CN101398620A - 感光性组合物、感光性薄膜、感光性层叠体、永久图案形成方法及印刷电路板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种通过激光曝光进行图案形成的适合作为阻焊剂材料的感光性组合物、感光性薄膜、感光性层叠体、永久图案形成方法及印刷电路板,它们可以在维持显影性的同时提高绝缘可靠性。本发明的感光性组合物含有粘合剂、聚合性化合物、填料和光聚合引发剂,该聚合性化合物的I/O值的重量平均为0.52以下。本发明还提供一种永久图案形成方法,其至少包括对感光性组合物形成的感光层进行曝光的步骤。
Description
技术领域
本发明涉及一种通过激光曝光进行图案形成的适合作为阻焊剂材料的感光性组合物、感光性薄膜、感光性层叠体、永久图案形成方法及印刷电路板。
背景技术
一直以来,在形成阻焊剂(solder resist)等的等永久图案时,使用的是通过在支撑体上涂布、干燥感光性树脂组合物而形成感光层的感光性薄膜。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层叠板等的基材上,层叠感光性薄膜而形成层叠体,对该层叠体中的感光层进行曝光,在该曝光后,显影所述感光层进而形成图案,然后通过进行固化处理等形成永久图案。
一直以来,在上述阻焊剂形成用的感光性组合物中,使用二季戊四醇六丙烯酸酯(以下简称为“DPHA”)作为聚合性化合物(参考特开平5—9244号公报)。
另外,对于以含有多官能单体为特征的DFR,记载了作为光聚合引发剂市售的肟化合物(参考特开2006—220865号公报)。
此外,为了提高进行数字成像(DI)时的生产率,提出了一种以作为光聚合引发剂的酰基肟化合物和在分子中含有硫原子的二苯甲酮化合物为必须成分,使用聚合性化合物和含有两个以上环氧基的环氧化合物时,适合于405nm激光下的图案形成性、膜固化性的固化性树脂组合物(参考特开2005—182004号公报)。
但是,在特开平5—9244号公报、特开2006—220865号公报、以及特开2005—182004号公报中,对于在数字成像(DI)曝光时获得充分的灵敏度,同时获得新鲜保存性优异的感光性组合物,而且对于在作为绝缘可靠性的加速评价的、高速加速寿命试验(=HAST试验)中获得的良好的结果,既没有公开也没有暗示,目前的情况是希望进一步的改善、开发。
发明内容
本发明是鉴于该情况而提出的,课题是解决以往的上述各种问题,实现下面的目的。即,本发明的目的是提供一种在维持显影性的同时提高绝缘可靠性的感光性组合物、感光性薄膜、感光性层叠体、永久图案形成方法及印刷电路板。
作为用于解决上述课题的手段,如下所示。即,
<1> 一种感光性组合物,其特征在于,含有粘合剂、聚合性化合物、填料和光聚合引发剂,该聚合性化合物的I/O值的重量平均为0.52以下。
<2> 上述<1>中记载的感光性组合物,其中,聚合性化合物的I/O值的重量平均为0.43以下。
<3> 上述<1>—<2>任何一项中记载的感光性组合物,其中,聚合性化合物具有两个以上的聚合性基。
<4> 上述<1>—<3>任何一项中记载的感光性组合物,其中,聚合性化合物是二羟甲基三环癸烷二(甲基)丙烯酸酯。
<5> 上述<1>—<4>任何一项中记载的感光性组合物,其中,光聚合引发剂是肟衍生物。
<6> 上述<1>—<5>任何一项中记载的感光性组合物,其还含有热交联剂。
<7> 上述<6>中记载的感光性组合物,其中热交联剂是选自环氧化合物、氧杂环丁烷化合物、聚异氰酸酯化合物、使聚异氰酸酯化合物与封端剂反应得到的化合物、以及蜜胺衍生物的至少一种。
<8> 一种感光性薄膜,其特征在于,通过在支撑体上具有由上述<1>—<7>任何一项中记载的感光性组合物组成的感光层形成。
<9> 一种感光性层叠体,其特征在于,在基体上具有由上述<1>—<7>任何一项中记载的感光性组合物组成的感光层。
<10> 一种永久图案形成方法,其特征在于,至少包括对由上述<1>—<7>任何一项中记载的感光性组合物形成的感光层进行曝光的步骤。
<11> 上述<10>中记载的永久图案形成方法,其中,曝光是在用光调制机构调整光后,通过配置了微透镜的微透镜阵列来进行的,其中所述微透镜具有可以校正因该光调制机构中描绘部的射出面变形而产生的像差的非球面。
<12> 上述<10>—<11>任何一项中记载的永久图案形成方法,其中进行曝光后,对感光层进行显影。
<13> 上述<12>中记载的永久图案形成方法,其中进行显影后,对感光层进行固化处理。
<14> 一种印刷电路板,其特征在于由上述<10>—<13>任何一项中记载的永久图案形成方法形成永久图案。
发明效果
根据本发明,可以解决以往的各种问题,可以提供一种在维持显影性的同时提高绝缘可靠性的感光性组合物、感光性薄膜、感光性层叠体、永久图案形成方法及印刷电路板。
具体实施方式
(感光性组合物)
本发明中,感光性组合物含有粘合剂、聚合性化合物、填料和光聚合引发剂,还根据需要含有其他成分。
<粘合剂>
作为所述粘合剂,优选使用在侧链含有酸性基和乙烯性不饱和键的高分子化合物、环氧丙烯酸酯化合物,其中,特别优选使用在侧链含有酸性基和乙烯性不饱和键的高分子化合物。
