通过上述微透镜阵列中的上述非球面,由此对由上述描素部中射出面的变形产生的像差进行修正。其结果,在图案形成材料上成像的像的变形得到抑制,极其高精细地对该图案形成材料进行曝光。例如,然后,如果对上述感光层进行显像,则形成极其高精细的图案。
<52>上述<51>所述的图案形成方法,其中,非球面是复曲面。在该<52>所述的图案形成方法中,上述非球面是复曲面,从而高效地对上述描素部中放射面的变形产生的像差进行修正,高效地抑制在图案形成材料上成像的像的变形。其结果,极其高精细地进行对上述图案形成材料的曝光。例如,然后,如果使上述感光层显像,则形成极其高精细的图案。
<53>上述<46>~<52>的任一项所述的图案形成方法,其中,通过孔隙阵列进行曝光。在该<53>所述的图案形成方法中,通过上述孔隙阵列进行曝光,从而消光比提高。其结果,进行极其高精细的曝光。例如,然后,如果使上述感光层显像,则形成极其高精细的图案。
<54>上述<46>~<53>的任一项所述的图案形成方法,其中,边使曝光光和感光层相对地移动边进行曝光。在该<54>所述的图案形成方法中,通过边使上述调制后的光和上述感光层相对地移动边进行曝光,从而高速地进行曝光。例如,然后,如果使上述感光层显像,则形成高精细的图案。
<55>上述<46>~<54>的任一项所述的图案形成方法,其中,对感光层的部分区域进行曝光。
<56>上述<46>~<55>的任一项所述的图案形成方法,其中,进行了曝光后,进行感光层的显像。在该<56>所述的图案形成方法中,通过在进行了上述曝光后使上述感光层显像,形成高精细的图案。
<57>上述<46>~<56>的任一项所述的图案形成方法,其中,在进行了显像后进行永久图案的形成。
<58>上述<57>所述的图案形成方法,其中,永久图案为配线图案,采用蚀刻处理和镀敷处理的至少1种进行该永久图案的形成。
根据本发明,能够解决现有的问题,能够提供可以有效地抑制感光层的感度下降并且可以形成更高精细的图案的图案形成材料、以及具备该图案形成材料的图案形成装置和使用了上述图案形成材料的图案形成方法。



图1是表示数字微镜器件(DMD)的构成的部分放大图的一例。
图2A是用于说明DMD的动作的说明图的一例。
图2B是用于说明DMD的动作的说明图的一例。
图3A是在不将DMD倾斜配置的情况和倾斜配置的情况下将曝光光束的配置和扫描线进行比较所示的平面图的一例。
图3B是在不将DMD倾斜配置的情况和倾斜配置的情况下将曝光光束的配置和扫描线进行比较所示的平面图的一例。
图4A是表示DMD的使用区域例的图的一例。
图4B是表示DMD的使用区域例的图的一例。
图5是用于说明采用扫描器扫描1次对感光层进行曝光的曝光方式的平面图的一例。
图6A是用于说明采用扫描器扫描多次对感光层进行曝光的曝光方式的平面图的一例。
图6B是用于说明采用扫描器扫描多次对感光层进行曝光的曝光方式的平面图的一例。
图7是表示图案形成装置的一例的外观的简要立体图的一例。
图8是表示图案形成装置的扫描器的构成的简要立体图的一例。
图9A是表示感光层上形成的曝光完成区域的平面图的一例。
图9B是表示各曝光头形成的曝光区域的排列的图的一例。
图10是表示包括光调制机构的曝光头的简要构成的立体图的一例。
图11是表示图10所示的曝光头的构成的沿光轴的副扫描方向的截面图的一例。
图12是根据图案信息进行DMD的控制的控制器的一例。
图13A是表示结合光学系不同的其他曝光头的构成的沿光轴的截面图的一例。
图13B是表示在不使用微透镜阵列等时投影于被曝光面的光像的平面图的一例。
图13C是表示使用了微透镜阵列等时投影于被曝光面的光像的平面图的一例。
图14是用等高线表示构成DMD的微镜反射面的变形的图的一例。
图15A是在该镜的2个对角线方向表示上述微镜的反射面的变形的图的一例。
图15B是在该镜的2个对角线方向表示与图15A同样的上述微镜的反射面的变形的图的一例。
图16A是图案形成装置中使用的微透镜阵列的正面图的一例。
图16B是图案形成装置中使用的微透镜阵列的侧面图的一例。
图17A是构成微透镜阵列的微透镜的正面图的一例。
图17B是构成微透镜阵列的微透镜的侧面图的一例。
图18A是在1个截面内表示微透镜产生的集光状态的简要图的一例。
图18B是在1个截面内表示微透镜产生的集光状态的简要图的一例。
图19A是表示对本发明的微透镜的集光位置附近的光束直径进行模拟的结果的图的一例。
图19B是对于另一位置表示与图19A同样的模拟结果的图的一例。
图19C是对于另一位置表示与图19A同样的模拟结果的图的一例。
图19D是对于另一位置表示与图19A同样的模拟结果的图的一例。
图20A是表示在现有的图案形成方法中对微透镜的集光位置附近的光束直径进行模拟的结果的图的一例。
图20B是对于另一位置表示与图20A同样的模拟结果的图的一例。
图20C是对于另一位置表示与图20A同样的模拟结果的图的一例。
图20D是对于另一位置表示与图20A同样的模拟结果的图的一例。
图21是表示合波激光光源的其他构成的平面图的一例。
图22A是构成微透镜阵列的微透镜的正面图的一例。
图22B是构成微透镜阵列的微透镜的侧面图的一例。
图23A是在1个截面内表示图22A和图22B的微透镜产生的集光状态的简要图的一例。
图23B是对与图23A的一例不同的另一截面内进行表示的简要图的一例。
图24A是关于利用光量分布修正光学系统进行修正的概念的说明图的一例。
图24B是关于利用光量分布修正光学系统进行修正的概念的说明图的一例。
图24C是关于利用光量分布修正光学系统进行修正的概念的说明图的一例。
图25是表示光照射机构为高斯分布且不进行光量分布的修正时的光量分布的曲线图的一例。
图26是表示利用光量分布修正光学系进行修正后的光量分布的曲线图的一例。
图27A(A)是表示纤维阵列光源的构成的立体图,图27A(B)是(A)的部分放大图的一例,图27A(C)和图27A(D)是表示激光射出部的发光点的排列的平面图的一例。
图27B是表示纤维阵列光源的激光射出部的发光点的排列的正面图的一例。
图28是表示多模光纤的构成的图的一例。
图29是表示合波激光光源的构成的平面图的一例。
图30是表示激光模组的构成的平面图的一例。
图31是表示图30所示的激光模组的构成的侧面图的一例。
图32是表示图30所示的激光模组的构成的部分侧面图。
图33是表示激光阵列的构成的立体图的一例。
图34A是表示多腔激光器的构成的立体图的一例。
图34B是将图34A所示的多腔激光排列为阵列状的多腔激光阵列的立体图的一例。
图35是表示合波激光光源的其他构成的平面图的一例。
图36A是表示合波激光光源的其他构成的平面图的一例。
图36B是表示图36A的沿光轴的截面图的一例。
图37A是表示现有的曝光装置中焦点深度与本发明的图案形成方法(图案形成装置)产生的焦点深度的不同的沿光轴的截面图的一例。
图37B是表示现有的曝光装置中焦点深度与本发明的图案形成方法(图案形成装置)产生的焦点深度的不同的沿光轴的截面图的一例。

具体实施例方式 (图案形成材料) 本发明的图案形成材料在支撑体上至少具有感光层,该支撑体的浊度值为5.0%以下,该感光层含有选自具有酸性核的色素、具有碱性核的色素和荧光增白剂中的至少1种作为增感剂,并且在对该感光层进行曝光、显像时,在该曝光和显像后不使该感光层曝光的部分的厚度发生变化的上述曝光中所使用的光的最小能量为0.1~20(mJ/cm2)。
在对该感光层进行曝光、显像时,作为在该曝光和显像后的前后不使该感光层曝光的部分的厚度发生变化的光的最小能量,只要为0.1~20(mJ/cm2),则并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如,优选0.5~10(mJ/cm2),更优选1~8(mJ/cm2)。
上述最小能量如果小于0.1(mJ/cm2),有时在处理工序中产生泛白,如果超过20(mJ/cm2),有时曝光所需的时间延长,处理速度减缓。
其中,所谓“在该曝光和显像后不使该感光层曝光的部分的厚度发生变化的上述曝光中所使用的光的最小能量”,是指所谓的显像感度,例如,可以由表示对上述感光层曝光时上述曝光所使用的光的能量值(曝光量)和通过与上述曝光相接续的上述显像处理所生成的上述固化层的厚度的关系的曲线(感度曲线)而求得。
上述固化层的厚度随上述曝光量的增加而增加,然后,达到与上述曝光前的上述感光层的厚度大致相同并且大致恒定。上述显像感度是通过读取上述固化层的厚度达到大致恒定时的最小曝光量而求得的值。
其中,当上述固化层的厚度与上述曝光前的上述感光层的厚度之差为±1μm以内时,视为上述固化层的厚度没有因曝光、显像而发生变化。
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,并无特别限制,可以根据目的适当选择,可以举出使用膜厚测定装置、表面粗糙度测定机(例如SURFCOM 1400D(东京精密公司制))等进行测定的方法。
<支撑体> 作为上述支撑体,只要浊度值为5.0%以下,则并无特别限制,可以根据目的适当选择,优选可以剥离上述感光层并且光的透过性良好的支撑体,更优选表面的平滑性良好。
就上述支撑体的浊度值而言,优选相对于405nm的光的浊度值为5.0%以下,更优选为4.0%以下,特别优选为3.0%以下。如果上述浊度值超过5.0%,有时上述感光层内的光散射量增加,求取微细间距时的析像清晰性降低。
此外,上述支撑体对于405nm的光的总光线透过率优选为86%以上,更优选为87%以上。
作为上述浊度值和总光线透过率的测定方法,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出以下说明的方法。
首先,(1)测定总光线透过率。作为上述总光线透过率的测定方法,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出用积分球、可照射405nm的光的分光光度计(例如岛津制作所社制、UV-2400)进行测定的方法。(2)在上述总光线透过率的测定方法中,除了不使用上述积分球以外,与上述总光线透过率的测定方法同样地测定平行光线透过率。其次,(3)计算由以下计算式上述总光线透过率-上述平行光线透过率求出的扩散光透过率,(4)由以下计算式上述扩散光透过率/上述总光线透过率×100求出上述浊度值。
求取上述总光线透过率和上述浊度值时的波长为405nm,此时测定样品的厚度为16μm。
上述支撑体可以在至少一个面上涂布惰性微粒。上述惰性微粒优选涂布在与形成上述感光层的面相反的面上。
作为上述惰性微粒,例如可以举出交联聚合物粒子;碳酸钙、磷酸钙、二氧化硅、高岭土、滑石、二氧化钛、氧化铝、硫酸钡、氟化钙、氟化锂、沸石、硫化钼等无机粒子;六亚甲基双山萮酰胺、六亚甲基双硬脂酰胺、N,N’-二硬脂基对苯二甲酰胺、有机硅、草酸钙等有机粒子;聚酯聚合时生成的析出粒子等,其中,优选二氧化硅、碳酸钙、六亚甲基双山萮酰胺。
所谓上述析出粒子,是指例如通过采用常规方法使使用了碱金属或碱土类金属化合物作为酯交换催化剂的体系进行聚合而在反应体系内析出的粒子,可以是通过在酯交换反应或缩聚反应时添加对苯二甲酸而析出的粒子。在前述酯交换反应或缩聚反应中,可以使磷酸、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、酸性磷酸乙酯、亚磷酸、亚磷酸三甲酯、亚磷酸三乙酯、亚磷酸三丁酯等磷化合物的1种以上存在。
作为上述惰性微粒的平均粒径,优选0.01~2.0μm,更优选0.02~1.5μm,进一步优选0.03~1.0μm,特别优选0.04~0.5μm。
上述惰性微粒的平均粒径如果小于0.01μm,有时上述图案形成材料的输送性会恶化,为了得到输送性而大量含有上述惰性微粒,则上述支撑体的浊度值有时会上升。此外,如果上述惰性微粒的平均粒径超过2.0μm,有时析像清晰度因曝光光的散射而降低。
作为上述惰性微粒的涂布方法,并无特别限制,可以根据目的适当选择。例如可以举出在制造成为上述支撑体的合成树脂制的膜之后采用公知的方法涂布含有上述惰性微粒的涂布液的方法。此外,可以将含有上述惰性微粒的合成树脂熔融,从模头喷出而在成为上述支撑体的合成树脂制的膜上成型。此外,可以采用特开2000-221688号公报中记载的方法形成。
上述支撑体中含有上述惰性微粒的涂布层的厚度优选0.02~3.0μm,更优选0.03~2.0μm,特别优选0.04~1.0μm。
成为上述支撑体的合成树脂制的膜优选为透明的膜,例如,优选聚酯树脂制的膜,特别优选为双向拉伸聚酯膜。
作为上述聚酯树脂,例如可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚(甲基)丙烯酸酯共聚物、聚(甲基)丙烯酸烷基酯、聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸1,4-丁二醇酯、聚2,6-萘二甲酸1,4-丁二醇酯等。它们可以单独使用1种,也可以将2种以上并用。
作为上述聚酯树脂以外的树脂,例如可以举出聚丙烯、聚乙烯、三醋酸纤维素、二醋酸纤维素、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚碳酸酯、聚苯乙烯、赛璐玢、聚偏氯乙烯共聚物、聚酰胺、聚酰亚胺、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚四氟乙烯、聚三氟乙烯、纤维素类树脂、尼龙树脂等。它们可以单独使用1种,也可以将2种以上并用。
上述合成树脂制的膜可以由1层组成,也可以由2层以上的层组成。当由2层以上的层组成时,优选使位于距离感光层最远的层中含有上述惰性微粒。
此外,就上述合成树脂制的膜而言,从机械强度特性和光学特性的观点出发,优选为双向拉伸聚酯膜。
对上述双向拉伸聚酯膜的双向取向方法并无特别限制,可以根据目的适当选择。例如,可以将上述聚酯树脂熔融挤出为片状,进行急冷而制作未拉伸膜,在对该未拉伸膜进行双向拉伸时使拉伸温度为85~145℃,使纵向和横向的拉伸倍率为2.6~4.0倍,根据需要在150~210℃下对双向拉伸后的膜进行热固定,从而进行制备。
上述双向拉伸可以是将未拉伸膜沿纵向或横向拉伸而成为单向拉伸膜,接着将该单向拉伸膜沿横向或纵向拉伸的逐次双向拉伸法,也可以是将该未拉伸膜沿纵向和横向同时拉伸的同时双向拉伸法。此外,上述双向拉伸膜可以根据需要沿纵向和横向的至少任一个方向再拉伸。
作为上述支撑体的厚度,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如,优选2~150μm,更优选5~100μm,特别优选8~50μm。
作为上述支撑体的形状,并无特别限制,可以根据目的适当选择,优选长条状。作为上述长条状的支撑体的长度,并无特别限制,例如可以举出10m~20000m的长度。
<感光层> 上述感光层含有选自具有酸性核的色素、具有碱性核的色素和荧光增白剂中的至少1种作为增感剂,含有阻聚剂、粘合剂、聚合性化合物和光聚合引发剂,还可以含有根据需要适当选择的其他成分。
-增感剂- 在对上述感光层进行曝光显像时,从使在该显像前后不使该感光层曝光部分的厚度发生变化的上述光的最小能量(感度)提高的观点出发,本发明的图案形成材料特别优选并用上述增感剂。通过并用上述增感剂,例如,也能够极容易地将上述感光层的感度调节到0.1~20(mJ/cm2)。
作为上述增感剂,只要是具有酸性核的色素、具有碱性核的色素或荧光增白剂,则并无特别限制,可以根据上述光照射机构(例如可见光线、紫外光和可见光激光器等)适当选择。
作为上述光照射机构,如果与380~420nm的激光相适合,则优选上述增感剂的最大吸收波长为500nm以下,更优选为480nm以下,特别优选450nm以下。
上述增感剂通过利用活性能量射线而成为激发状态,与其他物质(例如自由基发生剂、酸发生剂等)的相互作用(例如能量移动、电子移动等),可以产生自由基、酸等有用基团。
--具有酸性核的色素-- 作为上述具有酸性核的色素,例如可以举出份菁色素、3核份菁色素、4核份菁色素、若丹菁色素、氧杂菁色素等,其中优选份菁色素、若丹菁色素,更优选份菁色素。
所谓上述酸性核,由例如James编《The Theory of the PhotographicProcess》第4版、玛库米兰(Makumiran)出版社、1977年、第8章“增感色素和减感色素”进行定义,可以举出美国专利第3567719号、第3575869号、第3804634号、第3837862号、第4002480号、第4925777号、特开平3-167546号等记载的酸性核。
在上述酸性核为非环式时,次甲基键的末端优选为丙二腈、链烷磺酰基乙腈、氰甲基苯并呋喃基酮、氰甲基苯基酮、丙二酸酯、和酰基氨基甲基取代的酮类等活性亚甲基化合物等的基团。
在为了形成上述酸性核所需的原子团为环式时,优选形成由碳、氮和硫属(典型的例子为氧、硫、硒和碲)原子组成的5员或6员的含氮杂环,作为上述含氮杂环,例如可以举出2-吡唑啉-5-酮、吡唑烷-3,5-二酮、咪唑啉-5-酮、乙内酰脲、2-硫代乙内酰脲、4-硫代乙内酰脲、2-亚氨基噁唑烷-4-酮、2-噁唑啉-5-酮、2-硫代噁唑啉-2,4-二酮、异噁唑啉-5-酮、2-噻唑啉-4-酮、噻唑烷-4-酮、噻唑烷-2,4-二酮、绕丹宁、噻唑烷-2,4-二硫酮、异绕丹宁、茚满-1,3-二酮、噻吩-3-酮、噻吩-3-酮-1,1-二氧化物、吲哚满-2-酮、吲哚满-3-酮、2-氧代吲唑鎓、3-氧代吲唑鎓、5,7-二氧代-6,7-二氢噻唑并[3,2-a]嘧啶、环己烷-1,3-二酮、3,4-二氢异喹啉-4-酮、1,3-二噁烷-4,6-二酮、巴比土酸、2-硫代巴比土酸、色满-2,4-二酮、吲唑啉-2-酮、吡啶并[1,2-a]嘧啶-1,3-二酮、吡唑并[1,5-b]喹唑酮、吡唑并[1,5-a]苯并咪唑、吡唑并吡啶酮、1,2,3,4-四氢喹啉-2,4-二酮、3-氧代-2,3-二氢苯并[d]噻吩-1,1-二氧化物、3-二氰基次甲基-2,3-二氢苯并[d]噻吩-1,1-二氧化物的核等。
此外,作为上述酸性核,可以举出下述所示的酸性杂环。
[化1]
其中,R表示氢原子、脂肪族基团、芳香族基团。
作为具有上述酸性核的色素,具体可以举出用下述结构式(1)~(8)所示的化合物。
[化2]
结构式(1) 在上述结构式(1)中,L1~L4表示次甲基。p1表示0或1。n1表示0、1、2、3或4。Z1和Z2表示为了形成含氮杂环所需的原子团。但是,在它们上可以稠合环。作为环,可以是芳香族环、或非芳香族环的任一种。优选为芳香族环,例如可以举出苯环、萘环等烃芳香族环,吡嗪环、噻吩环等杂芳香族环。
R1和R2表示烷基、芳基或杂环基。
M1表示用于电荷均衡的反荷离子,m1表示中和分子的电荷所需的0以上的数。
但是,R1、R2、Z1、Z2、L1~L4,当上述结构式(1)为阳离子色素时具有阳离子性的取代基,当上述结构式(1)为甜菜碱色素时具有1个阳离子性的取代基和1个阴离子性的取代基,当上述结构式(1)为非离子色素时不具有阳离子性的取代基和阴离子性的取代基。
所谓上述阳离子色素,只要是不包括反荷离子的色素的电荷为阳离子性的色素,可以是任何色素,但优选为不具有阴离子性的取代基的色素。此外,所谓上述阴离子色素,只要是不包括反荷离子的色素的电荷为阴离子性的色素,可以是任何色素,但优选为具有一个以上阴离子性的取代基的色素。所谓前述甜菜碱色素,是指分子内具有电荷但形成分子内盐而使分子整体不带电荷的色素。所谓上述非离子色素,是指分子内完全不带电荷的色素。
所谓上述阴离子性取代基,是具有负电荷的取代基,例如可以举出在pH5~8之间解离90%以上的质子解离性酸性基团。具体地,例如可以举出磺基、羧基、硫酸根基、磷酸基、硼酸基、烷基磺酰基氨基甲酰基烷基(例如甲磺酰基氨基甲酰基甲基)、酰基氨基甲酰基烷基(例如乙酰基氨基甲酰基甲基)、酰基氨磺酰基烷基(例如乙酰基氨磺酰基甲基)、烷基磺酰基氨磺酰基烷基(例如甲磺酰基氨磺酰基甲基)。更优选磺基、羧基。特别优选磺基。
作为上述阳离子性取代基,可以举出取代或未取代的铵基、吡啶鎓基等。
当单独使用上述结构式(1)的化合物时,优选R1为具有芳香族环的基团。
[化3]

