CN101082774A - 图案形成材料以及图案形成装置及图案形成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种通过使用I/O值及玻璃化温度在一定数值范围的粘合剂和I/O值在一定数值范围的粘合剂,即使感光层的厚度在25μm以上,析像度、遮盖性、粘附性及剥离也出色,可以抑制边缘熔合的发生的图案形成材料以及图案形成装置及图案形成方法。所以,该图案形成材料等的特征在于,在支撑体上至少具有厚度为25μm以上的感光层,该感光层含有粘合剂、聚合性化合物及光聚合引发剂,该粘合剂含有I/O值为0.300~0.650而且玻璃化温度(Tg)在80℃以上的粘合剂A,和I/O值为0.700~0.950的粘合剂B。
Description
技术领域
本发明涉及一种适合于干膜抗蚀剂(dry·film·resist)(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及使用所述图案形成材料的图案形成方法。
背景技术
一直以来,在形成布线图案等永久图案时,使用的是通过在支撑体上涂布、干燥感光性树脂组合物形成感光层的图案形成材料。作为所述永久图案的制造方法,例如在形成所述永久图案的镀铜叠层板等的基体上,层叠所述图案形成材料形成层叠体,对该层叠体中的所述感光层进行曝光,在该曝光后,显影所述感光层形成图案,然后通过进行蚀刻处理等形成所述永久图案。
近年来,电子仪器以移动通信仪器为代表,需要小型、薄型、轻型的同时,该需要高性能、高功能、高质量、高可靠性,搭载于这样的电子仪器的电子器件模块也要求为小型、高密度化。另外,在小型·超多层基板的领域,为了在具有直径4~8mm的穿通孔(through-hole)的基板上形成图案,需要具有较厚厚度的感光层的图案形成材料。
对于上述图案形成材料,也开始要求高质量、高精细、高密度化,为了使上述图案形成材料的析像度、遮盖性(テント性)及显影性出色,进而抑制边缘熔合(edge fusion)的发生,还提出了使在所述图案形成材料中的所述感光层中含有的粘合剂的I/O值(有机概念图的无机性/有机性比)和玻璃化点均在一定的数值范围内(参照特愿2005-068170号公报)。
但是,所述图案形成材料的感光层厚度如果不到20μm,显示出出色的析像度、遮盖性及显影性,可以有效地抑制边缘熔合,但如果所述感光层的厚度在25μm以上,则剥离性不充分,所以显影的时间变长,生产率降低。
因而,在感光层的厚为25μm以上的图案形成材料中,目前尚未提供析像度、遮盖性及粘附性出色、可以抑制边缘熔合的发生、进而剥离性出色的图案形成材料。
发明内容
本发明以解决以往的所述各问题、实现以下目的为课题。即,本发明的目的在于提供一种感光层厚为25μm以上,析像度、遮盖性及粘附性出色,可以抑制边缘熔合的发生,进而剥离性出色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及使用所述图案形成材料的图案形成方法。
为了解决所述课题,本发明人等进行了潜心研究,结果发现在具有厚度在25μm以上的感光层的图案形成材料中,通过混合I/O值及玻璃化温度在一定数值范围的粘合剂和I/O值在一定数值范围的粘合剂,析像度、遮盖性及粘附性出色,可以抑制边缘熔合(edge fusion)的发生,进而剥离性出色。
本发明正是鉴于本发明人等的所述见识而提出的,作为用于解决所述课题的机构,如下所述。即,
本发明的图案形成材料的特征在于,在支撑体上至少具有厚度为25μm以上的感光层,该感光层含有粘合剂、聚合性化合物及光聚合引发剂,
该粘合剂含有I/O值为0.300~0.650而且玻璃化温度(Tg)在80℃以上的粘合剂A,和I/O值为0.700~0.950的粘合剂B。
在该图案形成材料中,所述感光层通过含有所述粘合剂、所述聚合性化合物及所述光聚合引发剂,含有I/O值及玻璃化温度在一定数值范围的粘合剂A和I/O值在一定数值范围的粘合剂B,析像度、遮盖性及粘附性及剥离性出色,可以抑制边缘熔合的发生。
本发明的图案形成装置的特征在于,
具备如下所述的图案形成材料,即:在支撑体上至少具有厚度为25μm以上的感光层,该感光层含有粘合剂、聚合性化合物及光聚合引发剂,
该粘合剂含有I/O值为0.300~0.650而且玻璃化温度(Tg)在80℃以上的粘合剂A,和I/O值为0.700~0.950的粘合剂B;
至少具有:可以照射光的光照射机构,和调制来自该光照射机构的光、对所述图案形成材料的感光层进行曝光的光调制机构。
在该图案形成装置中,所述光照射机构向所述光调制机构照射光。所述光调制机构调制从所述光照射机构接受的光。使利用所述光调制机构调制的光对所述感光层进行曝光。例如,如果之后使所述感光层显影,则可以形成高精细的图案。
本发明的图案形成方法的特征在于,
至少包括对如下所述的图案形成材料的感光层进行曝光的步骤,即:在支撑体上至少具有厚度为25μm以上的感光层,该感光层含有粘合剂、聚合性化合物及光聚合引发剂,
该粘合剂含有I/O值为0.300~0.650而且玻璃化温度(Tg)在80℃以上的粘合剂A,和I/O值为0.700~0.950的粘合剂B。
附图说明
图1是表示图案形成装置的一例的外观的立体图。
图2是表示图案形成装置的扫描器(scanner)结构的一例的立体图。
图3A是表示在感光层的被曝光面上形成的已曝光区域的俯视图。
图3B是表示各曝光头所曝光范围的排列的俯视图。
图4是表示曝光头的概略结构的一例的立体图。
图5A是表示曝光头的具体结构的一例的俯视图。
图5B是表示曝光头的具体结构的一例的侧面图。
图6是表示图1的图案形成装置的DMD的一例的局部放大图。
图7A是表示用于说明DMD的动作的立体图。
图7B是表示用于说明DMD的动作的立体图。
图8是表示在存在曝光头的安装角度误差及图案偏斜时,在被曝光面上的图案中产生的不均的例子的说明图。
图9是表示1个DMD的曝光范围与对应的缝隙(slit)的位置关系的俯视图。
图10是表示用于说明使用缝隙测定被曝光面上的光点的位置的方法的俯视图。
图11是表示用于说明在只有被选择的微镜(micromirror)被用于曝光的结果,在被曝光面上的图案上产生的不均被改善的状态的说明图。
图12是表示在相邻的曝光头之间存在相对位置的偏离时,在被曝光面上的图案中产生的不均的例子的说明图。
图13是表示相邻的2个曝光头的曝光范围与对应的缝隙之间的位置关系的俯视图。
图14是表示用于说明使用缝隙测定被曝光面上的光点的位置的方法的俯视图。
图15是表示在图12的例子中只有被选择的使用像素在实际工作,在被曝光面上的图案中产生的不均被改善的状态的说明图。
图16是表示在相邻的曝光头存在相对位置的偏离及安装角度误差时,在被曝光面上的图案上产生的不均的例子的说明图。
图17是表示在图16的例子中只使用选择的描绘部的曝光的说明图。
图18A是表示倍率偏斜的例子的说明图。
图18B是表示光束直径偏斜的例子的说明图。
图19A是表示使用单一曝光头的参照曝光的第一例子的说明图。
图19B是表示使用单一曝光头的参照曝光的第一例子的说明图。
图20是表示使用多个曝光头的参照曝光的第一例子的说明图。
图21A是表示使用单一曝光头的参照曝光的第二例子的说明图。
图21B是表示使用单一曝光头的参照曝光的第二例子的说明图。
图22是表示使用多个曝光头的参照曝光的第二例子的说明图。
图23是表示在实施例15中,各像素列的倾斜角度变得不均一的“角度偏斜”引起在被曝光面上的图案中产生的不均的例子的说明图。
具体实施方式
(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厚度为25μm以上的感光层,也可以具有适当选择的其他层。
<感光层>
所述感光层只要含有粘合剂、聚合性化合物及光聚合引发剂,没有特别限制,也可以含有根据目的适当选择的其他成分。
所述感光层的厚度为25μm以上,优选为25~50μm,更优选为26~45μm。如果所述厚度在50μm以上,则显影性或蚀刻性可能会变差,如果不到25μm,则膜强度可能会降低。
所述感光层的层叠数可以为1层或2层以上。其中,所述感光层的厚度表示设置2层以上所述感光层的情况下的1层所述感光层的厚度。
《粘合剂》
所述粘合剂含有粘合剂A和粘合剂B,根据需要,还含有其他粘合剂。
所述粘合剂A的特征在于,I/O值为0.300~0.650,而且玻璃化温度(Tg)在80℃以上。
所述粘合剂B的特征在于,I/O值为0.700~0.950。
所述粘合剂A与所述粘合剂B的质量比(粘合剂A的质量/粘合剂B的质量)优选为5/95~95/5,更优选为10/90~90/10。所述质量比的值如果不到5/95,则粘附性变差,如果为超过95/5的值,则剥离性可能会变差。
-粘合剂A-
作为所述粘合剂A,只要I/O值为0.300~0.650而且玻璃化温度(Tg)在80℃以上,则没有特别限制,可以根据需要适当选择。
作为所述粘合剂A的I/O值的上限值,例如从进一步提高析像度及遮盖性的至少任意一种的观点出发,更优选为0.630,特别优选为0.600。
作为所述粘合剂A的I/O值的下限值,例如从提高显影性的观点出发,更优选为0.350,特别优选为0.400。
作为调节所述I/O值的方法,可以通过适当选择构成粘合剂的单体的种类及使该单体聚合时的聚合比(含量)的至少任意一种来调节。
所述I/O值是从有机概念角度对待也被称为(无机性值)/(有机性值)的各种有机化合物的极性的值,是在各官能团中设定参数的官能团基值法之一。
作为所述I/O值,具体而言,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);香气杂志(フレグランスジヤ一ナル)第34号第97~111项(1979年);香气杂志(フレグランスジヤ一ナル) 第50号第79~82项(1981年)等文献中被详细说明。
所述I/O值的概念将化合物的性质分为表示共价性的有机性基团和表示离子键性的无机性基团,将所有的有机化合物位置确定于取名为有机轴和无机轴的正交座标上的每1点上。
所述无机性值是指以羟基为标准,将机化合物具有的各种取代基或键等对沸点的影响力的大小数值化的值。具体而言,如果在碳原子数5左右的、直链醇的沸点曲线与直链石蜡的沸点曲线之间的距离为约100℃,所以用数值将1个羟基的影响力定为100,基于该数值,将各种取代基或各种键等对沸点的影响力进行数值化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。因而,某种有机化合物的无机性值是指该化合物具有的各种取代基或键等的无机性值的总合。
所述有机性值是指,以分子内的亚甲基为单位,将代表该亚甲基的碳原子对沸点的影响力作为标准确定的值。即,直链饱和烃化合物在碳原子数5~10左右每加1个碳而沸点上升的平均值为20℃,所以以其为标准,将1个碳原子数的有机性值定为20,以其为标准,将各种取代基或键等对沸点的影响力数值化的值为有机性值。例如,硝基(-NO2)的有机性值为70。
所述I/O值越接近0,越表明是非极性(疏水性、有机性大的)的有机化合物,越大,越表明是极性(亲水性、无机性大的)有机化合物。
以下说明所述I/O值的计算方法的一例。
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值是通过用以下的方法计算该共聚物的无机性值及有机性值后计算下式(所述共聚物的无机性值)/(所述共聚物的有机性值)来求得。
所述共聚物的无机性值通过求得所述甲基丙烯酸的无机性值×所述甲基丙烯酸的摩尔比、所述甲基丙烯酸甲酯的无机性值×所述甲基丙烯酸甲酯的摩尔比和所述苯乙烯的无机性值×所述苯乙烯的摩尔比的总合来计算。
所述甲基丙烯酸具有1个羧基,所述甲基丙烯酸甲酯具有1个酯基,所述苯乙烯具有1个芳香环,所以
所述甲基丙烯酸的无机性值:150(羧基的无机性值)×1(羧基的个数)=150,
所述甲基丙烯酸甲酯的无机性值:60(酯基的无机性值)×1(酯基的个数)=60,
所述苯乙烯的无机性值:15(芳香环的无机性值)×1(芳香环的个数)=15,
因而,所述共聚物的无机性值计算下式: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)而被计算为645。
所述共聚物的有机性值通过求得所述甲基丙烯酸的有机性值×所述甲基丙烯酸的摩尔比、所述甲基丙烯酸甲酯的有机性值×所述甲基丙烯酸甲酯的摩尔比和所述苯乙烯的有机性值×所述苯乙烯的摩尔比的总合来计算。
所述甲基丙烯酸具有4个碳原子数,所述甲基丙烯酸甲酯具有5个碳原子数,所述苯乙烯具有8个碳原子数,所以
所述甲基丙烯酸的有机性值:20(碳原子的有机性值)×4(碳原子数)=80,
所述甲基丙烯酸甲酯的有机性值:20(碳原子的有机性值)×5(碳原子数)=100,
所述苯乙烯的有机性值:20(碳原子的有机性值)×8(碳原子数)=160。
因而,所述共聚物的有机性值利用下式:80×2(所述甲基丙烯酸的摩尔比)+100×5(所述甲基丙烯酸甲酯的摩尔比)+160×3(所述苯乙烯的摩尔比)计算而被计算为1,140。
因而,所述共聚物的I/O值判断为645(所述共聚物的无机性值)/1,140(所述共聚物的有机性值)=0.566。
作为所述粘合剂A的玻璃化温度,只要是80℃以上,则没有特别限制,可以根据目的适当选择,更优选为100℃以上,特别优选为115℃以上。
如果所述玻璃化温度不到80℃,则可能所述图案形成材料的粘着性(tack)会增加,所述支撑体的剥离性变差,另外,在室温下保存所述图案形成材料时,可能会发生边缘熔合。
作为所述玻璃化温度的测定方法,没有特别限制,可以从公知的方法中适当选择,例如可以举出差示扫描热量分析装置等。
所述粘合剂A优选为具有来源于苯乙烯及苯乙烯衍生物的至少任意一种的结构单元的共聚物。所述粘合剂A如果为具有来源于苯乙烯及苯乙烯衍生物的至少任意一种的结构单元的共聚物,则可以会使所述I/O值降低,高精细地形成布线图案等永久图案,进而可以提高遮盖性。
作为所述I/O值为0.300~0.650而且所述玻璃化温度为80℃以上的所述粘合剂A,例如可以举出甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄基酯共聚物(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/甲基丙烯酸苄基酯共聚物(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/甲基丙烯酸苄基酯共聚物(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/甲基丙烯酸环己基酯/甲基丙烯酸2-乙基己基酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/70/5)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸环己基酯/甲基丙烯酸2-乙基己基酯共聚物(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(共聚物组成比(质量比):20/80)、甲基丙烯酸/苯乙烯共聚物(共聚物组成比(质量比):28/72)、甲基丙烯酸/苯乙烯共聚物(共聚物组成比(质量比):32/68)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己基酯共聚物(共聚物组成比(质量比):25/65/10)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己基酯共聚物(共聚物组成比(质量比):30/61/9)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己基酯共聚物(共聚物组成比(质量比):29/60/11)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己基酯共聚物(共聚物组成比(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-乙基己基酯共聚物(共聚物组成比(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-乙基己基酯共聚物(共聚物组成比(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-乙基己基酯共聚物(共聚物组成比(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-乙基己基酯共聚物(共聚物组成比(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-乙基己基酯共聚物(共聚物组成比(质量比):25/15/35/25)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸环己基酯共聚物(共聚物组成比(质量比):31/64/5)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸环己基酯共聚物(共聚物组成比(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(共聚物组成比(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(共聚物组成比(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(共聚物组成比(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(共聚物组成比(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(共聚物组成比(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(共聚物组成比(质量比):25/29/46)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成比(质量比):20/53/27)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成比(质量比):29/19/52)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成比(质量比):30/13/57)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成比(质量比):28/13/59)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成比(质量比):32/8/60)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成比(质量比):29/31/40)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成比(质量比):25/41/34)及甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成比(质量比):20/56/24)等。