—在侧链含有酸性基和乙烯性不饱和键的高分子化合物—
作为所述酸性基,可以举出羧基、磷酸基、磺酸基等,而从获得原料的点出发,优选羧基。
另外,作为所述粘合剂,可以使用在分子内至少有一个可以聚合的双键,例如(甲基)丙烯酸酯基或(甲基)丙烯酰胺基等丙烯酸基,羧酸的乙烯酯、乙烯醚、烯丙醚等的各种聚合性双键。更具体而言,作为酸性基,可以举出向含有作为酸性基的羧基的丙烯酸树脂上,加成含环状醚基的聚合性化合物例如缩水甘油基丙烯酸酯、缩水甘油基甲基丙烯酸酯、桂皮酸等不饱和脂肪酸的缩水甘油酸酯或脂环式环氧基(例如在同一分子中具有环己烯氧化物等的环氧基)和(甲基)丙烯酰基的化合物等含环氧基的聚合性化合物得到的化合物等。另外,还可以举出向含有酸性基及羟基的丙烯酸树脂加成异氰酸酯(甲基)丙烯酸乙酯等含异氰酸酯基的聚合性化合物得到的化合物,向含有酸酐基的丙烯酸树脂加成(甲基)丙烯酸羟基烷基酯等含有羟基的聚合性化合物得到的化合物等。另外,还可以举出共聚合缩水甘油基甲基丙烯酸酯等含环状醚基的聚合物化合物和(甲基)丙烯酰基烷基酯等乙烯系单体,向侧链的环氧基加成(甲基)丙烯酸得到的化合物等。
这些例子可以举出专利2763775号公报、特开平3—172301号公报、特开2000—232264号公报等。
其中,所述粘合剂更优选从向高分子化合物的酸性基的一部分加成含环状醚基(例如部分结构具有环氧基、氧杂环丁烷基的基)聚合性化合物得到的高分子化合物以及向高分子化合物的环状醚基的一部分或全部加成含羧基聚合性化合物得到的高分子化合物的任意一种中选择的高分子化合物。此时,酸性基与具有环状醚基的化合物的加成反应优选在催化剂存在下实施,特别优选该催化剂为从酸性化合物及中性化合物中选择的催化剂。
其中,从感光性组合物的经时显影稳定性的点出发,粘合剂优选为在侧链含有羧基、可含有杂环的芳香族基、且在侧链含有乙烯性不饱和键的高分子化合物。
——可含有杂环的芳香族基——
作为所述可含有杂环的芳香族基(以下有时简称为“芳香族基”。),例如可以举出苯环、由2~3个苯环形成稠环的基、苯环与5员不饱和环形成稠环的基等。
作为所述芳香族基的具体例,可以举出苯基、萘基、蒽基、菲基、茚基、苊基、芴基、吲哚环基、苯并呋喃环基、苯并噻吩环基、吡唑环基、异噁唑环基、异噻唑环基、吲唑环基、苯并异噁唑环基、苯并异噻唑环基、咪唑环基、噁唑环基、噻唑环基、苯并咪唑环基、苯并噁唑环基、苯并噻唑环基、吡啶环基、喹啉环基、异喹啉环基、哒嗪环基、嘧啶环基、吡嗪环基、酞嗪环基、喹唑啉环基、喹喔啉环基、氮丙啶环基、菲啶环基、咔唑环基、嘌呤环基、吡喃环基、哌啶环基、哌嗪环基、吲哚环基、吲哚嗪环基、色烯环基、肉啉环基、吖啶环基、吩噻嗪环基、四唑环基、三嗪环基等,其中,优选具有烃芳香族基,更优选苯基、萘基。
所述芳香族基也可以具有取代基,作为所述取代基,例如可以举出卤素原子、可具有取代基的氨基、烷氧羰基、羟基、醚基、硫醇基、硫醚基、甲硅烷基、硝基、氰基、可分别具有取代基的烷基、链烯基、炔基、芳基、杂环基等。
作为所述烷基,例如可以举出碳原子数为1~20的直链状的烷基、分支状的烷基、环状的烷基等。
作为所述烷基的具体例,可以举出甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十六烷基、十八烷基、二十烷基、异丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基、异戊基、新戊基、1—甲基丁基、异己基、2—乙基己基、2—甲基己基、环己基、环戊基、2—降冰片基等。其中,更优选碳原子数为1~12的直链状的烷基、碳原子数为3~12的分支状的烷基以及碳原子数为5~10的环状的烷基。
作为所述烷基可具有的取代基,例如可以举出去除氢原子的一价非金属原子团构成的基,作为这样的取代基,例如可以举出卤素原子(—F、—Br、—Cl、—I)、羟基、烷氧基、芳氧基、巯基、烷基硫代基、芳基硫代基、烷基二硫代基、芳基二硫代基、氨基、N—烷基氨基、N,N—二烷基氨基、N—芳基氨基、N,N—二芳基氨基、N—烷基—N—芳基氨基、酰氧基、氨基甲酰氧基、N—烷基氨基甲酰氧基、N—芳基氨基甲酰氧基、N,N—二烷基氨基甲酰氧基、N,N—二芳基氨基甲酰氧基、N—烷基—N—芳基氨基甲酰氧基、烷基硫氧基、芳基硫氧基、酰基硫代基、酰胺基、N—烷基酰胺基、N—芳基酰胺基、脲基、N’—烷基脲基、N’,N’—二烷基脲基、N’—芳基脲基、N’,N’—二芳基脲基、N’—烷基—N’—芳基脲基、N—烷基脲基、N—芳基脲基、N’—烷基—N—烷基脲基、N’—烷基—N—芳基脲基、N’,N’—二烷基—N—烷基脲基、N’,N’—二烷基—N—芳基脲基、N’—芳基—N—烷基脲基、N’—芳基—N—芳基脲基、N’,N’—二芳基—N—烷基脲基、N’,N’—二芳基—N—芳基脲基、N’—烷基—N’—芳基—N—烷基脲基、N’—烷基—N’—芳基—N—芳基脲基、烷氧基羰基氨基、芳氧基羰基氨基、N—烷基—N—烷氧基羰基氨基、N—烷基—N—芳氧基羰基氨基、N—芳基—N—烷氧基羰基氨基、N—芳基—N—芳氧基羰基氨基、甲