结构式(2) 在上述结构式(2)中,L5~L8表示次甲基。p2表示0或1。n2表示0、1、2、3或4。Z3和Z4表示为了形成含氮杂环所需的原子团。但是,在它们上可以稠合环。作为环,可以是芳香族环、或非芳香族环的任一种。优选为芳香族环,例如可以举出苯环、萘环等烃芳香族环,吡嗪环、噻吩环等杂芳香族环。
R3和R4表示烷基、芳基或杂环基。
M2表示用于电荷均衡的反荷离子,m2表示中和分子的电荷所需的0以上的数。
但是,R3和R4中的至少1个具有阴离子性的取代基。
进一步详细地说明上述结构式(1)和(2)。
作为上述含氮杂环,可以举出噻唑啉核、噻唑核、苯并噻唑核、噁唑啉核、噁唑核、苯并噁唑核、硒唑啉核、硒唑核、苯并硒唑核、3,3-二烷基假吲哚核(例如3,3-二甲基假吲哚)、咪唑啉核、咪唑核、苯并咪唑核、2-吡啶核、4-吡啶核、2-喹啉核、4-喹啉核、1-异喹啉核、3-异喹啉核、咪唑并[4,5-b]喹喔啉核、噁二唑核、噻二唑核、四唑核、嘧啶核等,优选举出苯并噻唑核、苯并噁唑核、3,3-二烷基假吲哚核(例如3,3-二甲基假吲哚)、苯并咪唑核、2-吡啶核、4-吡啶核、2-喹啉核、4-喹啉核、1-异喹啉核和3-异喹啉核,优选苯并噻唑核、苯并噁唑核、3,3-二烷基假吲哚核(例如3,3-二甲基假吲哚)和苯并咪唑核,更优选苯并噁唑核、苯并噻唑核和苯并咪唑核,特别优选苯并噁唑核、和苯并噻唑核。
如果将上述含氮杂环上的取代基记为V,作为用V表示的取代基,并无特别限制,例如可以举出卤素原子(例如氯、溴、碘、氟)、巯基、氰基、羧基、磷酸基、磺基、羟基、氨基甲酰基(例如甲基氨基甲酰基、乙基氨基甲酰基、吗啉代羰基)、氨磺酰基(例如甲基氨磺酰基、乙基氨磺酰基、哌啶子基磺酰基)、硝基、烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、2-甲氧基乙氧基、2-苯基乙氧基)、芳氧基(例如苯氧基、对甲基苯氧基、对氯苯氧基、萘氧基)、酰基(例如乙酰基、苯甲酰基、三氯乙酰基)、酰氧基(例如乙酰氧基、苯甲酰氧基)、酰胺基(例如乙酰胺基)、磺酰基(例如甲磺酰基、乙磺酰基、苯磺酰基)、亚磺酰基(例如甲亚磺酰基、乙亚磺酰基、苯亚磺酰基)、磺酰胺基(例如甲磺酰胺基、乙磺酰胺基、苯磺酰胺基)、氨基、取代氨基(例如甲基氨基、二甲基氨基、苄基氨基、苯胺基、二苯基氨基)、铵基(例如三甲基铵、三乙基铵)、肼基(例如三甲基肼基)、脲基(例如脲基、N,N-二甲基脲基)、亚氨基(例如琥珀酰亚胺基)、烷基硫基(例如甲硫基、乙硫基、丙硫基)、芳硫基(例如苯硫基、对甲基苯硫基、对氯苯硫基、2-吡啶硫基、萘硫基)、烷氧基羰基(例如甲氧基羰基、乙氧基羰基、2-苄氧基羰基)、芳氧基羰基(例如苯氧基羰基)、未取代烷基(例如甲基、乙基、丙基、丁基)、取代烷基{例如羟甲基、三氟甲基、苄基、羧乙基、乙氧基羰基甲基、乙酰基氨基甲基,其中碳数为2~18、优选碳数为3~10、更优选碳数为3~5的不饱和烃基(例如乙烯基、乙炔基、1-环己烯基、次苄基、亚苄基)也包括在取代烷基中}、取代或未取代的芳基(例如苯基、萘基、对羧基苯基、对硝基苯基、3,5-二氯苯基、对氰基苯基、间氟苯基、对甲苯基)、和取代或未取代的杂环基(例如吡啶基、5-甲基吡啶基、噻吩基、呋喃基、吗啉代基、四氢糠基)等,其中优选烷基、芳基、烷氧基、卤素原子、芳香环稠合、磺基、羧基、羟基。
此外,也可以形成环(芳香环、或非芳香族的烃基、或杂环,例如苯环、萘环、蒽环、喹啉环)稠合的结构。
还可以在这些用V表示的取代基上进一步被该V取代。
作为上述结构式(1)的Z1、和上述结构式(2)的Z3上的上述取代基,优选芳香族基团、芳香环稠合。
作为芳香族基团,有烃芳香族基团和杂芳香族基团。它们还可以是具有烃芳香族环、以及杂芳香族环之间稠合的多环稠合环、或芳香族烃环和芳香族杂环组合的多环稠合环结构的基团,可以被上述取代基V等取代。作为芳香族基团中所含的芳香族环,可以举出苯、萘、蒽、菲、芴、苯并[9,10]菲、并四苯、联苯、吡咯、呋喃、噻吩、咪唑、噁唑、噻唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、吲哚嗪、吲哚、苯并呋喃、苯并噻吩、异苯并呋喃、喹嗪、喹啉、酞嗪、萘啶、喹喔啉、喹噁唑啉(キノキサゾリンquinoxazoling)、喹啉、咔唑、菲啶、吖啶、菲绕啉、噻蒽、色烯、呫吨、吩噻噁、吩噻嗪、吩嗪等。
上述结构式(1)的Z2和上述结构式(2)的Z4,表示为了形成酸性核所需的原子团,例如可以举出乙内酰脲、2-硫代乙内酰脲、4-硫代乙内酰脲、2-噁唑啉-5-酮、2-硫代噁唑啉-2,4-二酮、噻唑烷-2,4-二酮、绕丹宁、噻唑烷-2,4-二硫酮、巴比土酸和2-硫代巴比土酸等,优选乙内酰脲、2-硫代乙内酰脲、4-硫代乙内酰脲、2-噁唑啉-5-酮、绕丹宁、巴比土酸和2-硫代巴比土酸,更优选2-硫代乙内酰脲、4-硫代乙内酰脲、2-噁唑啉-5-酮、绕丹宁和巴比土酸。
上述结构式(1)的R1和R2以及上述结构式(2)的R3和R4,为烷基、芳基和杂环基,具体而言,例如可以举出碳原子1~18(优选1~7、特别优选1~4)的未取代烷基(例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、己基、辛基、十二烷基、十八烷基)、碳原子1~18(优选1~7、特别优选1~4)的取代烷基{例如作为取代基可以举出上述V取代的烷基。优选芳烷基(例如苄基、2-苯基乙基)、不饱和烃基(例如烯丙基)、羟烷基(例如2-羟基乙基、3-羟基丙基)、羧烷基(例如羧甲基、2-羧基乙基、3-羧基丙基、4-羧基丁基)、烷氧基烷基(例如2-甲氧基乙基、2-(2-甲氧基乙氧基)乙基)、芳氧基烷基(例如2-苯氧基乙基、2-(1-萘氧基)乙基)、烷氧基羰基烷基(例如乙氧基羰基甲基、2-苄氧基羰基乙基)、芳氧基羰基烷基(例如3-苯氧基羰基丙基)、酰氧基烷基(例如2-乙酰氧基乙基)、酰基烷基(例如2-乙酰基乙基)、氨基甲酰基烷基(例如2-吗啉代羰基乙基)、氨磺酰基烷基(例如N,N-二甲基氨磺酰基甲基)、磺基烷基(例如2-磺基乙基、3-磺基丙基、3-磺基丁基、4-磺基丁基、2-[3-磺基丙氧基]乙基、2-羟基-3-磺基丙基、3-磺基丙氧基乙氧基乙基)、磺基烯基、硫酸根基烷基(例如2-硫酸根基乙基、3-硫酸根基丙基、4-硫酸根基丁基)、杂环取代烷基(例如2-(吡咯烷-2-酮-1-基)乙基、四氢糠基)、烷基磺酰基氨基甲酰基烷基(例如甲磺酰基氨基甲酰基甲基)、酰基氨基甲酰基烷基(例如乙酰基氨基甲酰基甲基)、酰基氨磺酰基烷基(例如乙酰基氨磺酰基甲基)、烷基磺酰基氨磺酰基烷基(例如甲磺酰基氨磺酰基甲基)}、碳数6~20(优选6~10、更优选6~8)的未取代芳基(例如苯基、1-萘基)、碳数6~20(优选6~10、更优选6~8)的取代芳基(例如可以举出作为取代基的例子所举出的上述V取代的芳基。具体可以举出对甲氧基苯基、对甲基苯基、对氯苯基等)、碳数1~20(优选3~10、更优选4~8)的未取代杂环基(例如2-呋喃基、2-噻吩基、2-吡啶基、3-吡唑基、3-异噁唑基、3-异噻唑基、2-咪唑基、2-噁唑基、2-噻唑基、2-哒嗪基、2-嘧啶基、3-吡嗪基、2-(1,3,5-三唑基)、3-(1,2,4-三唑基)、5-四唑基)、碳数1~20(优选3~10、更优选4~8)的取代杂环基(例如可以举出上述取代基V取代的杂环基,具体为5-甲基-2-噻吩基、4-甲氧基-2-吡啶基等)等。
作为上述结构式(1)的R1和R2,优选具有芳香族环的基团。作为上述芳香族环,可以举出烃芳香族环、杂芳香族环,它们可以是烃芳香族环、杂芳香族环之间进一步稠合的多环稠合环、芳香族烃环和芳香族杂环组合成的多环稠合环,可以被上述取代基V等取代。
上述具有芳香族环的基团,可以用-Lb-A1表示。其中,Lb表示单键或为连接基。A1表示芳香族基团。作为上述Lb的连接基,优选由含有碳原子、氮原子、硫原子、氧原子中至少1种的原子或原子团组成。
就上述连接基而言,具体可以举出将亚烷基(例如亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基)、亚芳基(例如亚苯基、亚萘基)、亚烯基(例如亚乙烯基、亚丙烯基)、亚炔基(亚乙炔基、亚丙炔基)、酰胺基、酯基、磺酰胺基、磺酸酯基、脲基、磺酰基、亚硫酰基、硫代醚基、醚基、羰基、-N(Va)-(Va表示氢原子或一价的取代基。作为一价的取代基,可以举出后述的V)、杂环2价基(例如6-氯-1,3,5-三嗪-2,4-二基、嘧啶-2,4-二基、喹喔啉-2,3-二基)1个或1个以上的组合而构成的碳数0~100的连接基,该碳数优选为1~20。
上述连接基还可以具有用上述V表示的取代基,可以含有环(芳香族、或非芳香族的烃环、或杂环)。
作为上述连接基,优选为将1个或1个以上的碳数1~10的亚烷基(例如亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基)、碳数6~10的亚芳基(例如亚苯基、亚萘基)、碳数2~10的亚烯基(例如亚乙烯基、亚丙烯基)、碳数2~10的亚炔基(例如亚乙炔基、亚丙炔基)、醚基、酰胺基、酯基、磺酰胺基、磺酸酯基组合而构成的碳数1~10的2价的连接基。它们可以被上述V取代。
此外,上述La是可以借助通过键(through-bond)相互作用进行能量移动或电子移动的连接基。通过键相互作用包括隧道相互作用、超交换(super-exchange)相互作用等,其中优选基于超交换相互作用的通过键相互作用。通过键相互作用和超交换相互作用为Shammai Speiser著、Chem.Rev.第96卷、第1960-1963页、1996年定义的相互作用。作为利用这样的相互作用进行能量移动或电子移动的连接基,优选Shammai Speiser著、Chem.Rev.第96卷、第1967-1969页、1996年中记载的连接基。
作为上述结构式(1)的R1和R2,具体而言,作为具有烃芳香族环的烷基,优选例如芳烷基(例如苄基、2-苯基乙基、萘基甲基、2-(4-联苯基)乙基)、芳氧基烷基(例如2-苯氧基乙基、2-(1-萘氧基)乙基、2-(4-联苯氧基)乙基、2-(邻、间或对卤苯氧基)乙基、2-(邻、间或对甲氧基苯氧基)乙基)、芳氧基羰基烷基(3-苯氧基羰基丙基、2-(1-萘氧基羰基)乙基)等。此外,作为具有杂芳香族环的烷基,优选例如2-(2-吡啶基)乙基、2-(4-吡啶基)乙基、2-(2-呋喃基)乙基、2-(2-噻吩基)乙基、2-(2-吡啶基甲氧基)乙基。作为烃芳香族基团,优选4-甲氧基苯基、苯基、萘基、联苯基等。作为杂芳香族基团,优选2-噻吩基、4-氯-2-噻吩基、2-吡啶基、3-吡唑基等。
此外,更优选上述具有取代或未取代的烃芳香族环、或杂芳香族环的烷基,特别优选上述具有取代或未取代的烃芳香族环的烷基。
作为上述结构式(2)的R3和R4,优选具有芳香族环的基团,优选至少1个具有阴离子性的取代基。
作为芳香族环,可以举出烃芳香族环、杂芳香族环,它们可以是进一步烃芳香族环、以及杂芳香族环之间稠合的多环稠合环、或芳香族烃环和芳香族杂环组合的多环稠合环,可以被上述取代基V等取代。作为上述芳香族环,优选在上述芳香族基团的说明中作为芳香族环的例子所例示的芳香族环。
上述具有芳香族环的基团,可以用-Lc-A2表示。其中,Lc表示单键,或者为连接基。A2表示芳香族基团。作为Lc的连接基,优选举出在上述La等中说明的连接基。作为A2的芳香族基团,优选作为上述芳香族基团的例子所举出的基团。优选至少1个阴离子性取代基取代于Lc或A2的情况。
作为上述具有烃芳香族环的烷基,优选由磺基、磷酸基和羧基的任一个取代的芳烷基(例如2-磺基苄基、4-磺基苄基、4-磺基苯乙基、3-苯基-3-磺基丙基、3-苯基-2-磺基丙基、4,4-二苯基-3-磺基丁基、2-(4’-磺基-4-联苯基)乙基、4-磷酸基苄基),由磺基、磷酸基和羧基的任一个取代的芳氧基羰基烷基(3-磺基苯氧基羰基丙基),磺基、磷酸基和羧基的任一个取代的芳氧基烷基(例如2-(4-磺基苯氧基)乙基、2-(2-磷酸基苯氧基)乙基、4,4-二苯氧基-3-磺基丁基)等。
此外,作为具有杂芳香族环的烷基,优选3-(2-吡啶基)-3-磺基丙基、3-(2-呋喃基)-3-磺基丙基、2-(2-噻吩基)-2-磺基丙基等。作为烃芳香族基团,优选由磺基、磷酸基和羧基的任一个取代的芳基(例如4-磺基苯基、4-磺基萘基),作为杂芳香族基团,优选由磺基、磷酸基和羧基的任一个取代的杂环基(例如4-磺基-2-噻吩基、4-磺基-2-吡啶基)等。
此外,更优选具有上述由磺基、磷酸基和羧基的任一个取代的烃芳香族环或杂芳香族环的烷基,特别优选具有由磺基、磷酸基和羧基的任一个取代的烃芳香族环的烷基,最优选2-磺基苄基、4-磺基苄基、4-磺基苯乙基、3-苯基-3-磺基丙基和4-苯基-4-磺基丁基。
上述结构式(1)的L1~L4和上述结构式(2)的L5~L8,各自独立地表示次甲基,优选为未取代的次甲基。
上述次甲基可以具有取代基,作为取代基,可以举出上述V。可以举出取代或未取代的碳数1~15、优选碳数1~10、特别优选碳数1~5的烷基(例如甲基、乙基、2-羧基乙基),取代或未取代的碳数6~20、优选碳数6~15、更优选碳数6~10的芳基(例如苯基、邻羧基苯基),取代或未取代的碳数3~20、优选碳数4~15、更优选碳数6~10的杂环基(例如N,N-二甲基巴比土酸基),卤素原子(例如氯、溴、碘、氟),碳数1~15、优选碳数1~10、更优选碳数1~5的烷氧基(例如甲氧基、乙氧基),碳数0~15、优选碳数2~10、更优选碳数4~10的氨基(例如甲基氨基、N,N-二甲基氨基、N-甲基-N-苯基氨基、N-甲基哌嗪子基),碳数1~15、优选碳数1~10、更优选碳数1~5的烷基硫基(例如甲硫基、乙硫基),碳数6~20、优选碳数6~12、更优选碳数6~10的芳基硫基(例如苯硫基、对甲基苯硫基)等。还可以与其他的次甲基形成环,或者分别与Z1~Z4、R1~R4一起形成环。
上述结构式(1)的M1和上述结构式(2)的M2,在为了使色素的离子电荷为中性而成为必需时,为了表示阳离子或阴离子的存在而含在式中。作为典型的阳离子,可以举出氢离子(H+)、碱金属离子(例如钠离子、钾离子、锂离子)、碱土类金属离子(例如钙离子)等无机阳离子,铵离子(例如铵离子、四烷基铵离子、吡啶鎓离子、乙基吡啶鎓离子)等有机离子。阴离子可以是无机阴离子或有机阴离子的任意,可以举出卤素阴离子(例如氟离子、氯离子、碘离子)、取代芳基磺酸离子(例如对甲苯磺酸离子、对氯苯磺酸离子)、芳基二磺酸离子(例如1,3-苯磺酸离子、1,5-萘二磺酸离子、2,6-萘二磺酸离子)、烷基硫酸离子(例如甲基硫酸离子)、硫酸离子、硫代氰酸离子、高氯酸离子、四氟硼酸离子、苦味酸离子、醋酸离子、三氟甲磺酸离子。此外,可以使用离子性聚合物或具有与色素相反电荷的其他色素。此外,CO2-、SO3-具有氢离子作为反荷离子时,也可以表记为CO2H、SO3H。
[化4]
[化5]
[化6]
式中,Z5~Z10表示形成5员或6员的含氮杂环所需的原子团。
D和D’表示形成非环式或环式的酸性核所需的原子团。
R5~R8和R10表示烷基。R9表示烷基、芳基或杂环基。L9~L28表示次甲基。
M3~M5表示电荷中和反荷离子,m3~m5为中和分子内的电荷所需的0以上的数。
n3、n5、n6、n7和n11为0或1,n4、n7、n9和n10分别为0以上的整数。
进一步对上述结构式(3)~(5)进行详细说明。
作为R5~R8和R10,优选碳数18以下的未取代烷基(例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、辛基、癸基、十二烷基、十八烷基)、或取代烷基{作为取代基,例如可以举出羧基、磺基、氰基、卤素原子(例如氟、氯、溴)、羟基、碳数8以下的烷氧基羰基(例如甲氧基羰基、乙氧基羰基、苯氧基羰基、苄氧基羰基)、碳数8以下的烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、苄氧基、苯乙氧基)、碳数10以下的单环式的芳氧基(例如苯氧基、对甲苯氧基)、碳数3以下的酰氧基(例如乙酰氧基、丙酰氧基)、碳数8以下的酰基(例如乙酰基、丙酰基、苯甲酰基、甲磺酰基)、氨基甲酰基(例如氨基甲酰基、N,N-二甲基氨基甲酰基、吗啉代羰基、哌啶子基羰基)、氨磺酰基(例如氨磺酰基、N,N-二甲基氨磺酰基、吗啉代磺酰基、哌啶子基磺酰基)、碳数10以下的芳基(例如苯基、4-氯苯基、4-甲基苯基、α-萘基)取代的碳数18以下的烷基}。优选未取代烷基(例如甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基)、羧基烷基(例如2-羧基乙基、羧基甲基)、磺基烷基(例如2-磺基乙基、3-磺基丙基、4-磺基丁基、3-磺基丁基)、甲磺酰基氨基甲酰基甲基。就M3m3、M4m4和M5m5而言,在为了使色素的离子电荷为中性而为必需时,为了表示阳离子或阴离子的存在或不存在而含在式中。某色素是阳离子、阴离子,或者是否具有正的离子电荷,依赖于其助色团和取代基。典型的阳离子是无机或有机的铵离子和碱金属离子,另一方面,阴离子具体地可以为无机阴离子或有机阴离子的任意,例如可以举出卤素阴离子(例如氟离子、氯离子、溴离子、碘离子)、取代芳基磺酸离子(例如对甲苯磺酸离子、对氯苯磺酸离子)、芳基二磺酸离子(例如1,3-苯二磺酸离子、1,5-萘二磺酸离子、2,6-萘二磺酸离子)、烷基硫酸离子(例如甲基硫酸离子)、硫酸离子、硫代氰酸离子、高氯酸离子、四氟硼酸离子、苦味酸离子、醋酸离子、三氟甲磺酸离子,优选为铵离子、碘离子、对甲苯磺酸离子。
作为由Z5~Z8和Z10形成的核,是噻唑核{噻唑核(例如噻唑、4-甲基噻唑、4-苯基噻唑、4,5-二甲基噻唑、4,5-二苯基噻唑)、苯并噻唑核(例如苯并噻唑、4-氯苯并噻唑、5-氯苯并噻唑、6-氯苯并噻唑、5-硝基苯并噻唑、4-甲基苯并噻唑、5-甲硫基苯并噻唑、5-甲基苯并噻唑、6-甲基苯并噻唑、5-溴苯并噻唑、6-溴苯并噻唑、5-碘苯并噻唑、5-苯基苯并噻唑、5-甲氧基苯并噻唑、6-甲氧基苯并噻唑、6-甲硫基苯并噻唑、5-乙氧基苯并噻唑、5-乙氧基羰基苯并噻唑、5-羧基苯并噻唑、5-苯乙基苯并噻唑、5-氟苯并噻唑、5-氯-6-甲基苯并噻唑、5,6-二甲基苯并噻唑、5,6-二甲硫基苯并噻唑、5,6-二甲氧基苯并噻唑、5-羟基-6-甲基苯并噻唑、四氢苯并噻唑、4-苯基苯并噻唑)、萘并噻唑核(例如萘并[2,1-d]噻唑、萘并[1,2-d]噻唑、萘并[2,3-d]噻唑、5-甲氧基萘并[1,2-d]噻唑、7-乙氧基萘并[2,1-d]噻唑、8-甲氧基萘并[2,1-d]噻唑、5-甲氧基萘并[2,3-d]噻唑)}、噻唑啉核(例如噻唑啉、4-甲基噻唑啉、4-硝基噻唑啉)、噁唑核{噁唑核(例如噁唑、4-甲基噁唑、4-硝基噁唑、5-甲基噁唑、4-苯基噁唑、4,5-二苯基噁唑、4-乙基噁唑)、苯并噁唑核(例如苯并噁唑、5-氯苯并噁唑、5-甲基苯并噁唑、5-溴苯并噁唑、5-氟苯并噁唑、5-苯基苯并噁唑、5-甲氧基苯并噁唑、5-硝基苯并噁唑、5-三氟甲基苯并噁唑、5-羟基苯并噁唑、5-羧基苯并噁唑、6-甲基苯并噁唑、6-氯苯并噁唑、6-硝基苯并噁唑、6-甲氧基苯并噁唑、6-羟基苯并噁唑、5,6-二甲基苯并噁唑、4,6-二甲基苯并噁唑、5-乙氧基苯并噁唑)、萘并噁唑核(例如,萘并[2,1-d]噁唑、萘并[1,2-d]噁唑、萘并[2,3-d]噁唑、5-硝基萘并[2,1-d]噁唑)}、噁唑啉核(例如4,4-二甲基噁唑啉)、硒唑核{硒唑核(例如4-甲基硒唑、4-硝基硒唑、4-苯基硒唑)、苯并硒唑核(例如苯并硒唑、5-氯苯并硒唑、5-硝基苯并硒唑、5-甲氧基苯并硒唑、5-羟基苯并硒唑、6-硝基苯并硒唑、5-氯-6-硝基苯并硒唑、5,6-二甲基苯并硒唑)、萘并硒唑核(例如萘并[2,1-d]硒唑、萘并[1,2-d]硒唑)}、硒唑啉核(例如硒唑啉、4-甲基硒唑啉)、碲唑(テルラゾ一ル)核{碲唑核(例如碲唑、4-甲基碲唑、4-苯基碲唑)、苯并碲唑核(例如苯并碲唑、5-氯苯并碲唑、5-甲基苯并碲唑、5,6-二甲基苯并碲唑、6-甲氧基苯并碲唑)、萘并碲唑核(例如萘并[2,1-d]碲唑、萘并[1,2-d]碲唑)}、碲唑啉核(例如碲唑啉、4-甲基碲唑啉)、3,3-二烷基假吲哚核(例如3,3-二甲基假吲哚、3,3-二乙基假吲哚、3,3-二甲基-5-氰基假吲哚、3,3-二甲基-6-硝基假吲哚、3,3-二甲基-5-硝基假吲哚、3,3-二甲基-5-甲氧基假吲哚、3,3,5-三甲基假吲哚、3,3-二甲基-5-氯假吲哚)、咪唑核{咪唑核(例如1-烷基咪唑、1-烷基-4-苯基咪唑、1-芳基咪唑)、苯并咪唑核(例如1-烷基苯并咪唑、1-烷基-5-氯苯并咪唑、1-烷基-5,6-二氯苯并咪唑、1-烷基-5-甲氧基苯并咪唑、1-烷基-5-氰基苯并咪唑、1-烷基-5-氟苯并咪唑、1-烷基-5-三氟甲基苯并咪唑、1-烷基-6-氯-5-氰基苯并咪唑、1-烷基-6-氯-5-三氟甲基苯并咪唑、1-烯丙基-5,6-二氯苯并咪唑、1-烯丙基-5-氯苯并咪唑、1-芳基苯并咪唑、1-芳基-5-氯苯并咪唑、1-芳基-5,6-二氯苯并咪唑、1-芳基-5-甲氧基苯并咪唑、1-芳基-5-氰基苯并咪唑)、萘并咪唑核(例如烷基萘并[1,2-d]咪唑、1-芳基萘并[1,2-d]咪唑),上述的烷基优选碳原子数1~8个的烷基,例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基等未取代的烷基、羟烷基(例如2-羟基乙基、3-羟基丙基)。特别优选为甲基、乙基。上述芳基表示苯基、卤素(例如氯)取代苯基、烷基(例如甲基)取代苯基、烷氧基(例如甲氧基)取代苯基}、吡啶核(例如2-吡啶、4-吡啶、5-甲基-2-吡啶、3-甲基-4-吡啶)、喹啉核{喹啉核(例如2-喹啉、3-甲基-2-喹啉、5-乙基-2-喹啉、6-甲基-2-喹啉、6-硝基-2-喹啉、8-氟-2-喹啉、6-甲氧基-2-喹啉、6-羟基-2-喹啉、8-氯-2-喹啉、4-喹啉、6-乙氧基-4-喹啉、6-硝基-4-喹啉、8-氯-4-喹啉、8-氟-4-喹啉、8-甲基-4-喹啉、8-甲氧基-4-喹啉、6-甲基-4-喹啉、6-甲氧基-4-喹啉、6-氯-4-喹啉)、异喹啉核(例如6-硝基-1-异喹啉、3,4-二氢-1-异喹啉、6-硝基-3-异喹啉)}、咪唑并[4,5-b]喹喔啉核(例如1,3-二乙基咪唑并[4,5-b]喹喔啉、6-氯-1,3-二烯丙基咪唑并[4,5-b]喹喔啉)、噁二唑核、噻二唑核、四唑核、嘧啶核。但是,在通式中,上述n4为1时Z5和Z6不必都为噁唑核、咪唑核。作为由上述Z5~Z8和Z10形成的核,优选苯并噻唑核、萘并噻唑核、苯并噁唑核、萘并噁唑核、苯并咪唑核、2-喹啉核、4-喹啉核。
上述D和上述D’表示为了形成酸性核所需的原子团,但也可以形成任何一般的份菁色素的酸性核的形式。作为与上述D的共振相关的优选的取代基,例如为羰基、氰基、磺酰基、亚磺酰基。上述D’表示为了形成酸性核所需的剩余的原子团。在上述D和上述D’为环式时,形成由碳、氮和硫属(典型的例子为氧、硫、硒和碲)原子构成的5员或6员的杂环。具体可以举出2-吡唑啉-5-酮、吡唑烷-3,5-二酮、咪唑啉-5-酮、乙内酰脲、2-或4-硫代乙内酰脲、2-亚氨基噁唑烷-4-酮、2-噁唑啉-5-酮、2-硫代噁唑烷-2,4-二酮、异噁唑啉-5-酮、2-噻唑啉-4-酮、噻唑烷-4-酮、噻唑烷-2,4-二酮、绕丹宁、噻唑烷-2,4-二硫酮、异绕丹宁、茚满-1,3-二酮、噻吩-3-酮、噻吩-3-酮-1,1-二氧化物、吲哚满-2-酮、吲哚满-3-酮、吲唑啉-3-酮、2-氧代吲唑鎓、3-氧代吲唑鎓、5,7-二氧代-6,7-二氢噻唑并[3,2-a]嘧啶、环己烷-1,3-二酮、3,4-二氢异喹啉-4-酮、1,3-二噁烷-4,4-二酮、巴比土酸、2-硫代巴比土酸、色满-2,4-二酮、吲唑啉-2-酮或吡啶并[1,2-a]嘧啶-1,3-二酮的核。其中,优选3-烷基绕丹宁、3-烷基-2-硫代噁唑烷-2,4-二酮、3-烷基-2-硫代乙内酰脲。
与以上核中含有的氮原子上结合的取代基和上述R9,优选氢原子、碳数1~18(优选1~7、特别优选1~4)的烷基(例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、己基、辛基、十二烷基、十八烷基)、取代烷基(例如芳烷基(例如苄基、2-苯基乙基)、羟基烷基(例如2-羟基乙基、3-羟基丙基)、羧基烷基(例如2-羧基乙基、3-羧基丙基、4-羧基丁基、羧基甲基)、烷氧基烷基(例如2-甲氧基乙基、2-(2-甲氧基乙氧基)乙基)、磺基烷基(例如2-磺基乙基、3-磺基丙基、3-磺基丁基、4-磺基丁基、2-[3-磺基丙氧基]乙基、2-羟基-3-磺基丙基、3-磺基丙氧基乙氧基乙基)、硫酸根基烷基(例如3-硫酸根基丙基、4-硫酸根基丁基)、杂环取代烷基(例如2-(吡咯烷-2-酮-1-基)乙基、四氢糠基、2-吗啉代乙基)、2-乙酰氧基乙基、甲氧甲酰基甲基、2-甲磺酰基氨基乙基)、烯丙基、芳基(例如苯基、2-萘基)、取代芳基(例如4-羧基苯基、4-磺基苯基、3-氯苯基、3-甲基苯基)、杂环基(例如2-吡啶基、2-噻唑基)。更优选未取代烷基(例如甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基)、羧基烷基(例如羧基甲基、2-羧基乙基、磺基烷基(例如2-磺基乙基)。
由上述Z9形成的5员或6员的含氮杂环,位于距离上述D和上述D’表示的环式的杂环的适当位置,不包括氧代基或硫代氧代基。更优选不包括绕丹宁核的硫代氧代基。
上述结构式(3)~(5)中的L9~L28,表示次甲基或取代次甲基{例如取代或未取代的烷基(例如甲基、乙基、2-羧基乙基)、取代或未取代的芳基(例如苯基、邻羧基苯基)、杂环基(例如巴比土酸)、卤素原子(例如氯原子、溴原子)、烷氧基(例如甲氧基、乙氧基)、氨基(例如N,N-二苯基氨基、N-甲基-N-苯基氨基、N-甲基哌嗪子基)、烷基硫基(例如甲硫基、乙硫基)等取代的次甲基等},此外可以与其他的次甲基形成环。
上述结构式(3)中的L9、L13、L14、L15、上述结构式(4)中的L18、L19、上述结构式(5)中的L25和L26,优选为未取代次甲基。由上述结构式(3)中的L9、L10和L11形成三次甲基、五次甲基和七次甲基色素。上述结构式(3)中的L9和L10的单元n3为2或3时重复,但不必各自相同。
[化7]

结构式(6) 在上述结构式(6)中,L29~L31各自独立地表示可以具有取代基的次甲基,当它们表示具有取代基的次甲基时,该取代基可以结合而形成不饱和脂肪族环或不饱和杂环。Z11表示形成5员或6员的杂环的原子团,在该杂环上可以稠合芳香族环或杂环,上述5员或6员的杂环、和稠合在该杂环上的芳香族环或杂环,可以具有取代基。Y表示N(R11)(R12)、OR13、或S(O)nR14,R11~R14各自独立地表示氢原子、一价的取代基,n表示0、1或2。q表示0、1、2或3。
示出上述结构式(6)所示的化合物的具体例(例示化合物No.1~62)。
[化8]

[化9]

[化10]

[化11]

[化12] No.43
No.44
No.45
No.46
No.47
[化13] No.48
No.49
No.50
No.51
No.52
No.53
[化14] No.54
No.55
No.56
No.57
No.58
No.59
[化15] No.60
No.61
No.62
[化16]

结构式(7) 在上述结构式(7)中,R18、R19各自独立地表示氢原子、脂肪族基团、芳香族基团、杂环基团。
Q1~Q3各自独立地表示氧原子、硫原子。其中,Q1和Q2优选为氧原子,Q3优选为硫原子。
L32~L34各自独立地表示可以具有取代基的次甲基,当它们表示具有取代基的次甲基时,该取代基可以结合而形成不饱和脂肪族环或不饱和杂环。
Y2表示芳香族基团或杂环基团,n12表示0、1、2或3。
上述R18和R19各自独立地表示氢原子、脂肪族基团、芳香族基团、杂环基团。在上述R18和R19表示脂肪族基团时,作为该脂肪族基团,例如可以举出烷基、取代烷基、烯基、取代烯基、炔基、取代炔基、芳烷基、或取代芳烷基等,其中,优选烷基、取代烷基、烯基、取代烯基、芳烷基、或取代芳烷基,特别优选烷基、取代烷基。此外,上述脂肪族基团,可以是环状脂肪族基团,也可以是链状脂肪族基团。链状脂肪族基团可以具有分支。
作为上述烷基,可以举出直链状、分支状、环状的烷基,作为该烷基的碳原子数,优选1~30,更优选1~20。对于取代烷基的烷基部分的碳原子数的优选范围,与烷基时同样。此外,上述烷基可以是具有取代基的烷基、未取代的烷基的任意。作为上述烷基,可以举出甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、辛基、2-乙基己基、癸基、十二烷基、十八烷基、环己基、环戊基、新戊基、异丙基、异丁基等。
作为上述取代烷基的取代基,可以举出羧基、磺基、氰基、卤素原子(例如氟原子、氯原子、溴原子)、羟基、碳数30以下的烷氧基羰基(例如甲氧基羰基、乙氧基羰基、苄氧基羰基)、碳数30以下的烷基磺酰基氨基羰基、芳基磺酰基氨基羰基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、碳数30以下的酰基氨基磺酰基、碳数30以下的烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、苄氧基、苯氧基乙氧基、苯乙氧基等)、碳数30以下的烷硫基(例如甲硫基、乙硫基、甲硫基乙硫基乙基等)、碳数30以下的芳氧基(例如苯氧基、对甲苯氧基、1-萘氧基、2-萘氧基等)、硝基、碳数30以下的烷基、烷氧羰氧基、芳氧羰氧基、碳数30以下的酰氧基(例如乙酰氧基、丙酰氧基等)、碳数30以下的酰基(例如乙酰基、丙酰基、苯甲酰基等)、氨基甲酰基(例如氨基甲酰基、N,N-二甲基氨基甲酰基、吗啉代羰基、哌啶子基羰基等)、氨磺酰基(例如氨磺酰基、N,N-二甲基氨磺酰基、吗啉代磺酰基、哌啶子基磺酰基等)、碳数30以下的芳基(例如苯基、4-氯苯基、4-甲基苯基、α-萘基等)、取代氨基(例如氨基、烷基氨基、二烷基氨基、芳基氨基、二芳基氨基、酰基氨基等)、取代脲基、取代膦酰基、杂环基等。其中,羧基、磺基、羟基、膦酰基可以是盐的状态。
作为上述烯基,可以举出直链状、分支状、环状的烯基,作为该烯基的碳原子数,优选2~30,更优选2~20。对于取代烯基的烯基部分的碳原子数的优选范围,与烯基时同样。此外,上述烯基,可以是具有取代基的烯基、未取代的烯基的任意。作为上述取代烯基的取代基,可以举出与上述取代烷基时同样的取代基。
作为上述芳烷基,可以举出直链状、分支状、环状的芳烷基,作为该芳烷基的碳原子数,优选7~35,更优选7~25。对于取代芳烷基的芳烷基部分的碳原子数的优选范围,与芳烷基时同样。此外,上述芳烷基可以是具有取代基的芳烷基、未取代的芳烷基的任意。作为取代芳烷基的取代基,可以举出与上述取代烷基时同样的取代基。
在上述R18和R19表示芳香族基团时,作为该芳香族基团,例如可以举出芳基、取代芳基。作为芳基的碳原子数,优选6~30,更优选6~20。作为取代芳基的芳基部分优选的碳原子数的范围,与芳基同样。作为上述芳基,例如可以举出苯基、α-萘基、β-萘基等。作为取代芳基的取代基,可以举出与上述取代烷基时同样的取代基。
在上述R18和R19表示杂环基团时,作为该杂环基团,可以举出具有取代基的杂环基团、未取代的杂环基团,作为该杂环基团的碳原子数,优选4~13。作为上述杂环基团,可以举出含氮原子、含氧原子、含硫原子的杂环,更具体地说,可以举出吡啶环、哒嗪环、嘧啶环、吡嗪环、喹啉环、异喹啉环、喹喔啉环、吖啶环、呋喃环、吡咯环、吡唑环、咪唑环、吡咯啉环、噁唑环、噻唑环、噁二唑环、噻唑啉环、噻吩环、吲哚环等。作为具有取代基的杂环基团的取代基,可以举出与上述取代烷基时同样的取代基。
在上述中,作为上述R18和R19,优选未取代的烷基(例如甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、辛基、十八烷基等)、或取代烷基。此外,在上述取代烷基中,特别优选取代氧烷基(例如甲氧基乙基、苯氧基乙基等)、取代氧羰基烷基(例如丁氧基羰基甲基、苯氧基乙氧基羰基甲基等)。此外,上述R18和R19可以分别与邻接的其他取代基相互结合而形成环,作为该环,例如可以举出5员或6员的杂环。
上述结构式(7)中的L32~L34各自独立地表示可以具有取代基的次甲基,在结构内具有奇数个的次甲基。在上述L32~L34表示具有取代基的次甲基时,作为该取代基,例如可以举出取代氨基(例如氨基、烷基氨基、二烷基氨基、芳基氨基、二芳基氨基、酰基氨基等)、取代氧基(例如羟基、烷氧基、酰氧基、芳氧基、烷氧基羰氧基、芳氧基羰氧基等)、取代巯基(例如烷基巯基、芳基巯基等)、卤素原子、脂肪族基团、芳香族基团,该取代基可以结合而形成不饱和脂肪族环或不饱和杂环,与不饱和杂环相比,更优选不饱和脂肪族环。形成的环优选为5员环或6员环,其中,更优选环戊烯环或环己烯环。作为上述卤素原子,例如可以举出氟原子、溴原子、氯原子等,作为上述脂肪族基团、芳香族基团,与上述R1和R2中的脂肪族基团、芳香族基团时同义。此外,作为取代氨基、取代氧基和取代巯基的取代基,与上述结构式(7)中的上述R18和R19所示的取代烷基的取代基同义。
作为上述L32~L34所示的次甲基,特别优选未取代的次甲基,或者具有取代基时,优选卤素原子或脂肪族基团取代的次甲基、或取代基相互结合而形成了环戊烯环或环己烯环的次甲基。上述n12表示0、1、2或3。
上述Y2表示芳香族基团或杂环基。其中,芳香族基团、杂环基团与上述R18和R19中的芳香族基团、杂环基团时同义,其优选的基团也相同。作为上述Y1,从光感度方面出发,特别优选芳香族基团。
[化17]

结构式(8) 在上述结构式(8)中,R20、R21各自独立地表示氢原子、脂肪族基团、芳香族基团、杂环基团,Q4~Q6各自独立地表示氧原子、硫原子。L35~L37各自独立地表示可以具有取代基的次甲基,当它们表示具有取代基的次甲基时,该取代基可以结合而形成不饱和脂肪族环或不饱和杂环。Y3表示下述基团(1),n13表示0、1、2或3。
它们与上述结构式(9)中时同义。
[化18]

基(1) 在上述基团(1)中,R22表示氢原子、脂肪族基团、芳香族基团。Z12表示形成5员或6员的含氮杂环的原子团,在该含氮杂环上可以稠合芳香族环、杂环,含氮杂环、和稠合在该含氮杂环上的芳香环、杂环可以具有取代基。
X-表示能形成阴离子的基团。作为能形成该X-的阴离子,例如可以举出卤素离子(Cl-、Br-、I-)、对甲苯磺酸离子、乙基硫酸离子、1,5-二磺基萘二阴离子、PF6-、BF4-和ClO4-等。此外,上述X-可以是将阳离子部位的任意可以取代的位置取代的取代基。
作为上述含氮杂环,例如可以举出噁唑环、噻唑环、硒唑环、吡咯环、吡咯啉环、咪唑环和吡啶环。与6员环相比,更优选5员环。
此外,在上述含氮杂环上可以稠合芳香族环(苯环、萘环)、或杂环(吡啶、吡嗪等),含氮杂环及其稠合环还可以具有取代基。
作为上述具有酸性核的色素,作为其他的化合物,例如可以举出将氨基、烷氧基所取代的芳香环(例如苯基、萘基等)和酸性核用次甲基链连接的化合物等。次甲基链的数优选1~5个,更优选1~3个,特别优选1个。酸性核优选5员环到6员环的酸性核。
作为其他的化合物的例子,可以举出下述(A)和(B)所示的化合物等。
[化19] (A)(B)
--具有碱性核的色素-- 作为上述具有碱性核的色素,例如可以举出菁类色素、半菁类色素、苯乙烯基色素类、streptocyanine类色素等。上述各色素中也包括双型、三型、聚合物型的色素等。此外,其中优选菁类色素、半菁类色素、苯乙烯基类色素,更优选菁类色素、半菁类色素。
在上述具有碱性核的色素为菁类色素时,次甲基的数优选为1个,在为半菁类色素时,次甲基的数优选为5个以下。此外,在为苯乙烯基类色素时,当具有苯胺母核时,次甲基链的数优选为4个以下。
所谓上述碱性核,由例如James编《The Theory of the PhotographicProcess》第4版、玛库米兰(Makumiran)出版社、1977年、第8章“增感色素和减感色素”定义,可以举出美国专利第3567719号、第3575869号、第3804634号、第3837862号、第4002480号、第4925777号、特开平3-167546号等记载的碱性核。
作为上述碱性核,优选例如苯并噁唑核、苯并噻唑核和假吲哚核等。
此外,上述碱性核,优选为芳香族基团取代的碱性核、或3环以上稠环的碱性核的情况。
其中,碱性核的稠环数,例如,苯并噁唑核为2,萘并噁唑核为3。此外,苯并噁唑核即使被苯基取代,稠环数也为2。作为进行3环以上稠环而成的碱性核,只要是进行3环以上稠环而成的多环式稠环型杂环碱性核,就可以是任何一种,但优选举出3环式稠环型杂环和4环式稠环型杂环。
作为3环式稠环型杂环,例如可以举出萘并[2,3-d]噁唑、萘并[1,2-d]噁唑、萘并[2,1-d]噁唑、萘并[2,3-d]噻唑、萘并[1,2-d]噻唑、萘并[2,1-d]噻唑、萘并[2,3-d]咪唑、萘并[1,2-d]咪唑、萘并[2,1-d]咪唑、萘并[2,3-d]硒唑、萘并[1,2-d]硒唑、萘并[2,1-d]硒唑、吲哚并[5,6-d]噁唑、吲哚并[6,5-d]噁唑、吲哚并[2,3-d]噁唑、吲哚并[5,6-d]噻唑、吲哚并[6,5-d]噻唑、吲哚并[2,3-d]噻唑、苯并呋喃并[5,6-d]噁唑、苯并呋喃并[6,5-d]噁唑、苯并呋喃并[2,3-d]噁唑、苯并呋喃并[5,6-d]噻唑、苯并呋喃并[6,5-d]噻唑、苯并呋喃并[2,3-d]噻唑、苯并噻吩并[5,6-d]噁唑、苯并噻吩并[6,5-d]噁唑、苯并噻吩并[2,3-d]噁唑等。
此外,作为4环式稠环型杂环,例如可以举出蒽并[2,3-d]噁唑、蒽并[1,2-d]噁唑、蒽并[2,1-d]噁唑、蒽并[2,3-d]噻唑、蒽并[1,2-d]噻唑、菲并[2,1-d]噻唑、菲并[2,3-d]咪唑、蒽并[1,2-d]咪唑、蒽并[2,1-d]咪唑、蒽并[2,3-d]硒唑、菲并[1,2-d]硒唑、菲并[2,1-d]硒唑、咔唑并[2,3-d]噁唑、咔唑并[3,2-d]噁唑、二苯并呋喃并[2,3-d]噁唑、二苯并呋喃并[3,2-d]噁唑、咔唑并[2,3-d]噻唑、咔唑并[3,2-d]噻唑、二苯并呋喃并[2,3-d]噻唑、二苯并呋喃并[3,2-d]噻唑、苯并呋喃并[5,6-d]噁唑、二苯并噻吩并[2,3-d]噁唑、二苯并噻吩并[3,2-d]噁唑、四氢咔唑并[6,7-d]噁唑、四氢咔唑并[7,6-d]噁唑、二苯并噻吩并[2,3-d]噻唑、二苯并噻吩并[3,2-d]噻唑、四氢咔唑并[6,7-d]噻唑等。
作为进行3环以上稠环形成的碱性核,更优选萘并[2,3-d]噁唑、萘并[1,2-d]噁唑、萘并[2,1-d]噁唑、萘并[2,3-d]噻唑、萘并[1,2-d]噻唑、萘并[2,1-d]噻唑、吲哚并[5,6-d]噁唑、吲哚并[6,5-d]噁唑、吲哚并[2,3-d]噁唑、吲哚并[5,6-d]噻唑、吲哚并[2,3-d]噻唑、苯并呋喃并[5,6-d]噁唑、苯并呋喃并[6,5-d]噁唑、苯并呋喃并[2,3-d]噁唑、苯并呋喃并[5,6-d]噻唑、苯并呋喃并[2,3-d]噻唑、苯并噻吩并[5,6-d]噁唑、蒽并[2,3-d]噁唑、蒽并[1,2-d]噁唑、蒽并[2,3-d]噻唑、蒽并[1,2-d]噻唑、咔唑并[2,3-d]噁唑、咔唑并[3,2-d]噁唑、二苯并呋喃并[2,3-d]噁唑、二苯并呋喃并[3,2-d]噁唑、咔唑并[2,3-d]噻唑、咔唑并[3,2-d]噻唑、二苯并呋喃并[2,3-d]噻唑、二苯并呋喃并[3,2-d]噻唑、二苯并噻吩并[2,3-d]噁唑、二苯并噻吩并[3,2-d]噁唑,特别优选萘并[2,3-d]噁唑、萘并[1,2-d]噁唑、萘并[2,3-d]噻唑、吲哚并[5,6-d]噁唑、吲哚并[6,5-d]噁唑、吲哚并[5,6-d]噻唑、苯并呋喃并[5,6-d]噁唑、苯并呋喃并[5,6-d]噻唑、苯并呋喃并[2,3-d]噻唑、苯并噻吩并[5,6-d]噁唑、咔唑并[2,3-d]噁唑、咔唑并[3,2-d]噁唑、二苯并呋喃并[2,3-d]噁唑、二苯并呋喃并[3,2-d]噁唑、咔唑并[2,3-d]噻唑、咔唑并[3,2-d]噻唑、二苯并呋喃并[2,3-d]噻唑、二苯并呋喃并[3,2-d]噻唑、二苯并噻吩并[2,3-d]噁唑、二苯并噻吩并[3,2-d]噁唑。
此外,作为上述碱性核,可以举出下述所示的碱性杂环。
[化20]
其中,R表示氢原子、脂肪族基团、芳香族基团。
作为具有上述碱性核的色素,具体地可以举出下述结构式(10)所示的化合物。具有该碱性核的色素为半菁类色素化合物,具有使自由基发生剂分光增感的功能。因此,如果照射与具有该碱性核的色素的吸收相对应的紫外~可见光,即使在含有在该范围不具有吸收的自由基发生剂的情况下,也能够促进由自由基发生剂产生自由基。
再者,作为上述半菁类色素化合物,可以是介由下述结构式(10)中的Y部分的双型、三型或聚合物型的色素。
[化21]