其中,优选甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄基酯共聚物(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/甲基丙烯酸苄基酯共聚物(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(共聚物组成比(质量比):20/80)、甲基丙烯酸/苯乙烯共聚物(共聚物组成比(质量比):28/72)、甲基丙烯酸/苯乙烯共聚物(共聚物组成比(质量比):32/68)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己基酯共聚物(共聚物组成比(质量比):25/65/10)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己基酯共聚物(共聚物组成比(质量比):30/61/9)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己基酯共聚物(共聚物组成比(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-乙基己基酯共聚物(共聚物组成比(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-乙基己基酯共聚物(共聚物组成比(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-乙基己基酯共聚物(共聚物组成比(质量比):29/18/50/3)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸环己基酯共聚物(共聚物组成比(质量比):31/64/5)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸环己基酯共聚物(共聚物组成比(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(共聚物组成比(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(共聚物组成比(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(共聚物组成比(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(共聚物组成比(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(共聚物组成比(质量比):25/29/46)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成比(质量比):20/53/27)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成比(质量比):29/19/52)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成比(质量比):30/13/57)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成比(质量比):28/13/59)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成比(质量比):32/8/60)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成比(质量比):29/31/40)及甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成比(质量比):25/41/34)。
进而,更优选甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄基酯共聚物(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(共聚物组成比(质量比):32/68)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己基酯共聚物(共聚物组成比(质量比):30/61/9)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己基酯共聚物(共聚物组成比(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-乙基己基酯共聚物(共聚物组成比(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-乙基己基酯共聚物(共聚物组成比(质量比):29/18/50/3)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸环己基酯共聚物(共聚物组成比(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(共聚物组成比(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(共聚物组成比(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(共聚物组成比(质量比):25/29/46)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成比(质量比):20/53/27)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成比(质量比):29/19/52)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成比(质量比):30/13/57)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成比(质量比):28/13/59)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成比(质量比):32/8/60)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成比(质量比):29/31/40)及甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成比(质量比):25/41/34)。
所述粘合剂A可以单独使用1种或并用2种以上。
所述粘合剂A只要所述I/O值及所述玻璃化温度在所述数值范围,则没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如也可以具有酸性基。
作为所述粘合剂A的酸值(酸性基的含量),只要所述I/O值在所述数值范围内,则没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如优选为100~250mgKOH/g,更优选为120~220mgKOH/g,特别优选为150~220mgKOH/g。
如果所述酸值不到100mgKOH/g,则显影性不足,或者析像度差,可能不能高精细地得到布线图案等图案。
-粘合剂B-
作为粘合剂B,只要I/O值为0.700~0.950,则没有特别限制,可以根据目的适当选择。
作为所述粘合剂B的I/O值的上限值,例如从进一步提高析像度、遮盖性及剥离性的至少任意一种的观点出发,更优选为0.90,特别优选为0.850。
作为所述粘合剂B的I/O值的下限值,例如从提高显影性的观点出发,更优选为0.720,特别优选为0.750。
作为所述粘合剂B的玻璃化温度,可以根据目的适当选择,优选为60℃以上,更优选为65℃以上,特别优选为70℃以上。
如果所述玻璃化温度不到60℃,则可能所述图案形成材料的粘着性会增加,所述支撑体的剥离性发生恶化,另外,在室温下保存所述图案形成材料时,可能会发生边缘熔合。
作为所述粘合剂B的重均分子量,可以根据目的适当选择,优选为3万以上,更优选为5万以上,特别优选为7万以上。
如果所述玻璃化温度不到3万,则可能所述图案形成材料的粘着性会增加,所述支撑体的剥离性发生恶化,另外,在室温下保存所述图案形成材料时,可能会发生边缘熔合。进而,遮盖性可能会恶化。
作为所述重均分子量的测定方法,没有特别限制,可以从公知的方法中适当选择,例如可以举出使用凝胶渗透色谱法(Gel PermeationChromatography)的方法等。
所述粘合剂B优选为具有来源于甲基丙烯酸甲酯及甲基丙烯酸衍生物的至少任意一种的结构单元的共聚物。所述粘合剂B如果为具有来源于甲基丙烯酸甲酯及甲基丙烯酸衍生物的至少任意一种的结构单元的共聚物,则遮盖性会出色。
作为所述I/O值为0.700~0.950而且所述玻璃化温度在60℃以上的所述粘合剂B,例如可以举出甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸2-乙基己基酯/甲基丙烯酸苄基酯共聚物(共聚物组成(质量比):28.8/55.0/11.7/45)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸2-乙基己基酯/甲基丙烯酸苄基酯/丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):28.8/55.0/5.9/4.5/5.9)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸2-乙基己基酯/甲基丙烯酸苄基酯/甲基丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):28.8/55.0/5.9/4.5/5.9)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸苄基酯/甲基丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):28.8/55.0/4.5/11.7)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸2-乙基己基酯/甲基丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):28.8/55.0/5.9/10.4)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):28.8/60.9/10.4)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):21.0/62.0/17.0)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):15.0/62.0/23.0)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):30.0/30.0/20.0/20.0)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):30.0/40.0/15.0/15.0)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酷/丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):30.0/50.0/10.0/10.0)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸苄基酯/丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):30.0/45.0/5.0/15.0/5.0)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸苄基酯/丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):30.0/40.0/10.0/20.0)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸苄基酯/丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):30.0/30.0/15.0/25.0)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):25.0/53.0/21.0/1.0)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):20.0/58.0/21.0/1.0)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸苄基酯/丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):26.0/44.0/10.0/20.0)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸苄基酯/丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):24.0/46.0/10.0/20.0)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸苄基酯/丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):22.0/48.0/10.0/20.0)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸苄基酯/丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):26.0/49.0/10.0/15.0)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸苄基酯/丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):24.0/51.0/10.0/15.0)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸苄基酯/丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):22.0/53.0/10.0/15.0)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):25.0/35.0/20.0/20.0)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸乙酷/甲基丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):23.0/37.0/20.0/20.0)。
其中,优选甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸2-乙基己基酯/甲基丙烯酸苄基酯共聚物(共聚物组成(质量比):28.8/55.0/11.7/45)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸2-乙基己基酯/甲基丙烯酸苄基酯/丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):28.8/55.0/5.9/4.5/5.9)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸苄基酯/丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):30.0/45.0/10.0/20.0)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):21.0/62.0/17.0)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):23.0/37.0/20.0/20.0)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):30.0/50.0/10.0/10.0)。
所述粘合剂B可以单独使用1种或并用2种以上。
所述粘合剂B只要所述I/O值在所述数值范围,则没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如也可以具有酸性基。