酸基、酰基、羧基、烷氧羰基、芳氧基羰基、氨基甲酰基、N—烷基氨基甲酰基、N,N—二烷基氨基甲酰基、N—芳基氨基甲酰基、N,N—二芳基氨基甲酰基、N—烷基—N—芳基氨基甲酰基、烷基亚磺酰基、芳基亚磺酰基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、磺基(—SO3H)及其共轭碱基(称为磺酸根基(sulfonato))、烷氧基磺酰基、芳氧基磺酰基、氨亚磺酰(sulfinamoyl,スルフイナモイル)基、N—烷基氨亚磺酰基、N,N—二烷基氨亚磺酰基、N—芳基氨亚磺酰基、N,N—二芳基氨亚磺酰基、N—烷基—N—芳基氨亚磺酰基、氨磺酰基、N—烷基氨磺酰基、N,N—二烷基氨磺酰基、N—芳基氨磺酰基、N,N—二芳基氨磺酰基、N—烷基—N—芳基氨磺酰基、膦酰基(—PO3H2)及其共轭碱基(称为膦酸根(phosphonato,ホスホナト)基)、二烷基膦酰基(—PO3(alkyl)2)“以下“alkyl”是指烷基。”、二芳基膦酰基(—PO3(aryl)2)“以下“aryl”是指芳基。”、烷基芳基膦酰基(—PO3(alkyl)(aryl))、一烷基膦酰基(—PO3(alkyl))及其共轭碱基(称为烷基膦酸根基)、一芳基膦酰基(—PO3H(aryl))及其共轭碱(称为芳基膦酸根基)、膦酰氧基(—OPO3H2)及其共轭碱(称为膦酸根氧基)、二烷基膦酰氧基(—OPO3H(alkyl)2)、二芳基膦酰氧基(—OPO3(aryl)2)、烷基芳基膦酰氧基(—OPO3(alkyl)(aryl))、一烷基膦酰氧基(—OPO3H(alkyl))及其共轭碱基(称为烷基膦酸根氧基)、一芳基膦酰氧基(—OPO3H(aryl))及其共轭碱基(称为芳基膦酸根氧基)、氰基、硝基、芳基、链烯基、炔基、杂环基、甲硅烷基等。
作为这些取代基中的烷基的具体例,可以举出上述的烷基。
作为所述取代基中的芳基的具体例,可以举出苯基、联苯基、萘基、甲苯基、二甲苯基、米(mesityl)基、枯烯基、氯苯基、溴苯基、氯甲基苯基、羟基苯基、甲氧苯基、乙氧苯基、苯氧苯基、乙酸基苯基、苯甲酸基苯基、甲硫基苯基、苯硫基苯基、甲胺基苯基、二甲胺基苯基、乙酰胺基苯基、羧苯基、甲氧羰基苯基、乙氧苯基羰基、苯氧羰基苯基、N—苯羰基苯基、氰基苯基、磺基苯基、磺酸根苯基、膦酰苯基、膦酸根苯基等。
作为所述取代基中的链烯基的具体例,可以举出乙烯基、1—丙烯基、1—丁烯基、肉桂基、2—氯—1—乙烯基(エテニル)等。
作为所述取代基中的炔基的具体例,可以举出次乙基、1—丙炔基、1—丁炔基、三甲基甲硅烷基次乙基等。
作为所述取代基中的酰基(R01CO—)的R01,可以举出氢原子、所述的烷基、芳基等。
在这些取代基中,优选卤素原子(—F、—Br、—Cl、—I)、烷氧基、芳氧基、烷基硫代基、芳基硫代基、N—烷基氨基、N,N—二烷基氨基、酰氧基、N—烷基氨基甲酰氧基、N—芳基氨基甲酰氧基、酰胺基、甲酸基、酰基、羧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、氨基甲酰基、N—烷基氨基甲酰基、N,N—二烷基氨基甲酰基、N—芳基氨基甲酰基、N—烷基—N—芳基氨基甲酰基、磺基、磺酸根基、氨磺酰基、N—烷基氨磺酰基、N,N—二烷基氨磺酰基、N—芳基氨磺酰基、N—烷基—N—芳基氨磺酰基、膦酰基、膦酸根基、二烷基膦酰基、二芳基膦酰基、一烷基膦酰基、烷基膦酸根基、一芳基膦酰基、芳基膦酸根基、膦酰氧基、膦酸根氧基、芳基、链烯基等。
另外,作为所述取代基中的杂环基,例如可以举出吡啶基、哌啶基等,作为所述取代基中的甲硅烷基,可以举出三甲基甲硅烷基等。
另一方面,作为上述烷基中的亚烷基,例如可以举出除去所述碳原子数为1~20的烷基上的氢原子的任意一个而成为2价的有机残基的亚烷基,可以优选举出碳原子数为1~12的直链状的亚烷基、碳原子数为3~12的分支状的亚烷基以及碳原子数为5~10的环状的亚烷基等。
作为这样通过组合取代基和亚烷基得到的取代烷基的优选具体例,可以举出氯甲基、溴甲基、2—氯乙基、三氟甲基、甲氧基甲基、异丙氧基甲基、丁氧基甲基、叔丁氧基丁基、甲氧基乙氧基乙基、烯丙氧基甲基、苯氧基甲基、苯氧甲基、甲硫基甲基、甲苯基硫代甲基、吡啶基甲基、四甲基哌啶基甲基、N—乙酰基四甲基哌啶基甲基、三甲基甲硅烷基甲基、甲氧基乙基、乙胺基乙基、二乙胺基丙基、吗啉代丙基、乙酰氧基甲基、苯甲酸基甲基、N—环己基氨基甲酰氧基乙基、N—苯基氨基甲酰氧基乙基、乙酰胺基乙基、N—甲基苯甲酰基氨基丙基、2—氧基乙基、2—氧基丙基、羧基丙基、甲氧羰基乙基、烯丙氧基羰基丁基、氯苯氧羰基甲基、氨基甲酰基甲基、N—甲基氨基甲酰基乙基、N,N—二丙基氨基甲酰基甲基、N—(甲氧苯基)氨基甲酰基乙基、N—甲基—N—(磺基苯基)氨基甲酰基甲基、磺基丁基、磺酸根丁基、氨磺酰丁基、N—乙基氨磺酰甲基、N,N—二丙基氨磺酰丙基、N—甲苯基氨磺酰丙基、N,N—二丙基氨磺酰丙基、N—甲苯基氨磺酰丙基、N—甲基—N—(膦酰苯基)氨磺酰辛基、膦酰丁基、膦酸根已基、二乙基膦酰丁基、二苯基膦酰丙基、甲基膦酰丁基、甲基膦酸根丁基、甲苯基膦酰膦酸根己基、甲苯基膦酸根己基、膦酰氧基丙基、膦酸根氧基丁基、苄基、苯乙基、α—甲基苄基、1—甲基—1—苯乙基、对甲苄基、肉桂基、烯丙基、1—丙烯基甲基、2—丁烯基、2—甲基烯丙基、2—甲基丙烯基甲基、2—丙炔基、2—丁炔基、3—丁炔基等。