结构式(10) 在上述结构式(10)中,R1表示脂肪族基团或芳香族基团。在上述R1表示脂肪族基团时,作为该脂肪族基团,例如可以举出烷基、取代烷基、烯基、取代烯基、炔基、取代炔基、芳烷基、或取代芳烷基等,其中,优选烷基、取代烷基、烯基、取代烯基、芳烷基、或取代芳烷基,特别优选烷基、取代烷基。
此外,上述脂肪族基团可以是环状脂肪族基团,也可以是链状脂肪族基团。链状脂肪族基团可以具有分支。
作为R1表示的上述烷基,可以举出直链状、分支状、环状的烷基,作为该烷基的碳原子数,优选1~30,更优选1~20。对于取代烷基的烷基部分的碳原子数的优选范围,与烷基时相同。此外,上述烷基可以是具有取代基的烷基、未取代的烷基的任意。
作为上述烷基,可以举出甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、辛基、2-乙基己基、癸基、十二烷基、十八烷基、环己基、环戊基、新戊基、异丙基、异丁基等。
作为上述取代烷基的取代基,可以举出羧基、磺基、氰基、卤素原子(例如氟原子、氯原子、溴原子)、羟基、碳数30以下的烷氧基羰基(例如甲氧基羰基、乙氧基羰基、苄氧基羰基)、碳数30以下的烷基磺酰基氨基羰基、芳基磺酰基氨基羰基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、碳数30以下的酰基氨基磺酰基、碳数30以下的烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、苄氧基、苯氧基乙氧基、苯乙氧基等)、碳数30以下的烷硫基(例如甲硫基、乙硫基、甲硫基乙硫基乙基等)、碳数30以下的芳氧基(例如苯氧基、对甲苯氧基、1-萘氧基、2-萘氧基等)、硝基、碳数30以下的烷基、烷氧基羰氧基、芳氧基羰氧基、碳数30以下的酰氧基(例如乙酰氧基、丙酰氧基等)、碳数30以下的酰基(例如乙酰基、丙酰基、苯甲酰基等)、氨基甲酰基(例如氨基甲酰基、N,N-二甲基氨基甲酰基、吗啉代羰基、哌啶子基羰基等)、氨磺酰基(例如氨磺酰基、N,N-二甲基氨磺酰基、吗啉代磺酰基、哌啶子基磺酰基等)、碳数30以下的芳基(例如苯基、4-氯苯基、4-甲基苯基、α-萘基等)、取代氨基(例如氨基、烷基氨基、二烷基氨基、芳基氨基、二芳基氨基、酰基氨基等)、取代脲基、取代膦酰基、杂环基等。其中,羧基、磺基、羟基、膦酰基可以是盐的状态。此时,作为形成盐的阳离子,可以举出后述的G+等。
作为用R1表示的上述烯基,可以举出直链状、分支状、环状的烯基,作为该烯基的碳原子数,优选2~30,更优选2~20。此外,该烯基可以是具有取代基的取代烯基、未取代的烯基的任一种,取代烯基的烯基部分的碳原子数的优选范围,与烯基时同样。作为上述取代烯基的取代基,可以举出与上述取代烷基时同样的取代基。
作为用R1表示的上述炔基,可以举出直链状、分支状、环状的炔基,作为该炔基的碳原子数,优选2~30,更优选2~20。此外,该炔基可以是具有取代基的取代炔基、未取代的炔基的任一种,取代炔基的炔基部分的碳原子数的优选范围,与炔基时相同。作为取代炔基的取代基,可以举出与上述取代烷基时同样的取代基。
作为用R1表示的上述芳烷基,可以举出直链状、分支状、环状的芳烷基,作为该芳烷基的碳原子数,优选7~35,更优选7~25。此外,该芳烷基可以是具有取代基的取代芳烷基、未取代的芳烷基的任一种,取代芳烷基的芳烷基部分的碳原子数的优选范围,与芳烷基时相同。作为取代芳烷基的取代基,可以举出与上述取代烷基时同样的取代基。
在上述R1表示芳香族基团时,作为该芳香族基团,例如可以举出芳基、取代芳基。作为芳基的碳原子数,优选6~30,更优选6~20。作为取代芳基的芳基部分的优选碳原子数的范围,与芳基相同。作为用上述R1表示的芳基,例如可以举出苯基、α-萘基、β-萘基等。作为取代芳基的取代基,可以举出与上述取代烷基时相同的取代基。
在上述结构式(10)中,上述L1和L2各自独立地表示可以具有取代基的次甲基,在L1和L2表示具有取代基的次甲基时,该取代基可以结合而形成不饱和脂肪族环或不饱和杂环。
作为次甲基的取代基的例子,可以举出取代氨基(例如氨基、烷基氨基、二烷基氨基、芳基氨基、二芳基氨基、酰基氨基等)、取代氧基(例如羟基、烷氧基、酰氧基、芳氧基、烷氧基羰氧基、芳氧基羰氧基等)、取代巯基(例如烷基巯基、芳基巯基等)、卤素原子、脂肪族基团、芳香族基团。
作为上述卤素原子,例如可以举出氟原子、溴原子、氯原子等,作为上述脂肪族基团、芳香族基团,与用上述R1表示的脂肪族基团、芳香族基团同义。此外,作为取代氨基、取代氧基和取代巯基的取代基,与上述R1表示的取代烷基的取代基同义。
作为用上述L1和L2表示的次甲基,特别优选未取代的次甲基,或者具有取代基时被卤素原子或脂肪族基团取代的次甲基、或取代基相互结合形成了环戊烯环或环己烯环的次甲基。
此外,在结构式(10)中,m表示0、1、2或3。
在上述结构式(10)中,Z1表示形成5员或6员的含氮杂环的原子团,在该含氮杂环上可以稠合芳香族环或杂环,含氮杂环和稠合在该含氮杂环上的芳香族环或杂环可以具有取代基。作为含氮杂环,例如可以举出噁唑环、噻唑环、硒唑环、吡咯环、吡咯啉环、咪唑环和吡啶环。与6员环相比,更优选5员环。此外,含氮杂环上可以稠合芳香族环(苯环、萘环),含氮杂环及其稠合环还可以具有取代基。作为取代基的例子,可以举出与用上述R1表示的取代烷基的取代基同样的取代基。
上述结构式(10)中的Y表示N(R31)R32、OR33或S(O)nR34,其中,R31、R32、R33、R34各自独立地表示氢原子或1价的取代基,n表示0、1或2。
作为上述R31、R32、R33所示的1价的取代基,可以举出脂肪族基团、芳香族环基、杂环基、C(O)pR35、S(O)qR36。其中,R35、R36各自独立地表示氢原子、脂肪族基团、芳香族环基、杂环基或N(R37)R38,R37、R38各自独立地表示氢原子、脂肪族基团、芳香族环基、杂环基、COR39或SO2R40,R39、R40表示氢原子、脂肪族基团、芳香族环基、杂环基。此外,p和q各自独立地表示1或2。此外,上述R34表示的1价的取代基,与上述R35同义。
用上述R31~R40表示的脂肪族基团、芳香族环基与上述结构式(10)中的R1表示的脂肪族基团、芳香族环基同义。
作为用上述R31~R40表示的杂环基,可以举出具有取代基的杂环基、未取代的杂环基。作为上述杂环基,可以举出含氮原子、含氧原子、含硫原子的杂环,例如可以举出吡啶环、哒嗪环、嘧啶环、吡嗪环、喹啉环、异喹啉环、喹喔啉环、吖啶环、呋喃环、吡咯环、吡唑环、咪唑环、吡咯啉环、噁唑环、噻唑环、噁二唑环、噻唑啉环、噻吩环、吲哚环等。作为具有取代基的杂环基的取代基,可以举出与上述取代烷基时同样的取代基。其中,作为上述结构式(10)中的Y,从能够更高感度化方面出发,优选N(R31)R32。
在上述结构式(10)中,X-表示能形成阴离子的基团。作为阴离子,例如可以举出卤素离子(Cl-、Br-、I-)、对甲苯磺酸离子、乙基硫酸离子、1,5-二磺基萘二阴离子、PF6-、BF4-和ClO4-等。此外,X-可以是将上述结构式(10)的阳离子部位的任意可以取代的位置取代的取代基,在这种情况下,上述结构式(10)所示的化合物形成内部盐。
在上述结构式(10)所示的化合物中,从感度更优异的观点出发,优选下述结构式(11)或结构式(12)所示的化合物。
[化22]

结构式(11) [化23]

结构式(12) 在上述结构式(11)和结构式(12)中,R11和R21表示脂肪族基团或芳香族基团。L11、L12、L21、L22各自独立地表示可以具有取代基的次甲基,在L11、L12、L21、L22表示具有取代基的次甲基时,该取代基可以结合而形成不饱和脂肪族环或不饱和杂环。在苯环Z11上可以稠合其他苯环,苯环Z11和这些稠合环可以具有取代基。Z21表示形成杂环的原子团,该杂环可以具有取代基。Y11和Y21各自独立地表示-CR28R29-、-NR30-、-O-、-S-、或-Se-,R28、R29、R30各自独立地表示氢原子、脂肪族基团或芳香族基团,R28和R29可以是相互结合而形成环的原子团。m表示0、1、2或3。X-表示能形成阴离子的基团。
上述结构式(11)和结构式(12)中的R11和R21与上述结构式(10)的R1分别同义,优选的例子也相同。L11、L12和L21、L22分别与上述结构式(10)中的L1、L2同义,优选的例子也相同。
上述结构式(11)中的苯环Z11可以稠合其他苯环,苯环Z11和这些稠合环可以具有取代基。作为取代基的例子,可以举出与上述R1表示的取代烷基的取代基同样的取代基。其中,从能够提高感度方面出发,优选吸电子性的取代基。所谓吸电子性的取代基,是指Hammet的σ值为正的取代基。在这些吸电子性基团中,优选σm或σp的值为0.2以上的取代基,更优选为0.4以上的取代基。
作为上述吸电子性的取代基,例如可以举出卤素基、酰氧基、酰基、氨基甲酰基、氨磺酰基、芳基、烷氧基羰基、酰基氨基、烷基磺酰基氨基、芳基磺酰基氨基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、氰基、硝基、卤代甲基(例如三氟甲基)、羧基、磺基、膦酰基等。
上述结构式(12)中的Z21,表示形成杂环的原子团,该杂环可以具有取代基。作为取代基的例子,可以举出与上述R1表示的取代烷基的取代基同样的取代基。作为形成这样的杂环的原子团Z21的例子,可以举出下述的原子团。
[化24]
其中,R表示脂肪族基团、芳香族基团。
上述结构式(11)和结构式(12)中的Y11和Y21各自独立地表示硫原子、氧原子、C(R33)R34、硒原子、碲原子,R33和R34各自独立地表示氢原子、脂肪族基团或芳香族基团,R33和R34可以是相互结合形成环的原子团。该脂肪族基团和芳香族基团与上述R1表示的脂肪族基团和芳香族基团分别同义,作为脂肪族基团,特别优选烷基或取代烷基。作为上述Y11和Y21,优选氧原子、硫原子、C(R33)R34,特别优选硫原子、C(R33)R34,R33和R34优选烷基。
上述m优选1或2,特别优选1。X-表示能形成阴离子的基团,与上述结构式(10)中的X-同义,优选的例子也相同。
以下示出上述结构式(10)~(12)所示的化合物的具体例(例示化合物),但本发明中并不限于这些。
[化25]

[化26]

[化27] No.20
No.21

No.23
No.24
[化28] No.25
No.26

No.28

[化29] No.30
No.31
No.32
No.33
No.34
上述结构式(10)~(12)所示的化合物,可以单独使用1种,也可以将2种以上并用。
作为具有上述碱性核的色素,还可以举出下述结构式(13)~(18)所示的化合物。
[化30]
结构式(13) 在上述结构式(13)中,L5、L6、L7、L8、L9、L10和L11表示次甲基。p3和p4表示0或1。n1表示0、1、2、3或4。Z3和Z4表示为了形成含氮杂环所需的原子团。其中在这些原子团上可以稠合环。R3、R4表示脂肪族基团、芳香族基团或杂环基。M1表示用于均衡电荷的反荷离子,m1表示中和分子电荷所需的0以上的数。就R3、R4、Z3、Z4、L5~L11而言,当上述结构式(13)为阳离子色素时不具有阴离子性的取代基,当上述结构式(13)为甜菜碱色素时具有1个阴离子性的取代基。
[化31]
结构式(14) 在上述结构式(14)中,L12、L13、L14和L15表示次甲基。p5表示0或1。n2表示0、1、2、3或4。Z5和Z6表示为了形成含氮杂环所需的原子团。其中,在这些原子团上可以稠合环。R5、R6表示脂肪族基团、芳香族基团或杂环基。M1、m1与上述结构式(13)同义。就R5、R6、Z5、Z6、L12~L15而言,当上述结构式(14)为阳离子色素时具有阳离子性的取代基,当上述结构式(14)为甜菜碱色素时具有1个阳离子性的取代基和1个阴离子性的取代基,当上述结构式(14)为非离子色素时不具有阳离子性的取代基和阴离子性的取代基。
[化32]
在上述结构式(15)中,L16、L17、L18、L19、L20、L21、L22、L23和L24表示次甲基。p6和p7表示0或1。n3和n4表示0、1、2、3或4。Z7、Z8和Z9表示为了形成含氮杂环所需的原子团。其中,在Z7和Z9上可以稠合环。R7、R8和R9表示脂肪族基团、芳香族基团或杂环基。M1、m1与上述结构式(13)同义。就R7、R8、R9、Z7、Z8、Z9、L16~L24而言,当上述结构式(15)为阳离子色素时不具有阴离子性的取代基,当上述结构式(15)为甜菜碱色素时具有1个阴离子性的取代基。
[化33]
在上述结构式(16)中,L25、L26、L27、L28、L29、L30和L31表示次甲基。p8和p9表示0或1。n5表示0、1、2、3或4。Z10和Z11表示为了形成含氮杂环所需的原子团。其中,在这些原子团上可以稠合环。R10、R11表示脂肪族基团、芳香族基团或杂环基。M2表示用于均衡电荷的反荷离子,m2表示中和分子电荷所需的0以上的数。R10和R11具有阴离子性的取代基。
[化34]
结构式(17) 在上述结构式(17)中,L32、L33、L34和L35表示次甲基。p9表示0或1。n6表示0、1、2、3或4。Z12和Z13表示为了形成含氮杂环所需的原子团。其中,在这些原子团上可以稠合环。R12和R13表示脂肪族基团、芳香族基团或杂环基。M2、m2与上述结构式(16)同义。R12和R13中至少1个具有阴离子性的取代基。
[化35]
在上述结构式(18)中,L36、L37、L38、L39、L40、L41、L42、L43和L44表示次甲基。p10和p11表示0或1。n7和n8表示0、1、2、3或4。Z14、Z15和Z16表示为了形成含氮杂环所需的原子团。其中,在Z14和Z15上可以稠合环。R14、R15和R16表示脂肪族基团、芳香族基团或杂环基。M2、m2与上述结构式(16)同义。R14、R15和R16中的至少2个具有阴离子性的取代基。
不过,当单独使用上述结构式(13)、(14)、(15)的化合物时,R3和R4中的至少1个、优选两者都是具有芳香族环的基团,R5和R6中的至少1个、优选两者都是具有芳香族环的基团,以及R7、R8和R9中的至少1个、优选两个、更优选3个都是具有芳香族环的基团。
将上述结构式(13)、(14)、(15)的化合物与上述结构式(16)、(17)、(18)的化合物并用时,组合的色素的R3~R9以及R10~R16中至少1个为具有芳香族环的基团,优选2个为具有芳香族环的基团,更优选3个为具有芳香族环的基团,特别优选4个以上为具有芳香族环的基团。
以下示出上述结构式(13)~(15)所示化合物的具体例(例示化合物),但本发明中并不限于这些。
[化36]

[化37]

[化38]

[化39]

[化40]

[化41]

[化42]

以下示出上述结构式(16)~(18)所示化合物的具体例(例示化合物),但本发明中并不限于这些。
[化43]

[化44]

[化45]

[化46]

[化47]
No.79
No.80
--荧光增白剂-- 作为“荧光性白化剂”(“Fluorescent whitening Agent”)已知的上述荧光增白剂,是可以吸收紫外~短波可见光,即具有300~450nm附近的波长的光,并且可以发出具有400~500nm附近的波长的荧光的无色乃至弱着色的化合物。荧光增白剂的物理原理和化学性的记述如Ullmann’sEncyclopedia of Industrial Chemistry,Sixth Edition,Electronic Release,Wiley-VCH 1998所示。基本上说,适合的荧光增白剂含有π-电子系,所述π-电子系含有碳环式或杂环式核。
作为上述荧光增白剂,优选具有非离子性核的化合物。作为上述非离子性核,优选为选自例如茋核、二苯乙烯基苯核、二苯乙烯基联苯核和二乙烯基茋核的至少1种。
作为上述具有非离子性核的化合物,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出吡唑啉类、三嗪类、茋类、二苯乙烯基苯类、二苯乙烯基联苯类、二乙烯基茋类、三嗪基氨基茋类、茋基三唑类、茋基萘并三唑类、联(三唑茋)类、苯并噁唑类、联(苯基苯并噁唑)类、茋基苯并噁唑类、联(苯并噁唑)类、呋喃类、苯并呋喃类、联(苯并咪唑)类、二苯基吡唑啉类、二苯基噁二唑类、萘二甲酰亚胺类、呫吨类、羟基喹啉类、芘类和1,3,5-三嗪基衍生物等。其中,优选具有选自苯乙烯基、苯并噁唑基、苯并噻唑基的至少1种的化合物,特别优选二苯乙烯基苯类、二苯乙烯基联苯类、或用乙烯基、芳香环基、杂环基组成的2价的连接基连接的联(苯并噁唑)类、联(苯并噻唑)类等。
此外,上述荧光增白剂可以具有取代基。作为该取代基,可以举出脂肪族基团、芳香族基团、杂环基、羧基、磺基、氰基、卤素原子(例如氟原子、氯原子、溴原子)、羟基、碳数30以下的烷氧基羰基(例如甲氧基羰基、乙氧基羰基、苄氧基羰基)、碳数30以下的烷基磺酰基氨基羰基、芳基磺酰基氨基羰基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、碳数30以下的酰基氨基磺酰基、碳数30以下的烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、苄氧基、苯氧基乙氧基、苯乙氧基等)、碳数30以下的烷基硫基(例如甲硫基、乙硫基、甲硫基乙硫基乙基等)、碳数30以下的芳氧基(例如苯氧基、对甲苯氧基、1-萘氧基、2-萘氧基等)、硝基、碳数30以下的烷基、烷氧羰氧基、芳氧羰氧基、碳数30以下的酰氧基(例如乙酰氧基、丙酰氧基等)、碳数30以下的酰基(例如乙酰基、丙酰基、苯甲酰基等)、氨基甲酰基(例如氨基甲酰基、N,N-二甲基氨基甲酰基、吗啉代羰基、哌啶子基羰基等)、氨磺酰基(例如氨磺酰基、N,N-二甲基氨磺酰基、吗啉代磺酰基、哌啶子基磺酰基等)、碳数30以下的芳基(例如苯基、4-氯苯基、4-甲基苯基、α-萘基等)、取代氨基(例如氨基、烷基氨基、二烷基氨基、芳基氨基、二芳基氨基、酰基氨基等)、取代脲基、取代膦酰基等。
上述各个代表性的荧光增白剂的例子,例如可以举出大河原编《色素手册》、讲谈社、84~145页、432~439页记载的荧光增白剂。
作为上述三嗪类,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出亚乙基双蜜胺、亚丙基-1,3-双蜜胺、N,N’-二环己基亚乙基双蜜胺、N,N’-二甲基亚乙基双蜜胺、N,N’-双[4,6-二(二甲基氨基)-1,3,5-三嗪基]乙二胺、N,N’-双(4,6-二哌啶子基-1,3,5-三嗪基)乙二胺、N,N’-双[4,6-二(二甲基氨基)-1,3,5-三嗪基]-N,N’-二甲基乙二胺等。将代表性的荧光增白剂的例子示于下述结构式(19)~(25)。
[化48]

结构式(21)
结构式(22) [化49]
结构式(24)
结构式(25) 更具体地说,在本发明中,具有下述任意部分结构的荧光增白剂适于使用。
[化50]
[化51]
[化52]
在上述式中,X为下述基团的1个,下述式中的*表示上述式中的键合的位置。
[化53]
其中,上述各式中的1个或1个以上的核可以被下述基团取代。作为该取代基,可以举出脂肪族基团、芳香族基团、杂环基、羧基、磺基、氰基、卤素原子(例如氟原子、氯原子、溴原子)、羟基、碳数30以下的烷氧基羰基(例如甲氧基羰基、乙氧基羰基、苄氧基羰基)、碳数30以下的烷基磺酰基氨基羰基、芳基磺酰基氨基羰基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、碳数30以下的酰基氨基磺酰基、碳数30以下的烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、苄氧基、苯氧基乙氧基、苯乙氧基等)、碳数30以下的烷基硫基(例如甲硫基、乙硫基、甲硫基乙硫基乙基等)、碳数30以下的芳氧基(例如苯氧基、对甲苯氧基、1-萘氧基、2-萘氧基等)、硝基、碳数30以下的烷基、烷氧羰氧基、芳氧羰氧基、碳数30以下的酰氧基(例如乙酰氧基、丙酰氧基等)、碳数30以下的酰基(例如乙酰基、丙酰基、苯甲酰基等)、氨基甲酰基(例如氨基甲酰基、N,N-二甲基氨基甲酰基、吗啉代羰基、哌啶子基羰基等)、氨磺酰基(例如氨磺酰基、N,N-二甲基氨磺酰基、吗啉代磺酰基、哌啶子基磺酰基等)、碳数30以下的芳基(例如苯基、4-氯苯基、4-甲基苯基、α-萘基等)、取代氨基(例如氨基、烷基氨基、二烷基氨基、芳基氨基、二芳基氨基、酰基氨基等)、取代脲基、取代膦酰基等。
上述荧光增白剂优选能溶解于有机溶剂、水、碱水溶液的化合物。此外,可以是能够在有机溶剂、水、碱水溶液中分散、乳化的化合物。上述荧光增白剂可以作为单一化合物、或多种物质的混合物使用。
在上述荧光增白剂中,特别优选具有以下部分结构的化合物,但本发明中并不限于这些。
[化54]
在上述式中,表示 a)R1=Me,R2-R5=H;或 b)R2-R4=OMe,R1=R5=H;或 c)R1=CN,R2-R5=H;或 d)R3=CN,R1=R2=R4=R5=H [化55]
上述式中,表示R1-R4=H,R5=OMe。
[化56]
在上述式中,表示 a)R1-R10=H;或 b)R1,R2,R4-R10=H,R3=OMe;或 c)R1,R2,R4-R7,R9,R10=H,R3,R8=OMe。
[化57]
在上述式中,表示 a)R1=R3=H,R2=SO3Ph;或 b)R1=H,R2=CN,R3=Cl。
[化58]
在上述式中,表示 a)R1=tBu,R2=H,R3=Ph;或 b)R1=Me,R2=H,R3=COOMe;或 c)R1=H,R2=H,R3=2-(4-甲基-噁-3,3-二唑)。
[化59]
在上述式中,表示 a)X=4,4,-茋二基,R1=R2=H;或 b)X=2,5-噻吩二基,R1=R2=tBu;或 c)X=1,4-萘二基,R1=R2=H;或 d)X=1,1-乙烯二基,R1=R2=Me。
[化60]
在上述式中,表示 R1=R2=NEt2。
[化61]
上述式中,表示 a)R1=R2=H,R3=SO2NH2;或 b)R1=R2=H,R3=SO2CH2CH2OCH2CH2NMe2;或 c)R1=R2=H,R3=SO2CH2CH2OCH(CH3)CH2NMe2;或 d)R1=R2=H,R3=SO2CH3;或 e)R1=R2=H,R3=SO2CH2CH2OH。
[化62]
上述式中,表示 a)R1~R5=H、R6~R10=H、R11= [化63]
;或 b)R1~R5=H、R6~R10=H、R11= [化64]
;或 c)R1=R2=H、R4=R5=H、R6~R10=H、R3=t-Bu、R11= [化65]
;或 d)R1=R2=H、R4=R5=H、R6~R10=H、R3=t-Bu、R11= [化66]
;或 c)R1=R2=H、R4=R5=H、R6~R10=H、R3=OCH3、R11= [化67]
;或 f)R1=R3=R5=H、R2=R4=OCH3、R6~R10=H、R11= [化68]
;或 g)R1=R2=H、R4=R5=H、R6=R7=H、R9=R10=H、R3=t-Bu、R8=OCH3、R11= [化69]

在上述式中,表示 a)R1~R5=H,R6~R10=H、R11= [化70]
;或 b)R1~R5=H、R6~R10=H、R11= [化71]
;或 c)R1=R2=H、R4=R5=H、R6~R10=H、R3=t-Bu、R11= [化72]
;或 d)R1=R2=H、R4=R5=H、R6~R10=H、R3=t-Bu、R11= [化73]
;或 e)R1=R2=H、R4=R5=H、R6~R10=H、R3=OCH3、R11= [化74]
;或 f)R1=R3=R5=H、R2=R4=OCH3、R6~R10=H、R11= [化75]
;或 g)R1=R2=H、R4=R5=H、R6=R7=H、R9=R10=H、R3=t-Bu、R8=OCH3、R11= [化76]
[化77]
上述式中,表示 a)R1=H,R2=OMe,R3=Me;或 b)R1=R2=OEt,R3=Me。
[化78]
上述式中,表示 a)R1=Me,R2=Me,R3=H;或 b)R1=R2=Me,R3=OCOMe。
[化79]
在上述式中,表示 a)X=1,2-乙烯二基,R1=Me;或 b)X=4,4’-茋二基,R1=Me。
[化80]
在上述式中,表示R1=Ph,R2=NEt2,R3=Et。
[化81]
在上述式中,表示R1=R2=OMe。
作为本发明中使用的上述荧光增白剂,可以使用含有下述结构式(26)或结构式(27)所示的化合物的至少1种的荧光增白剂。该荧光增白剂为分光增感色素,具有使能够产生自由基或阳离子的化合物(自由基或阳离子发生剂)分光增感的功能。因此,如果照射与该分光增感色素的吸收相对应的可见光~红外光,即使在含有在该范围不具有吸收的自由基或阳离子发生剂的情况下,也能够促进从该发生剂产生自由基、阳离子。
[化82] 结构式(26)
结构式(27)
在上述结构式(26)和结构式(27)中,R1~R12各自独立地表示氢原子、可以具有取代基的饱和或不饱和的烷基、芳烷基、芳基、饱和或不饱和的烷氧基、芳烷氧基、芳氧基、饱和或不饱和的烷硫基、芳烷硫基、芳硫基、氨基、二烷基氨基、二芳基氨基、卤素原子。R1~R12还表示不饱和的含氮杂环基,环内氮原子与苯环结合。此外,R1~R12的基团可以与各自邻接的基团一起形成饱和乃至不饱和的环。X、Y、Z各自独立地表示氧原子、硫原子或一取代氮原子。P和L1~L3表示由可以具有取代基的芳香环或杂芳香环组成的2价的连接基。Q表示1,3,5-苯三基或氮原子。n表示1以上的整数。a、b、c表示0和1以上的整数,在Q为氮原子时,表示1以上的整数。
作为R1~R12表示的上述饱和烷基,可以举出直链状、分支状、环状的烷基,作为碳数,优选1~30,更优选1~20。作为这样的烷基的例子,可以举出甲基、乙基、正丙基、正丁基、2-乙基己基、环己基、十八烷基等。
在R1~R12表示的上述烷基具有取代基时,作为该取代基,可以举出羧基、磺基、氰基、卤素原子(例如氟原子、氯原子、溴原子)、羟基、碳数30以下的烷氧基羰基(例如甲氧基羰基、乙氧基羰基、苄氧基羰基)、碳数30以下的烷基磺酰基氨基羰基、芳基磺酰基氨基羰基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、碳数30以下的酰基氨基磺酰基、碳数30以下的烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、苄氧基、苯氧基乙氧基、苯乙氧基等)、碳数30以下的烷硫基(例如甲硫基、乙硫基、甲硫基乙硫基乙基等)、碳数30以下的芳氧基(例如苯氧基、对甲苯氧基、1-萘氧基、2-萘氧基等)、硝基、碳数30以下的烷基、烷氧羰氧基、芳氧羰氧基等。
可以举出碳数30以下的酰氧基(例如乙酰氧基、丙酰氧基等)、碳数30以下的酰基(例如乙酰基、丙酰基、苯甲酰基等)、氨基甲酰基(例如氨基甲酰基、N,N-二甲基氨基甲酰基、吗啉代羰基、哌啶子基羰基等)、氨磺酰基(例如氨磺酰基、N,N-二甲基氨磺酰基、吗啉代磺酰基、哌啶子基磺酰基等)、碳数30以下的芳基(例如苯基、4-氯苯基、4-甲基苯基、α-萘基等)、取代氨基(例如氨基、烷基氨基、二烷基氨基、芳基氨基、二芳基氨基、酰基氨基等)、取代脲基、取代膦酰基、杂环基等。其中,羧基、磺基、羟基、膦酰基可以是盐的状态。
作为用R1~R12表示的不饱和烷基,可以举出直链状、分支状、环状的烯基,作为该烯基的碳原子数,优选2~30,更优选2~20。此外,该烯基可以是具有取代基的取代烯基、未取代的烯基的任意,取代烯基的烯基部分的碳原子数的优选范围,与上述烯基时相同。作为上述取代烯基的取代基,可以举出与上述取代烷基时同样的取代基。
此外,作为R1~R12表示的不饱和烷基,可以举出直链状、分支状、环状的炔基,该炔基的碳原子数,优选2~30,更优选2~20。此外,该炔基可以是具有取代基的取代炔基、未取代的炔基的任意,取代炔基的炔基部分的碳原子数的优选范围,与上述炔基时相同。作为取代炔基的取代基,可以举出与上述取代烷基时同样的取代基。
作为用R1~R12表示的上述芳烷基,可以举出直链状、分支状、环状的芳烷基,作为碳数,优选7~30,更优选7~20。作为具体例,可以举出苄基、苯乙基等。此外,该芳烷基可以是具有取代基的取代芳烷基、未取代的芳烷基的任意。
作为R1~R12表示的上述芳基,优选碳数6~30,更优选6~20。作为这样的芳基的例子,可以举出苯基、α-萘基、β-萘基等。
作为R1~R12表示的上述饱和烷氧基,优选碳数1~30,更优选1~20。作为这样的烷氧基,可以举出甲氧基、乙氧基、2-乙基己氧基、苯氧基乙氧基等。此外,作为不饱和烷氧基,可以举出烯氧基和炔氧基,该烯基和炔基与上述不饱和烷基的烯基和炔基同义。
作为R1~R12表示的上述芳烷氧基,优选碳数7~12,更优选7~10。作为这样的芳烷氧基,可以举出苄氧基、苯乙氧基等。
作为R1~R12表示的上述芳氧基,优选碳数6~30,更优选6~20。作为这样的芳氧基的例子,可以举出苯氧基、4-甲基苯氧基、α-萘氧基等。
作为R1~R12表示的上述饱和烷硫基,优选碳数1~30,更优选1~20。作为这样的烷硫基,可以举出甲硫基、乙硫基、正丁硫基、2-乙基己硫基等。此外,作为不饱和烷硫基,可以举出烯硫基和炔硫基,该烯基和炔基与上述不饱和烷基的烯基和炔基同义。
作为R1~R12表示的上述芳烷硫基,优选碳数7~30,更优选7~20。作为这样的芳烷硫基的例子,可以举出苄硫基、苯乙硫基等。
作为R1~R12表示的上述芳硫基,优选碳数6~30,更优选6~20。作为这样的芳硫基的例子,可以举出苯硫基、4-甲基苯硫基、α-萘硫基等。
R1~R12表示的上述二烷基氨基为上述烷基的任意2个取代的氨基,碳数优选1~30。作为这样的二烷基氨基,可以举出二甲基氨基、二乙基氨基、二丁基氨基、二辛基氨基、二癸基氨基等。
R1~R12表示的上述二芳基氨基为上述芳基的任意2个取代的氨基,碳数优选6~30。作为这样的二芳基氨基,可以举出二苯基氨基、二(甲苯基)氨基、二(二甲苯基)氨基、二-α-萘基氨基、二-β-萘基氨基等。
作为R1~R12表示的上述卤素原子,例如可以举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。
R1~R12还表示不饱和的含氮杂环基,环内氮原子与苯环结合。该含氮杂环为可以具有取代基的5~7员的不饱和含氮杂环基,以下示出具体例。再者,含氮杂环的取代位置优选上述结构式(26)和结构式(27)中的R2、R3、R6、R7、R10、R11的任一位置。此外,作为优选的取代基,可以举出烷基、芳基、烷氧基、二烷基氨基、二芳基氨基。
[化83]
此外,R1~R12的基团可以与各自邻接的基团一起形成饱和乃至不饱和的环。作为这样的饱和乃至不饱和的环,例如可以举出四氢喹啉环、durolidine(ジユロリジン)环等。
X、Y、Z表示的上述一取代氮原子,是烷基或芳基取代的氮原子,该氮原子上的烷基和芳基与R1~R12表示的上述烷基和芳基同义。
作为P和L1~L3表示的可以具有取代基的2价的芳香环基,可以举出下述所示的2价芳香环基。
[化84]
在上述结构式中,特别优选下述所示的2价芳香环基。
[化85]
此外,作为P和L1~L3表示的可以具有取代基的2价的杂芳香环基,可以举出下述所示的2价杂芳香环基。
[化86]
在上述结构式中,特别优选下述所示的2价杂芳香环基。
[化87]
其中,上述式中的R13、R15和R16表示低级烷基,R14与上述R1~R12表示的基团同义。
n表示1以上的整数,特别优选1、2、3。此外,当n表示2以上的整数时,上述P可以是芳香环和杂芳香环的组合。当a、b、c表示1以上的整数时,L1~L3表示的取代基可以彼此不同。
以下示出上述结构式(26)或结构式(27)所示的化合物的具体例(例示化合物No.1~57),但本发明中并不限于这些。
[化88]
[化89]
[化90]
[化91]
[化92]
[化93]
[化94]
[化95]
[化96]
[化97]

作为上述增感剂的含量,相对于感光性树脂组合物的全部成分,优选0.01~4质量%,更优选0.02~2质量%,特别优选0.05~1质量%。
如果上述含量不足0.01质量%,感度有时会降低,如果超过4质量%,图案的形状有时会变差。
-阻聚剂- 作为上述阻聚剂,并无特别限制,可以根据目的适当选择。
上述阻聚剂对于因上述曝光而由上述光聚合引发剂产生的聚合引发自由基成分实施供予氢(或授予氢)、供予能量(或授予能量)、供予电子(或授予电子)等,起到使聚合引发自由基失活,阻止聚合引发的作用。
作为上述阻聚剂,可以举出具有孤对电子的化合物(例如具有氧、氮、硫、金属等的化合物)、具有π电子的化合物(例如芳香族化合物)等,具体可以举出具有酚性羟基的化合物、具有亚氨基的化合物、具有硝基的化合物、具有亚硝基的化合物、具有芳香环的化合物、具有杂环的化合物、具有金属原子的化合物(包括与有机化合物的络合物)等。其中,优选具有酚性羟基的化合物、具有亚氨基的化合物、具有芳香环的化合物、具有杂环的化合物。
对上述具有酚性羟基的化合物并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如,优选具有至少2个酚性羟基的化合物。在该具有至少2个酚性羟基的化合物中,至少2个酚性羟基可以取代于同一芳香环上,可以取代于同一分子内不同的芳香环上。
上述具有至少2个酚性羟基的化合物,例如,更优选下述结构式(28)所示的化合物。
[化98]