作为所述粘合剂B的酸值(酸性基的含量),只要所述I/O值在所述数值范围内,则没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如优选为100~250mgKOH/g,更优选为120~220mgKOH/g,特别优选为140~220mgKOH/g。
如果所述酸值不到100mgKOH/g,则显影性不足,或者析像度差,可能不能高精细地得到布线图案等永久图案,如果超过250mgKOH/g,则图案的耐显影液性及粘附性的至少任意一种会变差,不能高精细地得到布线图案等永久图案。
作为具有所述粘合剂A及粘合剂B中使用的酸性基的粘合剂,只要所述粘合剂A及粘合剂B分别满足所述I/O值及所述玻璃化温度,则没有特别限制,可以从公知的粘合剂中适当选择。
作为所述酸性基,没有特别限制,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A及粘合剂B,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,从对涂敷溶媒的溶解性、对碱显影液的溶解性、合成适合性、膜物理性能的调节的容易程度等观点来看,优选具有羧基的乙烯系共聚物。
所述具有羧基的乙烯系共聚物至少可以利用(1)具有羧基的乙烯基单体、及(2)可以与它们共聚合的单体的共聚合得到。具体而言,可以举出特开2005-258431号公报的说明书的段落“0164”~“0205”中记载的化合物等。
-其他粘合剂-
所述粘合剂除了所述粘合剂A及所述粘合剂B以外,也可以含有其他粘合剂。
作为所述其他粘合剂,例如可以举出专利2873889号等记载的对碱性液可溶的树脂等。
并用所述其他粘合剂的情况下,相对所述感光层中含有的粘合剂全量,作为所述其他粘合剂的含量,可以根据目的适当选择,但例如优选50质量%以上,更优选70质量%以上,特别优选90质量%以上。
作为所述感光层中的所述粘合剂的含量,没有特别限制,可以根据目的适当选择,但例如优选10~90质量%,更优选20~80质量%,特别优选40~80质量%。
如果所述含量不到10质量%,则碱显影性或与印刷线路板形成用基板(例如镀铜叠层板)的粘附性降低,如果超过90质量%,则相对显影时间的稳定性或固化膜(遮盖膜)的强度可能会降低。此外,所述含量也可以为与根据需要与所述粘合剂并用的高分子粘结材料的总含量。
《聚合性化合物》
作为所述聚合性化合物,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以优选举出具有尿烷基及芳基的至少任意一种的单体或寡聚物。另外,它们优选具有2种以上聚合性基。
作为所述聚合性基,例如可以举出乙烯性不饱和键(例如(甲基)丙烯酰基、(甲基)丙烯酰胺基、苯乙烯基、乙烯酯或乙烯醚等乙烯基,烯丙醚或烯丙酯等烯丙基等)、可以聚合的环状醚基(例如环氧基、氧杂环丁烷基等)等,其中,优选乙烯性不饱和键。
-具有尿烷基的单体-
作为所述具有尿烷基的单体,只要具有尿烷基,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出特开2005-258431号公报的说明书的段落“0210”~“0262”记载的化合物。
-具有芳基的单体-
作为所述具有芳基的单体,只要具有芳基,没有特别限制,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、多元胺化合物及多元氨基醇化合物的至少任意一种与不饱和羧酸的酯或酰胺等。具体而言,可以举出特开2005-258431号公报的说明书的段落“0264”~“0271”记载的化合物等。
-其他聚合性单体-
本发明的图案形成材料也可以使用所述具有尿烷基的单体及所述具有芳基的单体以外的聚合性单体。
作为所述含有尿烷基的单体及所述含有芳基的单体以外的聚合性单体,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)与脂肪族多元醇化合物的酯、不饱和羧酸与多元胺化合物的酰胺等。具体而言,可以举出特开2005-258431号公报的说明书的段落“0274”~“0284”记载的化合物等。
作为所述感光层中的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%。
所述含量如果为5质量%,则遮盖膜的强度可能会降低,如果超过90质量%,则保存时的边缘熔合(从辊端部的渗出故障)可能会恶化。
另外,作为聚合性化合物中具有2个以上聚合性基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》
作为所述光聚合引发剂,只要具有引发所述聚合性化合物的聚合的能力,没有特别限制,可以从公知的光聚合引发剂中适当选择,但例如优选对从紫外线区域到可见光线具有光敏感性的光聚合引发剂,可以为被光激发的与增感剂发生某种作用、产生活性自由基的活化剂,也可以为对应单体的种类引发阳离子聚合的引发剂。
另外,所述光聚合引发剂优选至少含有1种在约300~800nm(更优选330~500nm)的范围内至少具有约50的摩尔吸光系数的成分。
作为所述光聚合引发剂,例如可以举出卤代烃衍生物(例如具有三嗪骨架的衍生物、具有噁二唑骨架的衍生物等)、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、芳环烯金属衍生物类等。其中,从感光层的灵敏度、保存性及感光层与印刷线路板形成用基板的粘附性等观点出发,优选具有三嗪骨架的卤代烃卤代烃、肟衍生物、酮化合物、六芳基联咪唑系化合物。具体而言,可以举出特开2005-258431号公报的说明书的段落“0288”~“0309”中记载的化合物等。
作为所述感光层中的光聚合引发剂的含量,优选为0.1~30质量%,更优选为0.5~20质量%,特别优选0.5~15质量%。
《其他成分》
作为所述其他成分,例如可以举出增感剂、热聚合抑制剂、增塑剂、发色剂、着色剂等,进而也可以并用向基体表面的附着促进剂及其他助剂类(例如颜料、导电性颗粒、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、链移动剂等)。具体而言,可以举出特开2005-258431号公报的说明书的段落“0312”~“0336”中记载的化合物等。通过适当含有这些成分,可以调节需要的图案形成材料的稳定性、照相性、印像性、膜物理性能等性质。
<支撑体及保护薄膜>
作为所述支撑体,没有特别限制,可以根据目的适当选择,优选可以剥离所述感光层而且光的透过性良好的支撑体,进而更优选表面的流平性良好。
所述支撑体优选为合成树脂制而且透明的支撑体,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、聚丙烯、聚乙烯、三乙酸纤维素、二乙酸纤维素、聚(甲基)丙烯酸烷基酯、聚(甲基)丙烯酸酯共聚物、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚碳酸酯、聚苯乙烯、赛璐玢、聚偏二氯乙烯共聚物、聚酰胺、聚酰亚胺、氯乙烯·醋酸乙烯共聚物、聚三氯乙烯、纤维素系薄膜、尼龙薄膜等各种塑料薄膜,其中,特别优选聚对苯二甲酸乙二醇酯。它们可以单独使用1种或并用2种以上。
作为所述支撑体的厚度,没有特别限制,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。
作为所述支撑体的形状,没有特别限制,可以根据目的适当选择,但优选长尺状。作为所述长尺状的支撑体的长度,没有特别限制,例如可以举出10m~20000m的长度。
所述图案形成材料也可以在所述感光层上形成保护薄膜。
作为所述保护薄膜,例如可以举出所述支撑体中使用的保护薄膜,纸,层叠聚乙烯、聚丙烯的纸等,其中,优选聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜。
作为所述保护薄膜的厚度,没有特别限制,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。
作为所述支撑体与保护薄膜的组合(支撑体/保护薄膜),例如可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯、聚氯乙烯/赛璐玢、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。另外,通过表面处理支撑体及保护薄膜的至少任意一种,可以满足如上所述的粘接力的关系。也可以为了提高与所述感光层的粘接力而实施所述支撑体的表面处理,例如可以举出底涂层的涂设、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、激光光线照射处理等。
另外,作为所述支撑体与所述保护薄膜的静摩擦系数,优选0.3~1.4更优选0.5~1.2。
如果所述静摩擦系数不到0.3,则由于过滑,在成为辊状的情况下,可能会发生卷偏离,如果超过1.4,可能会难以卷成良好的辊状。
所述图案形成材料例如优选卷绕在圆筒状的卷芯上,以长尺状卷成辊状保管。作为所述长尺状的图案形成材料的长度,没有特别限制,例如可以从10m~20,000m的范围适当选择。另外,为了便于用户使用,也可以进行切断加工,使100m~1,000m范围的长尺状成为辊状。此外,这种情况下,优选所述支撑体被卷绕成为最外侧。另外,也可以将所述辊状的图案形成材料切成薄片状。保管时,从保护端面、防止边缘熔合的观点出发,优选在端面设置隔离件(separator)(特别是防湿性的隔离件、放干燥剂的隔离件),另外还优选包装也使用透湿性低的材料。
所述保护薄膜也可以为了调节所述保护薄膜与所述感光层之间的粘接性而进行表面处理。所述表面处理例如在所述保护薄膜的表面形成由聚有机硅氧烷、氟化聚烯烃、聚氟乙烯、聚乙烯醇等聚合物构成的底涂层。该底涂层的形成可以通过在所述保护薄膜的表面涂敷所述聚合物的涂敷液之后,使其在30~150℃(特别是50~120℃)下干燥1~30分钟形成。
《其他层》
作为所述其他层,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出缓冲层、阻挡层、剥离层、粘接层、光吸收层、表面保护层等层。所述图案形成材料可以单独具有这些层中的1层,也可以具有2层以上,另外,也可以具有2层以上同种层。
[图案形成材料的制造方法]
所述图案形成材料例如可以如下所述制造。
首先,使所述感光层及其他层中含有的材料溶解、乳化或分散于水或溶剂,配制涂敷液。
作为所述涂敷液的溶剂,没有特别限制,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、sec-丁醇、正己醇等醇类;丙酮、甲基乙基甲酮、甲基异丁基甲酮、环己酮、二异丁基甲酮等酮类;醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙酸正戊酯、硫酸二甲酯、丙酸乙酯、酞酸二甲酯、安息香酸酯及甲氧基丙基乙酸酯等酯类;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、乙二醇一甲醚、乙二醇一乙醚、1-甲氧基-2-丙醇等醚类;二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲亚砜、环丁砜等。它们可以单独使用1种或并用2种以上。另外,也可以添加公知的表面活性剂。
接着,可以在所述支撑体上涂敷所述涂敷液,使其干燥后形成各层,制造图案形成材料。例如,可以通过将溶解、乳化或分散所述感光层的成分的感光性树脂组合物溶液涂敷于支撑体上,使其干燥后形成感光层,在其上形成保护薄膜,来制造图案形成材料。
作为所述涂敷液的涂敷方法,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出喷射法、辊涂法、旋涂法、缝隙涂布法、挤压涂布法、帘涂法、模涂法、凹板印刷涂布法、拉丝锭涂布法、气刀涂法等公知涂敷方法。
作为所述干燥的条件,根据各成分、溶媒的种类、使用比例等而不同,但通常在60~110℃的温度下为30秒~15分钟左右。
由于本发明的图案形成材料具有厚度为25μm以上的感光层,析像度、遮盖性及粘附性出色,可以抑制边缘熔合的发生,进而剥离性出色,所以可以优选用于各种图案的形成用、间隔件、隔壁等液晶构造构件的制造用,全息照相(hologram),微型电机,印样(proof)等图案形成用等,特别是可以优选用于高精细的布线图案的形成。另外,还可以优选用于本发明的图案形成方法及图案形成装置。
(图案形成装置及图案形成方法)
本发明的图案形成装置具备本发明的所述图案形成材料,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括在基材的表面转印本发明的图案形成材料的感光层而形成层叠体的层叠工序、曝光工序,还包括适当选择的其他工序。
此外,所述图案形成装置与所述图案形成方法的说明相通并加以明确。
[层叠工序]
作为所述层叠体的形成方法,没有特别限制,可以根据目的适当选择,但优选在所述基体上,边剥离所述保护薄膜,边通过加热及加压的至少任意一种来层叠所述图案形成材料。
作为所述加热温度,没有特别限制,可以根据目的适当选择,但例如优选15~180℃,更优选60~140℃。
作为所述加压的压力,没有特别限制,可以根据目的适当选择,但例如优选0.1~1.0MPa,更优选0.2~0.8MPa。
作为进行所述加热及加压的至少任意一种的装置,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以优选举出层压机(例如大成层压机公司制,VP-II)、真空层压机等。
《基材》
作为所述基材,没有特别限制,可以从公知的材料中,从表面平滑性高的基材到具有有凸凹的表面的基材,根据光致阻焊剂(photo solderresist)、布线图案形成用光致抗蚀剂、彩色抗蚀剂的目的分别适当选择,优选板状基材(基板),具体而言,可以举出公知的印刷线路板形成用基板(例如镀铜叠层板)、玻璃板(例如钠钙玻璃板、溅射氧化硅的玻璃板、硅玻璃板等)、合成树脂性薄膜、纸、金属板等。
所述层叠体可以在基材上形成所述感光层而成,相对该感光层,使利用后述的曝光工序曝光的区域固化,利用后述的显影工序形成图案。
[曝光工序]
所述曝光工序是对在所述层叠工序中形成的所述层叠体的所述感光层进行曝光的工序。
作为所述曝光,没有特别限制,可以根据目的适当选择,可以举出数字曝光、模拟曝光等,其中,优选数字曝光。
作为所述数字曝光,例如优选进行如下所述的方法,即:
所述数字曝光是具备光照射机构、及具有接受来自所述光照射机构的光并射出的n个(其中,n为2以上的自然数)排列成二维状的描绘部,且可以对应图案信息来控制所述描绘部的光调制机构的曝光头,所述曝光头配置成所述描绘部的列方向相对该曝光头的扫描方向而呈规定的设定倾斜角度θ,
对于所述曝光头,利用使用描绘部指定机构,指定可以使用的所述描绘部中的用于N重曝光(其中,N为2以上的自然数)的所述描绘部,
对于所述曝光头,利用描绘部控制机构,进行所述描绘部的控制,使得只有由所述使用描绘部指定机构所指定的所述描绘部参与曝光,
相对于所述感光层,使所述曝光头在扫描方向上相对地移动。
所述“N重曝光”是指被设定成在所述感光层的被曝光面上的曝光区域的大致全部区域,与所述曝光头的扫描方向平行的直线与照射到所述被曝光面上的N根光点列(像素列)交叉的曝光。在此,“光点列(像素列)”是指利用所述描绘部产生的作为描绘单元的光点(像素)的排列中比与所述曝光头的扫描方向所成的角度更小的方向的排列。其中,所述描绘部的配置不一定为矩形格子状,也可以为例如平行四边形状的配置等。
在此,称为曝光区域的“大致全部区域”是因为,在各描绘部的两侧缘部,通过使描绘部列倾斜,与平行于所述曝光头的扫描方向的直线交叉的使用描绘部的描绘部列的数目会减少,所以这种情况下,即使将多个曝光头合起来使用,由于该曝光头的安装角度或配置等误差,而与扫描方向平行的直线交叉的使用描绘部的描绘部列的数目可能会略微增减,另外,在各使用描绘部的描绘部列间的连接部分的析像度程度以下的极少的部分,由于安装角度或描绘部配置等误差,沿着与扫描方向正交的方向的描绘部的间距(pitch)不会与其他部分的描绘部的间距严格地一致,与扫描方向平行的直线交叉的使用描绘部的描绘部列的数目在±1的范围增减。此外,在以下的说明中,将N为2以上的自然数的N重曝光总称为“多重曝光”。进而,在以下的说明中,对于将本发明的曝光装置或曝光方法作为描绘装置或描绘方法实施的方式,将“N重描绘”及“多重描绘”的用语用作对应“N重曝光”及“多重曝光”的用语。
作为所述N重曝光的N,只要是2以上的自然数,没有特别限制,可以根据目的适当选择,优选3以上的自然数,更优选3以上7以下的自然数。
<图案形成装置>
参照附图,对本发明的图案形成方法中的图案形成装置的一例进行说明。
作为所述图案形成装置,为所谓平板型(flat bed type)的曝光装置,如图1所示,具备在表面吸附并保持层叠所述图案形成材料中的至少所述感光层而成的薄膜状的感光材料12(以下有时称为“感光层12”)的平板状移动载物台14。在由4根脚部16支撑的厚板状的设置台18的上面,设置沿着载物台移动方向延伸的2根导轨20。载物台14被配置成其长径方向朝向载物台移动方向,同时被支撑为可以利用导轨20来回移动。此外,在该图案形成装置10中设有沿着导轨20驱动载物台14的载物台驱动装置(未图示)。
在设置台18的中央部设有横跨载物台14的移动路径的“コ”字状的门22。“コ”字状的门22的端部分别被固定于设置台18的两侧面。在夹持该门22的一侧设有扫描器24,另一侧设有检测感光材料12的前端及后端的多个(例如2个)的感受器26。扫描器24及感受器26分别被安装于门22,被固定配置于载物台14的移动路径的上方。此外,扫描器24及感受器26与控制它们的未图示的控制器相连。
在此,为了说明,如图1所示,在与载物台14的表面平行的平面内,规定彼此正交的X轴及Y轴。
沿着载物台14的扫描方向,在上游侧(以下有时简单地称为“上游侧”。)的端缘部,以等间隔形成10根向X轴方向开口的“く”字型缝隙28。各缝隙28由位于上游侧的缝隙28a和位于下游侧的分散28b构成。缝隙28a与缝隙28b彼此正交,同时相对X轴,缝隙28a具有-45度、缝隙28b具有+45度的角度。