作为所述芳基,例如可以举出苯环、2~3个苯环形成稠环而成的基、苯环与5员不饱和环形成稠环而成的基等。
作为芳基的具体例,例如可以举出苯基、萘基、蒽基、菲基、茚基、苊基、芴基等。其中,更优选苯基、萘基。
所述烷基也可以具有取代基,作为具有这样的取代基的芳基(以下有时也称为“取代芳基”。),例如作为在所述芳基的环形成碳原子上的取代基,可以举出具有去掉氢原子的一价非金属原子团构成的基的取代基。
作为所述芳基可具有的取代基,例如可以举出所述的烷基、取代烷基、作为所述烷基可具有的取代基显示的基。
作为所述取代芳基的优选具体例,可以举出联苯基、甲苯基、二甲苯基、米基、枯烯基、氯苯基、溴苯基、氟苯基、氯甲基苯基、三氟甲基苯基、羟苯基、甲氧苯基、甲氧基乙氧基苯基、烯丙氧基苯基、苯氧苯基、甲硫基苯基、苯硫基苯基、乙胺基苯基、二乙胺基苯基、吗啉代苯基、乙酰氧基苯基、苯甲酸基苯基、N—环己基氨基甲酰氧基苯基、N—苯基氨基甲酰氧基苯基、乙酰胺基苯基、N—甲基苯甲酰基氨基苯基、羧苯基、甲氧羰基苯基、烯丙氧基羰基苯基、氯苯氧羰基苯基、氨基甲酰基苯基、N—甲基氨基甲酰基苯基、N,N—二丙基氨基甲酰基苯基、N—(甲氧苯基)氨基甲酰基苯基、N—甲基—N—(磺基苯基)氨基甲酰基苯基、磺基苯基、磺酸根苯基、氨磺酰苯基、N—乙基氨磺酰苯基、N,N—二丙基氨磺酰苯基、N—甲苯基氨磺酰苯基、N—甲基—N—(膦酰苯基)氨磺酰苯基、膦酰苯基、膦酸根苯基、二乙基膦酰苯基、二苯基膦酰苯基、甲基膦酰苯基、甲基膦酸根苯基、甲苯基膦酰苯基、甲苯基膦酸根苯基、烯丙基苯基、1—丙烯基甲基苯基、2—丁烯基苯基、2—甲基烯丙基苯基、2—甲基丙烯基苯基、2—丙炔基苯基、2—丁炔基苯基、3—丁炔基苯基等。
作为所述链烯基(—C(R02)=C(R03)(R04))及炔基(—C≡C(R05)),例如可以举出R02、R03、R04及R05为由一价非金属原子团构成的基的基。
作为R02、R03、R04、R05,优选氢原子、卤素原子、烷基、取代烷基、芳基、取代芳基等。作为它们的具体例,可以举出作为上述例子显示的基。其中,更优选为氢原子、卤素原子、碳原子数为1~10的直链状的烷基、分支状的烷基、环状的烷基。
作为所述链烯基及炔基的优选具体例,可以举出乙烯基、1—丙烯基、1—丁烯基、1—戊烯基、1—己烯基、1—辛烯基、1—甲基—1—丙烯基、2—甲基—1—丙烯基、2—甲基—1—丁烯基、2—苯基—1—乙烯基、2—氯—1—乙烯基、乙炔基、1—丙炔基、1—丁炔基、苯基乙炔基等。
作为杂环基,可以举出作为取代烷基的取代基例示的吡啶基等。
作为所述氧基(R06O—),可以使用R06为去除氢原子的一价的非金属原子团构成的基的取代基。
作为这样的氧基,可以举出烷氧基、芳氧基、酰氧基、氨基甲酰氧基、N—烷基氨基甲酰氧基、N—芳基氨基甲酰氧基、N,N—二烷基氨基甲酰氧基、N,N—二芳基氨基甲酰氧基、N—烷基—N—芳基氨基甲酰氧基、烷基硫氧基、芳基硫氧基、膦酰氧基、膦酸根氧基等。
作为它们中的烷基以及芳基,可以举出所述作为烷基、取代烷基、芳基、取代芳基显示的基。另外,作为酰氧基中的酰基(R07CO—),可以举出R07为作为前面的例子举出的烷基、取代烷基、芳基以及取代芳基的酰基。在这些取代基中,更优选烷氧基、芳氧基、酰氧基、芳基硫氧基。
作为优选的氧基的具体例,可以举出甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、十二烷氧基、苄氧基、烯丙氧基、苯乙氧基、羧基乙氧基、甲氧羰基乙氧基、乙氧羰基乙氧基、甲氧基乙氧基、苯氧基乙氧基、甲氧基乙氧基乙氧基、乙氧基乙氧基乙氧基、吗啉代乙氧基、吗啉代丙氧基、烯丙氧基乙氧基乙氧基、苯氧基、甲苯氧基、二甲苯氧基、菜氧基、菜氧基、异丙苯氧基、甲氧基苯氧基、乙氧基苯氧基、氯苯氧基、溴苯氧基、乙酰氧基、苯甲酸基、萘氧基、苯磺酰氧基、膦酰氧基、膦酸根氧基等。
作为也含有酰胺基的氨基(R08NH—、(R09)(R010)N—),例如可以举出R08、R09、R010为去除氢原子的一价非金属原子团构成的基的取代基。其中,R09、R010也可以结合形成环。
作为所述氨基,例如可以举出N—烷基氨基、N,N—二烷基氨基、N—芳基氨基、N,N—二芳基氨基、N—烷基—N—芳基氨基、酰胺基、N—烷基酰胺基、N—芳基酰胺基、脲基、N’—烷基脲基、N’,N’—二烷基脲基、N’—芳基脲基、N’,N’—二芳基脲基、N’—烷基—N’—芳基脲基、N—烷基脲基、N—芳基脲基、N’—烷基—N—烷基脲基、N’—烷基—N—芳基脲基、N’,N’—二烷基—N—烷基脲基、N’—烷基—N’—芳基脲基、N’,N’—二烷基—N—烷基脲基、N’,N’—二烷基—N’—芳基脲基、N’—芳基—N—烷基脲基、N’—芳基—N—芳基脲基、N’,N’—二芳基—N—烷基脲基、N’,N’—二芳基—N—芳基脲基、N’—烷基—N’—芳基—N—烷基脲基、N’—烷基—N’—芳基—N—芳基脲基、烷氧羰基氨基、芳氧羰基氨基、N—烷基—N—烷氧羰基氨基、N—烷基—N—烷氧羰基氨基、N—芳基—N—烷氧羰基氨基、N—芳基—N—芳氧羰基氨基等。作为它们中的烷基及芳基,可以举出上述的作为烷基、取代烷基、芳基、以及取代芳基显示的基。另外,酰胺(アシルアミノ)基、N—烷基酰胺基、N—芳基酰胺基中的酰基(R07CO—)的R07如上所述。其中,更优选N—烷基氨基、N,N—二烷基氨基、N—芳基氨基、酰胺基。
