专利名称：负型感光性树脂组合物、图案形成方法和液体排出头的制作方法
技术领域：
本发明涉及负型感光性树脂组合物。更具体地，本发明涉及可用于液体排出头的生产的负型感光性树脂组合物，所述液体排出头 在用于产生液滴如墨滴的液体排出记录方法中使用。另外，本发明涉及使用所述负型感光性树脂组合物的图案形成方法、液体排出头、和液体排出头生产方法。
背景技术：
作为微细加工技术，已知通过进行负型感光性树脂组合物的曝光和显影而形成图案或结构体的光刻技木。所述技术已经广泛用于生产半导体集成电路、半导体曝光用掩模和各种微电子机械系统(MEMS)等。作为用于MEMS生产的应用实例,将该技术用于液体排出头喷嘴的生产。在该技术的领域中，近年来已经要求生产具有更复杂的和高精细构造以及高耐热性的结构体，因此，已经要求显示高耐热性和成型(molding)精度的负型感光性树脂组合物。作为负型感光性树脂组合物的实例，日本专利申请特开2008-256980讨论了包含多官能环氧树脂和光酸产生剂的负型感光性树脂组合物。作为液体排出头的实例，美国专利5，218，376讨论了包括液体排出装置用喷嘴的构造，其中墨滴通过设置通过加热加热电阻元件(heating resistance element)而产生的气泡与外部空气之间的连通而排出。然而，在高温下加热以赋予高的可靠性的情况下，有时已经将一部分固化膜改性从而使得不可能获得期望的固化膜。
发明内容
本发明涉及具有高耐热性和成型精度的负型感光性树脂组合物。另外，本发明涉及具有排出ロ构件的液体排出头，所述排出ロ构件设置有由所述组合物形成的排出ロ并且具有闻精细形状。根据本发明的方面，提供ー种感光性树脂组合物，其包括阳离子可聚合化合物；具有阴离子部分和阳离子部分的光酸产生剂；和具有含有季铵结构和季鱗结构中任ー的阳离子部分和阴离子部分的盐，其中将所述盐的阴离子部分与源自光酸产生剂的阴离子部分的第一酸中的阴离子部分交換，从而形成具有比第一酸的酸强度更低的酸強度的第二酸。根据本发明的示例性实施方案，提供具有高耐热性并且能够形成具有良好的成型精度的固化物的负型感光性树脂组合物。另外，可以提供具有设置有高精细形状排出ロ的排出ロ构件的液体排出头。參考附图本发明的进ー步特征和方面将由以下示例性实施方案的详细描述变得显而易见。
引入并构成说明书的一部分的
本发明的示例性实施方案、特征和方面并且，与说明书一起，用于解释本发明的原理。[图I]图I是示意性说明要用于评价根据本发明的示例性实施方案的成型精度的图案的图。[图2]图2是示意性说明根据本发明的示例性实施方案的液体排出头的透视图。[图3]图3是示意性说明要用于根据本发明的示例性实施方案的液体排出头的基板的透视图。[图4A]图4A是说明根据本发明的示例性实施方案的液体排出头的制造方法的工艺步骤的截面图。[图4B]图4B是说明根据本发明的示例性实施方案的液体排出头的制造方法的工艺步骤的截面图。 [图4C]图4C是说明根据本发明的示例性实施方案的液体排出头的制造方法的工艺步骤的截面图。[图4D]图4D是说明根据本发明的示例性实施方案的液体排出头的制造方法的工艺步骤的截面图。[图4E]图4E是说明根据本发明的示例性实施方案的液体排出头的制造方法的工艺步骤的截面图。[图4F]图4F是说明根据本发明的示例性实施方案的液体排出头的制造方法的工艺步骤的截面图。