使缝隙28的位置与所述曝光头30的中心大致一致。另外,各缝隙28的大小为充分覆盖对应的曝光头30的曝光范围32的宽度的大小。另外,作为缝隙28的位置,也可以使其与相邻的已曝光区域34间的重复部分的中心位置大致一致。这种情况下,各缝隙28的大小为充分覆盖已曝光区域34间的重复部分的宽度的大小。
在载物台14内部的各缝隙28的下方位置,在后述的使用描绘部指定处理中,分别插入作为检测作为描绘单元的光点的光点位置检测机构的单一单元型光检测器(未图示)。另外,在后述的使用描绘部指定处理中,各光检测器与作为进行所述描绘部的选择的描绘部选择机构的运算装置(未图示)连接。
作为曝光时的所述图案形成装置的动作方式,可以为经常使曝光头移动,并同时进行连续地曝光的方式,也可以为阶段地使曝光头移动,并同时在各移动目的地的位置使曝光头静止进行曝光动作的方式。
《曝光头》
各曝光头30被安装于扫描器24,并使后述的内部的数字·微镜·器件(digital·micromirror·device)36的各描绘部(微镜)的列方向与扫描方向成规定的设定倾斜角度θ。所以,各曝光头30的曝光范围32成为相对扫描方向倾斜的矩形状的范围。伴随着载物台14的移动,在感光层12的每个曝光头30形成带状的已曝光区域34。在图2及图3B所示的例子中,在扫描器24上具备排列成2行5列的近似矩阵状的10个曝光头。
此外,在以下,在表示排列在第m行的第n列的各曝光头时,标记成曝光头30mn,在表示排列在第m行的第n列的各曝光头的曝光范围时,标记为曝光范围32mn。
另外,如图3A及图3B所示,为了使带状的已曝光区域34分别与相邻的已曝光区域34部分重叠,已排列成线(line)状的各行曝光头30分别向其排列方向错开规定间隔(曝光范围的长边的自然数倍,在本实施方式中为2倍)配置。所以,在第1行的曝光范围3211与曝光范围3212之间不能曝光的部分,可以利用第2行的曝光范围3221曝光。
如图4及图5所示,曝光头30分别具备DMD36(美国德克萨斯州仪器(Texas)·インスツルメンツ公司制),作为对应图像数据在每个像素对入射的光进行调制的光调制机构(调制每个像素部的空间光调制元件)。该DMD36与具备数据处理部和镜驱动控制部的作为描绘部控制机构的控制器连接。该控制器的数据处理部基于输入的图像数据,在每个曝光头30,产生对DMD36上的使用区域内的各微镜进行驱动控制的控制信号。另外,镜驱动控制部基于在图像数据处理部产生的控制信号,在每个曝光头30,对DMD36的各微镜的反射面的角度进行控制。
如图4所示,在DMD36的光入射侧,依次配置:具备光纤的射出端部(发光点)沿着与曝光范围32的长边方向对应的方向排列成一列的激光射出部的光纤阵列光源38,校正从光纤阵列光源38射出的激光并聚光于DMD上的透镜系40,向DMD36反射透过该透镜系40的激光的镜42。此外,图4概略地表示透镜系40。
如图5所详示,所述透镜系40由如下所述结构构成,即:使从光纤阵列光源38射出的激光平行光化的一对组合透镜44、将被平行光化的激光的光量分布校正成均一的一对组合透镜46及将光量分布已被校正的激光聚光于DMD36上的聚光透镜48构成。
另外,在DMD36的光反射侧配置有使在DMD36射出的激光在感光层12的被曝光面上成像的透镜系50。透镜系50由被配置成DMD36与感光层12的被曝光面成共轭关系的2片透镜52及54构成。
在本实施方式中,从光纤阵列光源38射出的激光在实际上被放大5倍之后,被设定为来自DMD36上的各微镜的光线被所述透镜系50集中成约5μm。
-光调制机构-
作为所述光调制机构,只要具有n个(其中,n为2以上的整数)排列成二维状的所述描绘部、可以对应所述图案信息控制所述描绘部即可,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如优选空间光调制元件。
作为所述空间光调制元件,例如可以优选举出数字·微镜·器件DMD(digital·micromirror·device)、MEMS(微电子机械系统(Micro ElectroMechanical Systems))型的空间光调制元件(SLM;空间光调节器(SpetialLight Modulator))、利用电光学效果调制透过光的光学元件(PLZT元件)、液晶光开闭器(FLC)等,其中,可以优选举出DMD。
另外,所述光调制机构优选具有基于要形成的图案信息生成控制信号的图案信号生成机构。这种情况下,对应所述图案信号生成机构所生成的控制信号调制光。
作为所述控制信号,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以优选举出数字信号。
以下参照附图,对所述光调制机构的一例进行说明。
如图6所示,DMD36是在SRAM单元(存储器单元)56上,使大多数微镜58作为分别构成描绘(像点(pixel))的描绘部,排列成格子状而成的镜器件。在本实施方式中,使用1024列×768行的微镜58排列而成的DMD36,其中,可以利用与DMD36连接的控制器驱动的即可以使用的微镜58仅为1024列×256行。DMD36的数据处理速度存在极限,与使用的微镜数成正比,确定每1线的调制速度,所以通过这样地只使用一部分微镜,每1线的调制速度会变快。各微镜58被支柱支撑,在其表面蒸镀铝等反射率高的材料。此外,在本实施方式中,各微镜58的反射率在90%以上,其排列间距在纵方向、横方向均为13.7μm。SRAM单元56是借助包括枢纽(hinge)及轭(yoke)的支柱,在通常的半导体存储器的制造线上制造的硅栅(silicon gate)的CMOS的SRAM单元,整体被构成为单片型(monolithic)(一体型)。
如果向DMD36的SRAM单元(存储器单元)56输入以2值表示构成需要的二维图案的各点的浓度的图像信号,则被支柱支撑的各微镜58,在以对角线为中心相对配置DMD36的基板侧,以±α度(例如±10度)的任意角度倾斜。图7A表示微镜58处于作为开(ON)状态的向+α度倾斜的状态,图7B表示微镜58处于作为关(OFF)状态的向-α度倾斜的状态。这样,如图6所示,通过对应图像信号控制DMD36的各像点中的微镜58的倾斜度,向DMD36入射的激光B被向各自的微镜58的倾斜方向反射。
图6是表示放大DMD36的一部分,各微镜58被控制为+α度或-α度的状态的一例。利用与DMD36连接的所述控制器,进行各微镜58的开关控制。另外,在关状态的微镜58反射的激光B前进的方向上,配置光吸收体(未图示)。
-光照射机构-
作为所述光照射机构,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出(超)高压汞灯、氙灯、炭棒弧光灯、卤素灯、复写机用等荧光管、LED、半导体激光等公知光源或可以合成照射2种以上的光的机构,其中,优选可以合成照射2种以上的光的机构。
作为从所述光照射机构照射的光,例如在借助支撑体进行光照射的情况下,可以举出透过该支撑体并活化使用的光聚合引发剂或增感剂的电磁波、从紫外到可见光线、电子射线、X射线、激光等,其中,优选激光,更优选复合2种以上的光的激光(以下有时称为“合波激光”)。另外,从剥离支撑体开始进行光照射的情况下,也可以使用同样的光。
作为所述从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。
作为所述激光的波长,例如优选200~1500nm,更优选300~800nm,进而优选330nm~500nm,特别优选400nm~450nm。
作为可以照射所述合波激光的机构,例如优选具有多种激光、多模光纤和从该多种激光分别照射的激光光束进行聚光并使其结合于所述多模光纤的聚光光学系的机构。
以下对所述可以照射合波激光的机构(光纤阵列光源),可以举出特开2005-258431号公报的说明书的段落“0109”~“0146”中记载的方法等。
《使用描绘部指定机构》
作为所述使用描绘部指定机构,优选至少具备在被曝光面上检测作为描绘单元的光点的位置的光点位置检测机构,和基于所述光点位置检测机构的检测结果来选择用于实现N重曝光而使用的描绘部的描绘部选择机构。
以下对利用所述使用描绘部指定机构指定N重曝光中使用的描绘部的方法的例子进行说明。
(1)单一曝光头内的使用描绘部的指定方法
在本实施方式(1)中,是利用图案形成装置10,对感光材料12进行2重曝光的情况,对减轻各曝光头30的安装角度误差引起的析像度的不均和浓度不均的、用于实现理想的2重曝光的使用描绘部的指定方法进行说明。
作为相对曝光头30的扫描方向的描绘部(微镜58)的列方向的设定倾斜角度θ,如果是没有曝光头30的安装角度误差等的理想的状态,使用可以使用的1024列×256行的描绘部,采用恰好略大于成为2重曝光的角度θideal的角度。
该角度θideal是对于N重曝光的数目N、可以使用的微镜58的列方向的个数s、可以使用的微镜58的列方向的间隔p及在使曝光头30倾斜的状态下利用微镜形成的扫描线的间距δ,利用下述式1
spsinθideal≥Nδ(式1)
得到。本实施方式中的DMD36如上所述,纵横配置间隔相等的大多数微镜58被配置成矩形栅格状,所以为
pcosθideal=δ(式2)
上述式1成为
stanθideal=N(式3)
在本实施方式(1)中,如上所述,s=256、N=2,所以根据所述式3,角度θideal约为0.45度。因而,作为设定倾斜角度θ,例如也可以采用0.50度左右的角度。图案形成装置10在可以调节的范围内,被初期调节为各曝光头30即各DMD36的安装角度成为接近该设定倾斜角度θ的角度。
图8是表示在被如上所述初期调节的图案形成装置10中,在1个曝光头30的安装角度误差及图案偏斜的影响下,在被曝光面上的图案上产生的不均的例子的说明图。在以下的附图及说明中,对于由各描绘部(微镜)产生的作为构成被曝光面上的曝光区域的描绘单元的光点,分别将第m行的光点标记成r(m)、第n列的光点标记成c(n)第m行第n列的光点标记成P(m,n)
图8的上段部分表示在使载物台14静止的状态下在感光材料12的被曝光面上投影的、来自可以使用的微镜58的光点组的图案,下段部分表示在上段部分所示之类的光点组的图案出现的状态下使载物台14移动并进行连续曝光时,在被曝光面上形成的曝光图案的状态。
其中,在图8中,为了便于说明,将可以使用的微镜58分成奇数列的曝光图案和偶数列的曝光图案进行表示,但实际上的被曝光面上的曝光图案重叠了这2个曝光图案。
在图8的例子中,作为设定倾斜角度采用若干大于所述角度θideal的角度的结果,另外还由于曝光头30的安装角度的微调节很困难,所以作为实际的安装角度与所述设定倾斜角度θ之间具有误差的结果,在被曝光面上的任意区域也产生了浓度不均。具体而言,在利用奇数列的微镜的曝光图案及利用偶数列的微镜的曝光图案双方,在由多个描绘部列形成的被曝光面上的重复曝光区域,相对理想的2重曝光,曝光变得过多,产生描绘变得冗长的区域,产生浓度不均。
进而,在图8的例子中,是在被曝光面上出现的图案偏斜的一例,产生投影到被曝光面上的各像素列的倾斜角度变得不均一的“角度偏斜”。作为这样的角度偏斜产生的原因,可以举出DMD36与被曝光面间的光学系的各种像差或定位偏离及DMD36自身的偏斜或微镜的配置误差等。
图8的例子中出现的角度偏斜是相对扫描方向的倾斜角度,越在图的左方列越变小、越在图的右方列越变大的方式的偏斜。作为该角度偏斜的结果,变得曝光过多的区域,越在图的左方所示的被曝光面上越变小、越在图的右方所示的被曝光面上越变大。
为了减轻如上所述的利用多个描绘部列形成的被曝光面上的重复曝光区域的浓度不均,将缝隙28及光检测器的组用作所述光点位置检测机构,在每个曝光头30,特定实倾斜角度θ’,基于该实倾斜角度θ’, 将与所述光检测器连接的所述运算装置用作所述描绘部选择机构,进行选择实际的曝光中使用的微镜的处理。
基于光点位置检测机构检测出的至少2个光点位置,利用在使曝光头倾斜的状态下的被曝光面上的光点的列方向与所述曝光头的扫描方向所成的角度来特定实倾斜处理θ’。
以下使用图9及图10,对所述实倾斜角度θ’的特定及使用像素选择处理进行说明。
-实倾斜角度θ’的特定-
图9是表示1个DMD36的曝光范围32与对应的缝隙28之间的位置关系的俯视图。缝隙28的大小为充分覆盖曝光范围32的宽度的大小。
在本实施方式(1)的例子中,将位于曝光范围32的大致中心的第512列光点列与曝光头30的扫描方向之间所成的角度作为所述实倾斜角度θ’测定。具体而言,使DMD36上的第1行第512列的微镜58及第256行第512列的微镜58处于开(ON)状态,检测对应它们的被曝光面上的光点P(1,512)及P(256,512)的位置,将连接它们的直线与曝光头的扫描方向所成角度特定为实倾斜角度θ’。
图10是表示说明光点P(256,512)的位置的检测方法的俯视图。
首先,在使第256行第512列的微镜58点亮的状态下,缓慢移动载物台14,沿着Y轴使缝隙28相对移动,使缝隙28位于使光点P(256,512)位于上游侧的缝隙28a与下游侧的缝隙28b之间的任意位置。此时的缝隙28a与缝隙28b之间的交点的座标为(X0,Y0)。该座标(X0,Y0)的值由直到给予载物台14的驱动信号所示的所述位置的载物台14的移动距离及已知的缝隙28的X方向位置来确定并被记录。
接着,使载物台14移动,使缝隙28沿着Y轴在图10的右方相对移动。那么,在图10中,如两点划线所示,光点P(256,512)的光通过左侧的缝隙28b并被光检测器检测出后,使载物台14停止。将此时的缝隙28a与缝隙28b的交点的座标(X0,Y1)作为光点P(256,512)的位置进行记录。
接着,使载物台14向相反方向移动,使缝隙28沿着Y轴在图10的左方相对移动。那么,在图10中,如两点划线所示,光点P(256,512)的光通过右侧的缝隙28a并被光检测器检测出后,使载物台14停止。将此时的缝隙28a与缝隙28b的交点的座标(X0,Y2)作为光点P(256,512)的位置进行记录。
从以上的结果,利用X=X0+(Y1-Y2)/2、Y=(Y1+Y2)/2的计算,确定表示光点P(256,512)在被曝光面上的位置的座标(X,Y)。也利用同样的测定,确定表示P(1,512)的位置的座标,导出连接它们的座标的直线与曝光头30的扫描方向所成的倾斜角度,将其特定为实倾斜角度θ’。
-使用描绘部的选择-
使用这样特定的实倾斜角度θ’,与所示光检测器连接的所示运算装置导出满足下述式4
ttanθ’=N(式4)
的关系的值t最近的自然数T,进行将DMD36上的第1行到第T行的微镜选作本曝光时实际使用的微镜的处理。这样,在第512列附近的曝光区域中,可以将相对理想的2重曝光成为曝光过多的区域与成为曝光不足的区域的面积总计为最小的微镜选作实际使用的微镜。
在此,也可以代替导出所述值t最近的自然数,导出值t以上的最小的自然数。这种情况下,在第5 12列附近的曝光区域中,可以将相对理想的2重曝光成为曝光过多的区域的面积变得最小而且不产生成为曝光不足的区域的微镜选作实际使用的微镜。
另外,也可以导出值t以下的最大的自然数。这种情况下,在第512列附近的曝光区域中,可以将相对理想的2重曝光成为曝光不足的区域的面积变得最小而且不产生成为曝光过多的区域的微镜选作实际使用的微镜。
图11是表示在仅使用被选作如上所述实际使用的微镜的微镜产生的光点进行曝光中,如何改善图8所示的被曝光面上的不均的说明图。
在该例中,导出T=253作为所述自然数T,选择从第1行到第253行的微镜。相对被选择的第254行~第256行的微镜,利用所述描绘部控制机构,传送设定时常关状态的角度的信号,这些微镜实际上不与参与曝光。如图11所示,在第512列附近的曝光区域,曝光过多及曝光不足几乎被完全消解,可以实现与理想的2重曝光极为接近的均一的曝光。
另一方面,在图11的左方的区域(图中的c(1)附近),在所示角度偏斜的作用下,被曝光面上的光线列的倾斜角度变得小于中央附近(图中的c(512)附近)的区域的光线列的倾斜角度。因而,在基于以c(512)为标准测定的实倾斜角度θ’而选择的微镜的曝光中,如图所示,略微产生相对理想的2重曝光而成为曝光过多的区域。
但是,在重叠图示的利用奇数列的曝光图案与利用偶数列的曝光图案而成的实际的曝光图案中,成为曝光过多的区域被彼此补充,可以用利用2重曝光的补偿的效果使所述角度偏斜引起的浓度不均最小。
在本实施方式(1)中,如上所述,测定第512列的光线列的实倾斜角度θ’,使用该实倾斜角度θ’,选择基于利用所述式(4)导出的T使用的微镜58,但作为所述实倾斜角度θ’的特定方法,也可以为分别测定多个描绘部的列方向(光点列)与所述曝光头的扫描方向所成的多个实倾斜角度,将这些平均值、中央值、最大值及最小值的任意一个特定作为实倾斜角度θ’,利用所述式(4)等选择实际的曝光时使用的微镜的方式。
如果将所述平均值或所述中央值作为实倾斜角度θ’,则可以实现相对理想的N重曝光而成为曝光过多的区域与成为曝光不足的区域的平衡良好的曝光。例如,可以实现将成为曝光过多的区域与成为曝光量不足的区域的总面积抑制为最小,而且成为曝光过多的区域的描绘单元数(光点数)与成为曝光不足的区域的描绘单元数(光点数)变成相等的曝光。
另外,如果将所述最大值作为实倾斜角度θ’,则可以实现更加重视相对理想的N重曝光而成为曝光过多的区域的排除的曝光,例如可以实现将成为曝光不足的区域的面积抑制为最小,而且不产生成为曝光过多的区域的曝光。
进而,如果将所述最小值作为实倾斜角度θ’,则可以实现更加重视相对理想的N重曝光而成为曝光不足的区域的排除的曝光,例如可以实现将成为曝光过多的区域的面积抑制为最小,而且不产生成为曝光不足的区域的曝光。
另一方面,所述实倾斜角度θ’的特定不限于基于同一描绘部的列(光点列)中的至少2个光点的位置的方法。例如也可以将从同一描绘部列c(n)中的1个或多个光点的位置和该c(n)附近的列中的1个或多个光点的位置求得的角度特定作为实倾斜角度θ’。
具体而言,可以检测c(n)中的1个光点位置和沿着曝光头的扫描方向的直线上而且附近的光点列中含有的1个或多个光点位置,从这些位置信息求得实倾斜角度θ’。进而,也可以将基于c(n)列附近的光点列中的至少2个光点(例如配置成跨越c(n)的2个光点)的位置求得的角度特定作为实倾斜角度θ’。