作为取代氨基的优选具体例,可以举出甲胺基、乙胺基、二乙胺基、吗啉代基、哌啶基、吡咯代基、苯胺基、苯甲酰胺基、乙酰胺基等。
作为磺酰基(R011—SO2—),例如可以举出R011为由一价非金属原子团构成的基的基。
作为这样的磺酰基,例如优选烷基磺酰基、芳基磺酰基等。作为它们中的烷基、芳基,可以举出上述的作为烷基、取代烷基、芳基、以及取代芳基显示的基。
作为所述磺酰基的具体例,可以举出丁基磺酰基、苯磺酰基、氯苯基磺酰基等。
如上所述,所述磺酸根基(—SO3 -)是指磺基(sulpho)基(—SO3H)的共轭碱阴离子基,通常优选与对阳离子一起使用。
作为这样的对阳离子,可以适当使用通常已知的对阳离子,例如鎓类(例如铵类、锍类、鏻类、碘鎓类、叠氮鎓(アジニウム)类等)、金属离子类(例如Na+、K+、Ca2+、Zn2+等)。
作为所述羰基(R013—CO—),例如可以使用R013为由一价非金属原子团构成的基的基。
作为这样的羰基,例如可以举出甲酸基、酰基、羧基、烷氧羰基、芳氧羰基、氨基甲酰基、N—烷基氨基甲酰基、N,N—二烷基氨基甲酰基、N—芳基氨基甲酰基、N,N—二芳基氨基甲酰基、N—烷基—N’—芳基氨基甲酰基等。作为它们中的烷基及芳基,可以举出上述作为烷基、取代烷基芳基、以及取代芳基显示的基。
作为所述羰基,可以举出甲酰基、酰基、羧基、烷氧羰基、芳氧羰基、氨基甲酰基、N—烷基氨基甲酰基、N,N—二烷基氨基甲酰基、N—芳基氨基甲酰基,进而更优选甲酸基、酰基、烷氧羰基以及芳氧羰基。
作为所述羰基的具体例,可以举出甲酰基、乙酰基、苯甲酰基、羧基、甲氧羰基、乙氧羰基、烯丙氧基羰基、二甲胺基苯基乙烯基羰基、甲氧羰基甲氧羰基、N—甲基氨基甲酰基、N—苯基氨基甲酰基、N,N—二乙基氨基甲酰基、吗啉代羰基等。
作为所述亚磺酰基(R014—SO—),可以使用R014为由一价非金属原子团构成的基的基。
作为这样的亚磺酰基,例如可以举出烷基亚磺酰基、芳基亚磺酰基、亚磺酸酰基、N—烷基亚磺酸酰基、N,N—二烷基亚磺酸酰基、N—芳基亚磺酸酰基、N,N—二芳基亚磺酸酰基、N—烷基—N—芳基亚磺酸酰基等。作为它们中的烷基及芳基,可以举出所述作为烷基、取代烷基、芳基、以及取代芳基显示的基。其中,更优选烷基亚磺酰基、芳基亚磺酰基。
作为这样的取代亚磺酰基的具体例,可以举出己基亚磺酰基、苄基亚磺酰基、甲苯基亚磺酰基等。
所述取代膦酰基是指膦酰基上的一个或两个羟基被其他有机氧基取代的基,例如可以举出上述的二烷基膦酰基、二芳基膦酰基、烷基芳基膦酰基、一烷基膦酰基、一芳基膦酰基等。其中,更优选二烷基膦酰基、二芳基膦酰基。
作为所述膦酰基的更优选的具体例,可以举出二乙基膦酰基、二丁基膦酰基、二苯基膦酰基等。
如上所述,所述膦酸根基(—PO3H2 -、—PO3H-)是指膦酰基(—PO3H2)的来源于酸第一离解或酸第二离解的共轭碱阴离子基。通常优选与对阳离子一起使用。作为这样的对阳离子,可以适当选择通常已知的对阳离子,例如各种鎓类(铵类、锍类、鏻类、碘鎓类、叠氮鎓(アジニウム)类等)以及金属离子类(Na+、K+、Ca2+、Zn2+等)。
所述膦酸根基是指上述的膦酰基中将一个羟基取代成有机氧基的基的共轭碱阴离子基,作为这样的具体例,可以举出上述的一烷基膦酰基(—PO3H(alkyl))、一芳基膦酰基(—PO3H(aryl))的共轭碱。
所述芳香族基可以通过通常的自由基聚合法利用含有芳香族基的自由基聚合性化合物一种以上和根据需要作为共聚合成分的其他自由基聚合性化合物一种以上制造。
作为所述自由基聚合法,通常可以举出例如悬浮聚合法或者溶液聚合法等。
作为所述含有芳香族基的自由基聚合性化合物,例如优选通式(A—1)表示的化合物、通式(A—2)表示的化合物。
其中,所述通式(A—1)中,R1、R2及R3表示氢原子或1价的有机基。L表示有机基,也可以没有。Ar表示可含有杂环的芳香族基。
其中,所述通式(A—2)中,R1、R2及R3以及Ar表示与所述通式(A—1)相同的意义。
作为所述L的有机基,例如为由非金属原子构成的多价的有机基,可以举出由1~60个碳原子、0~10个氮原子、0~50个氧原子、1~100个氢原子以及0~20个硫原子构成的有机基。
更具体而言,作为所述L的有机基,可以举出组合下述结构单元而构成的有机基、多价萘、多价蒽等。
所述L的连结基也可以具有取代基,作为所述取代基,可以举出所述的卤素原子、羟基、羧基、磺酸根、硝基、氰基、酰胺基、氨基、烷基、链烯基、炔基、芳基、取代氧基、取代磺酰基、取代羰基、取代亚磺酰基、磺基、膦酰基、膦酸根基、甲硅烷基、杂环基。