结构式(28) 在上述结构式(28)中,Z表示取代基,m表示2以上的整数。n表示0以上的整数。该m和n优选使m+n=6而选择的整数。此外,当n为2以上的整数时,上述Z可以彼此相同,也可以不同。
如果上述m不足2,有时析像清晰度会恶化。
作为上述取代基,例如可以举出羧基、磺基、氰基、卤素原子(例如氟原子、氯原子、溴原子)、羟基、碳数30以下的烷氧基羰基(例如甲氧基羰基、乙氧基羰基、苄氧基羰基)、碳数30以下的芳氧基羰基(例如苯氧基羰基)、碳数30以下的烷基磺酰基氨基羰基(例如甲基磺酰基氨基羰基、辛基磺酰基氨基羰基)、芳基磺酰基氨基羰基(例如甲苯磺酰基氨基羰基)、碳数30以下的酰基氨基磺酰基(例如苯甲酰基氨基磺酰基、乙酰基氨基磺酰基、新戊酰基氨基磺酰基)、碳数30以下的烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、苄氧基、苯氧基乙氧基、苯乙氧基等)、碳数30以下的芳硫基、烷硫基(例如苯硫基、甲硫基、乙硫基、十二烷硫基等)、碳数30以下的芳氧基(例如苯氧基、对甲苯氧基、1-萘氧基、2-萘氧基)、硝基、碳数30以下的烷基、烷氧基羰氧基(例如甲氧基羰氧基、硬脂氧基羰氧基、苯氧基乙氧基羰氧基)、芳氧基羰氧基(例如苯氧基羰氧基、氯苯氧基羰氧基)、碳数30以下的酰氧基(例如乙酰氧基、丙酰氧基等)、碳数30以下的酰基(例如乙酰基、丙酰基、苯甲酰基等)、氨基甲酰基(例如氨基甲酰基、N,N-二甲基氨基甲酰基、吗啉代羰基、哌啶子基羰基等)、氨磺酰基(例如氨磺酰基、N,N-二甲基氨磺酰基、吗啉代磺酰基、哌啶子基磺酰基等)、碳数30以下的烷基磺酰基(例如甲基磺酰基、三氟甲基磺酰基、乙基磺酰基、丁基磺酰基、十二烷基磺酰基)、芳基磺酰基(例如苯磺酰基、甲苯磺酰基、萘磺酰基、吡啶磺酰基、喹啉磺酰基)、碳数30以下的芳基(例如苯基、二氯苯基、甲苯基、甲氧基苯基、二乙基氨基苯基、乙酰基氨基苯基、甲氧基羰基苯基、羟基苯基、叔辛基苯基、萘基等)、取代氨基(例如氨基、烷基氨基、二烷基氨基、芳基氨基、二芳基氨基、酰基氨基等)、取代膦酰基(例如膦酰基、二乙基膦酰基、二苯基膦酰基)、杂环式基(例如吡啶基、喹啉基、呋喃基、噻吩基、四氢糠基、吡唑啉基、异噁唑基、异噻唑基、咪唑基、噁唑基、噻唑基、哒嗪基、嘧啶基、吡嗪基、三唑基、四唑基、苯并噁唑基、苯并咪唑基、异喹啉基、噻二唑基、吗啉代基、哌啶子基、哌嗪子基、吲哚基、异吲哚基、硫代吗啉代基)、脲基(例如甲脲基、二甲脲基、苯脲基等)、氨磺酰基氨基(例如二丙基氨磺酰基氨基等)、烷氧基羰基氨基(例如乙氧基羰基氨基等)、芳氧基羰基氨基(例如苯氧基羰基氨基)、烷基亚磺酰基(例如甲基亚磺酰基等)、芳基亚磺酰基(例如苯基亚磺酰基等)、甲硅烷基(例如三甲氧基甲硅烷基、三乙氧基甲硅烷基等)、甲硅烷氧基(例如三甲基甲硅烷氧基等)等。
作为上述结构式(28)所示的化合物,例如可以举出烷基儿茶酚(例如儿茶酚、间苯二酚、1,4-氢醌、2-甲基儿茶酚、3-甲基儿茶酚、4-甲基儿茶酚、2-乙基儿茶酚、3-乙基儿茶酚、4-乙基儿茶酚、2-丙基儿茶酚、3-丙基儿茶酚、4-丙基儿茶酚、2-正丁基儿茶酚、3-正丁基儿茶酚、4-正丁基儿茶酚、2-叔丁基儿茶酚、3-叔丁基儿茶酚、4-叔丁基儿茶酚、3,5-二叔丁基儿茶酚等)、烷基间苯二酚(例如2-甲基间苯二酚、4-甲基间苯二酚、2-乙基间苯二酚、4-乙基间苯二酚、2-丙基间苯二酚、4-丙基间苯二酚、2-正丁基间苯二酚、4-正丁基间苯二酚、2-叔丁基间苯二酚、4-叔丁基间苯二酚等)、烷基氢醌(例如甲基氢醌、乙基氢醌、丙基氢醌、叔丁基氢醌、2,5-二叔丁基氢醌等)、焦棓酚、氟代甜素等。
此外,上述具有酚性羟基的化合物,也优选例如具有至少1个上述酚性羟基的芳香环用2价的连接基彼此连接的化合物。
作为上述2价的连接基,例如可以举出具有1~30个碳原子、氧原子、氮原子、硫原子、SO、SO2等的基团。上述硫原子、氧原子、SO和SO2可以直接结合。
上述碳原子和氧原子可以具有取代基,作为该取代基,例如可以举出上述的上述结构式(28)中的Z。
此外,上述芳香环可以具有取代基,作为该取代基,例如可以举出上述的上述结构式(28)中的Z。
作为上述具有酚性羟基的化合物的具体例,可以举出双酚A、双酚S、双酚M、热敏纸中作为显色剂使用的公知的双酚化合物、特开2003-305945号公报中记载的双酚化合物、作为抗氧化剂使用的受阻酚化合物等。此外,也可以举出4-甲氧基苯酚、4-甲氧基-2-羟基二苯甲酮、β-萘酚、2,6-二叔丁基-4-甲酚、水杨酸甲酯、二乙基氨基苯酚等具有取代基的一元酚化合物等。
作为上述具有酚性羟基的化合物的市售品,可以举出本州化学公司制的双酚化合物。
作为上述具有亚氨基的化合物,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如,优选分子量为50以上的化合物,更优选分子量为70以上的化合物。
上述具有亚氨基的化合物,优选具有被亚氨基取代的环状结构。作为该环状结构,优选芳香环和杂环的至少任意1个发生稠合的化合物,更优选芳香环稠合的化合物。此外,在上述环状结构中,可以具有氧原子、氮原子、硫原子。
作为上述具有亚氨基的化合物的具体例,可以举出吩噻嗪、吩噁嗪、二氢吩嗪、氢化喹啉、或用上述的上述结构式(28)中的Z对这些化合物进行了取代的化合物。
作为上述具有用亚氨基取代的环状结构的化合物,优选一部分具有受阻胺的受阻胺衍生物。
作为上述受阻胺,例如可以举出特开2003-246138号公报中记载的受阻胺。
作为上述具有硝基的化合物或上述具有亚硝基的化合物,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如,优选分子量为50以上的化合物,更优选分子量为70以上的化合物。
作为上述具有硝基的化合物或上述具有亚硝基的化合物的具体例,可以举出硝基苯、亚硝基化合物和铝的螯合物等。
作为上述具有芳香环的化合物,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如,优选用上述芳香环具有孤对电子的取代基(例如具有氧原子、氮原子、硫原子等的取代基)取代的化合物。
作为上述具有芳香环的化合物的具体例,例如可以举出上述具有酚性羟基的化合物、上述具有亚氨基的化合物、一部分具有苯胺骨架的化合物(例如亚甲基蓝、结晶紫等)。
作为上述具有杂环的化合物,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如,优选该杂环具有氮、氧、硫等具有孤对电子的原子的化合物。
作为上述具有杂环的化合物的具体例,可以举出吡啶、喹啉等。
作为上述具有金属原子的化合物,并无特别限制,可以根据目的适当选择。
作为上述金属原子,只要是与由上述聚合引发剂产生的自由基具有亲和性的金属原子,则并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出铜、铝、钛等。
在上述阻聚剂中,优选具有至少2个酚性羟基的化合物、具有用亚氨基取代的芳香环的化合物、具有用亚氨基取代的杂环的化合物,特别优选亚氨基构成环状结构的一部分的化合物、受阻胺化合物。具体优选儿茶酚、吩噻嗪、吩噁嗪、受阻胺、或它们的衍生物。
上述阻聚剂一般在市售的聚合性化合物中含有微量,但在本发明中,从提高析像清晰度的观点出发,含有市售的上述聚合性化合物中所含的阻聚剂之外的上述阻聚剂。因此,上述阻聚剂优选不包括为了赋予稳定性而在市售的上述聚合性化合物中所含的4-甲氧基苯酚等一元酚类化合物的化合物。
再者,上述阻聚剂可以在图案形成材料的制造工序中预先添加到感光性树脂组合物溶液中。
作为上述阻聚剂的含量,相对于上述感光层的上述聚合性化合物,优选0.005~0.5质量%,更优选0.01~0.4质量%,特别优选0.02~0.2质量%。
如果上述含量不足0.005质量%,有时析像清晰度降低,如果超过0.5质量%,对于活性能量射线的感度有时会降低。
再者,上述阻聚剂的含量表示不包括为了赋予稳定性而在市售的上述聚合性化合物中所含的4-甲氧基苯酚等一元酚系化合物的含量。
-粘合剂- 作为上述粘合剂,例如优选相对于碱性液为溶胀性,更优选相对于碱性液为可溶性。
作为相对于碱性液显示溶胀性或溶解性的粘合剂,例如优选举出具有酸性基团的粘合剂。
作为上述酸性基团,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出羧基、磺酸基、磷酸基等,其中优选羧基。
作为具有羧基的粘合剂,例如可以举出具有羧基的乙烯基共聚物、聚氨酯树脂、聚酰胺酸树脂、改性环氧树脂等,其中,从对涂布溶剂的溶解性、对碱显像液的溶解性、合成适合性、膜物性调节的容易程度等观点出发,优选具有羧基的乙烯基共聚物。此外,从显像性的观点出发,也优选苯乙烯和苯乙烯衍生物的至少1种的共聚物。
上述具有羧基的乙烯基共聚物,可以由至少(1)具有羧基的乙烯基单体和(2)可与它们共聚的单体的共聚而制得。
作为上述具有羧基的乙烯基单体,例如可以举出(甲基)丙烯酸、乙烯基苯甲酸、马来酸、马来酸单烷基酯、富马酸、衣康酸、巴豆酸、肉桂酸、丙烯酸二聚体、具有羟基的单体(例如(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯等)和环状酸酐(例如马来酸酐、邻苯二甲酸酐、环己烷二甲酸酐)的加成产物、ω-羧基聚己内酯单(甲基)丙烯酸酯等。其中,从共聚性、成本、溶解性等观点出发,特别优选(甲基)丙烯酸。
此外,作为羧基的前体,可以使用马来酸酐、衣康酸酐、柠康酸酐等具有酸酐的单体。
作为上述其他的可共聚的单体,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出(甲基)丙烯酸酯类、巴豆酸酯类、乙烯基酯类、马来酸二酯类、富马酸二酯类、衣康酸二酯类、(甲基)丙烯酰胺类、乙烯基醚类、乙烯醇的酯类、苯乙烯类(例如苯乙烯、苯乙烯衍生物等)、(甲基)丙烯腈、乙烯基取代的杂环式基团(例如乙烯基吡啶、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基咔唑等)、N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基咪唑、乙烯基己内酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、磷酸单(2-丙烯酰氧基乙酯)、磷酸单(1-甲基-2-丙烯酰氧基乙酯)、具有官能团(例如尿烷基、尿素基、磺酰胺基、酚基、亚氨基)的乙烯基单体等,其中优选苯乙烯类。
作为上述(甲基)丙烯酸酯类,例如可以举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸叔丁基环己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸叔辛酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸乙酰氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸3-苯氧基-2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸苄酯、二甘醇单甲醚(甲基)丙烯酸酯、二甘醇单乙醚(甲基)丙烯酸酯、二甘醇单苯醚(甲基)丙烯酸酯、三甘醇单甲醚(甲基)丙烯酸酯、三甘醇单乙醚(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇单甲醚(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇单乙醚(甲基)丙烯酸酯、丙烯酸β-苯氧基乙氧基乙酯、壬基苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸双环戊酯、(甲基)丙烯酸双环戊烯酯、(甲基)丙烯酸双环戊烯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸三氟乙酯、(甲基)丙烯酸八氟戊酯、(甲基)丙烯酸全氟辛基乙酯、(甲基)丙烯酸三溴苯酯、(甲基)丙烯酸三溴苯氧基乙酯等。
作为上述巴豆酸酯类,例如可以举出巴豆酸丁酯、巴豆酸己酯等。
作为上述乙烯基酯类,例如可以举出醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、甲氧基醋酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等。
作为上述马来酸二酯类,例如可以举出马来酸二甲酯、马来酸二乙酯、马来酸二丁酯等。
作为上述富马酸二酯类,例如可以举出富马酸二甲酯、富马酸二乙酯、富马酸二丁酯等。
作为上述衣康酸二酯类,例如可以举出衣康酸二甲酯、衣康酸二乙酯、衣康酸二丁酯等。
作为上述(甲基)丙烯酰胺类,例如可以举出(甲基)丙烯酰胺、N-甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙基(甲基)丙烯酰胺、N-丙基(甲基)丙烯酰胺、N-异丙基(甲基)丙烯酰胺、N-正丁基(甲基)丙烯酰胺、N-叔丁基(甲基)丙烯酰胺、N-环己基(甲基)丙烯酰胺、N-(2-甲氧基乙基)(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯酰胺、N-苯基(甲基)丙烯酰胺、N-苄基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰基吗啉、双丙酮丙烯酰胺等。
作为上述苯乙烯类,例如可以举出苯乙烯、甲基苯乙烯、二甲基苯乙烯、三甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、异丙基苯乙烯、丁基苯乙烯、羟基苯乙烯、甲氧基苯乙烯、丁氧基苯乙烯、乙酰氧基苯乙烯、氯苯乙烯、二氯苯乙烯、溴苯乙烯、氯甲基苯乙烯、用可通过酸性物质脱保护的基团(例如t-Boc等)保护的羟基苯乙烯、乙烯基苯甲酸甲酯、α-甲基苯乙烯等。
作为上述乙烯基醚类,例如可以举出甲基乙烯基醚、丁基乙烯基醚、己基乙烯基醚、甲氧乙基乙烯基醚等。
作为上述具有官能团的乙烯基单体的合成方法,例如可以举出异氰酸酯基和羟基或氨基的加成反应,具体可以举出具有异氰酸酯基的单体与含有1个羟基的化合物或具有1个伯或仲氨基的化合物的加成反应、具有羟基的单体或具有伯或仲氨基的单体与单异氰酸酯的加成反应。
作为上述具有异氰酸酯基的单体,例如可以举出用下述结构式(29)~(31)表示的化合物。
[化99]

结构式(29) [化100]

结构式(30) [化101]

结构式(31) 其中,在上述结构式(29)~(31)中,R1表示氢原子或甲基。
作为上述单异氰酸酯,例如可以举出环己基异氰酸酯、正丁基异氰酸酯、甲苯异氰酸酯、苄基异氰酸酯、苯基异氰酸酯等。
作为上述具有羟基的单体,例如可以举出下述结构式(32)~(40)所示的化合物。
[化102]

结构式(32) [化103]

结构式(33) [化104]

结构式(34) [化105]

结构式(35) [化106]

结构式(36) [化107]

结构式(37) [化108]

结构式(38) [化109]

结构式(39) [化110]

结构式(40) 其中,在上述结构式(32)~(40)中,R1表示氢原子或甲基,n表示1以上的整数。
作为上述含有1个羟基的化合物,例如可以举出醇类(例如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正己醇、2-乙基己醇、正癸醇、正十二烷醇、正十八烷醇、环戊醇、环己醇、苄醇、苯基乙醇等)、酚类(例如苯酚、甲酚、萘酚等),作为还含有取代基的化合物,可以举出氟代乙醇、三氟乙醇、甲氧基乙醇、苯氧基乙醇、氯代苯酚、二氯苯酚、甲氧基苯酚、乙酰氧基苯酚等。
作为上述具有伯或仲氨基的单体,例如可以举出乙烯基苄基胺等。
作为上述含有1个伯或仲氨基的化合物,例如可以举出烷基胺(甲胺、乙胺、正丙胺、异丙胺、正丁胺、仲丁胺、叔丁胺、己胺、2-乙基己基胺、癸胺、十二烷基胺、十八烷基胺、二甲胺、二乙胺、二丁胺、二辛胺)、环状烷基胺(环戊胺、环己胺等)、芳烷基胺(苄胺、苯乙胺等)、芳基胺(苯胺、甲基苯胺、二甲基苯胺、萘胺等)、以及它们的组合(N-甲基-N-苄基胺等)、还含有取代基的胺(三氟乙胺、六氟异丙胺、甲氧基苯胺、甲氧基丙胺等)等。
此外,作为上述以外的上述其他可共聚的单体,例如优选举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、苯乙烯、氯苯乙烯、溴苯乙烯、羟基苯乙烯等。
上述其他可共聚的单体可以单独使用1种,也可以2种以上并用。
上述乙烯基共聚物,可以通过采用公知的方法按照常规方法使分别相当的单体共聚而制备。例如,可以通过利用如下的方法(溶液聚合法)制备将上述单体溶解在适当的溶剂中,向其添加自由基聚合引发剂,在溶液中进行聚合。此外,可以在使上述单体分散到水性介质中的状态下,采用所谓乳液聚合等利用聚合来制备。
作为在上述溶液聚合法中使用的适当的溶剂,并无特别限制,可以根据使用的单体和生成的共聚物的溶解性等适当选择,例如可以举出甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、醋酸甲氧基丙酯、乳酸乙酯、醋酸乙酯、乙腈、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、氯仿、甲苯等。这些溶剂可以单独使用1种,也可以将2种以上并用。
作为上述自由基聚合引发剂,并无特别限制,例如可以举出2,2’-偶氮二(异丁腈)(AIBN)、2,2’-偶氮二-(2,4’-二甲基戊腈)等偶氮化合物,过氧化苯甲酰等过氧化物,过硫酸钾、过硫酸铵等过硫酸盐等。
作为上述乙烯基共聚物中具有羧基的聚合性化合物的含有率,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如,优选5~50摩尔%,更优选10~40摩尔%,特别优选15~35摩尔%。
上述含有率如果不足5摩尔%,在碱水中的显像性有时会不足,如果超过50摩尔%,固化部(图像部)的耐显像液性有时会不足。
作为上述具有羧基的粘合剂的分子量,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如,作为质均分子量,优选2000~300000,更优选4000~150000。
上述质均分子量如果不足2000,膜的强度容易不足,而且有时难以稳定制造,如果超过300000,显像性有时会下降。
上述具有羧基的粘合剂可以单独使用1种,也可以将2种以上并用。当将2种以上的上述粘合剂并用时,例如可以举出由不同的共聚成分组成的2种以上的粘合剂、不同质均分子量的2种以上的粘合剂、不同分散度的2种以上的粘合剂等组合。
上述具有羧基的粘合剂,其羧基的一部分或全部可以被碱性物质中和。此外,上述粘合剂还可以将聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚乙烯醇、明胶等结构不同的树脂并用。
此外,作为上述粘合剂,可以使用特许2873889号等中记载的可溶于碱性液的树脂等。
作为上述感光层中上述粘合剂的含量,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如,优选10~90质量%,更优选20~80质量%,特别优选40~80质量%。
如果上述含量不足10质量%,碱显像性、与印刷线路板形成用基板(例如镀铜层合板)的密合性有时会降低,如果超过90质量%,对于显像时间的稳定性、固化膜(遮盖(tent)膜)的强度有时会下降。再者,上述含量可以是上述粘合剂和根据需要并用的高分子结合剂的总含量。
作为上述粘合剂的酸值,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如,优选70~250mgKOH/g,更优选90~200mgKOH/g,特别优选100~180mgKOH/g。
如果上述酸值不足70mgKOH/g,有时显像性不足,析像清晰性差,不能高精细地得到配线图案等永久图案,如果超过250mgKOH/g,有时图案的耐显像液性和密合性的至少1方会恶化,不能高精细地得到配线图案等永久图案。
此外,作为上述粘合剂,优选I/O值为0.30~0.70。此外,粘合剂的I/O值更优选为0.32~0.65,粘合剂的I/O值特别优选为0.35~0.60。上述粘合剂I/O值如果不足0.30,显像性有时会降低,如果超过0.70,析像清晰度、密合性有时会降低。
此外,优选上述粘合剂包含共聚物,该共聚物具有来自苯乙烯和苯乙烯衍生物的至少1种的结构单元。
上述I/O值也被称为(无机性值)/(有机性值),是在有机概念上处理各种有机化合物的极性的值,是对各官能团设定参数的官能团贡献法之一。作为上述I/O值,具体地说,在有机概念图(甲田善生著、三共出版(1984));KUMAMOTO PHARMACEUTICAL BULLETIN,第1号,第1~16项(1954年);化学的领域、第11卷、第10号、719~725项(1957年);Fragrance Journal、第34号、第97~111项(1979年);Fragrance Journal、第50号、第79~82项(1981年)等文献中详细进行了说明。
上述I/O值的概念将化合物的性质分为表示共价键性的有机性基团和表示离子键性的无机性基团,将全部有机化合物在标有有机轴和无机轴的直角坐标上的每1点上标明位置进行表示。
所谓上述无机性值,是以羟基为基准将有机化合物具有的各种取代基或键等对沸点的影响力大小进行数值化。具体地说,如果在碳数5附近取直链醇的沸点曲线和直链烷烃的沸点曲线的距离,约为100℃,因此用数值将1个羟基的影响力定为100,根据该数值,将各种取代基或各种键等对沸点的影响力数值化得到的值为有机化合物具有的取代基的无机性值。例如,-COOH基的无机性值为150,双键的无机性值为2。因此,所谓某种有机化合物的无机性值,意味着该化合物具有的各种取代基或键等的无机性值的总和。
所谓上述有机性值,是以分子内的亚甲基为单位,以代表该亚甲基的碳原子对沸点的影响力为基准确定的值。即,在直链饱和烃化合物的碳数5~10附近增加1个碳产生的沸点上升的平均值为20℃,因此以其为基准,将1个碳原子的有机性值定为20,以其为基础,将各种取代基或键等对沸点的影响力数值化得到的值为有机性值。例如,硝基(-NO2)的有机性值为70。
上述I/O值越接近0则越表示是非极性(疏水性、有机性大)的有机化合物,越大则越表示是极性(亲水性、无机性大)的有机化合物。
以下对上述I/O值的一例计算方法进行说明。
甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(摩尔比)2/5/3)的I/O值,通过采用以下的方法计算该共聚物的无机性值和有机性值,计算下式(上述共聚物的无机性值)/(上述共聚物的有机性值)而求得。
上述共聚物的无机性值通过求取(上述甲基丙烯酸的无机性值)×(上述甲基丙烯酸的摩尔比)、(上述甲基丙烯酸甲酯的无机性值)×(上述甲基丙烯酸甲酯的摩尔比)、(上述苯乙烯的无机性值)×(上述苯乙烯的摩尔比)的总和而计算。
上述甲基丙烯酸具有1个羧基,上述甲基丙烯酸甲酯具有1个酯基,上述苯乙烯具有1个芳香环,因此 上述甲基丙烯酸的无机性值为150(羧基的无机性值)×1(羧基的个数)=150, 上述甲基丙烯酸甲酯的无机性值为60(酯基的无机性值)×1(酯基的个数)=60, 上述苯乙烯的无机性值为15(芳香环的无机性值)×1(芳香环的个数)=15。
因此,上述共聚物的无机性值通过计算下式150×2(甲基丙烯酸的摩尔比)+60×5(甲基丙烯酸甲酯的摩尔比)+15×3(苯乙烯的摩尔比)而计算,为645。
上述共聚物的有机性值通过求取(上述甲基丙烯酸的有机性值)×(上述甲基丙烯酸的摩尔比)、(上述甲基丙烯酸甲酯的有机性值)×(上述甲基丙烯酸甲酯的摩尔比)、(上述苯乙烯的有机性值)×(上述苯乙烯的摩尔比)的总和而计算。
上述甲基丙烯酸具有4个碳原子,上述甲基丙烯酸甲酯具有5个碳原子,上述苯乙烯具有8个碳原子,因此 上述甲基丙烯酸的有机性值为20(碳原子的有机性值)×4(碳原子数)=80, 上述甲基丙烯酸甲酯的有机性值为20(碳原子的有机性值)×5(碳原子数)=100, 上述苯乙烯的有机性值为20(碳原子的有机性值)×8(碳原子数)=160。
因此,上述共聚物的有机性值通过计算下式80×2(上述甲基丙烯酸的摩尔比)+100×5(上述甲基丙烯酸甲酯的摩尔比)+160×3(上述苯乙烯的摩尔比)而计算,为1140。
因此,上述共聚物的I/O值为645(上述共聚物的无机性值)/1140(上述共聚物的有机性值)=0.566。
作为上述I/O值为0.30~0.70的粘合剂,例如包含共聚物,该共聚物优选具有来自苯乙烯和苯乙烯衍生物的至少1种的结构单元。此外,除了上述来自苯乙烯和苯乙烯衍生物的至少1种的结构单元以外,作为共聚的成分的组合,例如更优选至少含有(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯酸烷基酯的组合、含有(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯酸烷基酯以及(甲基)丙烯酸苄酯的组合、含有(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯酸苄酯的组合等。
作为上述(甲基)丙烯酸烷基酯的烷基,特别优选甲基、乙基。
作为上述I/O值为0.30~0.70的上述粘合剂,例如可以举出甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比)25/8/30/37)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比)23/8/15/54)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比)29/16/35/20)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比)25/25/39/11)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比)25/25/45/5)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比)25/10/45/20)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸环己酯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚物组成(质量比)25/70/5)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸环己酯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚物组成(质量比)23/70/7)、甲基丙烯酸/苯乙烯/丙烯酸甲酯共聚物(共聚物组成(质量比)25/60/15)、甲基丙烯酸/苯乙烯/丙烯酸甲酯共聚物(共聚物组成(质量比)25/50/25)、甲基丙烯酸/苯乙烯/丙烯酸甲酯共聚物(共聚物组成(质量比)29/61/10)、甲基丙烯酸/苯乙烯/丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比)23/60/17)、甲基丙烯酸/苯乙烯/丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比)29/61/10)、甲基丙烯酸/苯乙烯/丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比)25/70/5)、甲基丙烯酸/苯乙烯共聚物(共聚组成比(质量比)20/80)、甲基丙烯酸/苯乙烯共聚物(共聚组成比(质量比)28/72)、甲基丙烯酸/苯乙烯共聚物(共聚组成比(质量比)32/68)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚组成比(质量比)25/65/10)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚组成比(质量比)30/61/9)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚组成比(质量比)29/60/11)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚组成比(质量比)29/47/24)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚组成比(质量比)25/22/40/13)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚组成比(质量比)29/15/47/9)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚组成比(质量比)29/18/50/3)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚组成比(质量比)25/15/40/20)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚组成比(质量比)25/15/35/25)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸环己酯共聚物(共聚组成比(质量比)31/64/5)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸环己酯共聚物(共聚组成比(质量比)25/15/60)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸丁酯共聚物(共聚组成比(质量比)25/27/46/2)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸丁酯共聚物(共聚组成比(质量比)29/15/50/6)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸丁酯共聚物(共聚组成比(质量比)25/27/36/12)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸丁酯共聚物(共聚组成比(质量比)29/13/38/20)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸丁酯共聚物(共聚组成比(质量比)29/5/31/35)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚组成比(质量比)25/29/46)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚组成比(质量比)20/53/27)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚组成比(质量比)29/19/52)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚组成比(质量比)30/13/57)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚组成比(质量比)28/13/59)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚组成比(质量比)32/8/60)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚组成比(质量比)29/31/40)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚组成比(质量比)25/41/34)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚组成比(质量比)20/56/24)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比)30/15/55)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比)30/25/45)、和甲基丙烯酸/甲基苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比)30/15/55)等。
其中,优选甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比)25/8/30/37)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比)29/16/35/20)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比)25/25/39/11)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比)25/25/45/5)、甲基丙烯酸/苯乙烯/丙烯酸甲酯共聚物(共聚物组成(质量比)25/60/15)、甲基丙烯酸/苯乙烯/丙烯酸甲酯共聚物(共聚物组成(质量比)29/61/10)、甲基丙烯酸/苯乙烯/丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比)29/61/10)、甲基丙烯酸/苯乙烯/丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比)25/70/5)、甲基丙烯酸/苯乙烯共聚物(共聚组成比(质量比)20/80)、甲基丙烯酸/苯乙烯共聚物(共聚组成比(质量比)28/72)、甲基丙烯酸/苯乙烯共聚物(共聚组成比(质量比)32/68)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚组成比(质量比)25/65/10)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚组成比(质量比)30/61/9)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚组成比(质量比)29/60/11)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚组成比(质量比)25/22/40/13)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚组成比(质量比)29/15/47/9)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚组成比(质量比)29/18/50/3)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸环己酯共聚物(共聚组成比(质量比)31/64/5)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸环己酯共聚物(共聚组成比(质量比)25/15/60)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸丁酯共聚物(共聚组成比(质量比)25/27/46/2)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸丁酯共聚物(共聚组成比(质量比)29/15/50/6)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸丁酯共聚物(共聚组成比(质量比)25/27/36/12)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸丁酯共聚物(共聚组成比(质量比)29/13/38/20)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚组成比(质量比)25/29/46)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚组成比(质量比)20/53/27)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚组成比(质量比)29/19/52)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚组成比(质量比)30/13/57)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚组成比(质量比)28/13/59)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚组成比(质量比)32/8/60)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚组成比(质量比)29/31/40)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚组成比(质量比)25/41/34)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比)30/15/55)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比)30/25/45)、和甲基丙烯酸/甲基苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比)30/15/55)。
此外,特别优选甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比)29/16/35/20)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比)25/25/45/5)、甲基丙烯酸/苯乙烯/丙烯酸甲酯共聚物(共聚物组成(质量比)29/61/10)、甲基丙烯酸/苯乙烯/丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比)25/70/5)、甲基丙烯酸/苯乙烯共聚物(共聚组成比(质量比)32/68)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚组成比(质量比)30/61/9)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚组成比(质量比)29/60/11)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚组成比(质量比)29/15/47/9)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚组成比(质量比)29/18/50/3)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸环己酯共聚物(共聚组成比(质量比)31/64/5)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸丁酯共聚物(共聚组成比(质量比)25/27/46/2)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸丁酯共聚物(共聚组成比(质量比)29/15/50/6)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚组成比(质量比)25/29/46)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚组成比(质量比)20/53/27)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚组成比(质量比)29/19/52)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚组成比(质量比)30/13/57)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚组成比(质量比)28/13/59)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚组成比(质量比)32/8/60)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚组成比(质量比)29/31/40)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚组成比(质量比)25/41/34)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比)30/15/55)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比)30/25/45)、和甲基丙烯酸/甲基苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比)30/15/55)。
-聚合性化合物- 作为上述聚合性化合物,并无特别限制,可以根据目的适当选择,优选举出例如具有亚丙氧基的化合物、具有亚乙氧基的化合物、具有尿烷基的化合物、和具有芳基的化合物的至少任意1种,从能够抑制显像时浮渣的产生方面出发,更优选具有亚丙氧基的化合物。
此外,上述聚合性化合物优选将具有亚丙氧基的化合物、具有尿烷基的化合物、和具有芳基的化合物这3种并用,还可以与其他的聚合性化合物并用。
此外,上述聚合性化合物,例如,优选具有1个以上的聚合性基团,更优选具有2个以上。
作为上述聚合性基团,例如可以举出(甲基)丙烯酸酯基、乙烯基醚基、乙烯基酯基、脂环式醚基(例如环氧基、氧杂环丁烷基等)等,其中优选(甲基)丙烯酸酯基。
--具有亚丙氧基的化合物-- 作为上述具有亚丙氧基的化合物,只要具有作为以[-CH(CH3)CH2O-]为构成单元的聚合物基团的亚丙氧基(亚正丙氧基、亚异丙氧基),则并无特别限制,可以根据目的适当选择。
通过使用上述具有亚丙氧基的化合物,能够抑制显像后的显像液中含有的粒状物的粗大化,此外,能够将表面张力控制在低水平。
--具有亚乙氧基的化合物-- 作为上述具有亚乙氧基的化合物,只要具有作为以[-CH2CH2O-]为构成单元的聚合物基团的亚乙氧基,则并无特别限制,可以根据目的适当选择。
--具有亚丙氧基和亚乙氧基的化合物-- 当将上述亚丙氧基记为X1,将上述亚乙氧基记为X2时,作为上述聚合性基团、上述X1和上述X2的连接的组合,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出聚合性基团-(X1)m-、聚合性基团-(X1)m-(X2)n-、聚合性基团-(X2)n-(X1)n-等。在上述连接的位置还可以具有有机基团。此外,当上述聚合性基团为2个以上时,该聚合性基团可以彼此邻接,也可以通过2价的有机基团连接。
作为上述2价的有机基团,例如优选举出亚烷基、亚芳基、亚烯基、亚炔基、羰基(-CO-)、氧原子(-O-)、硫原子(-S-)、亚氨基(-NH-)、亚氨基的氢原子被1价的烃基取代的取代亚氨基、磺酰基(-SO2-)或将它们组合而成的基团(例如尿烷基、酯基、脲基、酰胺基等)等,其中,优选亚烷基、亚芳基或将上述这些基团组合而成的基团(例如尿烷基、酯基、脲基、酰胺基等)。
作为上述聚合性化合物,例如可以举出下述结构式(41)所示的化合物、2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基聚烷氧基)苯基)丙烷(例如2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基聚丙氧基)苯基)丙烷等)、聚亚烷基二醇二丙烯酸酯(例如聚丙二醇二丙烯酸酯等)、聚亚烷氧基改性尿烷二(甲基)丙烯酸酯(例如聚亚丙氧基改性尿烷二(甲基)丙烯酸酯、聚亚乙氧基和亚丙氧基改性尿烷二(甲基)丙烯酸酯等)等。
[化111]
在上述结构式(41)中,R可以彼此相同也可以不同,表示氢原子或碳数1~3的烷基,EO表示乙二醇链,PO表示丙二醇链,m5和m6各自表示0~30的整数,n5和n6各自表示1~30的整数。
作为上述结构式(41)所示的2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基聚乙氧基聚丙氧基)苯基)丙烷,例如可以举出2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基二乙氧基八丙氧基)苯基)丙烷、2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基四乙氧基四丙氧基)苯基)丙烷、2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基六乙氧基六丙氧基)苯基)丙烷等。它们可以单独使用1种,可以将2种以上并用。
作为上述2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基聚丙氧基)苯基)丙烷,例如可以举出2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基二丙氧基)苯基)丙烷、2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基三丙氧基)苯基)丙烷、2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基四丙氧基)苯基)丙烷、2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基五丙氧基)苯基)丙烷、2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基六丙氧基)苯基)丙烷、2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基七丙氧基)苯基)丙烷、2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基八丙氧基)苯基)丙烷、2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基九丙氧基)苯基)丙烷、2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基十丙氧基)苯基)丙烷、2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基十一丙氧基)苯基)丙烷、2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基十二丙氧基)苯基)丙烷、2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基十三丙氧基)苯基)丙烷、2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基十四丙氧基)苯基)丙烷、2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基十五丙氧基)苯基)丙烷、2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基十六丙氧基)苯基)丙烷等。它们可以单独使用1种,也可以将2种以上并用。
作为上述聚丙二醇二丙烯酸酯,例如可以举出二聚丙二醇二丙烯酸酯、三聚丙二醇二丙烯酸酯、四聚丙二醇二丙烯酸酯、五聚丙二醇二丙烯酸酯、六聚丙二醇二丙烯酸酯、七聚丙二醇二丙烯酸酯、八聚丙二醇二丙烯酸酯、九聚丙二醇二丙烯酸酯、十聚丙二醇二丙烯酸酯、十一聚丙二醇二丙烯酸酯、十二聚丙二醇二丙烯酸酯、十三聚丙二醇二丙烯酸酯、十四聚丙二醇二丙烯酸酯、十五聚丙二醇二丙烯酸酯、十六聚丙二醇二丙烯酸酯、十七聚丙二醇二丙烯酸酯、十八聚丙二醇二丙烯酸酯、十九聚丙二醇二丙烯酸酯、二十聚丙二醇二丙烯酸酯等,其中,优选分子内具有2~14个丙二醇单元。
此外,作为上述聚合性化合物,还优选举出下述结构式(42)~(44)所示的化合物。它们可以单独使用1种,也可以将2种以上并用。
[化112]

结构式(42) 在上述结构式(42)中,R可以彼此相同,也可以不同,表示氢原子或碳数1~3的烷基,EO表示乙二醇链,PO表示丙二醇链,m1、m2和n1各自表示1~30的整数。
[化113]