如上所述,如果利用使用图案形成装置10的本实施方式(1)的使用描绘部的指定方法,可以减轻各曝光头的安装角度误差或图案偏斜的影响引起的析像度的不均或浓度不均,实现理想的N重曝光。
(2)多个曝光头间的使用描绘部的指定方法<1>
在本实施方式(2)中,对在利用图案形成装置10,对感光材料12进行2重曝光的情况下、减轻在作为利用多个曝光头30形成的被曝光面上的重复曝光区域的头间连接区域、2个曝光头(作为一例为曝光头3012和3021)的X轴方向相关的相对位置从理想状态偏离引起的析像度的不均和浓度不均、用于实现理想的2重曝光的使用描绘部的指定方法进行说明。
作为各曝光头30即各DMD36的设定倾斜角度θ,如果为没有曝光头30的安装角度误差等的理想状态,采用使用可以使用的1 024列×256行的描绘部微镜58而恰好成为2重曝光的角度θideal的状态。
该角度θideal与所述实施方式(1)同样地从所述式1~3求得。在本实施方式(2)中,图案形成装置10被初期调节成各曝光头30即各DMD36的安装角度成为该角度θideal。
图12是表示在如上所述进行初期调节的图案形成装置10中,在2个曝光头(作为一例为曝光头3012和3021)的X轴方向相关的相对位置从理想状态偏离的影响下,在被曝光面上的图案上产生浓度不均的例子的说明图。各曝光头的X轴方向相关的相对位置的偏离可以由于难以微调节曝光头间的相对位置而产生。
图12的上段部分是表示在使载物台14静止的状态下,向感光材料12的被曝光面上投影的来自可以使用具有曝光头3012和3021的DMD36的微镜58的光点组的图案的图。图12的下段部分在表现如上段部分所示的光点组的图案的状态下使载物台14移动进行连续曝光时,对曝光范围3212和3221在被曝光面上形成的曝光图案的状态的图。
其中,在图12中,为了便于说明,将可以使用的微镜58的每隔1列的曝光图案分成利用像素列组A的曝光图案和利用像素列组B的曝光图案表示,而实际的被曝光面上的曝光图案重叠了这2个曝光图案。
在图12的例子中,作为所述X轴方向相关的曝光头3012和3021之间的相对位置从理想状态的偏离结果,在利用像素列组A的曝光图案和利用像素列组B的曝光图案的双方,在曝光范围3212和3221的所述头间连接区域,相对于理想的2重曝光的状态,产生曝光量过多的部分。
为了减轻如上所述的利用多个所述曝光头而在被曝光面上形成的所述头间连接区域出现的浓度不均,在本实施方式(2)中,将缝隙28及光检测器的组用作所述光点位置检测机构,对来自曝光头3012和3021的光点组中构成在被曝光面上形成的所述头间连接区域的几个光点,检测其位置(座标)。基于该位置(座标),使用与所述光检测器连接的运算装置作为所述描绘部选择机构,进行选择实际曝光中使用的微镜的处理。
-位置(座标)的检测-
图13是表示与图12同样的曝光范围3212及3221与对应的缝隙28之间的位置关系的俯视图。缝隙28的大小为充分覆盖利用曝光头3012和3021的已曝光区域34间的重复部分的宽度的大小,即充分覆盖利用曝光头3012和3021在被曝光面上形成的所述头间连接区域的大小。
图14是表示作为一例检测曝光范围3221的光点P(256,1024)的位置时的检测方法的俯视图。
首先,在使第256行第1024列的微镜点亮的状态下,缓慢移动载物台14,沿着Y轴使缝隙28相对移动,使缝隙28位于使光点P(256,1024)位于上游侧的缝隙28a与下游侧的缝隙28b之间的任意位置。此时的缝隙28a与缝隙28b之间的交点的座标为(X0,Y0)。该座标(X0,Y0)的值由直到给予载物台14的驱动信号所示的所述位置的载物台14的移动距离及已知的缝隙28的X方向位置来确定并被记录。
接着,使载物台14移动,使缝隙28沿着Y轴在图14的右方相对移动。那么,在图1 4中,如两点划线所示,光点P(256,1024)的光通过左侧的缝隙28b并被光检测器检测出后,使载物台14停止。将此时的缝隙28a与缝隙28b的交点的座标(X0,Y1)作为光点P(256,1024)的位置进行记录。
接着,使载物台14向相反方向移动,使缝隙28沿着Y轴在图14的左方相对移动。那么,在图14中,如两点划线所示,光点P(256,1024)的光通过右侧的缝隙28a并被光检测器检测出后,使载物台14停止。将此时的缝隙28a与缝隙28b的交点的座标(X0,Y2)作为光点P(256,1024)的位置进行记录。
从以上的测定结果,利用X=X0+(Y1-Y2)/2、Y=(Y1+Y2)/2的计算,确定表示光点P(256,1024)在被曝光面上的位置的座标(X,Y)。
-不使用描绘部的特定-
在图12的例子中,首先利用缝隙28和光检测器的组作为所述光点位置检测机构检测曝光范围3212的光点P(256,1)的位置。接着,按照P(256,1024)、P(256,1023)…的顺序检测曝光范围3221的第256行的光点行r(256)上的各光点的位置,检测表示大于曝光范围3212的光点P(256,1)的X座标的曝光范围3221的光点P(256,n)后,结束检测动作。接着,将对应构成从曝光范围3221的光点光点列c(n+1)到c(1024)的光点的微镜特定作为本曝光时不使用的微镜(不使用描绘部)。
例如,在图12中,曝光范围3221的光点P(256,1020)表示大于曝光范围3212的光点P(256,1)的X座标,如果在检测该曝光范围3221的光点P(256,1020)之后结束检测动作,对应构成相当于在图15中被斜线覆盖的部分70的曝光范围3221的第1021行~1024行的光点的微镜,在本曝光时被特定作为不使用的微孔。
接着,相对N重曝光的数目N,检测曝光范围3212的光点P(256,N)的位置。在本实施方式(2)中,N=2,所以检测光点P(256,2)的位置。
接着,曝光范围3221的光点列中,除了被特定作为对应在所述本曝光时不使用的微镜的光点列以外,将构成最右侧的第1020列的光点的位置,从P(1,1020)依次检测为P(1,1020)、P(2,1020)…,检测表示大于曝光范围3212的光点P(256,2)的X座标的光点P(m,1020)后,结束检测动作。
然后,在与所述光检测器连接的运算装置中,比较曝光范围3212的光点P(256,2)的X座标和曝光范围3221的光点P(m,1020)及P(m-1,1020)的X座标,曝光范围3221的光点P(m,1020)的X座标的一方接近曝光范围3212的光点P(256,2)的X座标的情况下,对应曝光范围3221的从光点P(1,1020)到P(m-1,1020)的微镜被特定作为本曝光时不使用的微镜。
另外,曝光范围3221的光点P(m-1,1020)的X座标的一方接近曝光范围3212的光点P(256,2)的X座标的情况下,对应曝光范围3221的从光点P(1,1020)到P(m-2,1020)的微镜被特定作为本曝光时不使用的微镜。
进而,对曝光范围3212的光点P(256,N-1)即光点P(256,1)的位置和构成作为曝光范围3221的次列的第1019列的各光点的位置,也进行同样的检测处理及不使用的微镜的特定。
结果,例如在图15中对应构成用网格表示的区域72的光点的微镜被追加为实际的曝光时不使用的微镜。经常向这些微镜送来将该微镜的角度设定为关状态的角度的信号,这些微镜实际上在曝光时不使用。
这样,通过特定在实际的曝光时不使用的微镜,将除了该不使用的微镜以外的微镜选作实际曝光时使用的微镜,在曝光范围3212与3221的所述头间连接区域,可以使相对理想的2重曝光成为曝光过多的区域及成为曝光不足的区域的总面积为最小,如图15的下段所示,可以实现极为接近理想的2重曝光的均一的曝光。
其中,在所述例子中,在图15中特定构成用网格表示的区域72的光点时,也可以不比较曝光范围3212的光点P(256,2)的X座标和曝光范围3221的光点P(m,1020)及P(m-1,1020)的X座标,而立即将对应曝光范围3221的光点P(1,1020)到P(m-2,1020)的微镜特定作为本曝光时不使用的微镜。这种情况下,在所述头间连接区域,可以将相对理想的2重曝光成为曝光过多的区域的面积变得最小,而且不产生成为曝光不足的区域之类的微镜,选作实际使用的微镜。
另外,也可以将对应曝光范围3221的光点P(1,1020)到P(m-1,1020)的微镜特定作为本曝光时不使用的微镜。这种情况下,在所述头间连接区域,可以将相对理想的2重曝光成为曝光不足的区域的面积变得最小,而且不产生成为曝光过多的区域之类的微镜,选作实际使用的微镜。
进而,在所述头间连接区域,也可以在选择实际使用的微镜时,使相对理想的2重描绘成为曝光过多的区域的描绘单元数(光点数)与成为曝光不足的区域的描绘单元数(光点数)不相等。
如上所述,如果利用使用图案形成装置10的本实施方式(2)的使用描绘部的指定方法,可以减轻多个曝光头的X轴方向相关的相对位置的偏离引起的析像度的不均和浓度不均,实现理想的N重曝光。
(3)多个曝光头间的使用描绘部的指定方法<2>
在本实施方式(3)中,对在利用图案形成装置10,相对感光材料12进行2重曝光的情况下、减轻在作为利用多个曝光头30形成的被曝光面上的重复曝光区域的头间连接区域、2个曝光头(作为一例为曝光头3012和3021)的X轴方向相关的相对位置从理想状态偏离以及各曝光头的安装角度误差及2个曝光头间的相对安装角度误差引起的析像度的不均和浓度不均、用于实现理想的2重曝光的使用描绘部的指定方法进行说明。
作为各曝光头30即各DMD36的设定倾斜角度θ,如果为没有曝光头30的安装角度误差等的理想状态,则采用使用可以使用的1024列×256行的描绘部(微镜58)而恰好若干大于成为2重曝光的角度θideal的角度的状态。
该角度θideal使用所述式1~3与所述(1)的实施方式同样地求得。在本实施方式中,如上所述,s=256、N=2,所以角度θideal约为0.45度。因而,作为设定倾斜角度θ,例如也可以采用0.50度左右的角度。图案形成装置10在可以调节的范围内,被初期调节为各曝光头30即各DMD36的安装角度成为接近该设定倾斜角度θ的角度。
图16是表示在将各曝光头30即各DMD36的安装角度如上所述初期调节的图案形成装置10中,在2个曝光头(作为一例为曝光头3012和3021)的安装角度误差以及各曝光头3012和3021间的相对安装角度误差及相对位置的偏离的影响下,在被曝光面上的图案上产生的不均的例子的说明图。
在图16的例子中,与图12的例子相同,作为X轴方向相关的曝光头3012和3021的相对位置的偏离的结果,在利用每隔一列的光点组(像素列组A及B)的曝光图案的双方,在曝光范围3212与3221在与被曝光面上的所述曝光头的扫描方向正交的坐标轴上重复的曝光区域,产生与理想的2重曝光的状态相比曝光量过多的区域74,这引起浓度不均。
进而,在图16的例子中,由于使各曝光头的设定倾斜角度θ若干大于满足所述式(1)的角度θideal的结果,另外还由于各曝光头的安装角度的微调节很困难,所以作为实际的安装角度偏离所述设定倾斜角度θ的结果,在与被曝光面上的所述曝光头的扫描方向正交的坐标轴上重复的曝光区域以外的区域,利用每隔一列光点组(像素列组A及B)的曝光图案的双方,在利用多个描绘部列形成的作为被曝光面上的重复曝光区域的描绘部列间联合区域,产生相对理想的2重曝光的状态成为曝光过多的区域76,这引起了进一步的浓度不均。
在本实施方式(3)中,首先进行用于减轻各曝光头3012和3021的安装角度误差及相对安装角度的偏离的影响下产生的浓度不均的使用像素选择处理。
具体而言,将缝隙28及光检测器的组用作所述光点位置检测机构,对每个曝光头3012和3021,特定实倾斜角度θ’,基于该实倾斜角度θ’,将与光检测器连接的运算装置用作所述描绘部选择机构,进行选择实际的曝光中使用的微镜的处理。
-实倾斜角度θ’的特定-
实倾斜角度θ’的特定是通过利用在所述实施方式(2)中使用的缝隙8个光检测器的组分别检测,对于曝光头3012而言的曝光范围3212内的光点P(1,1)和P(256,1)的位置,对于曝光头3021而言的曝光范围3221内的光点P(1,1024)和P(256,1024)的位置,测定连接它们的直线的倾斜角度与曝光头的扫描方向所成角度来进行的。
-不使用描绘部的特定-
使用如上所述特定的实倾斜角度θ’,与光检测器连接的运算装置与所述实施方式(1)中的运算装置同样,分别对于曝光头3012和3021,导出满足下述式4
ttanθ’=N(式4)
的关系的值t最近的自然数T,进行将DMD36上的第(T+1)行到第256行的微镜特定作为本曝光时不使用的微镜。
例如,如果对于曝光头3012导出T=254、对于曝光头3021导出T=255,在图17中对应构成用斜线覆盖的部分78及80的光点的微镜被特定作为本曝光中不使用的微镜。这样,在曝光头3212和3221中头间连接区域以外的各区域,可以使相对理想的2重曝光成为曝光过多的区域及成为曝光不足的区域的总面积成为最小。
在此,也可以代替导出所述值t最近的自然数,而导出值t以上的最小的自然数。这种情况下,在曝光范围3212和3221的作为利用多个曝光头形成的被曝光面上的重复曝光区域的头间连接区域以外的各区域中,可以将相对理想的2重曝光成为曝光过多的区域的面积变得最小而且不产生成为曝光不足的面积。
或者,也可以导出值t以下的最大的自然数。这种情况下,在曝光范围3212和3221的作为利用多个曝光头形成的被曝光面上的重复曝光区域的头间连接区域以外的各区域中,可以将相对理想的2重曝光成为曝光不足的区域的面积变得最小而且不产生成为曝光过多的区域。
在作为利用多个曝光头形成的被曝光面上的重复曝光区域的头间连接区域以外的各区域中,也可以在特定本曝光时不使用的微镜时,使相对理想的2重曝光成为曝光过多的区域的描绘单元数(光点数)与成为曝光不足的区域的描绘单元数(光点数)变得相等。
然后,关于在图17中对应构成用斜线覆盖的区域78及80的光点以外的微镜,进行与使用图12~15说明的本实施方式(3)同样的处理,特定在图17中对应构成用斜线覆盖的区域82及用网格表示的区域84的光点的微镜,追加作为在本曝光时不使用的微镜。
相对被特定作为这些曝光时不使用的微镜,利用所述描绘部控制机构,传送设定成经常关状态的角度的信号,这些微镜实际上不参与曝光。
如上所述,如果利用使用图案形成装置10的本实施方式(3)的使用描绘部的指定方法,可以减轻多个曝光头的X轴方向相关的相对位置的偏离以及各曝光头的安装角度误差及曝光头间的相对安装角度误差引起的析像度的不均或浓度不均,实现理想的N重曝光。
以上对利用图案形成装置10的使用描绘部指定方法进行了详细说明,但所述实施方式(1)~(3)只不过为一例,可以在不脱离本发明的范围下进行各种变更。
另外,在所述实施方式(1)~(3)中,作为用于检测被曝光面上的光点的位置的机构,使用缝隙28和单一单元型的光检测器的组,但也可以不限于此而使用任意方式的机构,例如可以使用二维检测器等。
进而,在所述实施方式(1)~(3)中,从利用缝隙28和光检测器的组进行被曝光面上的光点的位置检测结果求得实倾斜角度θ’,选择基于该实倾斜角度θ’使用的微镜,但也可以为选择可以不经过实倾斜角度θ’的导出而使用的微镜的方式。进而,例如通过进行使用所有可以使用的微镜的参照曝光,利用目视参照曝光结果来确认析像度或浓度的不均等,从而用手动指定操作者使用的微镜的方式也被包括的本发明的范围。
此外,在被曝光面上产生得到的图案偏斜,除了在所述例子中说明的角度偏斜以外,还存在各种方式。
作为一例,如图18A所示,来自DMD36上的各微镜58的光线,存在以不同倍率到达曝光面上的曝光范围32的倍率偏斜的方式。
另外,作为其他例子,如图18B所示,来自DMD36上的各微镜58的光线,还存在以不同的光束直径到达被曝光面上的曝光范围32的光束直径偏斜的方式。这些倍率偏斜及光束直径偏斜主要由于DMD36与被曝光面间的光学系的各种像差或定位偏离引起产生。
进而作为另一个例子,来自DMD36上的各微镜58的光线,还存在以不同的光量到达被曝光面上的曝光范围32的光量偏斜的方式。该光量偏斜除了各种像差或定位偏离以外,还由于DMD36与被曝光面间的光学要素(例如作为1张透镜的图5的透镜52及54)的透过率的位置依存性或DMD36本身引起的光量不均引起产生。
利用所述实施方式(1)~(3),在选择本曝光中实际使用的微镜之后的这些方式的图案偏斜的残留要素,也可以与所述角度偏斜的残留要素同样地用利用多重曝光的补偿效果来平均,可以在各曝光头的整个曝光区域减轻析像度或浓度不均。
《参照曝光》
作为所述实施方式(1)~(3)的变更例,为了只使用构成可以使用的微镜中的每隔(N-1)列的微镜列或全光点行中相当于1/N行的相邻行的微镜组进行参照曝光,可以实现均一的曝光,也可以特定在所述参照曝光中使用的微镜中实际曝光时不使用的微镜。
取样输出利用所述参照曝光机构的参照曝光的结果,相对该输出的参照曝光结果,确认析像度的不均或浓度的不均,进行推断实倾斜角度等的分析。所述参照曝光的结果的分析也可以为利用操作者的目视的分析。
图19A及图19B是表示使用单一曝光头,只使用每隔(N-1)列的微镜进行参照曝光的方式的一例的说明图。
在该例中,本曝光时为2重曝光,因而N=2。首先,只使用对应图19A中用实线表示的奇数列的光点列的微镜,进行参照曝光,取样输出参照曝光结果。通过基于所述取样输出的参照曝光结果,确认析像度的不均或浓度的不均或者推断实倾斜角度,可以指定在本曝光时使用的微镜。
例如,对应图19B中用斜线覆盖的光点列的微镜以外的微镜,被指定作为在构成奇数列的光点列的微镜中的本曝光中实际使用的微镜。对应偶数列的光点列,也可以另外同样地进行参照曝光,指定本曝光时使用的微镜,也可以适用与相对奇数列的光点列的图案相同的图案。
可以通过这样指定在本曝光时使用的微镜,在使用奇数列及偶数列双方的微镜的本曝光中,实现接近理想的2重曝光的状态。
图20是表示使用多个曝光头,只使用每隔(N-1)列的微镜进行参照曝光的方式的一例的说明图。
在该例中,本曝光时为2重曝光,因而N=2。首先,只使用对应图20中用实线表示的X轴方向相关的相邻的2个曝光头(作为一例为3012和3021)的奇数列的光点列的微镜,进行参照曝光,取样输出参照曝光结果。通过基于所述输出的参照曝光结果,确认利用2个曝光头在被曝光面上形成的头间连接区域以外的区域中的析像度的不均或浓度的不均或者推断实倾斜角度,可以指定在本曝光时使用的微镜。