在所述通式(A—1)表示的化合物以及通式(A—2)表示的化合物中,从灵敏度的方面出发,优选通式(A—1)。另外,在所述通式(A—1)中,从稳定性的点出发,优选具有连结基,作为所述L的有机基,从非图像部的除去性(显影性)的方面出发,优选碳原子数为1~4的亚烷基。
所述通式(A—1)表示的化合物成为含有下述通式(A—3)的结构单元的化合物。另外,所述通式(A—2)表示的化合物成为含有下述通式(A—4)的结构单元的化合物。其中,从贮存稳定性的方面出发,优选通式(A—3)的结构单元。
其中,在所述通式(A—3)及通式(A—4)中,R1、R2及R3以及Ar表示与所述通式(A—1)及通式(A—2)相同的意义。
在所述通式(A—3)及通式(A—4)中,从非图像部的除去性(显影性)的方面出发,优选R1及R2为氢原子,R3为甲基。
另外,从非图像部的除去性(显影性)的方面出发,所述通式(A—3)的L优选为碳原子数为1~4的亚烷基。
作为所述通式(A—1)表示的化合物或通式(A—2)表示的化合物,没有特别限制,例如可以举出以下的例示化合物(1)~(30)。
在所述例示化合物(1)~(30)中,优选(5)、(6)、(11)、(14)及(28),其中,从贮存稳定性及显影性的方面出发,更优选(5)及(6)。
对所述可含有杂环的芳香族基在所述粘合剂中的含量,没有特别限制,在将高分子化合物的全部结构单元设为100mol%的情况下,优选含有20mol%以上所述通式(A—3)表示的结构单元,更优选含有30~45mol%。如果所述含量不到20mol%,则贮存稳定性可能会变低,如果超过45mol%,则显影性可能会降低。
——乙烯性不饱和键——
作为所述乙烯性不饱和键,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如优选下述通式(A—5)~(A—7)表示的乙烯性不饱和键。
其中,所述通式(A—5)~(A—7)中,R1~R11彼此独立,表示1价有机基。X及Y彼此独立,表示氧原子、硫原子或—N—R4。Z表示氧原子、硫原子、—N—R4或亚苯基。R4表示氢原子或1价的有机基。
在所述通式(A—5)中,作为R1,彼此独立,例如优选为氢原子、可具有取代基的烷基等,从自由基反应性高的方面出发,更优选氢原子、甲基。
作为所述R2及R3,彼此独立,例如可以举出氢原子、卤素原子、氨基、羧基、烷氧羰基、磺基、硝基、氰基、可具有取代基的烷基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的芳氧基、可具有取代基的烷基氨基、可具有取代基的芳基氨基、可具有取代基的烷基磺酰基、可具有取代基的芳基磺酰基等,从自由基反应性高的方面出发,更优选氢原子、羧基、烷氧羰基、可具有取代基的烷基、可具有取代基的芳基。
作为所述R4,例如优选可具有取代基的烷基等,从自由基反应性高的点出发,更优选氢原子、甲基、乙基、异丙基。
在此,作为可以导入的所述取代基,例如可以举出烷基、链烯基、炔基、芳基、烷氧基、芳氧基、卤素原子、氨基、烷基氨基、芳基氨基、羧基、烷氧羰基、磺基、硝基、氰基、酰胺基、烷基磺酰基、芳基磺酰基等。
在所述通式(A—6)中,作为R4~R8,例如优选氢原子、卤素原子、氨基、二烷基氨基、羧基、烷氧羰基、磺基、硝基、氰基、可具有取代基的烷基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的芳氧基、可具有取代基的烷基氨基、可具有取代基的芳基氨基、可具有取代基的烷基磺酰基、可具有取代基的芳基磺酰基等,更优选氢原子、羧基、烷氧羰基、可具有取代基的烷基、可具有取代基的芳基。
作为可以导入的所述取代基,例示在所述通式(A—5)中举出的取代基。
在所述通式(A—7)中,作为R9,例如优选氢原子、可具有取代基的烷基等,从自由基反应性高的方面出发,更优选氢原子、甲基。
作为所述R10、R11,彼此独立,例如优选氢原子、卤素原子、氨基、二烷基氨基、羧基、烷氧羰基、磺基、硝基、氰基、可具有取代基的烷基、可具有取代基的芳基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的芳氧基、可具有取代基的烷基氨基、可具有取代基的芳基氨基、可具有取代基的烷基磺酰基、可具有取代基的芳基磺酰基等,从自由基反应性高的方面出发,更优选氢原子、羧基、烷氧羰基、可具有取代基的烷基、可具有取代基的芳基。
在此,作为可以导入的所述取代基,例示在所述通式(A—5)中举出的取代基。
作为Z,表示氧原子、硫原子、—NR13—或可具有取代基的亚苯基。R13表示可具有取代基的烷基等,从自由基反应性高的方面出发,优选氢原子、甲基、乙基、异丙基。
在所述通式(A—5)~(A—7)表示的侧链乙烯性不饱和键中,从聚合反应性高、灵敏度高的方面出发,更优选通常(A—5)的化合物。
对所述乙烯性不饱和键在所述高分子化合物中的含量,没有特别限制,优选为0.5~3.0meq/g,更优选为1.0~3.0meq/g,特别优选为1.5~2.8meq/g。如果所述含量不到0.5meq/g,则固化反应量少,因而可能会成为低灵敏度,如果多于3.0meq/g,则贮存稳定性可能会劣化。