结构式(43) 在上述结构式(43)中,R可以彼此相同,也可以不同,表示氢原子或碳数1~3的烷基,EO表示乙二醇链,PO表示丙二醇链,m3、n2和n3各自表示1~30的整数。
[化114]

结构式(44) 在上述结构式(44)中,R可以彼此相同,也可以不同,表示氢原子或碳数1~3的烷基,EO表示乙二醇链,PO表示丙二醇链,m4和n4各自表示1~30的整数。
作为上述结构式(41)、结构式(42)、结构式(43)和结构式(44)中碳数1~3的烷基,例如可以举出甲基、乙基、正丙基、异丙基。
上述结构式(41)、结构式(42)、结构式(43)和结构式(44)中乙二醇链的总数(m1+m2、m3、m4和m5+m6)分别为1~30的整数,优选为1~10的整数,优选为4~9的整数,特别优选为5~8的整数。该整数如果超过30,存在遮盖可靠性和抗蚀剂形状恶化的倾向。
上述结构式(41)、结构式(42)、结构式(43)和结构式(44)中丙二醇链的总数(n1、n2+n3、n4和n5+n6)分别为1~30的整数,优选为5~20的整数,优选为8~16的整数,特别优选为10~14的整数。该整数如果超过30,存在析像清晰度恶化,显像后的显像液中产生浮渣的倾向。
作为上述聚合性化合物的例子,可以举出使α,β-不饱和羧酸与具有缩水甘油基的化合物反应而得到的化合物、γ-氯-β-羟丙基-β’-(甲基)丙烯酰氧乙基-邻苯二甲酸酯、β-羟丙基-β’-(甲基)丙烯酰氧乙基-邻苯二甲酸酯等。此外,也可以举出上述的结构式(33)、(36)、(38)和以它们为原料的尿烷单体等。
--具有尿烷基的化合物-- 作为上述具有尿烷基的化合物,只要具有尿烷基,则并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出特公昭48-41708、特开昭51-37193、特公平5-50737、特公平7-7208、特开2001-154346、特开2001-356476号公报等中记载的化合物等,例如分子中具有2个以上异氰酸酯基的多异氰酸酯化合物与分子中具有羟基的乙烯基单体的加成物等。
作为上述分子中具有2个以上异氰酸酯基的多异氰酸酯化合物,例如可以举出六亚甲基二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、苯二异氰酸酯、降冰片烯二异氰酸酯、联苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、3,3’-二甲基-4,4’-联苯二异氰酸酯等二异氰酸酯;使该二异氰酸酯进而与2官能醇的加聚物(这种情况下两末端也是异氰酸酯基);该二异氰酸酯的缩二脲体、异氰脲酸酯等3聚体;该二异氰酸酯或二异氰酸酯类与三羟甲基丙烷、季戊四醇、甘油等多官能醇、或它们的环氧乙烷加成物等得到的其他官能醇的加成体等。
作为上述分子中具有羟基的乙烯基单体,例如可以举出(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、二甘醇单(甲基)丙烯酸酯、三甘醇单(甲基)丙烯酸酯、四甘醇单(甲基)丙烯酸酯、八甘醇单(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、二聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、三聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、四聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、八聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、二聚丁二醇单(甲基)丙烯酸酯、三聚丁二醇单(甲基)丙烯酸酯、四聚丁二醇单(甲基)丙烯酸酯、八聚丁二醇单(甲基)丙烯酸酯、聚丁二醇单(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯等。此外,可以举出环氧乙烷和环氧丙烷的共聚物(无规、嵌段等)等具有不同环氧烷烃部的二醇体的单末端(甲基)丙烯酸酯体等。
此外,作为上述具有尿烷基的化合物,可以举出三((甲基)丙烯酰氧乙基)异氰脲酸酯、二(甲基)丙烯酰基化异氰脲酸酯、环氧乙烷改性异氰脲酸的三(甲基)丙烯酸酯等具有异氰脲酸酯环的化合物。其中,优选下述结构式(45)或结构式(46)所示的化合物,从遮盖(tent发,特别优选至少含有下述结构式(46)所示的化合物。此外,这些化合物可以单独使用1种,也可以2种以上并用。
[化115]

结构式(45) [化116]

结构式(46) 在述结构式(45)和结构式(46)中,R1~R3各自表示氢原子或甲基。X1~X3表示亚烷氧基,可以单独使用1种,也可以将2种以上并用。
作为上述亚烷氧基,优选举出例如亚乙氧基、亚丙氧基、亚丁氧基、亚戊氧基、亚己氧基、将它们组合的基团(可以组合为无规、嵌段的任何一种)等,其中,优选亚乙氧基、亚丙氧基、亚丁氧基、或它们的组合基团,更优选亚乙氧基、亚丙氧基。
在上述结构式(45)和结构式(46)中,m1~m3表示1~60的整数,优选2~30,更优选4~15。
在上述结构式(45)和结构式(46)中,Y1和Y2表示碳原子数2~30的2价的有机基团,例如优选举出亚烷基、亚芳基、亚烯基、亚炔基、羰基(-CO-)、氧原子(-O-)、硫原子(-S-)、亚氨基(-NH-)、亚氨基的氢原子被1价的烃基取代的取代亚氨基、磺酰基(-SO2-)或将它们组合的基团等,其中,优选亚烷基、亚芳基、或将它们组合的基团。
上述亚烷基可以具有分支结构或环状结构,例如优选举出亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚异丙基、亚丁基、亚异丁基、亚戊基、亚新戊基、亚己基、三甲基亚己基、亚环己基、亚庚基、亚辛基、2-乙基亚己基、亚壬基、亚癸基、亚十二烷基、亚十八烷基、或下述所示的任一种基团等。
[化117]
作为上述亚芳基,可以被烃基取代,优选举出例如亚苯基、亚甲苯基、亚联苯基、亚萘基、或下述所示的基团等。
[化118]
作为上述将这些基团组合的基团,例如可以举出亚二甲苯基等。
作为上述亚烷基、亚芳基、或将它们组合的基团,可以还具有取代基,作为该取代基,例如可以举出卤素原子(例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、芳基、烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、2-乙氧基乙氧基)、芳氧基(例如苯氧基)、酰基(例如乙酰基、丙酰基)、酰氧基(例如乙酰氧基、丁酰氧基)、烷氧羰基(例如甲氧羰基、乙氧羰基)、芳氧羰基(例如苯氧羰基)等。
在上述结构式(45)和结构式(46)中,n表示3~6的整数,从用于合成聚合性单体的原料供给性等观点出发,优选3,4或6。
在上述结构式(45)和结构式(46)中,Z表示n价(3价~6价)的连接基,例如可以举出下述所示的任一个基团等。
[化119]
其中,X4表示亚烷氧基。m4表示1~20的整数。n表示3~6的整数。A表示n价(3价~6价)的有机基团。
作为上述A,优选例如n价的脂肪族基团、n价的芳香族基团、或它们与亚烷基、亚芳基、亚烯基、亚炔基、羰基、氧原子、硫原子、亚氨基、亚氨基的氢原子被1价的烃基取代的取代亚氨基、或磺酰基组合得到的基团,更优选n价的脂肪族基团、n价的芳香族基团、或它们与亚烷基、亚芳基、氧原子组合得到的基团,特别优选n价的脂肪族基团、n价的脂肪族基团与亚烷基、氧原子组合得到的基团。
作为上述A的碳原子数,例如,优选1~100的整数,更优选1~50的整数,特别优选3~30的整数。
作为上述n价的脂肪族基团,可以具有分支结构或环状结构。
作为上述脂肪族基团的碳原子数,例如,优选1~30的整数,更优选1~20的整数,特别优选3~10的整数。
作为上述芳香族基团的碳原子数,优选6~100的整数,更优选6~50的整数,特别优选6~30的整数。
上述n价的脂肪族基团或芳香族基团可以还具有取代基,作为该取代基,例如可以举出羟基、卤素原子(例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、芳基、烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、2-乙氧基乙氧基)、芳氧基(例如苯氧基)、酰基(例如乙酰基、丙酰基)、酰氧基(例如乙酰氧基、丁酰氧基)、烷氧羰基(例如甲氧羰基、乙氧羰基)、芳氧羰基(例如苯氧羰基)等。
上述亚烷基可以具有分支结构或环状结构。
作为上述亚烷基的碳原子数,例如,优选1~18的整数,更优选1~10的整数。
上述亚芳基还可以被烃基取代。
作为上述亚芳基的碳原子数,优选6~18的整数,更优选6~10的整数。
作为上述取代亚氨基的1价烃基的碳原子数,优选1~18的整数,更优选1~10的整数。
上述A的优选例子如下所示。
[化120]
作为上述结构式(45)和结构式(46)所示的化合物,例如可以举出下述结构式(47)~(66)所示的化合物等。
[化121]
结构式(47) [化122]
结构式(48) [化123]
[化124]
结构式(50) [化125]
结构式(51) [化126]
结构式(52) [化127]
结构式(53) [化128]
结构式(54) [化129]
结构式(55) [化130]
[化131]
[化132]
[化133]
[化134]
[化135]
[化136]

结构式(62) [化137]

结构式(63) [化138]
[化139]

结构式(65) [化140]
结构式(66) 其中,在上述结构式(47)~(66)中,n、n1、n2和m表示1~60,l表示1~20,R表示氢原子或甲基。
--具有芳基的化合物-- 作为上述具有芳基的化合物,只要具有芳基,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出具有芳基的多元醇化合物、多元胺化合物和多元氨基醇化合物的至少任意1种与不饱和羧酸的酯或酰胺等。
作为上述具有芳基的多元醇化合物、多元胺化合物或多元氨基醇化合物,例如可以举出聚氧化苯乙烯、苯二甲醇、二-(β-羟基乙氧基)苯、1,5-二羟基-1,2,3,4-四氢化萘、2,2-二苯基-1,3-丙二醇、羟基苄醇、羟乙基间苯二酚、1-苯基-1,2-乙二醇、2,3,5,6-四甲基-对二甲苯-α,α’-二醇、1,1,4,4-四苯基-1,4-丁二醇、1,1,4,4-四苯基-2-丁炔-1,4-二醇、1,1’-联-2-萘酚、二羟基萘、1,1’-亚甲基-二-2-萘酚、1,2,4-苯三酚、双酚、2,2’-双(4-羟基苯基)丁烷、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、双(羟基苯基)甲烷、儿茶酚、4-氯间苯二酚、氢醌、羟基苄醇、甲基氢醌、亚甲基-2,4,6-三羟基苯甲酸酯、间苯三酚、连苯三酚、间苯二酚、α-(1-氨基乙基)-对羟基苄醇、α-(1-氨基乙基)-对羟基苄醇、3-氨基-4-羟基苯基砜等。此外,可以举出苯二亚甲基双(甲基)丙烯酰胺、将α,β-不饱和羧酸加成到酚醛清漆型环氧树脂或双酚A二缩水甘油醚等缩水甘油基化合物而得到的化合物、由邻苯二甲酸或偏苯三酸等与分子中含有羟基的乙烯基单体得到的酯化物、邻苯二甲酸二烯丙酯、偏苯三酸三烯丙酯、苯二磺酸二烯丙酯、作为聚合性单体的阳离子聚合性的二乙烯基醚类(例如双酚A二乙烯基醚)、环氧化合物(例如酚醛清漆型环氧树脂、双酚A二缩水甘油醚等)、乙烯基酯类(例如邻苯二甲酸二乙烯酯、对苯二甲酸二乙烯酯、苯-1,3-二磺酸二乙烯酯等)、苯乙烯化合物(例如二乙烯基苯、对烯丙基苯乙烯、对异丙烯苯乙烯等)。其中,优选下述结构式(67)所示的化合物。
[化141]

结构式(67) 在上述结构式(67)中,R4、R5表示氢原子或烷基。
在上述结构式(67)中,X5和X6表示亚烷氧基,可以单独使用1种,也可以将2种以上并用。作为该亚烷氧基,优选举出例如亚乙氧基、亚丙氧基、亚丁氧基、亚戊氧基、亚己氧基、将它们组合的基团(可以组合为无规、嵌段的任何一种)等,其中,优选亚乙氧基、亚丙氧基、亚丁氧基、或它们组合的基团,更优选亚乙氧基、亚丙氧基。
在上述结构式(67)中,m5、m6优选1~60的整数,更优选2~30的整数,特别优选4~15的整数。
在上述结构式(67)中,T表示2价的连接基,例如可以举出亚甲基、亚乙基、MeCMe、CF3CCF3、CO、SO2等。
在上述结构式(67)中,Ar1、Ar2表示可以具有取代基的芳基,例如可以举出亚苯基、亚萘基等。作为上述取代基,例如可以举出烷基、芳基、芳烷基、卤素基、烷氧基、或它们的组合等。
作为上述具有芳基的化合物的具体例,可以举出2,2-双[4-(3-(甲基)丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-((甲基)丙烯酰氧基乙氧基)苯基]丙烷、取代于1个酚性OH基的乙氧基数为2到20的2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基聚乙氧基)苯基)丙烷(例如2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基二乙氧基)苯基)丙烷、2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基四乙氧基)苯基)丙烷、2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基五乙氧基)苯基)丙烷、2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基十乙氧基)苯基)丙烷、2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基十五乙氧基)苯基)丙烷等)、2,2-双[4-((甲基)丙烯酰氧基丙氧基)苯基]丙烷、取代于1个酚性OH基的乙氧基数为2到20的2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基聚丙氧基)苯基)丙烷(例如2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基二丙氧基)苯基)丙烷、2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基四丙氧基)苯基)丙烷、2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基五丙氧基)苯基)丙烷、2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基十丙氧基)苯基)丙烷、2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基十五丙氧基)苯基)丙烷等)、或在同一分子中具有聚环氧乙烷骨架和聚环氧丙烷骨架两者作为这些化合物的聚醚部位的化合物(例如WO01/98832号公报中记载的化合物等、或作为市售品的新中村化学工业社制BPE-200、BPE-500、BPE-1000)、具有双酚骨架和尿烷基的聚合性化合物等。再者,它们可以是将来自双酚A骨架的部分变为双酚F或双酚S等的化合物。
作为上述具有双酚骨架和尿烷基的聚合性化合物,例如可以举出使作为双酚和环氧乙烷或环氧丙烷等的加成物、加聚物而得到的末端具有羟基的化合物具有异氰酸酯基和聚合性基团的化合物(例如2-异氰酸酯乙基(甲基)丙烯酸酯、α,α-二甲基-乙烯基苄基异氰酸酯等)等。
--其他聚合性化合物-- 在上述感光层中,在不使上述图案形成材料的特性恶化的范围内,可以并用具有上述亚丙氧基、亚乙氧基、尿烷基和芳基以外的官能团的聚合性化合物。
作为上述其他聚合性化合物,例如可以举出不饱和羧酸(例如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、异巴豆酸、马来酸等)和脂肪族多元醇化合物的酯、不饱和羧酸和多元胺化合物的酰胺等。
作为上述不饱和羧酸和脂肪族多元醇化合物的酯,例如可以举出作为(甲基)丙烯酸酯的乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、亚乙基数为2~18的聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯(例如二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、三甘醇二(甲基)丙烯酸酯、四甘醇二(甲基)丙烯酸酯、九甘醇二(甲基)丙烯酸酯、十二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、十四甘醇二(甲基)丙烯酸酯等)、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、亚丙基数为2~18的聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯(例如二聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、十二聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯等)、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷改性新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烷改性新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三((甲基)丙烯酰氧基丙基)醚、三羟甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、1,3-丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、四亚甲基二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-环己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,2,4-丁三醇三(甲基)丙烯酸酯、1,5-戊二醇(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二聚季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二聚季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、山梨醇三(甲基)丙烯酸酯、山梨醇四(甲基)丙烯酸酯、山梨醇五(甲基)丙烯酸酯、山梨醇六(甲基)丙烯酸酯、二羟甲基二环戊烷二(甲基)丙烯酸酯、三环癸烷二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇改性三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、具有至少各一个乙二醇链/丙二醇链的亚烷基二醇链的二(甲基)丙烯酸酯(例如WO01/98832号公报中记载的化合物等)、加成了环氧乙烷和环氧丙烷的至少1个的三羟甲基丙烷的三(甲基)丙烯酸酯、聚丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、二甲苯酚二(甲基)丙烯酸酯等。
在上述(甲基)丙烯酸酯类中,从其容易获得等观点出发,优选乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、具有至少各一个乙二醇链/丙二醇链的亚烷基二醇链的二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、二聚季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二聚季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、二甘油二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,2,4-丁三醇三(甲基)丙烯酸酯、1,4-环己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,5-戊二醇(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷加成的三羟甲基丙烷的三(甲基)丙烯酸酯等。
作为上述衣康酸和上述脂肪族多元醇化合物的酯(衣康酸酯),例如可以举出乙二醇二衣康酸酯、丙二醇二衣康酸酯、1,3-丁二醇二衣康酸酯、1,4-丁二醇二衣康酸酯、四亚甲基二醇二衣康酸酯、季戊四醇二衣康酸酯和山梨醇四衣康酸酯等。
作为上述巴豆酸和上述脂肪族多元醇化合物的酯(巴豆酸酯),例如可以举出乙二醇二巴豆酸酯、四亚甲基二醇二巴豆酸酯、季戊四醇二巴豆酸酯、山梨醇四巴豆酸酯等。
作为上述异巴豆酸和上述脂肪族多元醇化合物的酯(异巴豆酸酯),例如可以举出乙二醇二异巴豆酸酯、季戊四醇二异巴豆酸酯、山梨醇四异巴豆酸酯等。
作为上述马来酸和上述脂肪族多元醇化合物的酯(马来酸酯),例如可以举出乙二醇二马来酸酯、三甘醇二马来酸酯、季戊四醇二马来酸酯、山梨醇四马来酸酯等。
作为由上述多元胺化合物和上述不饱和羧酸类衍生的酰胺,例如可以举出亚甲基双(甲基)丙烯酰胺、亚乙基双(甲基)丙烯酰胺、1,6-亚己基双(甲基)丙烯酰胺、1,8-亚辛基双(甲基)丙烯酰胺、二亚乙基三胺三(甲基)丙烯酰胺、二亚乙基三胺双(甲基)丙烯酰胺等。
除了上述之外,作为上述聚合性单体,例如可以举出使α,β-不饱和羧酸加成到丁二醇-1,4-二缩水甘油醚、环己烷二甲醇缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、二甘醇二缩水甘油醚、二聚丙二醇二缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、季戊四醇四缩水甘油醚、甘油三缩水甘油醚等含有缩水甘油基的化合物而得到的化合物,特开昭48-64183号、特公昭49-43191号、特公昭52-30490号各公报中记载的聚酯丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯低聚物类,使环氧化合物(例如丁二醇-1,4-二缩水甘油醚、环己烷二甲醇缩水甘油醚、二甘醇二缩水甘油醚、二聚丙二醇二缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、季戊四醇四缩水甘油醚、甘油三缩水甘油醚等)和(甲基)丙烯酸反应而得到的环氧丙烯酸酯类等多官能丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯,日本接着协会志vol.20,No.7,300~308页(1984年)记载的光固化性单体和低聚物,烯丙基酯(例如邻苯二甲酸二烯丙酯、己二酸二烯丙酯、丙二酸二烯丙酯、二烯丙基酰胺(例如二烯丙基乙酰胺等),阳离子聚合性的二乙烯基醚类(例如丁二醇-1,4-二乙烯基醚、环己烷二甲醇二乙烯基醚、乙二醇二乙烯基醚、二甘醇二乙烯基醚、二聚丙二醇二乙烯基醚、己二醇二乙烯基醚、三羟甲基丙烷三乙烯基醚、季戊四醇四乙烯基醚、甘油三乙烯基醚等),环氧化合物(例如丁二醇-1,4-二缩水甘油醚、环己烷二甲醇缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、二甘醇二缩水甘油醚、二聚丙二醇二缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、季戊四醇四缩水甘油醚、甘油三缩水甘油醚等),氧杂环丁烷类(例如1,4-双[(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲氧基)甲基]苯等),环氧化合物,氧杂环丁烷类(例如WO01/22165号公报中记载的化合物),N-β-羟乙基-β-(甲基丙烯酰胺)乙基丙烯酸酯、N,N-双(β-甲基丙烯酰氧乙基)丙烯酰胺、甲基丙烯酸烯丙酯等具有2个以上不同的烯键式不饱和双键的化合物等。
作为上述乙烯基酯类,例如可以举出琥珀酸二乙烯酯、己二酸二乙烯酯等。
这些多官能单体或低聚物可以单独使用1种,也可以将2种以上并用。
上述其他的聚合性单体,根据需要可以并用分子内含有1个聚合性基团的聚合性化合物(单官能单体)。
作为上述单官能单体,例如可以举出作为上述粘合剂的原料例示的化合物、特开平6-236031号公报中记载的2元的单((甲基)丙烯酰氧基烷基酯)单(卤代羟烷基酯)等单官能单体(例如γ-氯-β-羟丙基-β’-甲基丙烯酰氧乙基-邻苯二甲酸酯等)、特许2744643号公报、WO00/52529号小册子、特许2548016号公报等中记载的化合物。
作为上述感光层中聚合性化合物的含量,例如,优选5~90质量%,更优选15~60质量%,特别优选20~50质量%。
上述含量如果达到5质量%,遮盖膜的强度有时会降低,如果超过90质量%,保存时边缘融合(从卷端部的渗出故障)有时会恶化。
此外,作为聚合性化合物中具有2个以上上述聚合性基团的多官能单体的含量,优选5~100质量%,更优选20~100质量%,特别优选40~100质量%。
-光聚合引发剂- 作为上述光聚合引发剂,只要具有引发上述聚合性化合物聚合的能力,则并无特别限制,可以从公知的光聚合引发剂中适当选择,例如,优选对于紫外线范围到可见光的光线具有感光性,可以是与光激发的增感剂产生某种作用,生成活性自由基的活性剂,也可以是根据单体的种类引发阳离子聚合的引发剂。
此外,上述光聚合引发剂优选含有至少1种在约300~800nm(更优选330~500nm)的范围内具有至少约50的分子吸光系数的成分。
作为上述光聚合引发剂,例如可以举出卤代烃衍生物(例如具有三嗪骨架的物质、具有噁二唑骨架的物质等)、六芳基联咪唑、肟衍生物、有机过氧化物、硫代化合物、酮化合物、芳香族鎓盐、金属茂类等。其中,从感光层的感度、保存性和感光层与印刷线路板形成用基板的密合性等观点出发,优选具有三嗪骨架的卤代烃、肟衍生物、酮化合物、六芳基联咪唑类化合物。
作为上述六芳基联咪唑,例如可以举出2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑、2,2’-双(邻氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑、2,2’-双(2-溴苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑、2,2’-双(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑、2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四(3-甲氧基苯基)联咪唑、2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四(4-甲氧基苯基)联咪唑、2,2’-双(4-甲氧基苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑、2,2’-双(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑、2,2’-双(2-硝基苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑、2,2’-双(2-甲基苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑、2,2’-双(2-三氟甲基苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑、WO00/52529号公报记载的化合物等。
上述联咪唑类,例如,可以采用Bull.Chem.Soc.Japan,33,565(1960)和J.Org.Chem,36(16)2262(1971)公开的方法而容易地合成。
作为具有三嗪骨架的卤代烃化合物,例如可以举出若林等著,Bull.Chem.Soc.Japan,42,2924(1969)记载的化合物、英国专利1388492号说明书记载的化合物、特开昭53-133428号公报记载的化合物、德国专利3337024号说明书记载的化合物、F.C.Schaefer等的J.Org.Chem.;29,1527(1964)记载的化合物、特开昭62-58241号公报记载的化合物、特开平5-281728号公报记载的化合物、特开平5-34920号公报记载的化合物、美国专利第4212976号说明书记载的化合物等。
作为上述若林等著,Bull.Chem.Soc.Japan,42,2924(1969)记载的化合物,例如可以举出2-苯基-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-氯苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(2,4-二氯苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-甲基-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-正壬基-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、和2-(α,α,β-三氯乙基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪等。
作为上述英国专利1388492号说明书记载的化合物,例如可以举出2-苯乙烯基-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲氧基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲氧基苯乙烯基)-4-氨基-6-三氯甲基-1,3,5-三嗪等。
作为上述特开昭53-133428号公报记载的化合物,例如可以举出2-(4-甲氧基-萘甲酰-1-基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-乙氧基-萘甲酰-1-基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-[4-(2-乙氧基乙基)-萘甲酰-1-基]-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4,7-二甲氧基-萘甲酰-1-基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪和2-(乙酰基萘甲酰-5-基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪等。
作为上述德国专利3337024号说明书记载的化合物,例如可以举出2-(4-苯乙烯基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-(4-甲氧基苯乙烯基)苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(1-萘基亚乙烯基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-氯苯乙烯基苯基-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-噻吩-2-亚乙烯基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-噻吩-3-亚乙烯基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-呋喃-2-亚乙烯基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、和2-(4-苯并呋喃-2-亚乙烯基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪等。
作为上述F.C.Schaefer等的J.Org.Chem.;29,1527(1964)记载的化合物,例如可以举出2-甲基-4,6-双(三溴甲基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(三溴甲基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(二溴甲基)-1,3,5-三嗪、2-氨基-4-甲基-6-三(溴甲基)-1,3,5-三嗪和2-甲氧基-4-甲基-6-三氯甲基-1,3,5-三嗪等。
作为上述特开昭62-58241号公报记载的化合物,例如可以举出2-(4-苯基乙炔基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-萘基-1-乙炔基苯基-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-(4-甲苯基乙炔基)苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-(4-甲氧基苯基)乙炔基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-(4-异丙基苯基乙炔基)苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-(4-乙基苯基乙炔基)苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪等。
作为上述特开平5-281728号公报记载的化合物,例如可以举出2-(4-三氟甲基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(2,6-二氟苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(2,6-二氯苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(2,6-二溴苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪等。
作为上述特开平5-34920号公报记载的化合物,例如可以举出2,4-双(三氯甲基)-6-[4-(N,N-二乙氧基羰基甲基氨基)-3-溴苯基]-1,3,5-三嗪、美国专利第4239850号说明书中记载的三卤甲基-s-三嗪化合物、以及2,4,6-三(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-氯苯基)-4,6-双(三溴甲基)-s-三嗪等。
作为上述美国专利第4212976号说明书中记载的化合物,例如可以举出具有噁二唑骨架的化合物(例如2-三氯甲基-5-苯基-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(4-氯苯基)-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(1-萘基)-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(2-萘基)-1,3,4-噁二唑、2-三溴甲基-5-苯基-1,3,4-噁二唑、2-三溴甲基-5-(2-萘基)-1,3,4-噁二唑;2-三氯甲基-5-苯乙烯基-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(4-氯苯乙烯基)-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(4-甲氧基苯乙烯基)-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(1-萘基)-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(4-正丁氧基苯乙烯基)-1,3,4-噁二唑、2-三溴甲基-5-苯乙烯基-1,3,4-噁二唑等)等。
作为本发明中优选使用的肟衍生物,例如可以举出下述结构式(68)~(101)所示的化合物。
[化142]
结构式(68) 结构式(69)
结构式(70) 结构式(71)
结构式(72) 结构式(73)
结构式(74) 结构式(75)
结构式(76) 结构式(77)
结构式(78) [化143]
结构式(79)
结构式(80)
结构式(81)


结构式(84)结构式(85)
结构式(86) [化144]

结构式(87) 结构式(88)



结构式(91)

[化145]
结构式(95)