例如,对应图20中用斜线覆盖表示的区域86及用网格表示的区域88内的光点列的微镜以外的微镜,被指定作为在构成奇数列的光点的微镜中在本曝光时实际使用的微镜。对应偶数列的光点列,也可以另外同样地进行参照曝光,指定本曝光时使用的微镜,也可以适用与相对第奇数列的像素列的图案相同的图案。
可以通过这样指定在本曝光时使用的微镜,在使用奇数列及偶数列双方的微镜的本曝光中,在利用2个曝光头在被曝光面上形成的所述头间连接区域以外的区域,实现接近理想的2重曝光的状态。
图21是表示使用单一曝光头,只使用构成相当于全光点行数的1/N行的相邻的行的微镜组进行参照曝光的方式的一例的说明图。
在该例中,本曝光时为2重曝光,因而N=2。首先,只使用对应图21A中用实线表示的第1行~第128(=256/2)行的光点的微镜,进行参照曝光,取样输出参照曝光结果。可以通过基于所述取样输出的参照曝光结果,指定在本曝光时使用的微镜。
例如,对应图21B中用斜线覆盖表示的光点组的微镜以外的微镜,可以被指定作为在第1行~第128行的微镜中的本曝光时实际使用的微镜。对于第129行~第256行的微镜,也可以另外同样地进行参照曝光,指定本曝光时使用的微镜,也可以适用与相对第1行~第128行的微镜的图案相同的图案。
可以通过这样指定在本曝光时使用的微镜,在使用全体微镜的本曝光中,实现接近理想的2重曝光的状态。
图22是表示使用多个曝光头,对于X轴方向相关的相邻的2个曝光头(作为一例的曝光头3012和3021),只使用分别构成相当于全光点行数的1/N行的相邻的行的微镜组进行参照曝光的方式的一例的说明图。
在该例中,本曝光时为2重曝光,因而N=2。首先,只使用对应图22中用实线表示的第1行~第128(=256/2)行的光点的微镜,进行参照曝光,取样输出参照曝光结果。通过基于所述取样输出的参照曝光结果,可以指定在本曝光时使用的微镜,使其能够实现将利用2个曝光头在被曝光面上形成的头间连接区域以外的区域中的析像度的不均或浓度的不均控制在最小限度的本曝光。
例如,对应图22中用斜线覆盖表示的区域90及用网格表示的区域92内的光点列的微镜以外的微镜,被指定作为在第1行~第128行的微镜中在本曝光时实际使用的微镜。对于第129行~第256行的微镜,也可以另外同样地进行参照曝光,指定本曝光时使用的微镜,也可以适用与相对第1行~第128行的微镜的图案相同的图案。
可以通过这样指定在本曝光时使用的微镜,在利用2个曝光头在被曝光面上形成的所述头间连接区域以外的区域,实现接近理想的2重曝光的状态。
在以上的实施方式(1)~(3)及变更例中,均对本曝光为2重曝光的情况进行了说明,但不限定于此,也可以为2重曝光以上的任意多重曝光。特别是可以通过使其为3重曝光~7重曝光,实现确保高析像度,减轻析像度的不均及浓度不均的曝光。
另外,为了使图像数据所表示的二维图案的规定部分的尺寸与可以利用选择的使用像素实现的对应部分的尺寸一致,优选在所述实施方式及变更例指定曝光装置中进一步设置转换图像数据的机构。可以通过这样转换图像数据,在被曝光面上形成按照需要的二维图案的高精细的图案。
[其他工序]
作为所述其他工序,没有特别限制,可以举出从公知的图案形成中的工序中适当选择的工序,例如可以举出显影工序、蚀刻工序、镀敷工序等。它们可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
所述显影工序是通过在利用所述曝光工序对所述图案形成材料中的感光层进行曝光并使该感光层的已曝光的区域固化之后,除去未固化区域来进行显影,形成图案的工序。
所述显影工序例如可以优选利用显影机构实施。
作为所述显影机构,可以使用显影液进行显影,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出喷雾所述显影液的机构、涂敷所述显影液的机构、浸渍于所述显影液的机构等。它们可以单独使用1种或并用2种以上。
另外,所述显影机构也可以包括交换所述显影液的显影液交换机构、供给所述显影液的显影液供给机构等。
作为所述显影液,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出碱性液、水系显影液、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。
所述显影液也可以与表面活性剂、消泡剂、有机碱(例如乙二胺、乙醇胺、四甲基胺氢氧化物、三亚乙基三胺、吗啉、三乙醇胺等)或用于促进显影的有机溶剂(例如醇类、酮类、酯类、醚类、酰胺类、内酯类等)等。另外,所述显影液可以为混合水或碱水溶液与有机溶剂的水系显影液,也可以单独为有机溶剂。
作为所述蚀刻工序,可以利用从公知的蚀刻处理方法中适当选择的方法进行。
作为所述蚀刻处理中使用的蚀刻液,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如由铜形成所述金属层的情况下,可以举出氯化铜溶液、三氯化铁溶液、碱蚀刻溶液、过氧化氢系蚀刻液等,其中,从蚀刻因素(etchingfactor)的点出发,优选三氯化铁溶液。
通过在利用所述蚀刻工序进行蚀刻处理之后除去所述图案,可以在所述基体的表面上形成永久图案。
作为所述永久图案,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出布线图案等。
作为所述镀敷工序,可以利用从公知的镀敷处理中适当选择的适当选择的方法进行。
作为所述镀敷处理,例如可以举出硫酸铜镀敷、焦磷酸铜镀敷等铜镀敷,高流动性(high flow)焊锡镀敷等焊锡镀敷,瓦特浴(硫酸镍-氯化镍)镀敷,氨基磺酸镍等镍镀敷,硬(hard)金镀敷、软金镀敷等金镀敷等处理。
可以通过在利用所述镀敷工序进行镀敷处理之后除去所述图案,另外还进一步根据需要通过用蚀刻处理等除去不需要部分,在所述基体的表面形成永久图案。
[印刷线路板及滤色片的制造方法]
本发明的所述图案形成方法可以优选用于印刷布线板的制造特别是具有穿通孔或通孔等孔部的印刷线路板的制造及滤色片的制造。以下对利用本发明的图案形成方法的印刷线路板的制造方法及滤色片的制作方法的一例进行说明。
-印刷线路板的制造方法-
特别是作为具有穿通孔或通孔等孔部的印刷线路板的制造方法,可以通过(1)在作为所述基体的具有孔部的印刷线路板形成用基板上,以感光层成为所述基体侧的位置关系层叠所述图案形成材料,形成层叠体,(2)从所述层叠体的与所述基体相反侧对需要的区域进行光照射,使感光层固化,(3)从所述层叠体除去所述图案形成材料中的支撑体、缓冲层及阻挡层,(4)对所述层叠体中的感光层进行显影,除去该层叠体中的未固化部分,来形成图案。
此外,所述(3)中的所述支撑体的除去也可以代替在所述(2)和所述(4)之间进行而在所述(1)与所述(2)之间进行。
然后,为了得到印刷线路板,只要利用使用所述已形成的图案,蚀刻处理或镀敷处理所述印刷线路板形成用基板的方法(例如公知的减(subtractive)法或加(additive)法(例如半加(semiadditive)法、全加(full additive)法))进行处理即可。其中,为了用工业上有利的隆起(tenting)工序形成印刷线路板,优选所述减法。剥离所述处理后印刷线路板形成用基板上残存的固化树脂,另外在所述半加法的情况下,可以通过在剥离后进一步蚀刻铜薄膜部,制造需要的印刷线路板。另外,多层印刷线路板也可以与所述印刷线路板的制造方法同样地制造。
接着,对使用所述图案形成材料的具有穿通孔的印刷线路板的制造方法进一步说明。
首先,准备具有穿通孔、表面被金属镀敷层覆盖的印刷线路板形成用基板。作为所述印刷线路板形成用基板,例如可以使用在镀铜叠层板及玻璃-环氧等绝缘基材上形成铜镀敷层的基板,或在这些基板上层叠层间绝缘膜形成铜镀敷层的基板(层叠基板)。
接着,在所述图案形成材料上具有保护薄膜的情况下,剥离该保护薄膜,使用加压辊,压粘所述图案形成材料中的感光层,使其与印刷线路板形成用基板的表面接触(层叠工序)。这样,可以得到依次具有所述印刷线路板形成用基板和所述层叠体的层叠体。
作为所述图案形成材料的层叠温度,没有特别限制,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℃)。
作为所述挤涂机的辊压,没有特别限制,例如优选0.1~1MPa。
作为所述压粘的速度,没有特别限制,优选1~3m/分钟。
另外,也可以预热所述印刷线路板形成用基板,或在减压下层叠。
所述层叠体的形成也可以在所述印刷线路板形成用基板上层叠所述图案形成材料,或者通过在所述印刷线路板形成用基板的表面上直接涂敷并干燥所述图案形成材料制造用的感光性树脂组合物溶液等,在所述印刷线路板形成用基板上层叠感光层、阻挡层、缓冲层及支撑体。
接着,从所述层叠体的与基体的相反侧的面,照射光使感光层固化。此外,此时,也可以根据需要(例如支撑体的光透过性不充分的情况下等)剥离所述支撑体、缓冲层及阻挡层后进行曝光。
在此刻,在尚未剥离所述支撑体、缓冲层及阻挡层的情况下,从所述层叠体剥离所述支撑体、缓冲层及阻挡层(剥离工序)。
接着,用适当的显影液溶解除去所述印刷线路板形成用基板上的感光层的未固化区域,形成布线图案形成用的固化层和穿通孔的金属层保护用固化层的图案,在所述印刷线路板形成用基板的表面上露出金属层(显影工序)。
另外,也可以在显影后根据需要利用后加热处理或后曝光处理,进一步进行促进固化部的固化反应的处理。显影可以为如上所述的湿显影法,也可以为干显影法。
接着,用蚀刻液溶解除去在所述印刷线路板形成用基板的表面上露出的金属层(蚀刻工序)。穿通孔的开口部由固化树脂组合物(遮盖膜)覆盖,所以蚀刻液不会进入穿通孔内腐蚀穿通孔内的金属镀层,穿通孔的金属镀层变为残存规定的形状。这样,在所述印刷线路板形成用基板上形成布线图案。
作为所述蚀刻液,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如所述金属层由铜形成的情况下,可以举出氯化铜溶液、三氯化铁溶液、碱蚀刻溶液、过氧化氢系蚀刻液等,其中,从蚀刻因素的点出发,优选三氯化铁溶液。
接着,作为用强碱水溶液等,将所述固化层作为剥离片,从所述印刷线路板形成用基板除去(固化物除去工序)。
作为所述强碱水溶液中的碱成分,没有特别限制,例如可以举出氢氧化钠、氢氧化钾等。
作为所述强碱水溶液的pH,例如优选约为12~14,更优选约为13~14。
作为所述强碱水溶液,没有特别限制,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。
另外,印刷线路板也可以为多层结构的印刷线路板。
此外,所述图案形成材料不仅可以在所述蚀刻过程中使用,还可以在镀敷过程中使用。作为所述镀敷法,例如可以举出硫酸铜镀敷、焦磷酸铜镀敷等铜镀敷,高流动性(high flow)焊锡镀敷等焊锡镀敷,瓦特浴(硫酸镍-氯化镍)镀敷,氨基磺酸镍等镍镀敷,硬(hard)金镀敷、软金镀敷等金镀敷等。
-滤色片的制造方法-
在玻璃基板等的基体上,贴合本发明的所述图案形成材料中的感光层,从还图案形成材料剥离支撑体、缓冲层及阻挡层的情况下,已带电的所述支撑体(薄膜)与人体可能会受到不舒服的电击(shock),或者存在在已带电的所述支撑体上附着尘埃等问题。所以,优选在所述支撑体上设置导电层,或者向所述支撑体自身实施付与导电性的处理。另外,在与缓冲层相反侧的所述支撑体上设置所述导电层的情况下,为了提高耐损伤性而优选设置疏水性聚合物层。
接着,制作将所述感光层分别着色成红、绿、蓝、黒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和具有黑色感光层的图案形成材料。使用具有红像素用的所述红色感光层的图案形成材料,在所述基体表面层叠红色感光层形成层叠体之后,将像样本进行曝光、显影,形成红的像素。形成红的像素之后,加热所述层叠体,使未固化部分固化。对绿、蓝的像素也与其同样地进行,形成各像素。
所述层叠体的形成可以在所述玻璃基板上层叠所述图案形成材料,或者也可以通过在所述玻璃基板的表面上直接涂敷并干燥所述图案形成材料制造用的感光性树脂组合物溶液等,来在所述玻璃基板上层叠感光层、阻挡层、缓冲层及支撑体。另外,配置红、绿、蓝三种像素的情况下,也可以为如嵌镶型、三角形型、4像素配置型等之类的配置。
在形成有所述像素的面上层叠具有所述黒色感光层的图案形成材料,从未形成像素的侧进行背面曝光、显影,形成黑矩阵。可以通过加热形成该黑矩阵的层叠体,使未固化部分固化,制造滤色片。
本发明的所述图案形成方法由于使用本发明的所述图案形成材料,所以可以优选用于各种图案的形成、布线图案等永久图案的形成、滤色片、柱材、肋材、间隔件、隔壁等液晶结构构件的制造、全息摄影、微型电机,印样等的制造,特别可以优选用于形成高精细的布线图案。本发明的图案形成装置由于具备本发明的所述图案形成材料,所以可以优选用于各种图案的形成、布线图案等永久图案的形成、滤色片、柱材、肋材、间隔件、隔壁等液晶结构构件的制造,全息摄影、微型电机,印样等的制造,特别可以优选用于高精细布线图案的形成。
利用本发明,可以提供一种可以解决以往的问题,通过在具有厚度为25μm以上的感光层中,使用I/O值及玻璃化温度在一定数值范围的粘合剂作为和I/O值在一定数值范围的粘合剂作为粘合剂,析像度、遮盖性、粘附性及剥离性出色,可以抑制边缘熔合(edge fusion)的发生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及使用所述图案形成材料的图案形成方法。
实施例
以下利用实施例对本发明进行更具体的说明,但本发明不被这些所限定。
(实施例1)
作为所述支撑体,向厚16μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯,涂敷并干燥由下述组成构成的感光性树脂组合物溶液,形成厚30μm的感光层,制造所述图案形成材料。
[感光性树脂组合物溶液的组成]
·粘合剂A(甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄基酯共聚物[共聚物组成(质量比):25/8/30/37],质均分子量:68,800,Tg:105℃,I/O值:0.554)………………………………………………15质量份
·粘合剂B(甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸2-乙基己基酯/甲基丙烯酸苄基酯共聚物[共聚物组成(质量比):28.8/55.0/11.7/4.5],质均分子量:96,000,Tg:73℃,I/O值:0.78)…………………15质量份
·用下述结构式(73)表示的聚合性单体……………………7.0质量份
·六亚甲基二异氰酸酯与四环氧乙烷一甲基丙烯酸酯的1/2摩尔比的加成物………………………………………………………………7.0质量份
·NBCA(吖啶酮化合物,黒金化成(株)制)…………0.11质量份
·2,2-双(邻氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑……2.17质量份
·2-巯基苯并咪唑…………………………………………0.23质量份
·孔雀绿草酸盐………………………………………………0.02质量份
·无色结晶紫(leuco crystal violet)…………………………0.26质量份
·甲基乙基甲酮……………………………………………………40质量份
·1-甲氧基-2-丙醇……………………………………………20质量份
[化47]
结构式(73)
其中,结构式(73)中,m+n表示10。
在所述图案形成材料的感光层上层叠厚20μm的聚乙烯薄膜作为所述保护薄膜。接着,作为所述基体,在对表面进行了研磨、水洗、干燥的镀铜叠层板(没有穿通孔,铜的厚12μm)的表面上,剥离所述图案形成材料的保护薄膜,同时使用层压机(MODEL8B-720-PH,大成ラ层压机(株)制)压粘该图案形成材料的感光层,使其与所述镀铜叠层板接触,制作依次层叠了所述镀铜叠层板、所述感光层、所述聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(支撑体)的层叠体。
压粘条件为挤涂机温度105℃、挤涂机压力0.3MPa、层叠速度1m/分钟。
对所述制造的所述层叠体,进行显影性、析像度、粘附性、蚀刻性、遮盖性、剥离性、边缘粗糙度(edge roughness)及曝光速度的评价。另外,对所述图案形成材料,评价边缘熔合的发生有无。结果如表2所示。
<显影性>
从所述层叠体剥去聚对苯二甲酸乙二醇酯(支撑体),用0.15MPa的压力向镀铜叠层板上的所述感光层的全面喷射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溶解除去镀铜叠层板上的感光层所需要的时间,将其作为最短显影时间。该最短显影时间越短,则显影性越出色。
<析像度>
(1)灵敏度的测定
对所述层叠体的图案形成材料的感光层,从聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(支撑体)侧,使用作为所述光照射机构的具有405nm的激光光源的图案形成装置,照射以21/2倍间隔、从0.1mJ/cm2到100mJ/cm2的光能量不同的光,进行曝光,使所述感光层的一部分区域固化。在室温下静置10分钟,然后从所述层叠体剥去聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(支撑体),用喷射压0.15MPa向镀铜叠层板上的所述感光层的全面喷射碳酸钠水溶液(30℃,1质量%),喷射时间为在所述显影性的评价中求得的最短显影时间的2倍,溶解除去未固化的区域,测定残留的固化区域的厚度。接着,绘制光的照射量与固化层的厚度之间的关系的曲线图,得到灵敏度曲线。这样从得到的灵敏度曲线可知,固化区域的厚成为与曝光前的感光层膜厚的差为0.5μm以下时的光能量,为使感光层固化所必需的光能量。此外,所述图案形成装置使用以下所说明的图案形成装置。
《图案形成装置》