在此,所述含量(meq/g)例如可以利用碘值滴定来测定。
作为向侧链导入所述通式(A—5)表示的乙烯性不饱和键的方法,没有特别限制,例如可以通过使在侧链含有羧基的高分子化合物与乙烯性不饱和键及含有环氧基的化合物发生加成反应得到。
所述在侧链具有羧基的高分子化合物,例如可以通过通常的自由基聚合法利用含有羧基的自由基聚合性化合物一种以上和根据需要作为共聚合成分的其他自由基聚合性化合物一种以上制造,作为所述自由基聚合法,例如可以举出悬浮聚合法、溶液聚合法等。
作为所述具有乙烯性不饱和键及环氧基的化合物,只要具有它们即可,没有特别限制,例如优选下述通式(A—8)表示的化合物及通式(A—9)表示的化合物。
其中,所述通式(A—8)中,R1表示氢原子或甲基。L1表示有机基。
其中,所述通式(A—9)中,R2表示氢原子或甲基。L2表示有机基。W表示4~7员环的脂肪族烃基。
在所述通式(A—8)表示的化合物及通式(A—9)表示的化合物中,优选通式(A—8)表示的化合物,在所述通式(A—8)中,更优选L1为碳原子数1~4的亚烷基。
作为所述通式(A—8)表示的化合物及通式(A—9)表示的化合物,没有特别限制,例如可以举出以下的例示化合物(31)~(40)。
作为所述含有羧基的自由基聚合性化合物,例如包括丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、异巴豆酸、马来酸、对羧基苯乙烯等,特别优选丙烯酸、甲基丙烯酸等。
作为所述向侧链的导入反应,例如可以通过将三乙胺、苄基甲胺等叔胺,十二烷基三甲基氯化铵、四甲基氯化铵、四乙基氯化铵等季铵盐,吡啶,三苯膦等作为催化剂,在有机溶剂中,使其在反应温度50~150℃下反应数小时~数十小时来进行。
作为所述在侧链具有乙烯性不饱和键的结构单元,没有特别限制,例如优选下述通式(A—10)表示的结构、通式(A—11)表示的结构以及利用它们的混合表示的结构。
通式(A-11)
其中,所述通式(A—10)及通式(A—11)中,Ra~Rc表示氢原子或1价的有机基。R1表示氢原子或甲基。L1表示可具有连结基的有机基。
在所述通式(A—10)表示的结构或通式(A—11)表示的结构的高分子化合物中的含量,优选为20mol%以上,更优选为20~50mol%,特别优选为25~45mol%。如果所述含量不到20mol%,则固化反应量少,因而可能会成为低灵敏度,如果多于50mol%,则贮存稳定性可能会劣化。
——羧基——
在本发明的高分子化合物中,为了提高非图像部除去性等各性能,也可以具有羧基。
所述羧基可以通过使具有酸基的自由基聚合性化合物发生共聚合而向所述高分子化合物赋予。
作为这样的具有自由基聚合性的酸基,例如可以举出羧酸、磺酸、磷酸基等,特别优选羧酸。
作为所述具有羧基的自由基聚合性化合物,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、异巴豆酸、马来酸、对羧基苯乙烯等,其中,优选丙烯酸、甲基丙烯酸、对羧基苯乙烯。它们可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
所述羧基在粘合剂中的含量,为1.0~4.0meq/g,优选为1.5~3.0meq/g。所述含量不到1.0meq/g时,显影性有时会变得不充分,如果超过4.0meq/g,则可能会变得容易受到碱水显影引起的图像强度受损。
为了提高图像强度等各性能,上述高分子化合物除了所述自由基聚合性化合物以外,还优选使其他自由基聚合性化合物共聚合。
作为所述其他自由基聚合性化合物,例如可以举出从丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类、苯乙烯类等中选择的自由基聚合性化合物等。
具体而言,可以举出丙烯酸烷基酯等丙烯酸酯类,丙烯酸芳基酯,甲基丙烯酸烷基酯等甲基丙烯酸酯类,甲基丙烯酸芳基酯,苯乙烯、烷基苯乙烯等苯乙烯类,烷氧基苯乙烯,卤代苯乙烯等。
作为所述丙烯酸酯类,烷基的碳原子数优选为1~20,例如可以举出丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸乙基己基酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸叔辛酯、丙烯酸氯乙基酯、丙烯酸2,2—二甲基羟基丙基酯、丙烯酸5—羟基烷基酯、三羟甲基丙烷一丙烯酸酯、季戊四醇一丙烯酸酯、缩水甘油丙烯酸酯、丙烯酸苄基酯、丙烯酸甲氧基苄基酯、丙烯酸糠酯、四氢糠基丙烯酸酯等。
作为所述丙烯酸芳基酯,例如可以举出丙烯酸苯基酯等。
作为所述甲基丙烯酸酯类,烷基的碳原子数优选为1~20,例如可以举出甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸戊基酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酸氯苄基酯、甲基丙烯酸辛基酯、甲基丙烯酸4—羟基丁基酯、甲基丙烯酸5—羟基戊基酯、甲基丙烯酸2,2—二甲基—3—羟基丙基酯、三羟甲基丙烷一甲基丙烯酸酯、季戊四醇一甲基丙烯酸酯、缩水甘油基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸糠酯、四氢糠基甲基丙烯酸酯等。