作为上述酮化合物,例如可以举出二苯甲酮、2-甲基二苯甲酮、3-甲基二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮、4-甲氧基二苯甲酮、2-氯二苯甲酮、4-氯二苯甲酮、4-溴二苯甲酮、2-羧基二苯甲酮、2-乙氧基羰基二苯甲酮、二苯甲酮四甲酸或其四甲基酯、4,4’-双(二烷基氨基)二苯甲酮类(例如4,4’-双(二甲基氨基)二苯甲酮、4,4’-双(二环己基氨基)二苯甲酮、4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮、4,4’-双(二羟乙基氨基)二苯甲酮、4-甲氧基-4’-二甲基氨基二苯甲酮、4,4’-二甲氧基二苯甲酮、4-二甲基氨基二苯甲酮、4-二甲基氨基苯乙酮、偶苯酰、蒽醌、2-叔丁基蒽醌、2-甲基蒽醌、菲醌、呫吨酮、噻吨酮、2-氯-噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、芴酮、2-苄基-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代-1-丙酮、2-羟基-2-甲基-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙醇低聚物、苯偶姻、苯偶姻醚类(例如苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻丙醚、苯偶姻异丙醚、苯偶姻苯醚、苄基二甲基缩酮)、吖啶酮、氯代吖啶酮、N-甲基吖啶酮、N-丁基吖啶酮、N-丁基-氯代吖啶酮等。
作为上述金属茂类,例如可以举出双(η5-2,4-环戊二烯-1-基)-双(2,6-二氟-3-(1H-吡咯-1-基)-苯基)钛、η5-环戊二烯基-η6-枯烯基-铁(1+)-六氟磷酸盐(1-)、特开昭53-133428号公报、特公昭57-1819号公报、特公昭57-6096号公报和美国专利第3615455号说明书中记载的化合物等。
此外,作为上述以外的光聚合引发剂,可以举出吖啶衍生物(例如9-苯基吖啶、1,7-双(9,9’-吖啶基)庚烷等)、N-苯基甘氨酸等、多卤素化合物(例如四溴化碳、苯基三溴甲基砜、苯基三氯甲基酮等)、香豆素类(例如3-(2-苯并呋喃甲酰基)-7-二乙基氨基香豆素、3-(2-苯并呋喃甲酰基)-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-(4-二乙基氨基肉桂酰基)-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、7-苯并三唑-2-基香豆素、以及特开平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号公报等中记载的香豆素化合物等)、胺类(例如4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸正丁酯、4-二甲基氨基苯甲酸苯乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸2-邻苯二甲酰亚氨乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸2-甲基丙烯酰氧基乙酯、五亚甲基双(4-二甲基氨基苯甲酸酯)、3-二甲基氨基苯甲酸的苯乙基酯、五亚甲基酯、4-二甲基氨基苯甲醛、2-氯-4-二甲基氨基苯甲醛、4-二甲基氨基苄醇、乙基(4-二甲基氨基苯甲酰基)乙酸酯、4-哌啶子基苯乙酮、4-二甲基氨基苯偶姻、N,N-二甲基-4-甲苯胺、N,N-二乙基-3-氨基苯乙醚、三苄胺、二苄基苯基胺、N-甲基-N-苯基苄胺、4-溴-N,N-二甲基苯胺、三(十二烷基)胺、氨基荧烃类(ODB、ODBII等)、结晶紫内酯、无色结晶紫等)、酰基氧化膦类(例如双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦、双(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基-戊基苯基氧化膦、LucirinTPO等)等。
此外,可以举出美国专利第2367660号说明书中记载的连位多酮醛基化合物、美国专利第2448828号说明书中记载的偶姻醚化合物、美国专利第2722512号说明书中记载的用α-烃取代的芳香族偶姻化合物、美国专利第3046127号说明书和美国专利第2951758号说明书中记载的多核醌化合物、特开2002-229194号公报中记载的有机硼化合物、自由基发生剂、三芳基锍盐(例如与六氟化锑、六氟磷酸酯的盐)、鏻盐化合物(例如(苯硫苯基)二苯基锍盐等)(作为阳离子聚合引发剂有效)、WO01/71428号公报记载的鎓盐化合物等。
上述光聚合引发剂可以单独使用1种,也可以将2种以上并用。作为2种以上的组合,例如可以举出美国专利第3549367号说明书中记载的六芳基联咪唑和4-氨基酮类的组合、特公昭51-48516号公报中记载的苯并噻唑化合物和三卤甲基-s-三嗪化合物的组合、以及芳香族酮化合物(例如噻吨酮等)和氢给体(例如含有二烷基氨基的化合物、酚化合物等)的组合、六芳基联咪唑和二茂钛的组合、香豆素类和二茂钛和苯基甘氨酸类的组合等。
作为上述感光层中光聚合引发剂的含量,优选0.1~30质量%,更优选0.5~20质量%,特别优选0.5~15质量%。
-其他成分- 作为上述其他成分,例如可以举出表面活性剂、增塑剂、发色剂、着色剂等,而且可以并用与基体表面的密合促进剂和其他助剂类(例如颜料、导电性粒子、填充剂、消泡剂、阻燃剂、流平剂、剥离促进剂、抗氧化剂、香料、热交联剂、表面张力调节剂、链转移剂等)。此外,通过适当含有这些成分,能够调节作为目标的图案形成材料的稳定性、照相性、印像性、膜物性等性质。
--增塑剂-- 为了控制上述感光层的膜物性(柔韧性),可以添加上述增塑剂。
作为上述增塑剂,例如可以举出邻苯二甲酸二甲酯、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、邻苯二甲酸二苯酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、邻苯二甲酸辛基·癸基酯等邻苯二甲酸酯类;三甘醇二乙酸酯、四甘醇二乙酸酯、二甲基二醇邻苯二甲酸酯、乙基邻苯二甲酰基乙醇酸乙酯、甲基邻苯二甲酰基乙醇酸乙酯、丁基邻苯二甲酰基乙醇酸丁酯、三甘醇二辛酸酯等二元醇酯类;磷酸三(甲苯)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、马来酸二丁酯等脂肪族二元酸酯类;柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、甘油三乙酰基酯、月桂酸丁酯、4,5-二环氧基环己烷-1,2-二甲酸二辛酯等,聚乙二醇、聚丙二醇等二元醇类。
作为上述增塑剂的含量,相对于上述感光层的全部成分,优选0.1~50质量%,更优选0.5~40质量%,特别优选1~30质量%。
--发色剂-- 为了给予曝光后的上述感光层可视像(印像功能),可以添加上述发色剂。
作为上述发色剂,例如可以举出三(4-二甲基氨基苯基)甲烷(无色结晶紫)、三(4-二乙基氨基苯基)甲烷、三(4-二甲基氨基-2-甲基苯基)甲烷、三(4-二乙基氨基-2-甲基苯基)甲烷、双(4-二丁基氨基苯基)-[4-(2-氰基乙基)甲基氨基苯基]甲烷、双(4-二甲基氨基苯基)-2-喹啉基甲烷、三(4-二丙基氨基苯基)甲烷等氨基三芳基甲烷类;3,6-双(二甲基氨基)-9-苯基黄嘌呤、3-氨基-6-二甲基氨基-2-甲基-9-(2-氯苯基)黄嘌呤等氨基黄嘌呤类;3,6-双(二乙基氨基)-9-(2-乙氧基羰基苯基)噻吨、3,6-双(二甲基氨基)噻吨等氨基噻吨类;3,6-双(二乙基氨基)-9,10-二氢-9-苯基吖啶、3,6-双(苄基氨基)-9,10-二氢-9-甲基吖啶等氨基-9,10-二氢吖啶类;3,7-双(二乙基氨基)吩噁嗪等氨基吩噁嗪类;3,7-双(乙基氨基)吩噻嗪酮等氨基吩噻嗪类;3,7-双(二乙基氨基)-5-己基-5,10-二氢吩嗪等氨基二氢吩嗪类;双(4-二甲基氨基苯基)苯胺基甲烷等氨基苯基甲烷类;4-氨基-4’-二甲基氨基二苯基胺、4-氨基-α,β-二氰基氢肉桂酸甲酯等氨基氢肉桂酸类;1-(2-萘基)-2-苯基肼等肼类;1,4-双(乙基氨基)-2,3-二氢蒽醌类的氨基-2,3-二氢蒽醌类;N,N-二乙基-4-苯乙基苯胺等苯乙基苯胺类;10-乙酰基-3,7-双(二甲基氨基)吩噻嗪等含有碱性NH的无色色素的酰基衍生物;三(4-二乙基氨基-2-甲苯基)乙氧基羰基萜烷等不具有能氧化的氢但能氧化为发色化合物的无色样化合物;无色靛类色素;美国专利3042515号和美国专利第3042517号记载的能氧化为发色形的有机胺类(例如4,4-乙二胺、二苯胺、N,N-二甲基苯胺、4,4-亚甲基二胺三苯胺、N-乙烯基咔唑),其中,优选无色结晶紫等三芳基甲烷类化合物。
此外,出于用于使上述无色体发色等目的,通常已知使上述发色剂与卤素化合物组合。
作为上述卤素化合物,例如可以举出卤代烃(例如四溴化碳、碘仿、溴代乙烯、二溴甲烷、戊基溴、异戊基溴、戊基碘、溴代异丁烯、丁基碘、二苯基甲基溴、六氯乙烷、1,2-二溴乙烷、1,1,2,2-四溴乙烷、1,2-二溴-1,1,2-三氯乙烷、1,2,3-三溴丙烷、1-溴-4-氯丁烷、1,2,3,4-四溴丁烷、四氯环丙烯、六氯环戊二烯、二溴环己烷、1,1,1-三氯-2,2-双(4-氯苯基)乙烷等);卤代醇化合物(例如2,2,2-三氯乙醇、三溴乙醇、1,3-二氯-2-丙醇、1,1,1-三氯-2-丙醇、二(碘代六亚甲基)氨基异丙醇、三溴叔丁醇、2,2,3-三氯丁烷-1,4-二醇等);卤代羰基化合物(例如1,1-二氯丙酮、1,3-二氯丙酮、六氯丙酮、六溴丙酮、1,1,3,3-四氯丙酮、1,1,1-三氯丙酮、3,4-二溴-2-丁酮、1,4-二氯-2-丁酮-二溴环己酮等);卤代醚化合物(例如2-溴乙基甲基醚、2-溴乙基乙基醚、二(2-溴乙基)醚、1,2-二氯乙基乙基醚等);卤代酯化合物(例如醋酸溴乙酯、三氯乙酸乙酯、三氯乙酸三氯乙酯、2,3-二溴丙基丙烯酸酯的均聚物和共聚物、二溴丙酸三氯乙酯、α,β-二氯丙烯酸乙酯等);卤代酰胺化合物(例如氯乙酰胺、溴乙酰胺、二氯乙酰胺、三氯乙酰胺、三溴乙酰胺、三氯乙基三氯乙酰胺、2-溴异丙酰胺、2,2,2-三氯丙酰胺、N-氯琥珀酰亚胺、N-溴琥珀酰亚胺等);具有硫或磷的化合物(例如三溴甲基苯基砜、4-硝基苯基三溴甲基砜、4-氯苯基三溴甲基砜、三(2,3-二溴丙基)磷酸酯等);2,4-双(三氯甲基)6-苯基三唑等。在有机卤素化合物中,优选具有结合到同一碳原子上的2个以上的卤素原子的卤素化合物,更优选具有结合到1个碳原子上的3个卤素原子的卤素化合物。上述有机卤素化合物可以单独使用1种,也可以将2种以上并用。其中,优选三溴甲基苯基砜、2,4-双(三氯甲基)-6-苯基三唑。
作为上述发色剂的含量,相对于上述感光层的全部成分,优选0.01~20质量%,更优选0.05~10质量%,特别优选0.1~5质量%。此外,作为上述卤素化合物的含量,相对于上述感光层的全部成分,优选0.001~5质量%,更优选0.005~1质量%。
--着色剂-- 作为上述着色剂,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出红色、绿色、蓝色、黄色、紫色、品红色、青色、黑色等公知的颜料或染料,具体地,可以举出可以举出维多利亚纯蓝BO(C.I.42595)、槐黄(C.I.41000)、脂溶黑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)、ホスタ一バ一ム红ESB(C.I.颜料紫19)、永久宝石红FBH(C.I.颜料红11)、法斯特尔粉红B苏普拉(C.I.颜料红81)、莫纳斯特拉尔坚牢蓝(C.I.颜料蓝15)、莫诺赖特坚牢黑B(C.I.颜料黑1)、炭黑。
此外,作为适宜制作滤色器的前述着色剂,例如可以举出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15:1、C.I.颜料蓝15:4、C.I.颜料蓝15:6、C.I.颜料蓝22、C.I.颜料蓝60、C.I.颜料蓝64、C.I.颜料黄139、C.I.颜料黄83、C.I.颜料紫23、特开2002-162752号公报的(0138)~(0141)中记载的着色剂等。作为前述着色剂的平均粒径,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如,优选5μm以下,更优选1μm以下。此外,制作滤色器时,作为前述平均粒径,优选0.5μm以下。
--染料-- 在上述感光层中,为了提高处理性而将感光性树脂组合物着色,或者以赋予保存稳定性为目的,可以使用染料。
作为前述染料,可以举出亮绿(例如其硫酸盐)、曙红、乙基紫、藻红B、甲基绿、结晶紫、碱性品红、酚酞、1,3-二苯基三嗪、茜素红S、百里酚酞、甲基紫2B、喹哪啶红、玫瑰红、米塔尼尔黄、百里酚磺酞、二甲苯酚蓝、甲基橙、橙IV、二苯基硫卡巴腙、2,7-二氯荧光素、对甲基红、刚果红、苯佐红紫4B、α-萘基-红、尼罗蓝A、非那西沙啉(phenacetarine)、甲基紫、孔雀绿、副品红、油蓝#603(オリエント化学工业社制)、若丹明B、若丹明6G、维多利亚纯蓝BOH等,其中,优选阳离子染料(例如孔雀绿草酸盐、孔雀绿硫酸盐等)。作为该阳离子染料的配对阴离子,可以是有机酸或无机酸的残基,例如可以举出溴酸、碘酸、硫酸、磷酸、草酸、甲磺酸、甲苯磺酸等的残基(阴离子)等。
作为上述染料的含量,相对于上述感光层的全部成分,优选0.001~10质量%,更优选0.01~5质量%,特别优选0.1~2质量%。
--密合促进剂-- 为了使各层间的密合性、或图案形成材料与基体的密合性提高,在各层中可以使用公知的所谓密合促进剂。
作为上述密合促进剂,优选举出例如特开平5-11439号公报、特开平5-341532号公报和特开平6-43638号公报等中记载的密合促进剂。具体可以举出苯并咪唑、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-硫酮、3-吗啉代甲基-5-苯基-噁二唑-2-硫酮、5-氨基-3-吗啉代甲基-噻二唑-2-硫酮、和2-巯基-5-甲硫基-噻二唑、三唑、四唑、苯并三唑、羧基苯并三唑、含有氨基的苯并三唑、硅烷偶联剂等。
作为上述密合促进剂的含量,相对于上述感光层的全部成分,优选0.001质量%~20质量%,更优选0.01~10质量%,特别优选0.1质量%~5质量%。
上述感光层可以含有例如J.コ一サ一著《Light Sensitive Systems(ライトセンシテイブシステムズ)》第5章记载的有机硫化合物、过氧化物、氧化还原系化合物、偶氮或重氮化合物、光还原性色素、有机卤素化合物等。
作为上述有机硫化合物,例如可以举出二正丁基二硫化物、二苄基二硫化物、2-巯基苯并噻唑、2-巯基苯并噁唑、苯硫酚、三氯甲磺酸乙酯、2-巯基苯并咪唑等。
作为上述过氧化物,例如可以举出过氧化二叔丁基、过氧化苯甲酰、甲基乙基酮过氧化物。
上述氧化还原化合物,由过氧化物和还原剂的组合构成,可以举出亚铁离子和过硫酸离子、铁离子和过氧化物等。
作为上述偶氮和重氮化合物,例如可以举出α,α’-偶氮二异丁腈、2-偶氮双-2-甲基丁腈、4-氨基二苯胺的重氮鎓类。
作为上述光还原性色素,例如可以举出玫瑰红、藻红、曙红、吖啶黄素、核黄素、硫堇。
--表面活性剂-- 为了改善制造本发明的上述图案形成材料时产生的面状斑,可以添加公知的表面活性剂。
作为上述表面活性剂,可以从例如阴离子类表面活性剂、阳离子类表面活性剂、非离子类表面活性剂、两性表面活性剂、含有氟的表面活性剂等中适当选择。
作为上述表面活性剂的含量,相对于感光性树脂组合物的固体成分,优选0.001~10质量%。
上述含量如果不足0.001质量%,有时无法获得面状改善的效果,如果超过10质量%,密合性有时会下降。
作为上述表面活性剂,除了上述的表面活性剂外,作为氟类表面活性剂,还优选举出高分子表面活性剂,该高分子表面活性剂具有丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯作为共聚成分,该丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯具有碳链3~20,含有40质量%以上的氟原子,并且从非结合末端数至少3个碳原子上结合的氢原子被氟取代的氟代脂肪族基。
作为上述感光层的厚度,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如,优选1~100μm,更优选2~50μm,特别优选4~30μm。此外,上述感光层可以为2层以上。
<保护膜> 上述图案形成材料可以在上述感光层上形成保护膜。
作为上述保护膜中含有的材料,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出聚丙烯树脂、聚乙烯树脂、乙烯-丙烯共聚树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂和作为上述支撑体使用的材料等。它们可以单独使用1种,也可以将2种以上并用。此外,上述保护膜可以是层合2层以上而形成的层合膜,作为该层合膜,优选举出例如将聚丙烯树脂膜和乙烯-丙烯共聚树脂膜层合而成的层合膜。
作为上述保护膜的市售品,例如可以举出王子制纸株式会社制、阿尔法(ALFAN)E-501、MA-410、E-200;帝人株式会社制、PS系列(PS-25等);塔玛泡里(TAMAPOLY)株式会社制、GF-1、GF-3、GF-8等。此外,也可以通过对市售的膜进行喷砂加工,制造上述保护膜。
作为上述保护膜的厚度,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如,优选5~100μm,更优选8~50μm,特别优选10~30μm。
使用上述保护膜时,例如,优选上述感光层和与该感光层邻接且为上述保护膜以外的层的粘接力A、与上述感光层和保护膜的粘接力B,存在粘接力A>粘接力B的关系。
作为上述支撑体和保护膜的组合(支撑体/保护膜),例如可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚丙烯、聚酰亚胺/聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯等。此外,通过对支撑体和保护膜的至少一方进行表面处理,能够满足上述粘接力的关系。为了提高与上述感光层的粘接力,可以实施上述支撑体的表面处理,例如可以举出下涂层的涂设、电晕放电处理、火焰处理、紫外线照射处理、高频照射处理、辉光放电照射处理、活性等离子照射处理、激光线照射处理等。
此外,作为上述支撑体和上述保护膜的静摩擦系数,优选0.3~1.4,更优选0.5~1.2。
如果上述静摩擦系数不足0.3,由于过滑,成为卷状时有时产生卷取错位,如果超过1.4,有时难以卷为良好的卷状。
上述图案形成材料,例如,优选卷取为圆筒状的卷芯,以长条状卷为卷状而保管。作为上述长条状的图案形成材料的长度,并无特别限制,可以从例如10m~20000m的范围中适当选择。此外,可以按用户容易使用的方式进行分割加工,将100m~1000m范围的长条体卷为卷状。再者,在这种情况下,优选按使上述支撑体为最外侧的方式进行卷取。此外,可以将上述卷状的图案形成材料分割为片状。保管时,从保护端面、防止边缘融合的观点出发,优选在端面设置分离器(特别是防湿性的分离器、装入干燥剂的分离器),此外,捆包也优选使用透湿性低的材料。
为了调节上述保护膜和上述感光层的粘接性,上述保护膜可以进行表面处理。就上述表面处理而言,例如,在上述保护膜的表面形成由聚有机硅氧烷、氟代聚烯烃、聚氟乙烯、聚乙烯醇等聚合物构成的下涂层。该下涂层的形成可以通过在上述保护膜的表面涂布上述聚合物的涂布液后,在30~150℃(特别是50~120℃)下使其干燥1~30分钟而形成。
<其他层> 作为上述其他层,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出缓冲垫层、阻挡层、剥离层、粘接层、光吸收层、表面保护层等层。上述图案形成材料可以单独具有这些层的1种,也可以具有2种以上。
上述本发明的图案形成材料中的上述感光层,优选用如下的光进行曝光采用具有n个接受来自光照射机构的光并射出的描素部的光调制机构,将来自上述光照射机构的光调制后,通过排列着微透镜的微透镜阵列的光,所述微透镜具有可以对上述描素部中射出面的变形产生的像差进行修正的非球面。对于上述光照射机构、上述描素部、上述光调制机构、上述非球面、上述微透镜和上述微透镜阵列将在后面进行详述。
[图案形成材料的制造方法] 上述图案形成材料例如可以如下所述进行制造。
首先,将上述感光层所含的材料溶解、乳化或分散到水或溶剂中,调制感光性树脂组合物溶液。
作为上述感光性树脂组合物溶液,并无特别限制,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、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮、二异丁酮等酮类;醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸正戊酯、硫酸甲酯、丙酸乙酯、邻苯二甲酸二甲酯、苯甲酸乙酯和乙酸甲氧基丙酯等酯类;甲苯、二甲苯、苯、乙苯等芳香族烃类;四氯化碳、三氯乙烯、氯仿、1,1,1-三氯乙烷、二氯甲烷、一氯苯等卤代烃类;四氢呋喃、二乙醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、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。它们可以单独使用1种,也可以将2种以上并用。此外,可以添加公知的表面活性剂。
其次,在上述支撑体上涂布上述感光性树脂组合物溶液,使其干燥而形成感光层,制造图案形成材料。
作为上述感光性树脂组合物溶液的涂布方法,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出喷涂法、辊涂法、旋转涂布法、狭缝涂布法、挤出涂布法、帘式涂布法、模涂法、凹版印刷涂布法、绕线棒涂布法、刮刀涂布法等各种涂布方法。
作为上述干燥的条件,因各成分、溶剂的种类、使用比例等而异,但通常为60~110℃的温度、30秒钟~15分钟左右。
本发明的图案形成材料由于能够抑制上述感光层的感度降低,能够以更小能量的光进行曝光,曝光速度提高,因此在处理速度提高方面是有利的。
本发明的图案形成材料由于能够抑制感光层的感度降低,并且可以形成高精细的图案,适宜用于各种图案的形成用、配线图案等永久图案的形成用、滤色器、柱材、加强筋材料、垫板、隔壁等液晶结构部件的制造用、全息照相、微机(micromachine)、校样(proof)等的图案形成用等,特别适用于本发明的图案形成方法和图案形成装置。
(图案形成装置和图案形成方法) 本发明的图案形成装置具有本发明的上述图案形成材料,至少具有光照射机构和光调制机构。
本发明的图案形成方法至少包含曝光工序,包含适当选择的其他工序。
再者,本发明的上述图案形成装置通过本发明的上述图案形成方法的说明而明确。
[曝光工序] 上述曝光工序是对本发明的图案形成材料中的感光层进行曝光的工序。对于本发明的上述图案形成材料,如上所述。
作为上述曝光的对象,只要是上述图案形成材料中的感光层,则并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如,优选对在基体上形成了上述图案形成材料而成的层合体进行。
作为前述基体,并无特别限制,可以从公知的材料中在表面平滑性高到具有凹凸的表面的基体中适当选择,但优选板状的基体(基板),具体可以举出公知的印刷线路板形成用基板(例如镀铜层合板)、玻璃板(例如钠玻璃板等)、合成树脂性的薄膜、纸、金属板等。
作为上述层合体中的层构成,并无特别限制,可以根据目的适当选择,但优选例如按如下顺序具有上述基体和上述感光层和上述支撑体的层构成。
作为上述层合体的形成方法,并无特别限制,可以根据目的适当选择,但优选边剥离上述保护膜边采用加热和加压的至少一者在上述基体上将上述图案形成材料层合。
作为上述加热温度,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如,优选15~180℃,更优选60~140℃。
作为上述加压的压力,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如,优选0.1~1.0MPa,更优选0.2~0.8MPa。
作为进行上述加热和加压的至少一者的装置,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以适当举出层合机、真空层合机等。
作为进行上述加热和加压的至少一者的装置,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以适当举出层合机(例如大成层合机社制、VP-II)等。
作为上述曝光,并无特别限制,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。
作为上述数字曝光,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如,优选根据要形成的图案形成信息而生成控制信号,使用根据该控制信号进行调制的光进行曝光。
作为上述数字曝光的机构,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出照射光的光照射机构、根据要形成的图案信息对由该光照射机构照射的光进行调制的光调制机构等。
<光调制机构> 作为上述光调制机构,只要能够对光进行调制,则并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如,优选具有n个描素部。
作为上述具有n个描素部的光调制机构,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如,优选空间光调制元件。
作为上述空间光调制元件,例如可以举出数字微镜器件(DMD)、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)型空间光调制元件(SLM;Special Light Modulator)、利用电光学效果对透过光进行调制的光学元件(PLZT元件)、液晶光阀(FLC)等,其中优选DMD。
此外,上述光调制机构优选具有根据将形成的图案信息而生成控制信号的图案信号生成机构。在这种情况下,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而对光进行调制。
作为上述控制信号,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以适当举出数字信号。
以下参照附图对上述光调制机构的一例进行说明。
如图1所示,DMD50是在SRAM单元(存储单元)60上将构成各个描素(像素pixel)的多个(例如1024个×768个)的微小镜(微镜)62排列为格子状的镜器件。在各像素中,在最上部设置有被支柱支撑的微镜62,在微镜62的表面蒸镀有铝等反射率高的材料。再者,微镜62的反射率为90%以上,其排列间距作为一例,纵向、横向均为13.7μm。此外,在微镜62的正下方,通过包含铰链和轭的支柱配置有在通常的半导体存储器的生产线中制造的硅栅的CMOS的SRAM单元60,全部构成为一体。
如果在DMD50的SRAM单元60中写入数字信号,被支柱支撑的微镜62以对角线为中心相对于配置有DMD50的基板侧在±α度(例如±12度)的范围内倾斜。图2A表示微镜62的开状态,即倾斜+α度的状态,图2B表示微镜62的关状态,即倾斜-α度的状态。因此,通过如图1所示根据图案信息对DMD50的各像素中的微镜62的倾斜进行控制,入射到DMD50的激光光B被反射到各个微镜62的倾斜方向。
再者,图1中将DMD50的一部分放大,表示将微镜62控制为+α度或-α度的状态的一例。各个微镜62的开关控制通过与DMD50连接的控制器302(参照图12)进行。此外,在用关状态的微镜62反射的激光B前进的方向上配置有光吸收体(未图示)。
此外,DMD50优选按其短边与副扫描方向成规定角度θ(例如0.1°~5°)而使其稍微倾斜地配置。图3A表示没有使DMD50倾斜时各微镜产生的反射光像(曝光光束)53的扫描轨迹,图3B表示使DMD50倾斜时曝光光束53的扫描轨迹。
在DMD50中,在长度方向配置有多个(例如1024个)微镜的微镜列在宽度方向排列成多组(例如756组),如图3B所示,通过使DMD50倾斜,各微镜产生的曝光光束53的扫描轨迹(扫描线)的间距P2变得比不使DMD50倾斜时的扫描线的间距P1窄,能够大幅度地提高析像清晰度。另一方面,由于DMD50的倾斜角是微小的,因此使DMD50倾斜时的扫描宽度W2和不使DMD50倾斜时的扫描宽度W1大致相同。
其次,对于提高上述光调制机构的调制速度的方法(以下称为“高速调制”)进行说明。
上述光调制机构优选可以根据图案信息从上述n个描素中对连续配置的任意不足n个的上述描素部进行控制。上述光调制机构的数据处理速度存在限度,与使用的描素数成正比例地决定每1行的调制速度,因此通过只使用连续排列的任意不足n个的描素部,每1行的调制速度变快。
以下参照附图对上述高速调制进行进一步说明。
如果从纤维阵列光源66向DMD50照射激光光B,DMD50的微镜在开状态时被反射的激光光通过透镜系统54、58而在图案形成材料150上成像。这样,从纤维阵列光源66射出的激光被每个描素开关,图案形成材料150在与DMD50的使用描素数大致相同的描素单元(曝光区域168)被曝光。此外,通过将图案形成材料150与平台152一起以一定速度移动,图案形成材料150被扫描器162沿与平台移动方向相反的方向副扫描,在每个曝光头166形成带状的已曝光区域170。
再者,在本例中,如图4A和图4B所示,在DMD50中,在主扫描方向排列了1024个微镜的微镜列在副扫描方向上排列有768组,但在本例中,通过上述控制器302(参照图12)进行控制以使只有部分微镜列(例如1024个×256列)驱动。
在这种情况下,可以如图4A所示使用配置在DMD50的中央部的微镜列,也可以如图4B所示使用配置在DMD50的端部的微镜列。此外,当部分微镜产生缺陷时,可以使用没有产生缺陷的微镜列等根据状况而适当改变使用的微镜列。
DMD50的数据处理速度存在限度,与使用的描素数成正例地决定每1行的调制速度,因此通过只使用部分微镜列,每1行的调制速度变快。另一方面,在相对于曝光面使曝光头连续地相对移动的曝光方式的情况下,不必使用全部副扫描方向的描素。
利用扫描器162进行的图案形成材料150的副扫描结束,用传感器164检测到图案形成材料150的后端时,平台152通过平台驱动装置304而沿着导轨158回复到位于门160的最上游侧的原点,再次沿着导轨158从门160的上游侧向下游侧以一定速度移动。
例如,当在768组的微镜列内只使用384组时,与使用全部768组时相比,能够每1行快2倍地进行调制。此外,当在768组的微镜列内只使用256组时,与使用全部768组时相比,能够每1行快3倍地进行调制。
如上所说明的那样,采用本发明的图案形成方法,具备在主扫描方向排列有1024个微镜的微镜列在副扫描方向排列有768组的DMD,通过采用控制器进行控制以只将部分微镜列驱动,与将全部的微镜列驱动时相比,每1行的调制速度加快。
此外,对于部分驱动DMD的微镜的例子进行说明,即使使用在与规定方向对应的方向的长度比与上述规定方向交叉的方向的长度长的基板上两维地排列有可根据各控制信号而改变反射面角度的多个微镜的细长的DMD,由于控制反射面角度的微镜的个数减少,因此也能够同样地使调制速度加快。
此外,作为上述曝光方法,优选边将曝光光与上述感光层相对地移动边进行,在这种情况下,优选与上述高速调制并用。这样能够在短时间内进行高速的曝光。
此外,如图5所示,可以通过采用扫描器162进行的向X方向的一次扫描对图案形成材料150的整个面进行曝光,也可以如图6A和图6B所示,用扫描器162在X方向对图案形成材料150进行扫描后,将扫描器162向Y方向移动1阶(step),在X方向上进行扫描,就这样反复地进行扫描和移动,从而用多次扫描将图案形成材料150的整个面曝光。再者,在该例中,扫描器162具备18个曝光头166。再者,曝光头至少具有上述光照射机构和上述光调制机构。
通过对上述感光层的部分区域进行上述曝光,使该部分区域固化,在后述的显像工序中,将上述固化的部分区域以外的未固化区域除去,形成图案。
以下,参照附图对包含上述光调制机构的图案形成装置的一例进行说明。
如图7所示,包含上述光调制机构的图案形成装置具备将片状的图案形成材料150吸附在表面而将其保持的平板状的平台152。
在被4根脚部154支撑的厚板状的设置台156的上面,设置有沿平台移动方向延伸的2根导轨158。将平台152配置为其长度方向向着平台移动方向,同时被导轨158以可往复移动的方式支撑着。再者,在上述图案形成装置中具有用于沿导轨158驱动平台152的未图示的驱动装置。
在设置台156的中央部,以横跨平台152的移动经路的方式设置有コ字状的门160。コ字状的门160的各个端部被固定在设置台156的两侧面。夹持该门160,在一侧设置有扫描器162,在另一侧设置有检测图案形成材料150的前端和后端的多个(例如2个)检测传感器164。扫描器162和检测传感器164分别安装在门160上,被固定配置在平台152的移动经路的上方。再者,扫描器162和检测传感器164与对它们进行控制的未图示的控制器连接。
如图8和图9B所示,扫描器162具备m行n列(例如3行5列)的大致排列为矩阵状的多个(例如14个)曝光头166。在该例中,按与图案形成材料150的宽的关系,在第3行配置了4个曝光头166。再者,当表示排列在第m行的第n列的各个曝光头时,表示为曝光头166mn。
曝光头166形成的曝光区域168是以副扫描方向为短边的矩形。因此,伴随平台152的移动,在图案形成材料150上每个曝光头166形成带状的已曝光区域170。再者,当表示排列在第m行的第n列的各个曝光头形成的曝光区域时,表示为曝光区域168mn。
此外,如图9A和图9B所示,排列为线状的各行的各个曝光头在排列方向上错开规定间隔(曝光区域的长边的自然数倍,在本例中为2倍)配置,以使带状的已曝光区域170在与副扫描方向垂直的方向上无间隙排列。因此,在第1行的曝光区域16811和曝光区域16812之间不能曝光的部分,能够通过第2行的曝光区域16821和第3行的曝光区域16831而曝光。
如图10和图11所示,各曝光头16611~166mn具备美国Texas仪器公司制的数字微镜器件(DMD)50作为根据图案信息对入射的光束进行调制的上述光调制机构(对每个描素进行调制的空间光调制元件)。DMD50与具有数据处理部和镜驱动控制部的上述控制器302(参照图12)连接。在该控制器302的数据处理部,根据输入的图案信息在每个曝光头166中生成对DMD50的应控制区域内的各微镜进行驱动控制的控制信号。再者,后面说明应控制的区域。此外,在镜驱动控制部,根据在图案信息处理部生成的控制信号,在每个曝光头166中控制DMD50的各微镜的反射面的角度。再者,后面将对反射面的角度的控制进行说明。
在DMD50的光入射侧按如下顺序配置有纤维阵列光源66,其具备光纤的射出端部(发光点)沿与曝光区域168的长边方向对应的方向排列为一列的激光射出部;对由纤维阵列光源66射出的激光光进行修正并使之集光于DMD上的透镜系统67;将透过透镜系统67的激光光向DMD50反射的镜69。再者,在图10中,简要地示出了透镜系统67。
如图11所详示的那样,透镜系统67由将作为从纤维阵列光源66射出的照明光的激光光B集光的集光透镜71、在通过集光透镜71的光的光路插入的棒状光学积分器(以下称为棒积分器)72、和配置于棒积分器72的前方即镜69侧的成像透镜74构成。集光透镜71、棒积分器72和成像透镜74将从纤维阵列光源66射出的激光光作为接近平行光并且光束截面内强度均匀化的光束而入射到DMD50。对于该棒积分器72的形状、作用,后面将进行详细说明。
由透镜系统67射出的激光光B在镜69处反射,通过TIR(全反射)棱镜70而被照射到DMD50。再者,在图10中,将该TIR棱镜70省略。
此外,在DMD50的光反射侧配置有成像光学系统51,其将在DMD50处被反射的激光光B成像到图案形成材料150上。该成像光学系统51在图10中进行了简要表示,如图11所详示的那样,由第1成像光学系统、第2成像光学系统、微透镜阵列55及孔隙阵列59构成,该第1成像光学系统由透镜系统52、54构成;该第2成像光学系统由透镜系统57、58构成;该微透镜阵列55插入到这些成像光学系统之间。
微透镜阵列55将与DMD50的各描素对应的多个微透镜55a排列为二维状。在本例中,由于如后所述只驱动DMD50的1024个×768列的微镜中的1024个×256列,因此与其对应配置有1024个×256列的微透镜55a。此外,微透镜55a的配置间距在纵向和横向均为41μm。作为一例,该微透镜55a的焦点距离为0.19mm,NA(数值孔径)为0.11,由光学玻璃BK7形成。再者,对于微透镜55a的形状,后面将详细说明。此外,各微透镜55a的位置上激光光B的光束直径为41μm。
此外,孔隙阵列59形成有与微透镜阵列55的各微透镜55a对应的多个孔隙(开口)59a。孔隙59a的直径例如为10μm。
上述第1成像光学系统将DMD50产生的像放大3倍并成像于微透镜阵列55上。然后,上述第2成像光学系统将经过了微透镜阵列55的像放大1.6倍并成像、投影于图案形成材料150上。因此,整体而言,DMD50产生的像被放大4.8倍,成像、投影于图案形成材料150上。
再者,在上述第2成像光学系统和图案形成材料150之间配置棱镜对73,通过使该棱镜对73在图11中在上下方向移动,可以调节图案形成材料150上的像的焦点。再者,在该图中,沿箭头F的方向对图案形成材料150进行副扫描输送。
作为上述描素部,只要能够接受并射出来自上述光照射机构的光,则并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如,当采用本发明的图案形成方法形成的图案为图像图案时,为像素,当上述光调制机构包含DMD时,为微镜。
作为上述光调制元件具有的描素部的数(上述n),并无特别限制,可以根据目的适当选择。
作为上述光调制元件中描素部的排列,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如,优选排列为二维状,更优选排列为格子状。
<光照射机构> 作为上述光照射机构,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出(超)高压水银灯、氙灯、碳弧灯、卤素灯、复印机用等的荧光管、LED、半导体激光器等公知光源、或可将2种以上的光合成而照射的机构,其中,优选将2种以上的光合成而照射的机构。
作为从上述光照射机构照射的光,例如,当通过支撑体进行光照射时,可以举出透过该支撑体并且将所使用的光聚合引发剂或增感剂活化的电磁波、紫外到可见光线、电子射线、X射线、激光光等,其中优选激光光,更优选将2种以上的光合成的激光(以下称为“合波激光”)。此外,将支撑体剥离后进行光照射时,也可以使用同样的光。
作为上述紫外到可见光线的波长,例如,优选300~1500nm,更优选320~800nm,特别优选330nm~650nm。
作为上述激光光的波长,例如,优选200~1500nm,更优选300~800nm,进一步优选330nm~500nm,特别优选400~450nm。
作为可以照射上述合波激光的机构,例如,优选具有多个激光器、多模光纤、将由该多个激光器分别照射的激光集光并使之结合于上述多模光纤的集合光学系统的机构。
以下参照图对于可以照射上述合波激光的机构(纤维阵列光源)进行说明。
如图27A所示,纤维阵列光源66具备多个(例如14个)激光模组64,多模光纤30的一端与各激光模组64结合。在多模光纤30的另一端结合有芯径与多模光纤30相同且包覆径比多模光纤30小的光纤31。如图27B所详示那样,多模光纤31的与光纤30相反侧的端部,沿与副扫描方向正交的主扫描方向并列7个,将它们排列成2列,从而构成激光射出部68。
由多模光纤31的端部构成的激光射出部68,如图27B所示,被夹入表面平坦的2片支撑板65中而被固定。此外,为了对其进行保护,优选在多模光纤31的光射出端面配置玻璃等透明的保护板。由于光密度高,因此多模光纤31的光射出端面容易集尘、容易劣化,但通过配置上述的保护板,可以防止尘埃附着到端面上,而且使劣化变慢。
在该例中,由于将包覆径小的光纤31的射出端无间隙地排列成1列,在包覆径大的部分邻接的2根多模光纤30之间重叠多模光纤30,在重叠的多模光纤30上结合的光纤31的射出端以如下方式排列被夹持于在包覆径大的部分邻接的2根多模光纤30上结合的光纤31的2个射出端之间。
这样的光纤,例如,如图28所示,通过在包覆径大的多模光纤30的激光光射出侧的顶端部分使长1~30cm的包覆径小的光纤31同轴地结合而得到。通过将光纤31的入射端面与多模光纤30的射出端面以两光纤的中心轴一致的方式融合而使2根光纤结合。如上所述,光纤31的芯31a的直径大小与多模光纤30的芯30a的直径相同。
此外,可以使将包覆径小的光纤与长度短且包覆径大的光纤融合而成的短光纤借助套圈、光连接器等结合到多模光纤30的射出端。通过使用连接器等以可以装卸的方式结合,当包覆径小的光纤破损时等,顶端部分的更换变得容易,能够使曝光头的维护所需的成本降低。再者,以下有时将光纤31称为多模光纤30的射出端部。
作为多模光纤30和光纤31,可以是阶梯折射率型(step index)光纤、缓变折射率型(graded index)光纤、和复合型光纤的任何一种。例如,可以使用三菱电线工业株式会社制的阶梯折射率型光纤。在本实施方式中,多模光纤30和光纤31是阶梯折射率型光纤,多模光纤30为包覆径=125μm、芯径=50μm、NA=0.2、入射端面涂层的透过率=99.5%以上,光纤31为包覆径=60μm、芯径=50μm、NA=0.2。
一般对于红外区域的激光光,如果使光纤的包覆径减小,则输送损失增加。因此,根据激光光的波长范围确定适合的包覆径。但是,波长越短则输送损失减少,对于由GaN系半导体激光器射出的波长405nm的激光光,即使使包覆的厚度{(包覆径-芯径)/2}为输送800nm的波长范围的红外光时的1/2左右、输送通信用的1.5μm的波长范围的红外光时的约1/4,输送损失几乎没有增加。因此,可以使包覆径减小到60μm。
但是,光纤31的包覆径并没有限定于60μm。在现有的纤维阵列光源中使用的光纤的包覆径为125μm,包覆径越小则焦点深度越深,因此多模光纤的包覆径优选为80μm以下,更优选为60μm以下,进一步优选40μm以下。另一方面,芯径必须至少为3~4μm,因此光纤31的包覆径优选为10μm以上。
激光模组64由图29所示的合波激光光源(纤维阵列光源)构成。该合波激光光源由排列固定在加热块10上的多个(例如7个)芯片状的横多模或单模的GaN系半导体激光器LD1、LD2、LD3、LD4、LD5、LD6和LD7,与各个GaN系半导体激光器LD1~LD7对应而设置的准直透镜11、12、13、14、15、16和17,一个集光透镜20,和1根多模光纤30构成。再者,半导体激光器的个数并不限定于7个。例如,对于包覆径=60μm、芯径=50μm、NA=0.2的多模光纤,可以入射20多个半导体激光光,能够实现曝光头的所需光量,并且使光纤根数进一步减少。
GaN系半导体激光器LD1~LD7的振荡波长全部是共通(例如405nm)的,最大输出功率也全部是共通(例如,对于多模激光为100mW,对于单模激光为30mW)的。再者,作为GaN系半导体激光器LD1~LD7,可以使用在350nm~450nm的波长范围中具备上述405nm以外的振荡波长的激光。
如图30和图31所示,上述合波激光光源与其他光学要素一起装在上方开口的箱状的壳体40内。壳体40具备用于将其开口关闭而制作的壳体盖41,脱气处理后导入密封气体,通过用壳体盖41将壳体40的开口关闭,将上述合波激光光源气密密封于由壳体40和壳体盖41形成的闭空间(封闭空间)内。
在壳体40的底面上固定有基板42,在该基板42的上面安装有上述加热块10、保持集光透镜20的集光透镜支架45、保持多模光纤30的入射端部的纤维支架46。多模光纤30的射出端部从在壳体40的壁面上形成的开口引出到壳体外。
此外,在加热块10的侧面安装有准直透镜支架44,保持着准直透镜11~17。在壳体40的横壁面上形成有开口,通过该开口将向GaN系半导体激光器LD1~LD7供给驱动电流的配线47引出到壳体外。
再者,在图31中,为了避免使图复杂化,在多个GaN系半导体激光器中只将GaN系半导体激光器LD7标上编号,在多个准直透镜中只将准直透镜17标上编号。
图32表示上述准直透镜11~17的安装部分的正面形状。各个准直透镜11~17形成为用平行的平面将含有具备非球面的圆形透镜的光轴的区域切为细长的形状。该细长形状的准直透镜例如可以通过对树脂或光学玻璃进行模塑成型而形成。准直透镜11~17以长度方向与GaN系半导体激光器LD1~LD7的发光点的排列方向(图32的左右方向)正交的方式,在上述发光点的排列方向上密接配置。
另一方面,作为GaN系半导体激光器LD1~LD7,可以使用具备发光宽度为2μm的活性层,与活性层平行的方向、直角的方向的扩展角分别为例如10°、30°的状态下发出各激光光B1~B7的激光器。这些GaN系半导体激光器LD1~LD7以在与活性层平行的方向上将发光点排成1列的方式配置。
因此,由各发光点发出的激光光B1~B7,如上所述对于细长形状的各准直透镜11~17,以扩展角度大的方向与长度方向一致、扩展角度小的方向与宽度方向(与长度方向直交的方向)一致的状态入射。即,各准直透镜11~17的宽为1.1mm,长为4.6mm,入射其中的激光光B1~B7的水平方向、垂直方向的光束直径分别为0.9mm、2.6mm。此外,各个准直透镜11~17为焦点距离f1=3mm,NA=0.6,透镜配置间距=1.25mm。
集光透镜20用平行平面将含有具备非球面的圆形透镜的光轴的区域切为细长,形成为准直透镜11~17的排列方向即水平方向长、与其成直角的方向短的形状。该集光透镜20为焦点距离f2=23mm,NA=0.2。该集光透镜20也可以通过例如对树脂或光学玻璃进行模塑成型而形成。
此外,由于在照明DMD的光照射机构中使用将合波激光光源的光纤的射出端部排列为阵列状的高亮度的纤维阵列光源,因此能够实现高输出功率且具备深焦点深度的图案形成装置。此外,由于各纤维阵列光源的输出功率增大,因此获得所希望的输出功率所需的纤维阵列光源数减少,实现了图案形成装置的低成本化。
此外,由于使光纤的射出端的包覆径比入射端的包覆径小,因此发光部径变得更小,实现纤维阵列光源的高亮度化。这样能够实现具备更深焦点深度的图案形成装置。例如,在光束直径1μm以下、析像清晰度0.1μm以下的超高析像清晰度曝光的情况下,也能获得深焦点深度,可以进行高速且高精细的曝光。因此适于需要高析像清晰度的薄膜晶体管(TFT)的曝光工序。
此外,作为上述光照射机构,并不限于具备多个上述合波激光光源的纤维阵列光源,例如,可以使用纤维光源阵列化的纤维阵列光源,所述纤维光源具备将从具有1个发光点的单一半导体激光器入射的激光光射出的1根光纤。
此外,作为具备多个发光点的光照射机构,例如,如图33所示,可以使用在加热块100上排列有多个(例如7个)芯片状的半导体激光器LD1~LD7的激光器阵列。此外,已知图34所示的将多个(例如5个)发光点110a在规定方向上排列的芯片状的多腔激光器110。多腔激光器110与排列芯片状的半导体激光器时相比,由于能够位置精度高地排列发光点,因此容易将从各发光点射出的激光光合波。但是,如果发光点增多,在激光制造时多腔激光器110容易产生变形,因此优选使发光点110a的个数为5个以下。
作为上述光照射机构,可以使用该多腔激光器110、或如图34B所示那样在加热块100上将多个多腔激光器110在与各芯片的发光点110a的排列方向相同的方向上排列的多腔激光器阵列作为激光光源。
此外,合波激光光源并不限定于将从多个芯片状的半导体激光器射出的激光光合波。例如,如图21所示,可以使用具备具有多个(例如3个)发光点110a的芯片状的多腔激光器110的合波激光光源。该合波激光光源具备多腔激光器110、1根多模光纤130、和集光透镜120而构成。多腔激光器110可以由例如振荡波长405nm的GaN系激光二极管构成。
在上述构成中,由多腔激光器110的多个发光点110a的每个射出的各激光光B分别被集光透镜120集光,入射到多模光纤130的芯130a。入射到芯130a的激光光在光纤内传输,合波为1根而射出。
将多腔激光器110的多个发光点110a并列设置在与上述多模光纤130的芯径大致相等的宽度内,同时通过使用与多模光纤130的芯径大致相等的焦点距离的凸透镜、只在与其活性层垂直的面内对来自多腔激光器110的射出光束进行校准的棒透镜作为集光透镜120,可以使激光光B与多模光纤130的结合效率提高。
此外,如图35所示,可以使用具备激光器阵列140的合波激光光源,所述激光器阵列140使用备有多个(例如3个)发光点的多腔激光器110,在加热块111上相互以等间隔排列多个(例如9个)多腔激光器110而成。多个多腔激光器110排列固定在与各芯片的发光点110a的排列方向相同的方向上。
该合波激光光源具备激光器阵列140、与各多腔激光器110对应配置的多个透镜阵列114、在激光器阵列140和多个透镜阵列114之间配置的1根棒透镜113、1根多模光纤130、和集光透镜120而构成。透镜阵列114具备与多腔激光器110的发光点对应的多个微透镜。
在上述构成中,由多个多腔激光器110的多个发光点10a的每个射出的各个激光光B,在被棒透镜113集光于规定方向后,通过透镜阵列114的各微透镜而成为平行光。平行光化的激光光L被集光透镜120集光,入射到多模光纤130的芯130a。入射到芯130a的激光光在光纤内传输,合波为1根而射出。
再例示其他合波激光光源。该合波激光光源,如图36(A)和(B)所示,在大致矩形的加热块180上搭载有光轴方向的截面为L字形的加热块182,在2个加热块间形成收纳空间。在L字形的加热块182的上面,在与各芯片的发光点110a的排列方向相同的方向上,使将多个发光点(例如5个)排列为阵列状的多个(例如2个)多腔激光器110等间隔地排列而固定。
在大致矩形的加热块180中形成有凹部,在加热块180的空间侧上面配置有将多个发光点(例如5个)排列为阵列状的多个(例如2个)多腔激光器110,使该发光点位于与配置在加热块182上面的激光芯片的发光点相同的垂直面上。
在多腔激光器110的激光光射出侧配置有与各芯片的发光点110a对应而排列有准直透镜的准直透镜阵列184。准直透镜阵列184的配置使得各准直透镜的长度方向和激光光的扩展角大的方向(快轴方向)一致,各准直透镜的宽度方向与扩展角小的方向(慢轴方向)一致。这样,通过使准直透镜阵列化、一体化,激光光的空间利用效率提高,实现了合波激光光源的高功率化,同时零件点数减少,成本降低。
此外,在准直透镜阵列184的激光光射出侧,配置有1根多模光纤130、将激光光集光于该多模光纤130的入射端而结合的集光透镜120。
在上述构成中,由配置在激光块180、182上的多个多腔激光器110的多个发光点10a的每个射出的各激光光B,通过准直透镜阵列184而成为平行光,被集光透镜120集光,入射到多模光纤130的芯130a。入射到芯130a的激光光在光纤内传输,合波为1根而射出。
上述合波激光光源,如上所述,通过多腔激光器的多段配置和准直透镜的阵列化,尤其能够实现高功率化。通过使用该合波激光光源,能够构成更高亮度的纤维阵列光源、束纤维光源,特别适合作为构成本发明的图案形成装置的激光光源的纤维光源。
再者,将上述各合波激光光源收纳在壳体内,可以构成从该壳体将多模光纤130的射出端部引出的激光模组。
此外,对于在合波激光光源的多模光纤的射出端结合芯径与多模光纤相同且包覆径比多模光纤小的其他光纤从而实现纤维阵列光源的高亮度化的例子进行了说明,例如,也可以在射出端不与其他光纤结合而使用包覆径为125μm、80μm、60μm等的多模光纤。
这里对本发明的上述图案形成方法进一步说明。
在扫描器162的各曝光头166中,由构成纤维阵列光源66的合波激光光源的GaN系半导体激光器LD1~LD7的每个以发散光状态射出的激光光B1、B2、B3、B4、B5、B6和B7的每个,被对应的准直透镜11~17平行光化。成为平行光的激光光B1~B7被集光透镜20集光,会聚于多模光纤30的芯30a的入射端面。
在本例中,集光光学系统由准直透镜11~17和集光透镜20构成,合波光学系统由该集光光学系统和多模光纤30构成。即,如上所述由集光透镜20集光的激光光B1~B7入射到该多模光纤30的芯30a,在光纤内传输,合波为1根激光光B,从与多模光纤30的射出端部结合的光纤31射出。
在各激光模组中,当激光光B1~B7与多模光纤30的结合效率为0.85,GaN系半导体激光器LD1~LD7的各输出功率为30mW时,对于排列为阵列状的各个光纤31,能够得到功率180mW(=30mW×0.85×7)的合波激光光B。因此,在将6根光纤31排列为阵列状的激光射出部68的功率为约1W(=180mW×6)。
在纤维阵列光源66的激光射出部68中,如上所述高亮度的发光点沿主扫描方向排列为一列。使来自单一半导体激光器的激光光结合于1根光纤的现有的纤维光源为低功率,因此如果不排列多列,则不能得到所希望的功率,但上述合波激光光源为高功率,因此即使是少数列,例如1列,也能得到所希望的功率。
例如,对于1比1使半导体激光器和光纤结合的现有的纤维光源,通常使用功率30mW(毫瓦)左右的激光器作为半导体激光器,使用芯径50μm、包覆径125μm、NA(数值孔径)0.2的多模光纤作为光纤,因此要想得到约1W(瓦)的输出,必须捆48根(8×6)多模光纤,发光区域的面积为0.62mm2(0.675mm×0.925mm),因此在激光射出部68的亮度为1.6×106(W/m2),每1根光纤的亮度为3.2×106(W/m2)。
与此相比,当上述光照射机构为可以照射合波激光的机构时,能够以6根多模光纤获得约1W的功率,在激光射出部68的发光区域的面积为0.0081mm2(0.325mm×0.025mm),因此在激光射出部68的亮度为123×106(W/m2),与现有技术相比能够实现约80倍的高亮度化。此外,每1根光纤的亮度为90×106(W/m2),与现有技术相比能够实现约28倍的高亮度化。
在这里,参照图37A和图37B,对现有的曝光头和本实施方式的曝光头的焦点深度的不同进行说明。现有曝光头的束状纤维光源的发光区域的副扫描方向的直径为0.675mm,曝光头的纤维阵列光源的发光区域的副扫描方向的直径为0.025mm。如图37A所示,对于现有的曝光头,由于光照射机构(束状纤维光源)1的发光区域大,因此向DMD3入射的光束的角度增大,结果向扫描面5入射的光束的角度增大。因此,对于集光方向(焦点方向的错位),光束直径容易变粗。
另一方面,如图37B所示,对于本发明的图案形成装置中的曝光头,由于纤维阵列光源66的发光区域的副扫描方向的直径小,因此通过透镜系统67而入射到DMD50的光束的角度变小,结果入射到扫描面56的光束的角度变小。即,焦点深度变深。在该例中,发光区域的副扫描方向的直径为现有技术的约30倍,能够获得大致与衍射极限相当的焦点深度。因此,适于微小点的曝光。对该焦点深度的效果,曝光头的所需光量越大则越显著,越有效。在该例中,投影到曝光面上的1描素尺寸为10μm×10μm。再者,DMD是反射型的空间光调制元件,图37A和图37B是用于说明光学关系的展开图。
与曝光图案对应的图案信息被输入到与DMD50连接的未图示的控制器中,暂时存储在控制器内的帧存储器中。该图案信息为用2值(有无点的记录)表示构成图像的各描素的浓度的数据。
将图案形成材料150吸附在表面的平台152,通过未图示的驱动装置,沿着导轨158从门160的上游侧向下游侧以一定速度移动。当平台152从门160下通过时,通过安装在门160上的检测传感器164检测到图案形成材料150的前端,则存储在帧存储器内的图案信息以每次多行被顺次读出,根据在数据处理部中读取的图案信息,在各曝光头166生成控制信号。此外,通过镜驱动控制部,根据生成的控制信号在每个曝光头166对DMD50的各个微镜进行开关控制。
如果由纤维阵列光源66向DMD50照射激光光,DMD50的微镜为开状态时被反射的激光光,被透镜系统54、58成像于图案形成材料150的被曝光面56上。这样由纤维阵列光源66射出的激光被每个像素开关,图案形成材料150在与DMD50的使用描素数大致相同的描素单元(曝光区域168)中被曝光。此外,通过使图案形成材料150与平台152一起以一定速度移动,图案形成材料150被扫描器162在与平台移动方向相反的方向上被副扫描,在每个曝光头166形成带状的已曝光区域170。
<微透镜阵列> 上述曝光优选使上述调制过的光通过微透镜阵列进行,可以进一步通过孔隙阵列、成像光学系统等进行。
作为上述微透镜阵列,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以适当举出排列有微透镜的阵列,所述微透镜具有可以对上述描素部的射出面的变形产生的像差进行修正的非球面。
作为上述非球面,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如,优选复曲面。
以下参照附图对上述微透镜阵列、上述孔隙阵列和上述成像光学系统等进行说明。
图13A表示曝光头,其由DMD50、向DMD50照射激光光的光照射机构144、将在DMD50反射的激光光放大并成像的透镜系统(成像光学系统)454、458、对应于DMD50的各描素部配置有多个微透镜474的微透镜阵列472、对应于微透镜阵列472的各微透镜而设置有多个孔隙478的孔隙阵列476、使通过了孔隙的激光光在被曝光面56上成像的透镜系统(成像光学系统)480、482构成。
其中,图14表示对构成DMD50的微镜62的反射面的平面度测定的结果。在该图中,用等高线连接反射面高度相同的位置而进行表示,等高线的间距为5nm。再者,该图中所示的x方向和y方向为微镜62的2个对角线方向,微镜62以在y方向上延伸的旋转轴为中心如上所述进行旋转。此外,图15A和图15B分别表示沿上述x方向、y方向的微镜62的反射面的高度位置变化。
如图14、图15A和图15B所示,微镜62的反射面存在变形,而且如果特别注意镜中央部,1个对角线方向(y方向)的变形比另一对角线方向(x方向)的变形大。因此,可产生如下问题被微透镜阵列55的微透镜55a集光的激光光B在集光位置的形状发生变形。
在本发明的图案形成方法中,为了防止上述问题,微透镜阵列55的微透镜55a具有与以往不同的特殊形状。以下对这点进行详细说明。
图16A和图16B分别详细地表示微透镜阵列55整体的正面形状和侧面形状。在这些图中,也标注了微透镜阵列55的各部的尺寸,它们的单位为mm。在本发明的图案形成方法中,如前面参照图4进行说明的那样,对DMD50的1024个×256列的微镜62进行驱动,与其对应微透镜阵列55将横向并列着1024个的微透镜55a的列在纵向并列256列而构成。再者,在图16A中,将微透镜阵列55排列顺序的横向用j表示,将纵向用k表示。
此外,图17A和图17B分别表示微透镜阵列55中1个微透镜55a的正面形状和侧面形状。再者,图17A中一并示出了微透镜55a的等高线。各微透镜55a的光射出侧的端面具有对微镜62的反射面的变形产生的像差进行修正的非球面形状。更具体地说,微透镜55a为复曲透镜,光学上与上述x方向对应的方向的曲率半径Rx=-0.125mm,与上述y方向对应的方向的曲率半径Ry=-0.1mm。
因此,在与上述x方向和y方向平行的截面内的激光光B的集光状态简要地分别如图18A和图18B所示。即,将与x方向平行的截面内和与y方向平行的截面内进行比较,后者的截面内微透镜55a的曲率半径更小,焦点距离更短。
采用计算机对使微透镜55a为上述形状时的该微透镜55a的集光位置(焦点位置)附近的光束直径进行模拟,将其结果示于图19A~图19D。此外,为了比较,对于微透镜55a为曲率半径Rx=Ry=-0.1mm的球面形状时,进行同样的模拟,将其结果示于图20A~D。再者,各图中的z的值用微透镜55a距光束射出面的距离表示微透镜55a的焦点方向的评价位置。
此外,上述模拟中使用的微透镜55a的面形状由下述计算式计算。
[数1] 其中,在上述计算式中,Cx表示x方向的曲率(=1/Rx),Cy表示y方向的曲率(=1/Ry),X表示关于x方向的距离透镜光轴O的距离,Y表示关于y方向的距离透镜光轴O的距离。
对图19A~D和图20A~图20D进行比较可知,在本发明的图案形成方法中,通过使微透镜55a成为与y方向平行的截面内的焦点距离比与x方向平行的截面内的焦点距离小的复曲透镜,其集光位置附近的光束形状的变形得到抑制。如果是这样,可以在图案形成材料150上曝光无变形、更高精细的图像。此外可知,图19A~图19D中所示的本实施方式中光束直径小的区域更宽,即焦点深度更大。
再者,当微镜62的中央部关于x方向和y方向的变形的大小关系与上述相反时,如果由与x方向平行的截面内的焦点距离比与y方向平行的截面内的焦点距离小的复曲透镜构成微透镜,同样可以在图案形成材料150上曝光无变形、更高精细的图像。
此外,配置于微透镜阵列55的集光位置附近的孔隙阵列59,其配置使在该各孔隙59a中只入射经过了与其对应的微透镜55a的光。即,通过设置该孔隙阵列59,防止在各孔隙59a中入射来自与其不对应的邻接的微透镜55a的光,消光比得到提高。
原本,如果使以上述目的设置的孔隙阵列59的孔隙59a的直径减小某种程度,也能获得抑制在微透镜55a的集光位置处光束形状变形的效果。但是,在这种情况下,被孔隙阵列59遮挡的光量进一步增多,使光利用效率降低。与其相对,在使微透镜55a为非球面形状时,由于没有遮挡光,因此光利用效率也保持在高水平。
此外,在本发明的图案形成方法中,微透镜55a可以是2次的非球面形状,也可以是更高次(4次、6次...)的非球面形状。通过采用上述高次的非球面形状,能够使光束形状进一步高精细。
此外,在以上说明的实施方式中,微透镜55a的光射出侧的端面为非球面(复曲面),但通过由使2个光通过端面的一个为球面、使另一个为圆柱面的微透镜构成微透镜阵列,也能够获得与上述实施方式同样的效果。
此外,在以上说明的实施方式中,微透镜阵列55的微透镜55a成为对微镜62的反射面的变形产生的像差进行修正的非球面形状,但即使不采用这样的非球面形状,而是使构成微透镜阵列的各微透镜具有对微镜62的反射面的变形产生的像差进行修正的折射率分布,也能获得同样的效果。
将这样的微透镜55a的一例示于图22A和图22B。图22A和图22B分别表示该微透镜155a的正面形状和侧面形状,如图所示,该微透镜155a的外形形状为平行平板状。再者,该图中的x、y方向如上所述。
此外,图23A和图23B简要地表示该微透镜155a产生的在与上述x方向和y方向平行的截面内的激光光B的集光状态。该微透镜155a具有从光轴O向外方依次增大的折射率分布,在该图中微透镜155a内表示的虚线表示其折射率从光轴O以规定的等间距变化的位置。如图所示,对与x方向平行的截面内和与y方向平行的截面内进行比较,后者的截面内微透镜155a的折射率变化的比例更大,焦点距离更短。使用由这样的折射率分布型透镜构成的微透镜阵列,也可以获得与使用上述微透镜阵列55时同样的效果。
再者,如前面图17A、图17B、图18A和图18B所示的微透镜55a那样,在使面形状为非球面的微透镜中,可以同时给予上述折射率分布,通过面形状和折射率分布两者,对微镜62的反射面的变形产生的像差进行修正。
此外,在上述实施方式中,对构成DMD50的微镜62的反射面的变形产生的像差进行了修正,在使用DMD以外的空间光调制元件的本发明的图案形成方法中,当该空间光调制元件的描素部的面存在变形时,也可以应用本发明对该变形产生的像差进行修正,防止光束形状产生变形。
以下对上述成像光学系统进行进一步说明。
在上述曝光头中,如果从光照射机构144照射激光光,被DMD50向开方向反射的光束线的截面积被透镜系统454、458放大数倍(例如2倍)。放大的激光被微透镜阵列472的各微透镜集光并与DMD50的各描素部对应,通过孔隙阵列476对应的孔隙。通过了孔隙的激光被透镜系统480、482成像于被曝光面56上。
在该成像光学系统中,被DMD50反射的激光光被放大透镜454、458放大数倍而投影于被曝光面56,因此整个图像区域变宽。此时,如果没有配置微透镜阵列472和孔隙阵列476,如图13B所示,投影于被曝光面56的各光束点BS的1描素尺寸(点尺寸)与曝光区域468的尺寸对应且较大,表示曝光区域468的鲜锐度的MTF(Modulation Transfer Function)特性降低。
另一方面,当配置了微透镜阵列472和孔隙阵列476时,被DMD50反射的激光光被微透镜阵列472的各微透镜集光并与DMD50的各描素部对应。这样,如图13C所示,即使曝光区域被扩大,也能够使各光束点BS的点尺寸缩小到所希望的大小(例如10μm×10μm),能够防止MTF特性的降低,进行高精细的曝光。再者,曝光区域468倾斜是因为为使描素间不存在间隙而倾斜配置DMD50的缘故。
此外,即使存在微透镜的像差产生的光束变粗,也能够采用孔隙阵列对光束进行整形以使被曝光面56上的点尺寸达到一定大小,同时从对应于各描素而设置的孔隙阵列中通过,能够防止邻接的描素间的串扰。
此外,通过在光照射机构144中使用后述的高亮度光源,从透镜458入射到微透镜阵列472的各微透镜的光束的角度变小,因此能够防止邻接的像素的光束的一部分入射。即,能够实现高消光比。
<其他光学系统> 在本发明的图案形成方法中,可以与从公知的光学系统中适当选择的其他光学系统并用,例如可以举出由1对组合透镜构成的光量分布修正光学系统等。
上述光量分布修正光学系统,通过使各射出位置的光束宽度变化以使周边部的光束宽度与接近光轴的中心部的光束宽度的比在入射侧大于在射出侧,当向DMD照射来自光照射机构的平行光束时,进行修正以使被照射面的光量分布达到大致均一。以下参照附图对上述光量分布修正光学系统进行说明。
首先,如图24A所示,对于在入射光束和射出光束方面其整体的光束宽度(总光束宽度)H0、H1相同的情况进行说明。再者,在图24A中,符号51、52表示的部分表示假设的上述光量分布修正光学系统的入射面和射出面。
在上述光量分布修正光学系统中,使入射到接近光轴Z1的中心部的光束和入射到周边部的光束的各自的光束宽度h0、h1相同(h0=h1)。上述光量分布修正光学系统施以如下作用在入射侧相对于相同光束宽度h0、h1的光,对于中心部的入射光束,对其光束宽度h0进行扩大,相反,对于周边部的入射光线,对其光束宽度h1进行缩小。即,对于中心部的射出光束的宽度h10和周边部的射出光束的宽度h11,使h11<h10。如果用光束宽度的比率表示,射出侧的周边部的光束宽度与中心部的光束宽度的比“h11/h10”与入射侧的比(h1/h0=1)相比减小((h11/h10)<1)。
通过如上所述使光束宽度发生变化,能够使通常光量分布增大的中央部的光束用于光量不足的周边部,整体上不使光的利用效率降低,使被照射面上的光量分布大致均一。均一化的程度,例如,使有效区域内的光量不均匀为30%以内,优选为20%以内。
上述光量分布修正光学系统产生的作用、效果,在入射侧和射出侧,在改变整体的光束宽度的情况(图24B和图24C)下也同样。
图24B表示将入射侧的整体的光束宽度H0“缩小”为宽H2并射出的情况(H0>H2)。在这种情况下,上述光量分布修正光学系统使作为在入射侧为相同光束宽度h0、h1的光在射出侧变为中央部的光束宽度h10与周边部相比增大,相反,周边部的光束宽度h11与中心部相比减小。如果用光束的缩小率考虑,则施以如下作用使中心部的相对于入射光束的缩小率比周边部小,使周边部的相对于入射光束的缩小率比中心部大。在这种情况下,周边部的光束宽度与中心部的光束宽度的比“H11/H10”与入射侧的比“h1/h0=1”相比减小((h11/h10)<1)。
图24C表示将入射侧的整体的光束宽度H0“扩大”为宽H3并射出的情况(H0<H3)。在这种情况下,上述光量分布修正光学系统使在入射侧为相同光束宽度h0、h1的光在射出侧变为中央部的光束宽度h10比周边部大,相反,使周边部的光束宽度h11比中心部小。如果用光束的扩大率考虑,则施以如下作用使中心部的相对于入射光束的扩大率比周边部大,使周边部的相对于入射光线的扩大率比中心部小。在这种情况下,周边部的光束宽度与中心部的光束宽度的比“h11/h10”与入射侧的比“h1/h0=1”相比减小((h11/h10)<1)。
这样,上述光量分布修正光学系统通过使各射出位置的光束宽度变化,使周边部的光束宽度与接近光轴Z1的中心部的光束宽度的比在射出侧比在入射侧小,因此在入射侧为相同光束宽度的光在射出侧则为中央部的光束宽度比周边部大,周边部的光束宽度比中心部小。这样能够将中央部的光束利用于周边部,在不使光学系统整体的光的利用效率降低的情况下,能够形成光量分布大致均一化的光束截面。
以下示出作为上述光量分布修正光学系统使用的1对组合透镜的具体透镜数据的1例。在该例中,如上述光照射机构为激光器阵列光源时那样,示出射出光束的截面的光量分布为高斯分布时的透镜数据。再者,当将1个半导体激光器与单模光纤的入射端连接时,来自光纤的射出光束的光量分布为高斯分布。在本发明的图案形成方法中,也可以应用这种情况。此外,也可应用于如下情况通过减小单模光纤的芯径使其接近单模光纤的构成等,接近光轴的中心部的光量比周边部的光量大。
将基本透镜数据示于下述表1。
[表1] 由表1可知,1对组合透镜由旋转对称的2个非球面透镜构成。如果将配置在光入射侧的第1透镜的光入射侧的面作为第1面,将光射出侧的面作为第2面,则第1面为非球面形状。此外,如果将配置在光射出侧的第2透镜的光入射侧的面作为第3面,将光射出侧的面作为第4面,则第4面为非球面形状。
在表1中,面序号Si表示第i号(i=1~4)的面的序号,曲率半径ri表示第i号的面的曲率半径,面间隔di表示第i号的面和第i+1号的面的光轴上的面间隔。面间隔di值的单位为毫米(mm)。折射率Ni表示具备第i号面的光学要素对于波长405nm的折射率的值。
在下述表2中示出第1面和第4面的非球面数据。
[表2] 上述的非球面数据用表示非球面形状的下述式(A)中的系数表示。
[数2] 在上述式(A)中,各系数如下定义。
Z从位于距光轴高度ρ的位置的非球面上的点下落到非球面的顶点的切面(与光轴垂直的平面)上的垂线的长度(mm) ρ距光轴的距离(mm) K圆锥系数 C近轴曲率(1/r,r近轴曲率半径) ai第i次(i=3~10)的非球面系数 在表2所示的数值中,符号“E”表示其后接续的数值是以10为底的“幂指数”,表示用该以10为底的指数函数所表示的数值乘以“E”前面的数值。例如,“1.0E-02”表示“1.0×10-2”。
图26表示采用上述表1和表2所示的1对组合透镜而得到的照明光的光量分布。横轴表示距离光轴的坐标,纵轴表示光量比(%)。再者,为了比较,在图25中示出没有进行修正时的照明光的光量分布(高斯分布)。由图25和图26可知,通过用光量分布修正光学系统进行修正,与没有进行修正时相比,得到了大致均一的光量分布。这样在不使光的利用效率下降的情况下,能够用均一的激光光进行均匀的曝光。
[其他工序] 作为上述其他工序,并无特别限制,可以举出从公知的图案形成的工序中适当选择,例如可以举出显像工序、蚀刻工序、镀敷工序等。它们可以单独使用1种,也可以将2种以上并用。
上述显像工序是通过上述曝光工序将上述图案形成材料中的感光层曝光,使该感光层的曝光区域固化后,通过将未固化区域除去而显像,形成图案的工序。
上述显像工序例如可以采用显像机构适当进行。
作为上述显像机构,只要能使用显像液进行显像,就无特别限制,可以根据目的适当选择,但例如可以举出将上述显像液喷雾的机构、将上述显像液涂布的机构、使其浸渍于上述显像液的机构等。它们可以单独使用1种,也可以将2种以上并用。
此外,上述显像机构可以具有更换上述显像液的显像液更换机构、供给上述显像液的显像液供给机构等。
作为上述显像液,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出碱性液、水系显像液、有机溶剂等,其中优选弱碱性的水溶液。作为该弱碱性液的碱成分,例如可以举出氢氧化锂、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、硼砂等。
作为上述弱碱性的水溶液的pH,例如,优选约8~12,更优选约9~11。作为上述弱碱性的水溶液,例如可以举出0.1~5质量%的碳酸钠水溶液或碳酸钾水溶液等。
作为上述显像液的温度,根据上述感光层的显像性适当选择,例如,优选约25℃~40℃。
上述显像液可以与表面活性剂、消泡剂、有机碱(例如乙二胺、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)、用于促进显像的有机溶剂(例如醇类、酮类、酯类、醚类、酰胺类、内酯类等)等并用。此外,上述显像液可以是将水或碱水溶液和有机溶剂混合的水系显像液,也可以是单独的有机溶剂。
作为上述蚀刻工序,可以采用从公知的蚀刻处理方法中适当选择的方法进行。
作为上述蚀刻处理中使用的蚀刻液,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如,当用铜形成了上述金属层时,可以举出氯化铜溶液、氯化铁溶液、碱蚀刻溶液、过氧化氢类蚀刻液等,其中,从蚀刻因子方面出发,优选氯化铁溶液。
采用上述蚀刻工序进行了蚀刻处理后,通过除去上述图案,能在上述基体的表面形成永久图案。
作为上述永久图案,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出配线图案等。
作为上述镀敷工序,可以利用从公知的镀敷处理中适当选择的方法进行。
作为上述镀敷处理,例如可以举出镀敷硫酸铜、镀敷焦磷酸铜等镀铜;高流动性焊接镀(high flow solder plating)等焊镀;瓦特浴(硫酸镍-氯化镍)镀敷、氨基磺酸镍等镀镍;硬金镀敷、软金镀敷等镀金等处理。
采用上述镀敷工序进行了镀敷处理后,通过除去上述图案,而且根据需要采用蚀刻处理等将不要部分除去,从而能在上述基体的表面上形成永久图案。
[印刷线路板和滤色器的制造方法] 本发明的上述图案形成方法适宜用于印刷线路板的制造、特别是具有通孔或穿孔等孔部的印刷线路板的制造、以及滤色器的制造。以下,对利用了本发明的图案形成方法的印刷线路板的制造方法和滤色器的制造方法的一例进行说明。
-印刷线路板的制造方法- 特别是作为具有通孔或穿孔等孔部的印刷线路板的制造方法,可以(1)在作为上述基体的具有孔部的印刷线路板形成用基板上,以其感光层成为上述基体侧的位置关系层合上述图案形成材料,形成层合体;(2)从上述层合体的与上述基体的相反侧,对所希望的区域进行光照射,使感光层固化;(3)从上述层合体上将上述图案形成材料中的支撑体除去;(4)将上述层合体中的感光层显像,将该层合体中的未固化部分除去,从而形成图案。
然后,为了得到印刷线路板,使用上述形成的图案,可以采用对上述印刷线路板形成用基板进行蚀刻处理或镀敷处理的方法(例如公知的递减法或叠加法(例如半叠加法、全叠加法))进行处理。其中,为了采用工业上有利的遮盖法(tenting)形成印刷线路板,优选上述递减法。上述处理后残存在印刷线路板形成用基板上的固化树脂被剥离,此外,在上述半叠加法的情况下,剥离后通过再将铜薄膜部蚀刻,能够制作所希望的印刷线路板。此外,多层印刷线路板也可以与上述印刷线路板的制造法同样地制造。
以下,进一步对使用了上述图案形成材料并具有通孔的印刷线路板的制造方法进行说明。
首先,准备具有通孔、表面用金属镀层被覆的印刷线路板形成用基板。作为上述印刷线路板形成用基板,可以使用例如镀铜层合基板和在玻璃-环氧等绝缘基材上形成了镀铜层的基板、或在这些基板上层合层间绝缘膜并形成了镀铜层的基板(层合基板)。
其次,当在上述图案形成材料上具有保护膜时,将该保护膜剥离,使上述图案形成材料中的感光层与上述印刷线路板形成用基板的表面相接,使用加压辊进行压接(层合工序)。这样,得到按如下顺序具有上述印刷线路板形成用基板和上述层合体的层合体。
作为上述图案形成材料的层合温度,没有无特别限制,例如可以举出室温(15~30℃)或加热下(30~180℃),其中,优选加热下(60~140℃)。
作为上述压接辊的辊压,并无特别限制,优选例如0.1~1MPa。
作为上述压接的速度,并无特别限制,优选1~3m/分钟。
此外,可以预先将上述印刷线路板形成用基板预热,另外可以在减压下层合。
就上述层合体的形成而言,可以在上述印刷线路板形成用基板上层合上述图案形成材料,此外,还可以将上述图案形成材料制造用的感光性树脂组合物溶液等直接涂布到上述印刷线路板形成用基板的表面上,使其干燥,从而在上述印刷线路板形成用基板上层合感光层和支撑体。
其次,从上述层合体的与基体相反侧的面照射光,使感光层固化。
此时,当尚未将上述支撑体剥离时,从上述层合体将上述支撑体剥离(剥离工序)。
其次,用适当的显像液将上述印刷线路板形成用基板上的感光层的未固化区域溶解除去,形成配线图案形成用的固化层和通孔的金属层保护用固化层的图案,在上述印刷线路板形成用基板的表面使金属层露出(显像工序)。
此外,显像后根据需要可以采用后加热处理、后曝光处理,进行进一步促进固化部的固化反应的处理。显像可以是上述的湿法显像法,也可以是干法显像法。
然后,用蚀刻液将上述印刷线路板形成用基板的表面上露出的金属层溶解除去(蚀刻工序)。通孔的开口部由于被固化树脂组合物(遮盖膜)覆盖,因此不会发生蚀刻液进入通孔内而将通孔内的金属镀层腐蚀,通孔的金属镀层以规定的形状残留。这样,在上述印刷线路板形成用基板上形成配线图案。
作为上述蚀刻液,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如,当上述金属层由铜形成时,可以举出氯化铜溶液、氯化铁溶液、碱蚀刻溶液、过氧化氢类蚀刻液等,其中,从蚀刻因子方面出发,优选氯化铁溶液。
其次,使用强碱水溶液等,以上述固化层作为剥离片,从上述印刷线路板形成用基板上除去(固化物除去工序)。
作为上述强碱水溶液中的碱成分,并无特别限制,例如可以举出氢氧化钠、氢氧化钾等。
作为上述强碱水溶液的pH,例如,优选约12~14,更优选约13~14。
作为上述强碱水溶液,并无特别限制,例如可以举出1~10质量%的氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液等。
此外,印刷线路板可以是多层结构的印刷线路板。
再者,上述图案形成材料不只用于上述蚀刻法,也可以用于镀敷法。作为上述镀敷法,例如可以举出镀敷硫酸铜、镀敷焦磷酸铜等镀铜;高流动性焊接镀等焊镀;瓦特浴(硫酸镍-氯化镍)镀敷、氨基磺酸镍等镀镍;硬镀金、软镀金等镀金等。
-滤色器的制造方法- 在玻璃基板等基体上贴合本发明的上述图案形成材料中的感光层,从该图案形成材料上剥离支撑体,此时,有时带电的上述支撑体(膜)和人体会受到不快的电击,或者存在在带电的上述支撑体上附着尘埃等问题。因此,优选在上述支撑体上设置导电层,或者对上述支撑体自身实施赋予导电性的处理。此外,将上述导电层设置在上述感光层相反侧的上述支撑体上时,为了提高耐擦伤性,优选设置疏水性聚合物层。。
然后,制备将上述感光层分别着色为红、绿、蓝、黑的、具有红色感光层的图案形成材料、具有绿色感光层的图案形成材料、具有蓝色感光层的图案形成材料、具有黑色感光层的图案形成材料。使用红像素用的具有上述红色感光层的图案形成材料,将红色感光层层合在上述基体表面而形成层合体后,曝光、显像为像模样,形成红的像素。形成红的像素后,将上述层合体加热,从而使未固化部分固化。对于绿、蓝的像素也如上所述同样进行,形成各像素。
上述层合体的形成可以在上述玻璃基板上层合上述图案形成材料,也可以将上述图案形成材料制造用的感光性树脂组合物溶液等直接涂布到上述玻璃基板的表面,使其干燥,从而在上述玻璃基板上层合感光层和支撑体。此外,当配置红、绿、蓝三种像素时,可以是马赛克型、三角型、4像素配置型等配置。
在形成了上述像素的面上层合具有上述黑色感光层的图案形成材料,从没有形成像素的一侧进行背面曝光、显像,形成黑色基体(black matrix)。通过将形成了该黑色基体的层合体加热,使未固化部分固化,从而能够制造滤色器。
本发明的图案形成方法和图案形成装置由于使用能够抑制上述感光层的感光度降低、并且可以形成高精细的图案的图案形成材料,因此能够用更小能量的光进行曝光,曝光速度提高,因此在处理速度提高方面是有利的。
本发明的上述图案形成方法由于使用本发明的上述图案形成材料,因此适用于各种图案的形成、配线图案等永久图案的形成、滤色器、柱材、加强筋材料、垫板、隔壁等液晶结构部件的制造、全息照相、微机、校样等的制造,特别适用于高精细的配线图案的形成。本发明的图案形成装置由于具备本发明的上述图案形成材料,因此适用于各种图案的形成、配线图案等永久图案的形成、滤色器、柱材、加强筋材料、垫板、隔壁等液晶结构部件的制造、全息照相、微机、校样等的制造,特别适用于高精细的配线图案的形成。
以下采用实施例对本发明进行更具体的说明,但本发明并不限于这些实施例。
(实施例A-1) -图案形成材料的制造- 在作为上述支撑体的16μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(东丽社制、16QS52)上涂布由下述组成构成的感光性树脂组合物溶液并使其干燥,在上述支撑体上形成15μm厚的感光层,制造上述图案形成材料。
[感光性树脂组合物溶液的组成] ·吩噻嗪 0.0049质量份 ·甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比)29/19/52、质均分子量60000、酸值189mgKOH/g、I/O值0.552) 11.8质量份 ·下述结构式(102)所示的聚合性单体 5.6质量份 ·六亚甲基二异氰酸酯和四环氧乙烷单甲基丙烯酸酯的1/2摩尔比加成物 5.0质量份 ·十二聚丙二醇二丙烯酸酯 0.56质量份 ·2,2-双(邻氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑 2.4质量份 ·下述结构式(103)所示的具有酸性核的色素(增感剂) 0.12质量份 ·孔雀绿草酸盐0.016质量份 ·无色结晶紫 0.1质量份 ·甲基乙基酮 40质量份 ·1-甲氧基-2-丙醇 20质量份 ·氟类表面活性剂(大日本油墨社制、F780F) 0.021质量份 再者,上述吩噻嗪是上述阻聚剂,是分子内具有芳香环、杂环和亚氨基的化合物。
[化146]
结构式(102) 其中,在结构式(102)中,m+n表示10。
[化147]