具体实施例方式参考附图以下将详细描述本发明的各种示例性实施方案、特征和方面。根据本发明的示例性实施方案的负型感光性树脂组合物包含(a)阳离子可聚合化合物；(b)至少一种光酸产生剂；和(C)盐交换剂，其中所述盐交换剂是具有含有季铵结构和季鱗结构中任一的阳离子部分和阴离子部分的盐。下文中，将详细描述根据本发明的示例性实施方案的负型感光性树脂组合物的组分。〈(a)阳离子可聚合化合物〉阳离子可聚合化合物的实例包括，但不限于，具有选自由环氧基、氧杂环丁烷基、乙烯基醚基和丙烯基醚基组成的组的一个或者两个以上反应性官能团的化合物。在它们之中，优选在一个分子中具有多个环氧基的多官能环氧化合物。多官能环氧树脂的实例包括多官能脂环型环氧树脂、多官能苯酚型线型酚醛环氧树脂(polyfunctional phenol novolac epoxy resin)、多官能邻甲酌 型线型酌 醒环氧树脂(apolyfunctional ortho-cresol novolac epoxy resin)、多官能三苯基型线型酌 醒环氧树月旨(a polyfunctional triphenyl novolac epoxy resin)和多官能双酌' A 型线型酌 醒环氧树脂(a polyfunctional bisphenol-A novolac epoxy resin)。在它们之中，优选使用多官能双酚A型线型酚醛环氧树脂、多官能脂环型环氧树脂或多官能苯酚型线型酚醛环氧树脂。官能团优选为五官能以上，并且，例如，由Japan Epoxy Resins Co.，Ltd.制造的"Epicoat 157S70"、由 DIC Corporation 制造的"Epiclon N-865"和由 Daicel ChemicalIndustries, Ltd.制造的〃EHPE 3150〃是商购可得的并且可以为更优选使用的。多官能环氧树脂的软化点可优选，但不限于50_180°C，更优选60-160°C。多官能环氧树脂的含量可优选40质量％ (质量百分比)至99. 9质量％、更优选45质量％至99. 9质量％、进一步更优选50质量％至99. 2质量％。在该含量的情况下，当施涂至支持体时，可以获得具有适当硬度的抗蚀层。作为具有氧杂环丁烷基的化合物，可以使用具有至少一个氧杂环丁烷环的任何化合物。具有氧杂环丁烷基的化合物的实例包括双酚A型氧杂环丁烷化合物、双酚氧杂环丁烷化合物、双酚S型氧杂环丁烷化合物、二甲苯氧杂环丁烷化合物、苯酚线型酚醛氧杂环丁烧化合物(a phenol novolac oxetane compound)、邻甲酹线型酹醒氧杂环丁烧化合物(a cresol novolac oxetane compound)、烧基苯酹线型酹醒氧杂环丁烧化合 物(an alkylphenol novolac oxetane compound)、双酌 氧杂环丁烧化合物、联二甲苯酌 (bixylenol)氧杂环丁烷化合物、萘氧杂环丁烷化合物、二环戊二烯氧杂环丁烷化合物以及作为苯酹和具有酹轻基(phenolic hydroxide group)的芳香醒的缩合产物的氧杂环丁烧化合物等。具有氧杂环丁烷基的化合物更具体的实例包括由以下化学式表示的化合物[化学式I]
oC^ 0C^ 0C^
OOO
_3
LJnn=3[化学式2]
O——IO——IO-
n
5 $ 9
OOO
LL Li Li
-OI~OI——O其中n是1-20的整数。