作为所述光照射机构,使用特开2005-258431号公报的说明书的段落“0109”~“0146”中记载的,具有合波激光光源,和作为所述光调制机构的将图6中的概略图所示的将主扫描方向上排列1024个微镜58的微镜列在副扫描方向排列成768组内、控制成仅驱动1024个×256列的DMD36,和图5所示的将光成像于所述图案形成材料的光学系的具备曝光头30的图案形成装置10。
作为各曝光头30即各DMD36的设定倾斜角度,采用使用可以使用的1024列×256行的微镜58而恰好成为若干大于成为2重曝光的角度θideal的角度。该角度θideal是相对N重曝光的数目N、可以使用的微镜58的列方向的个数s、可以使用的微镜58的列方向的间隔p及在使曝光头30倾斜的状态下利用微镜形成的扫描线的间距δ,利用下述式1
spsinθideal≥Nδ(式1)
得到。本实施方式中的DMD36如上所述,纵横配置间隔相等的大多数微镜58被配置成矩形格子状,所以为
pcosθideal=δ(式2)
,上述式1成为
stanθideal=N(式3)
,由于s=256、N=2,所以角度θideal约为0.45度。因而,作为设定倾斜角度θ,例如采用0.50度。
首先,为了校正2重曝光中的析像度的不均或曝光不均,分析被曝光面的曝光图案的状态。结果见图16。在图16中,表示在使载物台14静止的状态下,来自向图案形成材料12的被曝光面上投影的曝光头3012和3021具有的DMD36可以使用的微镜58的光点组的图案。另外,在下段部分,在如上段部分所示的光点组的图案出现的状态下使载物台14移动并进行连续曝光时,对曝光范围3212和3221显示在被曝光面上形成的曝光图案的状态。此外,在图16中,为了便于说明,将可以使用的微镜58的每隔1列的曝光图案分成利用像素列组A的曝光图案和利用像素列组B的曝光图案进行表示,但实际的被曝光面上的曝光图案重叠了这2个曝光图案。
如图16所示,判断为,作为曝光头3012和3021之间的相对位置的从理想的状态偏离的结果,在利用像素列组A的曝光图案和利用像素列组B的曝光图案的双方,在曝光范围3212和3221的与所述曝光头的扫描方向正交的坐标轴上重复的曝光区域,相对于理想的2重曝光的状态,产生曝光量过多的部分。
作为所述光点位置检测机构,使用缝隙28及光检测器的组,对于曝光头3012而言的曝光范围3212内的光点P(1,1)和P(256,1)的位置,对于曝光头3021而言的曝光范围3221内的光点P(1,1024)和P(256,1024)的位置,进行检测,测定连接它们的直线的倾斜角度与曝光头的扫描方向所成角度。
使用实倾斜角度θ’,分别对于曝光头3012和3021,导出满足下述式4
ttanθ’=N(式4)
的关系的值t最近的自然数T。分别对于曝光头3012导出T=254,对于曝光头3021导出T=255。结果,构成图17中用斜线覆盖的部分78及80的微镜被特定作为本曝光时不使用的微镜。
然后,关于对应构成在图17中用斜线覆盖的区域78及80的光点以外的光点的微镜,同样地对应构成在图17中用斜线覆盖的区域82及用网格表示的区域84的光点的微镜被特定,追加作为本曝光时不使用的微镜。
相对这些被特定作为曝光时不使用的微镜,利用所述描绘部控制机构,传送设定成经常关状态的角度的信号,这些微镜实际上不参与曝光。
这样,在曝光范围3212和3221中的作为由多个所述曝光头形成的被曝光面上的重复曝光区域的头间连接区域以外的各区域,可以使相对理想的2重曝光成为曝光过多的区域及成为曝光不足的区域的总面积为最小。
(2)析像度的测定
用与所述显影性的评价相同的方法及条件制作所述层叠体,在室温下(23℃,55%RH)静置10分钟。从得到的层叠体的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(支撑体)上,使用所述图案形成装置,以线(line)/空间(space)=1/1,从线(line)宽5μm~100μm,以每1μm,进行各线宽的曝光。此时的曝光量为固化在所述(1)中测定的所述图案形成材料的感光层所必需的光能量的2倍。在室温下静置10分钟之后,从所述层叠体剥去聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(支撑体)。用喷射压0.15MPa向镀铜叠层板上的所述感光层的全面喷射作为显影液的碳酸钠水溶液(30℃,1质量%),喷射时间为在所述(1)中求得的最短显影时间的2倍,溶解除去未固化的区域。用光学显微镜观察这样得到的带固化树脂图案的镀铜叠层板的表面,在固化树脂图案的线中测定没有堵塞、皱巴等异常的最小线宽,将其作为析像度。该析像度的数值越小越为良好。
<粘附性>
用与所述显影性的评价相同的方法及条件制作所述层叠体,在室温下(23℃,55%RH)静置10分钟。从得到的层叠体的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(支撑体)上,使用所述图案形成装置,以线(line)/空间(space)=1/5,从线(line)宽5μm~100μm,以每5μm,进行各线宽的曝光。此时的曝光量为固化在所述(1)中测定的所述图案形成材料的感光层所必需的光能量。在室温下静置10分钟之后,从所述层叠体剥去聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(支撑体)。用喷射压0.15MPa向镀铜叠层板上的感光层的全面喷射作为显影液的碳酸钠水溶液(30℃,1质量%),喷射时间为在所述(1)中求得的最短显影时间的2倍,溶解除去未固化的区域。用光学显微镜观察这样得到的带固化树脂图案的镀铜叠层板的表面,在固化树脂图案的线中测定没有皱巴等异常的最小线宽,将其作为粘附性。该粘附性的数值越小越为良好。
<蚀刻性>
使用在所述析像度的测定中形成的具有图案的层叠体,通过在该层叠体中露出的镀铜叠层板的表面,以0.25MPa,喷射36秒氯化铁腐蚀剂(etchant)(含三氯化铁的蚀刻溶液,40°波美,液温40℃),溶解除去未由固化层覆盖的露出的区域的铜层,来进行蚀刻处理。接着,通过喷射2质量%的氢氧化钠水溶液除去所述形成的图案,制作在表面具备铜层的布线图案作为所述永久图案的印刷线路板。用光学显微镜观察该印刷线路板上的布线图案,测定该布线图案的最小的线宽。得到的高精细布线图案的该最小线宽越小,则意味着蚀刻性越出色。
<遮盖性>
将所述层叠体中的镀铜叠层板代替为具有200个直径6mm的穿通孔的镀铜叠层板,除此以外,与所述层叠体同样地制作遮盖性评价用层叠体,在室温(23℃,相对湿度55%)的条件下放置10分钟。接着,从所述制作的层叠体的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(支撑体)上,使用所述图案形成装置,向该层叠体中的感光层的全面进行曝光。此时的曝光量为使在所述析像度的评价中(1)测定的所述图案形成材料的感光层固化所必需的光能量。在室温下静置10分钟之后,从所述层叠体剥去聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(支撑体)。用喷射压0.15MPa向所述镀铜叠层板上的所述感光层的全面喷射作为所述显影液的碳酸钠水溶液(30℃,1质量%),喷射时间为在所述析像度的评价中的(1)中求得的最短显影时间的2倍。用显微镜观察这样得到的所述镀铜叠层板中的在穿通孔开口部上形成的固化层(遮盖膜)的剥离或破损等缺陷的有无,计数缺陷的发生率。
[评价标准]
◎:缺陷率为0%。
○:缺陷率超过0%,为1%以下。
△:缺陷率超过1%,为5%以下。
×:缺陷率超过5%。
<剥离性>
使用在所述析像度的测定中形成的具有图案的层叠体,将该层叠体浸渍于3%氢氧化钠水溶液(液温50℃)中,剥离固化层。测定此时的剥离所显影的时间。该时间越小,则越意味着剥离性出色。
<曝光速度>
使用所述图案形成装置,变更使曝光光与所述感光层相对移动的速度,求得形成通常的布线图案的速度。曝光是相对所述制作的层叠体中的图案形成材料的感光层,从聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(支撑体)侧开始进行。其中,该设定速度越快,则有效地形成图案越有可能。
<边缘熔合>
将所述图案形成材料切成510mm宽,以16kg/m的张力(tension)卷绕90m,使所述图案形成材料在外形83mmΦ、长550mm的ABS树脂制的卷芯中成为大致中心。在避光下、温度25℃、相对湿度65%的环境下保管这样成为辊状的所述图案形成材料。
观察感光层成分从辊端面渗出引起的光泽的发生,以以下的评价标准进行评价。
-评价标准-
○…经过60天之后,没有光泽(60天期间,没有发生边缘熔合)
△…经过30天之后,没有光泽(60天期间,没有发生边缘熔合)
×…经过30天之后,有光泽(30天期间,发生边缘熔合)
<边缘粗糙度>
向所述层叠体,使用所述图案形成装置,进行照射、2重曝光,使与所述曝光头的扫描方向正交的方向的横线图案形成,与所述析像度的测定(2)同样地在所述感光层的一部分区域形成图案。得到的图案中,对线宽30μm的线的任意5处,使用激光显微镜(VK-9500,基恩斯(keyence)(株)制;物镜50倍)观察,将视野内的边缘位置中最膨胀的地方(凸出部)与最狭窄的地方(凹陷部)之间的差作为绝对值求得,算出观察的5处的平均值,将其作为边缘粗糙度。该边缘粗糙度越小,则越显示良好的性能,优选。结果见表1。
(实施例2)
在实施例1中,作为所述粘合剂A,代替甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄基酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/8/30/37)15质量份,添加甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸2-乙基己基酯/甲基丙烯酸苄基酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/13/42/20)15质量份,除此以外,与实施例1同样地制造并评价图案形成材料及层叠体。
(实施例3)
在实施例1中,作为所述粘合剂B,代替甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸2-乙基己基酯/甲基丙烯酸苄基酯共聚物(共聚物组成(质量比):28.8/55.0/11.7/4.5)15质量份,添加甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸2-乙基己基酯/甲基丙烯酸苄基酯/甲基丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):28.8/55.0/5.9/4.5/5.8)15质量份,除此以外,与实施例1同样地制造并评价图案形成材料及层叠体。
(实施例4)
在实施例1中,作为所述粘合剂B,代替甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸2-乙基己基酯/甲基丙烯酸苄基酯共聚物(共聚物组成(质量比):28.8/55.0/11.7/4.5)15质量份,添加甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):21.0/62.0/17.0)15质量份,除此以外,与实施例1同样地制造并评价图案形成材料及层叠体。
(实施例5)
在实施例1中,作为所述粘合剂A,代替甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄基酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/8/30/37)15质量份,添加甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):20/56/24)15质量份,作为所述粘合剂B,代替甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸2-乙基己基酯/甲基丙烯酸苄基酯共聚物(共聚物组成(质量比):28.8/55.0/11.7/4.5)15质量份,添加甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):23.0/37.0/20.0/20.0)15质量份,除此以外,与实施例1同样地制造并评价图案形成材料及层叠体。
(实施例6)
在实施例1中,作为所述粘合剂B,代替甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸2-乙基己基酯/甲基丙烯酸苄基酯共聚物(共聚物组成(质量比):28.8/55.0/11.7/4.5)15质量份,添加甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):30.0/49.0/11.0/10.0)15质量份,除此以外,与实施例1同样地制造并评价图案形成材料及层叠体。
(实施例7)
在实施例1中,作为所述粘合剂A,将甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄基酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/8/30/37)的添加量从15质量份变更为3质量份,作为所述粘合剂B,将甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸2-乙基己基酯/甲基丙烯酸苄基酯共聚物(共聚物组成(质量比):28.8/55.0/11.7/4.5)的添加量从15质量份变更为27质量份,除此以外,与实施例1同样地制造并评价图案形成材料及层叠体。
(实施例8)
在实施例1中,作为所述粘合剂A,将甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄基酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/8/30/37)的添加量从15质量份变更为24质量份,作为所述粘合剂B,将甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸2-乙基己基酯/甲基丙烯酸苄基酯共聚物(共聚物组成(质量比):28.8/55.0/11.7/4.5)的添加量从15质量份变更为6质量份,除此以外,与实施例1同样地制造并评价图案形成材料及层叠体。
(实施例9)
在实施例1中,作为所述粘合剂A,将甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄基酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/8/30/37)的添加量从15质量份变更为0.9质量份,作为所述粘合剂B,将甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸2-乙基己基酯/甲基丙烯酸苄基酯共聚物(共聚物组成(质量比):28.8/55.0/11.7/4.5)的添加量从15质量份变更为29.1质量份,除此以外,与实施例1同样地制造并评价图案形成材料及层叠体。
(实施例10)
在实施例1中,作为所述粘合剂A,将甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄基酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/8/30/37)的添加量从15质量份变更为29.1质量份,作为所述粘合剂B,将甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸2-乙基己基酯/甲基丙烯酸苄基酯共聚物(共聚物组成(质量比):28.8/55.0/11.7/4.5)的添加量从15质量份变更为0.9质量份,除此以外,与实施例1同样地制造并评价图案形成材料及层叠体。
下述表1中表示实施例1~10中使用的粘合剂的组成比。
[表1]
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 | |||
粘合剂A | 组成比(质量比) | 甲基丙烯酸 | 25 | 25 | 25 | 25 | 20 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 |
甲基丙烯酸甲酯 | 8 | 15 | 8 | 8 | 56 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | ||
甲基丙烯酸2-乙基己基酯 | 40 | |||||||||||
苯乙烯 | 30 | 30 | 30 | 24 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | |||
甲基丙烯酸苄基酯 | 37 | 20 | 37 | 37 | 37 | 37 | 37 | 37 | 37 | |||
丙烯酸丁酯 | ||||||||||||
粘合剂B | 组成比(质量比) | 甲基丙烯酸 | 28.8 | 28.8 | 28.8 | 21 | 23 | 30 | 28.8 | 28.8 | 28.8 | 28.8 |
甲基丙烯酸甲酯 | 55 | 55 | 55 | 62 | 37 | 50 | 55 | 55 | 55 | 55 | ||
甲基丙烯酸2-乙基己基酯 | 11.7 | 11.7 | 5.9 | 11.7 | 11.7 | 11.7 | 11.7 | |||||
甲基丙烯酸苄基酯 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | |||||
丙烯酸乙酯 | 5.8 | 20 | 10 | |||||||||
甲基丙烯酸乙酯 | 17 | 20 | 10 | |||||||||
粘合剂A粘合剂B(质量比) | 50/50 | 50/50 | 50/50 | 50/50 | 50/50 | 50/50 | 10/90 | 80/20 | 3/97 | 97/3 |
(比较例1)