结构式(103) 最大吸收波长为410nm。
在上述图案形成材料的感光层上层合12μm厚的聚丙烯膜(王子制纸株式会社制、阿尔法(ALFAN)E-501)作为上述保护膜。然后,边将上述图案形成材料的保护膜剥离边使用层压机(MODEL8B-720-PH、大成层压机(株)制)在作为上述基体的对表面进行了研磨、水洗、干燥的镀铜层合板(无通孔、铜厚度12μm)的表面上进行层合,制备按如下顺序层合有上述镀铜层合板、上述感光层、上述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(支撑体)的层合体。
压接条件为压接辊温度105℃、压接辊压力0.3MPa、层合速度1m/分钟。
对于上述支撑体,测定总光线透过率和浊度值。将结果示于表3。
此外,对于上述层合体,进行感度、析像清晰度、抗蚀剂表面形状、和抗蚀剂图案的线宽波动的评价。将结果示于表3。
<总光线透过率> 使用在分光光度计(岛津制作所社制、UV-2400)中组装有积分球的装置,对上述支撑体测定405nm的总光线透过率。将结果示于表3。
<浊度值> 在上述总光线透过率的测定方法中,除了不使用上述积分球以外,与上述总光线透过率的测定方法同样地测定平行光线透过率。然后,计算下述计算式扩散光透过率=上述总光线透过率-上述平行光线透过率,再通过计算下述计算式浊度值=上述扩散光透过率/上述总光线透过率×100而求得,将结果示于表3。
<最短显像时间> 从上述层合体上剥离聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(支撑体),向镀铜层合板上的上述感光层的整个面上,以0.15MPa的压力喷射30℃的1质量%碳酸钠水溶液,测定从开始喷射碳酸钠水溶液到镀铜层合板上的感光层被溶解除去所需的时间,将其作为最短显像时间。
其结果,上述最短显像时间为10秒。
<感度> 对于上述层合体中图案形成材料的感光层,从聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(支撑体)侧,使用具有作为上述光照射机构的405nm的激光光源的下述图案形成装置,照射从0.1mJ/cm2以21/2倍间隔到100mJ/cm2的光能量不同的光从而进行曝光,使上述感光层的部分区域固化。在室温下静置10分钟后,从上述层合体剥离聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(支撑体),向镀铜层合板上的感光层的整个面上,以0.15MPa的喷射压、上述求出的最短显像时间的2倍的时间喷射碳酸钠水溶液(30℃、1质量%),将未固化的区域溶解除去,测定通过显像而除去的部分以外的部分(固化区域)的厚度。然后,将光的照射量和固化层的厚度的关系作图,得到感度曲线。由这样得到的感度曲线,以上述感光层的固化区域的厚度与照射光前的厚度相同,即为15μm时的光能量作为用于使感光层固化所需的最小光能量(感度)。将结果示于表3。再者,上述图案形成装置具有由上述DMD构成的光调制机构,具有上述图案形成材料。
《图案形成装置》 使用具有如下结构的图案形成装置作为上述光照射机构的图31~36所示的合波激光光源;作为上述光调制机构的图4所示的DMD50,其进行控制以使主扫描方向排列有1024个微镜的微镜列在副扫描方向排列有768组的上述光调制机构内,只驱动1024个×256列;图17所示的将一个面为复曲面的微透镜排列为阵列状的微透镜阵列472和使通过该微透镜阵列的光成像于上述感光层的光学系统480、482。
作为上述微透镜,如图17和图18所示,使用复曲透镜55a,光学上与上述x方向对应的方向的曲率半径Rx=-0.125mm,与上述y方向对应的方向的曲率半径Ry=-0.1mm。
此外,配置于微透镜阵列55的集光位置附近的孔隙阵列59,其配置使在该各孔隙59a中只入射经过了与其对应的微透镜55a的光。
<析像清晰度> 采用与上述最短显像时间的评价方法相同的方法和条件,制作上述层合体,在室温(23℃、55%RH)下静置10分钟。从制得的层合体的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(支撑体)上,使用具有作为上述光照射机构的405nm的激光光源的上述图案形成装置,以线/空间/=1/1、1μm刻度进行各线宽的曝光直至线宽5μm~20μm,以5μm刻度进行各线宽的曝光直至线宽20μm~50μm。此时的曝光量为上述测定的使上述图案形成材料的感光层固化所需的最小光能量。在室温下静置10分钟后,从上述层合体上剥离聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(支撑体)。向镀铜层合板上的感光层的整个面上,以0.15MPa的喷射压、上述求出的最短显像时间的2倍的时间喷射碳酸钠水溶液(30℃、1质量%)作为上述显像液,将未固化的区域溶解除去。用光学显微镜观察这样得到的具有固化树脂图案的镀铜层合板的表面,测定固化树脂图案的线上无阻塞、卷曲等异常的最小的线宽,将其作为析像清晰度。该析像清晰度的数值越小越好。将结果示于表3。
<抗蚀剂表面形状> 对于在上述析像清晰度的测定中形成的图案面(50μm×50μm),采用扫描型电子显微镜(SEM)进行摄影,对于形成的抗蚀剂表面的形状,按照以下的评价标准进行评价。将结果示于表3。
-评价标准- A完全没有缺陷,或者具有1~5个缺陷,对于形成的图案的形状没有影响,蚀刻后的配线图案中没有发现断线。
B存在5~10个缺陷,对于形成的图案的形状没有影响,蚀刻后的配线图案中没有发现断线。
C存在11~20个缺陷,该缺陷在图案的端面产生形状异常,蚀刻后的配线图案中发现断线。
D存在21个异常的缺陷,该缺陷在图案的端面产生形状异常,蚀刻后的配线图案中发现断线。
<抗蚀剂图案的线宽波动> 采用与上述(1)的最短显像时间的评价方法相同的方法和条件,制作上述层合体,在室温(23℃、55%RH)下静置10分钟。从制得的层合体的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(支撑体)上,使用具有作为上述光照射机构的405nm的激光光源的上述图案形成装置,采用对光能量进行了调节的光进行曝光,使显像后的线和空间宽分别为20μm。线长为5mm,线根数为20根。在室温下静置10分钟后,从上述层合体上剥离聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(支撑体)。向镀铜层合板上的感光层的整个面上,以0.15MPa的喷射压、上述(1)中求出的最短显像时间的2倍的时间喷射碳酸钠水溶液(30℃、1质量%)作为上述显像液,将未固化的区域溶解除去。在这样得到的20根线中,对于从左数的第3根线,用超深度彩色3D形状测定显微镜(VK-9500、可爱斯(KEYENCE)社制)进行观察,测定最大的线宽值和最小的线宽值的差,将其作为抗蚀剂图案的线宽波动值。线宽波动值越小则线宽的再现性越好,因此优选。将结果示于表3。
(实施例A-2) 在实施例A-1中,除了将上述结构式(103)所示的增感剂变为下述结构式(104)所示的具有酸性核的色素(增感剂)以外,与实施例A-1同样地制造图案形成材料和层合体。
对于上述支撑体,测定总光线透过率和浊度值。将结果示于表3。
对于上述层合体,进行感度、析像清晰度、抗蚀剂表面形状和抗蚀剂图案的线宽波动的评价。将结果示于表3。上述最短显像时间为10秒。
[化148]