具有乙烯基醚(下文中简写为VE)基的化合物的实例包括单官能VE如单官能VE [具有3个以上碳原子(C3以上)和数均分子量(Mn)为1，000以下，如烷基VE (甲基VE、乙基VE、丁基VE、异丁基VE、环己基VE、2-氯乙基VE、2-苯氧基乙基VE、2-羟乙基VE、4-羟丁基VE、硬酯基VE、2-乙酰氧基乙基VE(2-acetoxyethyl VE)、二甘醇单VE、2_乙基己基VE、十二烷基VE、十八烷基VE等)、烯基VE (烯丙基VE、2-甲基丙烯酰氧乙基VE、2-丙烯酰氧乙基VE等)、芳基VE (苯基VE、对甲氧基苯基VE等)]，多官能VE (C6以上和Mn为1，000以下，如1，4- 丁二醇二 VE、三甘醇二 VE、1，4-苯二 VE、对苯二酚二 VE、环己烷二甲醇二 VE、二甘醇二 VE、二亚丙基二 VE、己二醇二 VE等)，等等。具有丙烯醚基(下文中简写为PPE)的化合物的实例包括多官能PPE[C4以上和Mn为1,000以下，如烷基PPE (甲基PPE、乙基PPE、丁基PPE、异丁基PPE、环己基PPE、2-氯乙基PPE、2-苯氧基乙基PPE、2-羟基乙基PPE、4-羟基丁基PPE、硬酯基PPE、2-乙酰氧基乙基PPE、二甘醇单PPE、2-乙基己基PPE、十二烷基PPE、十八烷基PPE等)]，烯基PPE (烯丙基PPE,2-甲基丙烯酰氧乙基PPE、2-丙烯酰氧乙基PPE等)、芳基PPE (苯基PPE、对甲氧基苯 基PPE等)，多官能PPE (C6以上和Mn为1，000以下，如1，4- 丁二醇二 PPE、三甘醇二 PPE、
I,4-苯二 PPE、对苯二酚二 PPE、环己烷二甲醇二 PPE、二甘醇二 PPE、二亚丙基二 -PPE、己二醇二-PPE等)，等等。〈(b)光酸产生剂〉组分(b)是感光后分解从而直接或间接产生酸的物质。只要光酸产生剂具有以上性质，不特别限制其种类和结构等。由光酸产生剂产生的酸具有开始或促进聚合反应的效果。此外，所述酸包括阳离子。组分(b)的光酸产生剂的实例包括磺酸化合物和其它磺酸衍生物、重氮甲烷化合物、锍盐化合物、碘鐵盐化合物、磺酰亚胺(sulfonimide)化合物、二砜化合物、硝基节基化合物、苯偶姻甲苯磺酸盐化合物(benzointosylate compound)、铁芳烃配合物、含齒素三嗪化合物、乙酰苯衍生化合物和含氰基肟硫酸盐等。在本发明中可以使用常规已知或常规使用的光酸产生剂中任一而无任何特别限定。光酸产生剂的更优选的实例包括锍盐化合物和碘鎗盐化合物。从耐热性的观点，优选将在阳离子部分具有一个或多个芳基的单芳基锍盐、二芳基锍盐和三芳基锍盐用作锍盐化合物。作为碘鎗盐化合物，优选使用二芳基碘鎗盐。从产生具有充分地固化环氧树脂的酸强度的酸的观点，光酸产生剂的进一步优选实例包括单芳基锍盐、二芳基锍盐、三芳基锍盐和二芳基碘鎗盐。关于充分地固化环氧树脂的酸强度，在路易斯酸中，优选强酸如六氟锑酸或者比六氟锑酸更强的酸。“强酸如六氟锑酸或者比六氟铺酸更强的酸”是指具有等于或大于18的哈密特酸度函数(Hammett acidityfunction)-HO的值的酸。在布朗斯特酸中，优选强酸如九氟丁烷磺酸或者比九氟丁烷磺酸更强的酸。“与九氟丁烷磺酸一样强或者比九氟丁烷磺酸更强的强酸”是指具有等于或大于-3. 57的PKa值的酸。下文中，将描述作为强酸的产生源的锍盐和碘鎗盐中阴离子部分结构的具体实例。然而，化合物多于实例，并且本发明不限于示例的化合物。[化学式3]
权利要求
1.ー种感光性树脂组合物，其包括 阳离子可聚合化合物； 具有阴离子部分和阳离子部分的光酸产生剂；和 具有含有季铵结构和季鱗结构中任一的阳离子部分和阴离子部分的盐， 其中将所述盐的阴离子部分与源自所述光酸产生剂的阴离子部分的第一酸中的阴离子部分交換，从而形成具有比所述第一酸的酸强度更低的酸強度的第二酸。