在实施例1中,作为所述粘合剂A,代替甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄基酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/8/30/37)15质量份,添加甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):29/50/21)15质量份,除此以外,与实施例1同样地制造并评价图案形成材料及层叠体。
(比较例2)
在实施例1中,作为所述粘合剂B,代替甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸2-乙基己基酯/甲基丙烯酸苄基酯共聚物(共聚物组成(质量比):28.8/55.0/11.7/4.5)15质量份,添加甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):29.0/19.0/52.0)15质量份,除此以外,与实施例1同样地制造并评价图案形成材料及层叠体。
(实施例11)
在实施例1中,作为所述粘合剂B,代替甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸2-乙基己基酯/甲基丙烯酸苄基酯共聚物(共聚物组成(质量比):28.8/55.0/11.7/4.5)15质量份,添加苯乙烯-丙烯酸共聚物(共聚物组成(质量比):50/50)15质量份,除此以外,与实施例1同样地制造并评价图案形成材料及层叠体。
(实施例12)
在实施例1中,将感光层的厚度从30μm变更为50μm,除此以外,与实施例1同样地制造、评价图案形成材料及层叠体。
(实施例13)
在实施例1中,将感光层的厚度从30μm变更为70μm,除此以外,与实施例1同样地制造、评价图案形成材料及层叠体。
(实施例14)
在实施例1中,作为所述粘合剂B,代替甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸2-乙基己基酯/甲基丙烯酸苄基酯共聚物(共聚物组成(质量比):28.8/55.0/11.7/4.5)15质量份,添加甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸2-乙基己基酯/甲基丙烯酸苄基酯共聚物(共聚物组成(质量比):28.8/55.0/11.7/4.5,重均分子量28,000)15质量份,除此以外,与实施例1同样地制造并评价图案形成材料及层叠体。
(实施例15)
在实施例15中,从图案形成装置中,基于所述式3,作为N=1算出设定倾斜角度θ,基于所述式4,导出满足ttanθ’=1的关系的值t最近的自然数T,进行N重曝光(N=1),除此以外,与实施例1同样地进行评价。结果见表2。
图23表示实施例15中的被曝光面的曝光状态的例子。在图23中,表示在使载物台14静止的状态下被投影于感光材料12的被曝光面上的来自一个曝光头(例如3012)具有的DMD36的可以使用的微镜58的光点组的图案。另外,在下段部分,表示对于一个曝光头(例如3212),在上段部分所示之类的光点组的图案出现的状态下使载物台14移动并进行连续曝光时,在被曝光面上形成的曝光图案的状态。
作为所述一个曝光头(例如3012)从理想的状态偏离的结果,是在被曝光面上出现的图案偏斜的一例,产生投影到被曝光面上的各像素列的倾斜角度变得不均一的“角度偏斜”。图23的例子中出现的角度偏斜是相对扫描方向的倾斜角度,越在图的左方列越变大、越在图的右方列越变小的方式的偏斜。作为该角度偏斜的结果,在图的左方所示的被曝光面上产生成为曝光过多的区域,在图的右方所示的被曝光面上产生成为曝光不足的区域。
(实施例16)
在实施例1中,作为所述粘合剂B,代替甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸2-乙基己基酯/甲基丙烯酸苄基酯共聚物(共聚物组成(质量比):28.8/55.0/11.7/4.5)15质量份,添加甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸丁酯共聚物(共聚物组成(质量比):20.0/53.0/27.0)15质量份,除此以外,与实施例1同样地制造并评价图案形成材料及层叠体。
(实施例17)
在实施例1中,作为所述粘合剂A,代替甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄基酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/8/30/37)15质量份,添加甲基丙烯酸/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):18/82)15质量份,除此以外,与实施例1同样地制造并评价图案形成材料及层叠体。
(实施例18)
将实施例1中的所述感光层的厚度从30μm改变为245μm以外,与实施例1同样地制造并评价图案形成材料及层叠体。
(比较例3)
在实施例1中,将感光层的厚度从30μm变更为10μm,除此以外,与实施例1同样地制造、评价图案形成材料及层叠体。
(比较例4)
在实施例1中,将感光层的厚度从30μm变更为22μm,除此以外,与实施例1同样地制造、评价图案形成材料及层叠体。
(比较例5)
在实施例1中,作为所述粘合剂A,代替甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄基酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/8/30/37)15质量份,添加甲基丙烯酸/甲基丙烯酸2-乙基己基酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):25/60/15)15质量份,除此以外,与实施例1同样地制造并评价图案形成材料及层叠体。
(比较例6)
在实施例1中,作为所述粘合剂A,代替甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄基酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/8/30/37)15质量份,添加甲基丙烯酸/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):15/85)15质量份,除此以外,与实施例1同样地制造并评价图案形成材料及层叠体。
(比较例7)
在实施例1中,作为所述粘合剂A,代替甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄基酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/8/30/37)15质量份,添加甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):25/55/20)15质量份,除此以外,与实施例1同样地制造并评价图案形成材料及层叠体。
[表2]
感光层的厚度(μm) | 粘合剂A | 粘合剂B | 显影性(秒) | 曝光量(mJ/cm2) | 析像度(μm) | 粘附性(μm) | 蚀刻性(μm) | 遮盖性 | 剥离性(s) | 曝光速度(mm/sec) | 边缘熔合 | 边缘粗糙度 | |||||
质均分子量(Mw) | I/O值 | Tg(℃) | 质均分子量(Mw) | I/O值 | Tg(℃) | ||||||||||||
实施例1 | 30 | 68,800 | 0.554 | 105 | 96,000 | 0.780 | 73 | 25 | 3 | 25 | 25 | 24 | ◎ | 35 | 13 | ○ | 0.6 |
实施例2 | 30 | 130,000 | 0.520 | 93 | 96,000 | 0.780 | 73 | 25 | 3 | 25 | 30 | 24 | ◎ | 35 | 13 | ○ | 0.5 |
实施例3 | 30 | 68,800 | 0.554 | 105 | 91,000 | 0.830 | 86 | 25 | 3 | 25 | 25 | 24 | ◎ | 32 | 13 | ○ | 0.5 |
实施例4 | 30 | 68,800 | 0.554 | 105 | 58,000 | 0.850 | 82 | 25 | 3 | 30 | 25 | 26 | ◎ | 30 | 13 | ○ | 0.6 |
实施例5 | 30 | 53,100 | 0.645 | 123 | 80,000 | 0.830 | 76 | 25 | 3 | 25 | 25 | 24 | ◎ | 32 | 13 | ○ | 0.5 |
实施例6 | 30 | 68,800 | 0.554 | 105 | 80,000 | 0.930 | 104 | 25 | 3 | 25 | 25 | 23 | ◎ | 40 | 13 | ○ | 0.5 |
实施例7 | 30 | 68,800 | 0.554 | 105 | 96,000 | 0.780 | 73 | 35 | 3 | 25 | 25 | 23 | ◎ | 40 | 13 | ○ | 0.5 |
实施例8 | 30 | 68,800 | 0.554 | 105 | 96,000 | 0.780 | 73 | 18 | 3 | 25 | 30 | 23 | ◎ | 30 | 13 | ○ | 0.6 |
实施例9 | 30 | 68,800 | 0.554 | 105 | 96,000 | 0.780 | 73 | 10 | 3 | 25 | 40 | 28 | ◎ | 30 | 13 | ○ | 0.6 |
实施例10 | 30 | 68,800 | 0,554 | 105 | 96,000 | 0.780 | 73 | ※1 | 3 | 25 | 25 | 24 | ◎ | 160 | 13 | ○ | 0.6 |
实施例11 | 30 | 68,800 | 0.554 | 105 | 58,000 | 0.750 | 102 | 25 | 3 | 25 | 25 | 24 | ○ | 35 | 13 | ○ | 0.5 |
实施例12 | 50 | 68,800 | 0.554 | 105 | 96,000 | 0.780 | 73 | 40 | 6 | 40 | 25 | 35 | ◎ | 35 | 7 | ○ | 0.6 |
实施例13 | 70 | 68,800 | 0.554 | 105 | 96,000 | 0.780 | 73 | 60 | 6 | 60 | 25 | 70 | ◎ | 35 | 7 | ○ | 0.4 |
实施例14 | 30 | 68,800 | 0.554 | 105 | 28,000 | 0.780 | 73 | 25 | 3 | 25 | 25 | 24 | △ | 35 | 13 | ○ | 0.5 |
实施例 | 30 | 68,800 | 0.554 | 105 | 96,000 | 0.780 | 73 | 25 | 3 | 20 | 25 | 24 | △ | 35 | 13 | ○ | 0.6 |
15 | |||||||||||||||||
实施例16 | 30 | 68,800 | 0.554 | 105 | 96,000 | 0.785 | 57 | 10 | 3 | 25 | 25 | 24 | ○ | 30 | 13 | △ | 0.6 |
实施例17 | 30 | 68,800 | 0.303 | 118 | 96,000 | 0.873 | 73 | 52 | 3 | 26 | 25 | 25 | ◎ | 45 | 13 | ○ | 0.6 |
实施例18 | 25 | 68,800 | 0.554 | 105 | 96,000 | 0.873 | 73 | 20 | 3 | 23 | 23 | 25 | ○ | 30 | 13 | ○ | 0.6 |
比较例1 | 30 | 80,000 | 0.765 | 72 | 96,000 | 0.780 | 73 | 25 | 3 | 45 | 45 | 45 | ◎ | 30 | 13 | ○ | 1.5 |
比较例2 | 30 | 68,800 | 0.554 | 105 | 80,000 | 0.552 | 131 | 25 | 3 | 15 | 25 | 25 | ○ | 160 | 13 | ○ | 0.6 |
比较例3 | 10 | 68,800 | 0.554 | 105 | 96,000 | 0.780 | 73 | 15 | 3 | 20 | 20 | 24 | × | 30 | 13 | ○ | 0.5 |
比较例4 | 22 | 68,800 | 0.554 | 105 | 96,000 | 0.873 | 73 | 20 | 3 | 23 | 23 | 25 | × | 30 | 13 | ○ | 0.8 |
比较例5 | 30 | 68,800 | 0.537 | 41 | 96,000 | 0.873 | 73 | 25 | 3 | 25 | 26 | 24 | × | 35 | 13 | × | 0.6 |
比较例6 | 30 | 68,800 | 0.266 | 115 | 96,000 | 0.873 | 73 | 不能显影,因此不能评价 | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
比较例7 | 30 | 68,800 | 0.729 | 129 | 96,000 | 0.873 | 73 | 25 | 3 | 36 | 35 | 35 | × | 35 | 13 | ○ | 0.6 |
表2中,※1表示超过60秒的值。
从表2的结果可以判断,实施例1~18的图案形成材料的I/O值在0.300~0.650的范围内,由于组合使用所述玻璃化温度为80℃以上的粘合剂和I/O值在0.700~0.950的范围内的粘合剂,所以析像度、粘附性、蚀刻性及遮盖性出色,而且最短显影时间短、显影性出色,进而可以抑制边缘熔合的发生。
本发明的图案形成材料通过使用I/O值及玻璃化温度在一定数值范围的粘合剂和I/O值在一定数值范围的粘合剂,即使感光层的厚度在25μm以上,析像度、遮盖性、粘附性及剥离也出色,可以抑制边缘熔合(edgefusion)的发生,所以可以优选用于各种图案的形成、布线图案等永久图案的形成、滤色片、柱材、肋材、间隔件、隔壁等液晶结构构件的制造、全息摄影、微型电机,印样等的制造等,特别可以优选用于形成高精细的布线图案。另外,感光层的厚度如果在25μm以上,则可以优选用于超多层基板等。
本发明的图案形成装置由于具备本发明的所述图案形成材料,所以可以优选用于各种图案的形成、布线图案等永久图案的形成、滤色片、柱材、肋材、间隔件、隔壁等液晶结构构件的制造,全息摄影、微型电机,印样等的制造等,特别可以优选用于高精细布线图案的形成。
本发明的图案形成方法由于具备本发明的所述图案形成材料,所以可以优选用于各种图案的形成、布线图案等永久图案的形成、滤色片、柱材、肋材、间隔件、隔壁等液晶结构构件的制造,全息摄影、微型电机,印样等的制造等,特别可以优选用于高精细布线图案的形成。
Claims (10)
1.一种图案形成材料,其特征在于,
在支撑体上至少具有厚度为25μm以上的感光层,该感光层含有粘合剂、聚合性化合物及光聚合引发剂,
该粘合剂包含:I/O值为0.300~0.650而且玻璃化温度(Tg)在80℃以上的粘合剂A,和I/O值为0.700~0.950的粘合剂B。
2.根据权利要求1所述的图案形成材料,其中,
粘合剂A的玻璃化温度在100℃以上。
3.根据权利要求1所述的图案形成材料,其中,
粘合剂A是具有来源于苯乙烯及苯乙烯衍生物的至少任意一种的结构单元的共聚物。
4.根据权利要求1所述的图案形成材料,其中,
粘合剂B的玻璃化温度在60℃以上。
5.根据权利要求1所述的图案形成材料,其中,
粘合剂B的重均分子量在3万以上。
6.根据权利要求1所述的图案形成材料,其中,
粘合剂B是具有来源于甲基丙烯酸甲酯及甲基丙烯酸衍生物的至少任意一种的结构单元的共聚物。
7.根据权利要求1所述的图案形成材料,其中,
粘合剂A与粘合剂B的质量比(粘合剂A的质量/粘合剂B的质量)为5/95~95/5。
8.一种图案形成装置,其特征在于,
具备图案形成材料,所述图案形成材料包含:在支撑体上至少具有厚度为25μm以上的感光层,该感光层含有粘合剂、聚合性化合物及光聚合引发剂,该粘合剂含有I/O值为0.300~0.650而且玻璃化温度(Tg)在80℃以上的粘合剂A,和I/O值为0.700~0.950的粘合剂B,
所述图案形成装置至少具有:可以照射光的光照射机构,和调制来自该光照射机构的光、对所述图案形成材料的感光层进行曝光的光调制机构。
9.一种图案形成方法,其特征在于,
对如下所述的图案形成材料的感光层进行曝光,即:在支撑体上至少具有厚度为25μm以上的感光层,该感光层含有粘合剂、聚合性化合物及光聚合引发剂,
该粘合剂含有I/O值为0.300~0.650而且玻璃化温度(Tg)在80℃以上的粘合剂A,和I/O值为0.700~0.950的粘合剂B。
10.根据权利要求9所述的图案形成方法,其中,
使用曝光头,相对于感光层,所述曝光头具备:光照射机构;及具有接受来自所述光照射机构的光并射出的n个(其中,n为2以上的自然数)排列成二维状的描绘部、可以对应图案信息来控制所述描绘部的光调制机构,所述曝光头配置成所述描绘部的列方向相对该曝光头的扫描方向呈规定的设定倾斜角度θ,
利用使用描绘部指定机构,对于所述曝光头,指定可以使用的所述描绘部中的用于N重曝光(其中,N为2以上的自然数)的所述描绘部,
利用描绘部控制机构,对于所述曝光头,进行所述描绘部的控制,使得只有由所述使用描绘部指定机构指定的所述描绘部参与曝光,
相对于所述感光层,使所述曝光头在扫描方向上相对地移动。
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