结构式(104) 最大吸收波长为416nm。
(实施例A-3) 在实施例A-1中,除了将上述结构式(103)所示的具有酸性核的色素(增感剂)变为下述结构式(105)所示的具有酸性核的色素(增感剂)以外,与实施例A-1同样地制造图案形成材料和层合体。
对于上述支撑体,测定总光线透过率和浊度值。将结果示于表3。
对于上述层合体,进行感度、析像清晰度、抗蚀剂表面形状和抗蚀剂图案的线宽波动的评价。将结果示于表3。再者,上述最短显像时间为10秒。
[化149]

结构式(105) 最大吸收波长为435nm。
(实施例A-4) 在实施例A-1中,将上述支撑体变为16μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(三菱化学聚酯社制、R340G),将上述感光性树脂组合物溶液中的上述结构式(103)所示的具有酸性核的色素(增感剂)变为下述结构式(106)所示的具有酸性核的色素(增感剂),除此以外,与实施例A-1同样地制造图案形成材料和层合体。
对于上述支撑体,测定总光线透过率和浊度值。将结果示于表3。
对于上述层合体,进行感度、析像清晰度、抗蚀剂表面形状和抗蚀剂图案的线宽波动的评价。将结果示于表3。再者,上述最短显像时间为10秒。
[化150]

结构式(106) 最大吸收波长为410nm。
(实施例A-5) 在实施例A-1中,将上述支撑体变为16μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(东洋纺社制、A1517),将上述感光性树脂组合物溶液中的上述结构式(103)所示的具有酸性核的色素(增感剂)变为下述结构式(107)所示的具有酸性核的色素(增感剂),除此以外,与实施例A-1同样地制造图案形成材料和层合体。
对于上述支撑体,测定总光线透过率和浊度值。将结果示于表3。
对于上述层合体,进行感度、析像清晰度、抗蚀剂表面形状和抗蚀剂图案的线宽波动的评价。将结果示于表3。
[化151]

结构式(107) 最大吸收波长为440nm。
(实施例A-6) 在实施例A-1中,除了将上述支撑体变为16μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(东丽社制、16FB50)以外,与实施例A-1同样地制造图案形成材料和层合体。
对于上述支撑体,测定总光线透过率和浊度值。将结果示于表3。
对于上述层合体,进行感度、析像清晰度、抗蚀剂表面形状和抗蚀剂图案的线宽波动的评价。将结果示于表3。再者,上述最短显像时间为10秒。
(比较例A-1) 在实施例A-1中,将上述支撑体变为16μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(帝人杜邦薄膜社制、G2),将上述感光性树脂组合物溶液中的上述结构式(103)所示的增感剂变为4,4’-双(4-二乙基氨基)二苯甲酮(并非具有酸性核的色素、具有碱性核的色素和荧光增白剂的任一种),除此以外,与实施例A-1同样地制造图案形成材料和层合体。再者,4,4’-双(4-二乙基氨基)二苯甲酮的最大吸收波长为365nm。
对于上述支撑体,测定总光线透过率和浊度值。将结果示于表3。
对于上述层合体,进行感度、析像清晰度、抗蚀剂表面形状、和抗蚀剂图案的线宽波动的评价。将结果示于表3。再者,最短显像时间为10秒。
表3 由表3的结果可知,在撑体的浊度值为5.0%以下、并且上述感光层中含有具有酸性核的色素的实施例A-1~A-6中,案形成材料的感度优异,抗蚀剂面形状优异,形成高精细的图案。另一方面,支撑体的浊度值超过5.0%、并且不含有具有酸性核的色素的比较例A-1中,形成的图案产生缺陷,抗蚀剂面形状差,抗蚀剂线宽波动也大。
(实施例B-1) -图案形成材料的制造- 在作为上述支撑体的16μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(东丽社制、16QS52)上涂布由下述组成构成的感光性树脂组合物溶液并使其干燥,在上述支撑体上形成15μm厚的感光层,制造上述图案形成材料。
[感光性树脂组合物溶液的组成] ·吩噻嗪0.0049质量份 ·甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比)29/19/52、质均分子量60000、酸值189mgKOH/g、I/O值0.552) 11.8质量份 ·下述结构式(102)所示的聚合性单体5.6质量份 ·六亚甲基二异氰酸酯和四环氧乙烷单甲基丙烯酸酯的1/2摩尔比加成物5.0质量份 ·十二聚丙二醇二丙烯酸酯 0.56质量份 ·2,2-双(邻氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑 2.4质量份 ·下述结构式(108)所示的具有碱性核的色素(具有苯并噁唑核的增感剂)0.12质量份 ·孔雀绿草酸盐 0.016质量份 ·无色结晶紫 0.1质量份 ·甲基乙基酮 40质量份 ·1-甲氧基-2-丙醇20质量份 ·氟类表面活性剂(大日本油墨社制、F780F) 0.021质量份 再者,上述吩噻嗪是上述阻聚剂,是分子内具有芳香环、杂环和亚氨基的化合物。
[化152]
结构式(102) 其中,在结构式(102)中,m+n表示10。
[化153]
最大吸收波长为405nm。
除了使用上述得到的图案形成材料以外,与上述实施例A-1同样地制备实施例B-1的层合体。
对于上述支撑体,与上述实施例A-1同样地测定总光线透过率和浊度值。将结果示于表4。
对于上述层合体,与上述实施例A-1同样地进行感度、析像清晰度、抗蚀剂表面形状和抗蚀剂图案的线宽波动的评价。将结果示于表4。再者,最短显像时间为10秒。
(实施例B-2) 在实施例B-1中,将上述结构式(108)所示的具有碱性核的色素(具有苯并噁唑核的增感剂)变为下述结构式(109)所示的具有碱性核的色素(具有苯并噁唑核的增感剂),除此以外,与实施例B-1同样地制造图案形成材料和层合体。
对于上述支撑体,测定总光线透过率和浊度值。将结果示于表4。
对于上述层合体,进行感度、析像清晰度、抗蚀剂表面形状和抗蚀剂图案的线宽波动的评价。将结果示于表4。再者,最短显像时间为10秒。
[化154]
最大吸收波长为406nm。
(实施例B-3) 在实施例B-1中,除了将上述结构式(108)所示的具有碱性核的色素(具有苯并噁唑核的增感剂)变为下述结构式(110)所示的具有碱性核的色素(具有苯并噻唑核的增感剂)以外,与实施例B-1同样地制造图案形成材料和层合体。
对于上述支撑体,测定总光线透过率和浊度值。将结果示于表4。
对于上述层合体,进行感度、析像清晰度、抗蚀剂表面形状和抗蚀剂图案的线宽波动的评价。将结果示于表4。再者,最短显像时间为10秒。
[化155]
最大吸收波长为420nm。
(实施例B-4) 在实施例B-1中,将上述支撑体变为16μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(三菱化学聚酯社制、R340G),将上述实施例B-1的感光性树脂组合物溶液中的上述结构式(108)所示的具有碱性核的色素(具有苯并噁唑核的增感剂)变为下述结构式(111)所示的具有碱性核的色素(具有嘧啶核的增感剂),除此以外,与实施例B-1同样地制造图案形成材料和层合体。
对于上述支撑体,测定总光线透过率和浊度值。将结果示于表4。
对于上述层合体,进行感度、析像清晰度、抗蚀剂表面形状、和抗蚀剂图案的线宽波动的评价。将结果示于表4。再者,最短显像时间为10秒。
[化156]
最大吸收波长为426nm。
(实施例B-5) 在实施例B-1中,将上述支撑体变为16μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(东洋纺社制、A1517),将上述实施例B-1的感光性树脂组合物溶液中的上述结构式(108)所示的具有碱性核的色素(具有苯并噁唑核的增感剂)变为下述结构式(112)所示的具有碱性核的色素(具有假吲哚核(半菁核)的增感剂),除此以外,与实施例B-1同样地制造图案形成材料和层合体。
对于上述支撑体,测定总光线透过率和浊度值。将结果示于表4。
对于上述层合体,进行感度、析像清晰度、抗蚀剂表面形状、和抗蚀剂图案的线宽波动的评价。将结果示于表4。再者,最短显像时间为10秒。
[化157]

结构式(112) 最大吸收波长为399nm。
(实施例B-6) 在实施例B-1中,除了将上述支撑体变为16μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(东丽社制、16FB50)以外,与实施例B-1同样地制造图案形成材料和层合体。
对于上述支撑体,测定总光线透过率和浊度值。将结果示于表4。
对于上述层合体,进行感度、析像清晰度、抗蚀剂表面形状、和抗蚀剂图案的线宽波动的评价。将结果示于表4。再者,最短显像时间为10秒。
(比较例B-1) 在实施例B-1中,将上述支撑体变为16μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(帝人杜邦薄膜社制、G2),将上述实施例1的感光性树脂组合物溶液中的上述结构式(108)所示的具有碱性核的色素(具有苯并噁唑核的增感剂)变为4,4’-双(4-二乙基氨基)二苯甲酮,除此以外,与实施例B-1同样地制造图案形成材料和层合体。再者,4,4’-双(4-二乙基氨基)二苯甲酮的最大吸收波长为365nm。
对于上述支撑体,测定总光线透过率和浊度值。将结果示于表4。
对于上述层合体,进行感度、析像清晰度、抗蚀剂表面形状、和抗蚀剂图案的线宽波动的评价。将结果示于表4。再者,最短显像时间为10秒。
表4 由表4的结果可知,在撑体的浊度值为5.0%以下、并且上述感光层中含有具有碱性核的色素的实施例B-1~B-5中,图案形成材料的感度优异,抗蚀剂面形状优异,形成高精细的图案。另一方面,在支撑体的浊度值超过5.0%、并且不含有具有碱性核的色素的比较例B-1中,形成的图案产生缺陷,抗蚀剂面形状差,抗蚀剂线宽波动也大。
(实施例C-1) -图案形成材料的制造- 在作为上述支撑体的16μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(东丽社制、16QS52)上涂布由下述组成构成的感光性树脂组合物溶液并使其干燥,在上述支撑体上形成15μm厚的感光层,制造上述图案形成材料。
[感光性树脂组合物溶液的组成] ·吩噻嗪0.0049质量份 ·甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比)29/19/52、质均分子量60000、酸值189mgKOH/g、I/O值0.552) 11.8质量份 ·下述结构式(102)所示的聚合性单体 5.6质量份 ·六亚甲基二异氰酸酯和四环氧乙烷单甲基丙烯酸酯的1/2摩尔比加成物 5.0质量份 ·十二聚丙二醇二丙烯酸酯 0.56质量份 ·2,2-双(邻氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑2.4质量份 ·下述结构式(113)所示的荧光增白剂(具有苯并噁唑基的增感剂) 0.12质量份 ·孔雀绿草酸盐 0.016质量份 ·无色结晶紫 0.1质量份 ·甲基乙基酮 40质量份 ·1-甲氧基-2-丙醇 20质量份 ·氟类表面活性剂(大日本油墨社制、F780F)0.021质量份 再者,上述吩噻嗪是上述阻聚剂,是分子内具有芳香环、杂环和亚氨基的化合物。
[化158]
结构式(102) 其中,在结构式(102)中,m+n表示10。
[化159]
结构式(113) 最大吸收波长为382nm。
除了使用上述得到的图案形成材料以外,与上述实施例A-1同样地制备实施例C-1的层合体。
对于上述支撑体,与上述实施例A-1同样地测定总光线透过率和浊度值。将结果示于表5。
对于上述层合体,与上述实施例A-1同样地进行感度、析像清晰度、抗蚀剂表面形状、和抗蚀剂图案的线宽波动的评价。将结果示于表5。再者,最短显像时间为10秒。
(实施例C-2) 在实施例C-1中,除了将上述结构式(113)所示的荧光增白剂(具有苯并噁唑基的增感剂)变为下述结构式(114)所示的荧光增白剂(具有苯并噁唑基的增感剂)以外,与实施例C-1同样地制造图案形成材料和层合体。
对于上述支撑体,测定总光线透过率和浊度值。将结果示于表5。
对于上述层合体,进行感度、析像清晰度、抗蚀剂表面形状、和抗蚀剂图案的线宽波动的评价。将结果示于表5。再者,最短显像时间为10秒。
[化160]
最大吸收波长为382nm。
(实施例C-3) 在实施例C-1中,除了将上述结构式(113)所示的荧光增白剂(具有苯并噁唑基的增感剂)变为下述结构式(115)所示的荧光增白剂(具有二苯乙烯基苯核的增感剂)以外,与实施例C-1同样地制造图案形成材料和层合体。
对于上述支撑体,测定总光线透过率和浊度值。将结果示于表5。
对于上述层合体,进行感度、析像清晰度、抗蚀剂表面形状和抗蚀剂图案的线宽波动的评价。将结果示于表5。再者,最短显像时间为10秒。
[化161]
结构式(115) 最大吸收波长为378nm。
(实施例C-4) 在实施例C-1中,将上述支撑体变为16μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(三菱化学聚酯社制、R340G),将上述实施例C-1的感光性树脂组合物溶液中的上述结构式(113)所示的荧光增白剂(具有苯并噁唑基的增感剂)变为下述结构式(116)所示的荧光增白剂(具有二苯乙烯基联苯核的增感剂),除此以外,与实施例C-1同样地制造图案形成材料和层合体。
对于上述支撑体,测定总光线透过率和浊度值。将结果示于表5。
对于上述层合体,进行感度、析像清晰度、抗蚀剂表面形状、和抗蚀剂图案的线宽波动的评价。将结果示于表5。再者,最短显像时间为10秒。
[化162]
结构式(116) 最大吸收波长为383nm。
(实施例C-5) 在实施例C-1中,将上述支撑体变为16μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(东洋纺社制、A1517),将上述实施例C-1的感光性树脂组合物溶液中的上述结构式(113)所示的荧光增白剂(具有苯并噁唑基的增感剂)变为下述结构式(117)所示的荧光增白剂(具有苯并噻唑基的增感剂),除此以外,与实施例C-1同样地制造图案形成材料和层合体。
对于上述支撑体,测定总光线透过率和浊度值。将结果示于表5。
对于上述层合体,进行感度、析像清晰度、抗蚀剂表面形状、和抗蚀剂图案的线宽波动的评价。将结果示于表5。再者,最短显像时间为10秒。
[化163]
结构式(117) 最大吸收波长为390nm。
(实施例C-6) 在实施例C-1中,除了将上述支撑体变为16μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(东丽社制、16FB50)以外,与实施例C-1同样地制造图案形成材料和层合体。
对于上述支撑体,测定总光线透过率和浊度值。将结果示于表5。
对于上述层合体,进行感度、析像清晰度、抗蚀剂表面形状、和抗蚀剂图案的线宽波动的评价。将结果示于表5。再者,最短显像时间为10秒。
(实施例C-7) 在实施例C-1中,除了将上述结构式(113)所示的荧光增白剂(具有苯并噁唑基的增感剂)变为下述结构式(118)所示的荧光增白剂(具有苯乙烯基吡唑啉核的增感剂)以外,与实施例C-1同样地制造图案形成材料和层合体。
对于上述支撑体,测定总光线透过率和浊度值。将结果示于表5。
对于上述层合体,进行感度、析像清晰度、抗蚀剂表面形状和抗蚀剂图案的线宽波动的评价。将结果示于表5。再者,最短显像时间为10秒。
[化164]

结构式(118) 最大吸收波长为395nm。
(实施例C-8) 在实施例C-1中,除了将上述吩噻嗪变为叔丁基儿茶酚以外,与实施例C-1同样地制造图案形成材料和层合体。
对于上述支撑体,测定总光线透过率和浊度值。将结果示于表5。
对于上述层合体,进行感度、析像清晰度、抗蚀剂表面形状、和抗蚀剂图案的线宽波动的评价。将结果示于表5。再者,最短显像时间为10秒。
(实施例C-9) 在实施例C-1中,除了将上述甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比)29/19/52、质均分子量60000、酸值189mgKOH/g、I/O值0.552),变为甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比)25/8/30/37、质均分子量68800、Tg105℃、I/O值0.554)以外,与实施例C-1同样地制造图案形成材料和层合体。
对于上述支撑体,测定总光线透过率和浊度值。将结果示于表5。
对于上述层合体,进行感度、析像清晰度、抗蚀剂表面形状和抗蚀剂图案的线宽波动的评价。将结果示于表5。再者,最短显像时间为10秒。(实施例C-10) 在实施例C-1中,除了将上述甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比)29/19/52、质均分子量60000、酸值189mgKOH/g、I/O值0.552),变为甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比)20/56/24、质均分子量75000、Tg123℃、I/O值0.645)以外,与实施例C-1同样地制造图案形成材料和层合体。
对于上述支撑体,测定总光线透过率和浊度值。将结果示于表5。
对于上述层合体,进行感度、析像清晰度、抗蚀剂表面形状、和抗蚀剂图案的线宽波动的评价。将结果示于表5。再者,最短显像时间为9秒。(实施例C-11) 在实施例C-1中,除了将上述甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比)29/19/52、质均分子量60000、酸值189mgKOH/g、I/O值0.552),变为甲基丙烯酸/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比)20/80、质均分子量43700、Tg120℃、I/O值0.328)以外,与实施例C-1同样地制造图案形成材料和层合体。
对于上述支撑体,测定总光线透过率和浊度值。将结果示于表5。
对于上述层合体,进行感度、析像清晰度、抗蚀剂表面形状、和抗蚀剂图案的线宽波动的评价。将结果示于表5。再者,最短显像时间为12秒。
(实施例C-12) 在实施例C-1中,除了将上述甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比)29/19/52、质均分子量60000、酸值189mgKOH/g、I/O值0.552),变为苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸正丁酯/丙烯酸2-乙基己酯/甲基丙烯酸2-羟基乙酯/甲基丙烯酸共聚物(摩尔比10/35/10/10/15/20、酸值144mgKOH/g、重均分子量62300、I/O值0.76)以外,与实施例C-1同样地制造图案形成材料和层合体。
对于上述支撑体,测定总光线透过率和浊度值。将结果示于表5。
对于上述层合体,进行感度、析像清晰度、抗蚀剂表面形状和抗蚀剂图案的线宽波动的评价。将结果示于表5。再者,最短显像时间为8秒。
(实施例C-13) 在实施例C-1中,将上述结构式(102)所示的2官能单体5.6质量份中的4质量份,变为下述结构式(119)所示的3官能单体2质量份和γ-氯-β-羟基丙基-β’-甲基丙烯酰氧基乙基-邻苯二甲酸酯2质量份,除此以外,与实施例C-1同样地制造图案形成材料和层合体。
对于上述支撑体,测定总光线透过率和浊度值。将结果示于表5。
对于上述层合体,进行感度、析像清晰度、抗蚀剂表面形状和抗蚀剂图案的线宽波动的评价。将结果示于表5。再者,最短显像时间为10秒。
[化165]

结构式(119) (比较例C-1) 在实施例C-1中,将上述支撑体变为16μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(帝人杜邦薄膜社制、G2),将上述实施例C-1的感光性树脂组合物溶液中的上述结构式(113)所示的荧光增白剂(具有苯并噁唑基的增感剂)变为4,4’-双(4-二乙基氨基)二苯甲酮,除此以外,与实施例1同样地制造图案形成材料和层合体。再者,4,4’-双(4-二乙基氨基)二苯甲酮的最大吸收波长为365nm。
对于上述支撑体,测定总光线透过率和浊度值。将结果示于表5。
对于上述层合体,进行感度、析像清晰度、抗蚀剂表面形状、和抗蚀剂图案的线宽波动的评价。将结果示于表5。再者,最短显像时间为10秒。
表5 由表5的结果可知,在支撑体的浊度值为5.0%以下、并且上述感光层中含有荧光增白剂作为增感剂的实施例C-1~C-13中,图案形成材料的感度优异,抗蚀剂面形状优异,形成高精细的图案。另一方面,在支撑体的浊度值超过5.0%、并且不含有荧光增白剂作为增感剂的比较例C-1中,形成的图案产生缺陷,抗蚀剂面形状差,抗蚀剂线宽波动也大。
工业上的可利用性 本发明的图案形成材料,由于能够有效地抑制上述感光层的感度降低,并且可以形成更高精细的图案,因此适用于各种图案的形成、配线图案等永久图案的形成、滤色器、柱材、加强筋材料、垫板、隔壁等液晶结构部件的制造、全息照相、微机、校样等的制造等,特别适用于高精细的配线图案的形成。本发明的图案形成装置具备本发明的上述图案形成材料,因此适用于各种图案的形成、配线图案等永久图案的形成、滤色器、柱材、加强筋材料、垫板、隔壁等液晶结构部件的制造、全息照相、微机、校样等的制造等,特别适用于高精细的配线图案的形成。本发明的图案形成方法由于使用本发明的上述图案形成材料,因此适用于各种图案的形成、配线图案等永久图案的形成、滤色器、柱材、加强筋材料、垫板、隔壁等液晶结构部件的制造、全息照相、微机、校样等的制造等,特别适用于高精细的配线图案的形成。
权利要求
1.一种图案形成材料,其特征在于
在支撑体上至少具有感光层,该支撑体的浊度值为5.0%以下,该感光层含有选自具有酸性核的色素、具有碱性核的色素和荧光增白剂的至少1种作为增感剂,并且在对该感光层进行曝光、显像时,在该曝光和显像后不使该感光层曝光的部分的厚度发生变化的上述曝光中所使用的光的最小能量为0.1~20(mJ/cm2)。
2.如权利要求1所述的图案形成材料,其中,
具有酸性核的色素为份菁色素。
3.如权利要求1~2的任一项所述的图案形成材料,其中,
具有酸性核的色素为若丹菁色素。
4.如权利要求1~3的任一项所述的图案形成材料,其中,
具有碱性核的色素为选自菁类色素、半菁类色素、苯乙烯基类色素、链菁类色素中的至少1种。
5.如权利要求1~4的任一项所述的图案形成材料,其中,
碱性核为苯并噁唑核、苯并噻唑核和假吲哚核的任意。
6.如权利要求1~5的任一项所述的图案形成材料,其中,
荧光增白剂为具有非离子性核的化合物。
7.如权利要求6所述的图案形成材料,其中,
非离子性核为选自茋核、二苯乙烯基苯核、二苯乙烯基联苯核、二乙烯基茋核、苯基吡唑啉核、和苯乙烯基吡唑啉核中的至少一种。
8.如权利要求6~7的任一项所述的图案形成材料,其中,
具有非离子性核的化合物具有选自苯乙烯基、苯并噁唑基、苯并噻唑基中的至少1种。
9.如权利要求1~8的任一项所述的图案形成材料,其中,
支撑体的总光线透过率为86%以上。
10.如权利要求1~9的任一项所述的图案形成材料,其中,
求取支撑体的浊度值以及支撑体的总光线透过率时的光的波长为405nm。
11.如权利要求1~10的任一项所述的图案形成材料,其中,
求取曝光所用光的最小能量时的曝光波长为405nm。
12.如权利要求1~11的任一项所述的图案形成材料,其中,
感光层含有阻聚剂、粘合剂、聚合性化合物、和光聚合引发剂。
13.如权利要求12所述的图案形成材料,其中,
聚合性化合物具有选自含亚丙氧基的化合物、含亚乙氧基的化合物、含尿烷基的化合物、和含芳基的化合物中的至少1种。
14.如权利要求12~13的任一项所述的图案形成材料,其中,
聚合性化合物至少含有含亚丙氧基的化合物、含尿烷基的化合物和含芳基的化合物。
15.如权利要求12~14的任一项所述的图案形成材料,其中,
阻聚剂为选自具有至少2个酚性羟基的化合物、具有用亚氨基取代的芳香环的化合物、具有用亚氨基取代的杂环的化合物和受阻胺化合物中的至少1种。
16.一种图案形成装置,其特征在于
具备权利要求1~15的任一项所述的图案形成材料;
至少具有可以照射光的光照射机构、对来自该光照射机构的光进行调制并对上述图案形成材料中的感光层进行曝光的光调制机构。
17.一种图案形成方法,其特征在于
至少包括对权利要求1~15的任一项所述的图案形成材料中的该感光层进行曝光。
18.如权利要求17所述的图案形成方法,其中,
采用光调制机构对光进行了调制后,通过排列有微透镜的微透镜阵列进行曝光,所述微透镜具有可以对上述光调制机构中描素部射出面的变形产生的像差进行修正的非球面。
19.如权利要求18所述的图案形成方法,其中,
非球面是复曲面。
20.如权利要求17~19的任一项所述的图案形成方法,其中,进行了曝光后,进行感光层的显像。
21.如权利要求20所述的图案形成方法,其中,在进行了显像后进行永久图案的形成。
全文摘要
本发明的目的在于,提供能够有效地抑制感光层的感度降低并且可以形成更高精细图案的图案形成材料、以及具备该图案形成材料的图案形成装置和使用了上述图案形成材料的图案形成方法。因此,提供图案形成材料、以及具备该图案形成材料的图案形成装置和使用该图案形成材料进行曝光的图案形成方法,所述图案形成材料的特征在于在支撑体上至少具有感光层,该支撑体的浊度值为5.0%以下,该感光层含有选自具有酸性核的色素、具有碱性核的色素和荧光增白剂的至少1种作为增感剂,并且在对该感光层进行曝光、显像时,在该显像的前后不使该感光层曝光的部分的厚度发生变化的上述曝光中所使用的光的最小能量为0.1~20(mJ/cm2)。
文档编号H05K3/00GK101124516SQ20058004018
公开日2008年2月13日 申请日期2005年9月28日 优先权日2004年9月28日
发明者高岛正伸, 松本浩隆 申请人:富士胶片株式会社
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1