2.根据权利要求I所述的感光性树脂组合物，其中通过所述盐形成的所述第二酸是含氟原子的锑酸、含氟原子的磷酸、含氟原子的硼酸、含氟原子的磺酸、或者羧酸。
3.根据权利要求I所述的感光性树脂组合物，其中所述光酸产生剂包括多种化合物， 并且所述盐的摩尔数大于在所述多种化合物中产生具有最高酸強度的酸的光酸产生剂摩尔数的1/4倍。
4.根据权利要求I所述的感光性树脂组合物，其中所述光酸产生剂包括多种化合物，并且所述盐的摩尔数大于在所述多种化合物中产生具有最高酸強度的酸的光酸产生剂的摩尔数的1/2倍。
5.根据权利要求I所述的感光性树脂组合物，其中所述光酸产生剂包括多种化合物，并且所述盐的摩尔数大于在所述多种化合物中产生具有最高酸強度的酸的光酸产生剂的摩尔数。
6.根据权利要求I所述的感光性树脂组合物，其进ー步包含胺化合物。
7.根据权利要求I所述的感光性树脂组合物，其中所述阳离子可聚合化合物是环氧树脂。
8.根据权利要求I所述的感光性树脂组合物，其中所述第二酸是含氟原子的锑酸、含氟原子的磷酸或含氟原子的硼酸。
9.一种图案形成方法，其包括 制备其上设置有感光性树脂组合物的基板，所述感光性树脂组合物包括阳离子可聚合化合物、具有阴离子部分和阳离子部分的光酸产生剂、和具有含有季铵结构和季鱗结构中任一的阳离子部分和阴离子部分的盐，其中将所述盐的阴离子部分与源自光酸产生剂的阴离子部分的第一酸中的阴离子部分交換，从而形成具有比第一酸的酸强度更低的酸強度的第二酸； 将所述感光性树脂组合物的一部分曝光从而固化所述曝光的部分；和 加热通过所述固化而获得的固化的部分。
10.根据权利要求9所述的图案形成方法，其中通过所述盐形成的所述第二酸是含氟原子的锑酸、含氟原子的磷酸、含氟原子的硼酸、含氟原子的磺酸、或者羧酸。
11.根据权利要求9所述的图案形成方法，其中所述光酸产生剂包括多种化合物，并且所述盐的摩尔数大于在所述多种化合物中产生具有最高酸强度的酸的光酸产生剂的摩尔数的1/4倍。
12.根据权利要求9所述的图案形成方法，其中所述阳离子可聚合化合物是环氧树脂。
13.—种液体排出头,其包括 设置有排出液体用排出ロ的排出ロ构件， 其中所述排出ロ构件由树脂组合物的固化物形成，所述树脂组合物包含阳离子可聚合化合物、具有阴离子部分和阳离子部分的光酸产生剂、和具有含有季铵结构和季鱗结构中任一的阳离子部分和阴离子部分的盐，其中将所述盐的阴离子部分与源自光酸产生剂的阴离子部分的第一酸中的阴离子部分交換，从而形成具有比第一酸的酸强度更低的酸強度的第二酸。
14.根据权利要求13所述的液体排出头，其中通过所述盐形成的所述第二酸是含氟原子的锑酸、含氟原子的磷酸、含氟原子的硼酸、含氟原子的磺酸、或者羧酸。
15.根据权利要求13所述的液体排出头，其中所述光酸产生剂包括多种化合物，并且所述盐的摩尔数大于在所述多种化合物中产生具有最高酸强度的酸的光酸产生剂的摩尔数的1/4倍。
16.根据权利要求13所述的液体排出头，其中所述阳离子可聚合化合物是环氧树脂。
全文摘要
一种感光性树脂组合物，其包括阳离子可聚合化合物、具有阳离子部分和阴离子部分的光酸产生剂，和具有含有季铵结构和季鏻结构中任一的阳离子部分和阴离子部分的盐，其中将所述盐的阴离子部分与源自所述光酸产生剂的阴离子部分的第一酸中的阴离子部分交换，从而形成具有比所述第一酸的酸强度更低的酸强度的第二酸。
文档编号B41J2/16GK102741749SQ201180008290
公开日2012年10月17日 申请日期2011年1月27日 优先权日2010年2月5日
发明者下村雅子, 池龟健, 高桥表 申请人:佳能株式会社