作为所述甲基丙烯酸芳基酯,例如可以举出甲基丙烯酸苯基酯、甲基丙烯酸甲苯基酯、甲基丙烯酸萘基酯等。
作为所述苯乙烯类,例如可以举出甲基苯乙烯、二甲基苯乙烯、三甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、二乙基苯乙烯、异丙基苯乙烯、丁基苯乙烯、己基苯乙烯、环己基苯乙烯、癸基苯乙烯、苄基苯乙烯、氯甲基苯乙烯、三氟甲基苯乙烯、乙氧基甲基苯乙烯、乙酸基甲基苯乙烯等。
作为所述烷氧基苯乙烯,例如可以举出甲氧基苯乙烯、4—甲氧基—3—甲基苯乙烯、二甲氧基苯乙烯等。
作为所述卤代苯乙烯,例如可以举出氯苯乙烯、二氯苯乙烯、三氯苯乙烯、四氯苯乙烯、五氯苯乙烯、溴苯乙烯、二溴苯乙烯、碘苯乙烯、氟苯乙烯、三氟苯乙烯、2—溴—4—三氟甲基苯乙烯、4—氟—3—三氟甲基苯乙烯等。
这些自由基聚合性化合物可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
作为在合成本发明的高分子化合物时使用的溶剂,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出二氯化乙烯、环己酮、甲基乙基甲酮、丙酮、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇一甲醚、乙二醇一乙醚、2—甲氧基乙基乙酸酯、1—甲氧基—2—丙醇、1—甲氧基—2—丙基乙酸酯、N,N—二甲基甲酰胺、N,N—二甲基乙酰胺、二甲亚砜、甲苯、醋酸乙酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯等。它们可以单独使用一种,也可以混合使用两种以上。
本发明中,高分子化合物的分子量以质均分子量优选为10,000以上,更优选为10,000~50,000。所述质均分子量如果低于10,000,则固化膜强度可能会不足,如果超过50,000,则显影性存在降低的趋势。
另外,本发明中,在高分子化合物中也可以含有未反应的单体。这种情况下,所述单体在所述高分子化合物中的含量优选为15质量%以下。
本发明中,高分子化合物可以单独使用一种,也可以混合使用两种以上。另外,也可以混合使用其他高分子化合物。这种情况下,所述其他高分子化合物在所述本发明的高分子化合物中的含量,优选为50质量%以下,更优选为30质量%以下。
<环氧丙烯酸酯化合物>
所谓上述环氧丙烯酸酯化合物是含有具有来自环氧化合物的骨架,而且在分子中具有乙烯性不饱和双键环羧基地化合物。这样的化合物通过例如使多官能环氧化合物和含有羧基的单体反应后,再加成多元酸酐的方法等获得。
作为多官能环氧化合物,可列举例如联二甲苯酚型或联酚型环氧树脂(“YX4000日本环氧树脂(Japan Epoxy Resin)公司制”等)或它们的混合物、具有三聚异氰酸酯骨架等的杂环式环氧树脂(“TEIPIC;日产化学工业公司制”、“アラルダイトPT810;西巴特殊化学药品(CIBA SPECIALTYCHEMICALS)公司制”等)、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、卤素化苯酚酚醛清漆型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂(例如,四缩水甘油基二氨基二苯基甲烷等)、乙内酰脲型环氧树脂、脂环式环氧树脂、三羟基苯基甲烷型环氧树脂、双酚A型酚醛清漆型环氧树脂、四苯酚基乙烷型环氧树脂、邻苯二甲酸缩水甘油基酯树脂、四缩水甘油基二甲苯酰基乙烷树脂、含萘基环氧树脂(“ESN—190、ESN—360;新日铁化学公司制”、“HP—4032、EXA—4750、EXA—4700;大日本油墨化学工业公司制”等)、具有二环戊二烯骨架的环氧树脂(“HP—7200、HP—7200H;大日本油墨化学工业公司制”等);利用苯酚、邻甲酚、萘酚等酚化合物与具有酚性羟基地芳香族醛的缩合反应得到的聚苯酚化合物与表氯醇的反应物;利用苯酚化合物与二乙烯基苯或二环戊二烯等二烯烃化合物的加成反应得到的聚苯酚化合物与表氯醇的反应物;用过乙酸等环氧化4—乙烯基环己烯—1—氧化物的开环聚合物得到的产物;具有三缩水甘油基异氰尿酸酯等杂环的环氧树脂;缩水甘油甲基丙烯酸酯共聚物系环氧树脂(“CP—50S、CP—50M;日本油脂公司制”等)、环己基马来酰亚胺与缩水甘油甲基丙烯酸酯的共聚合环氧树脂;选自苯酚和甲酚等一种和对羟基苯甲醛缩合物进行缩水甘油醚化形成的环氧树脂;双(缩水甘油氧基苯基)芴型环氧树脂;双(缩水甘油氧基苯基)金刚烷型环氧树脂等。这些环氧树脂可以单独使用一种或并用两种以上。
作为含有羧基的单体的例子,可列举(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、山梨酸、α—氰基肉桂酸、丙烯酸二聚物;另外,还可列举(甲基)丙烯酸2—羟乙酯等具有羟基的单体与马来酸酐、酞酸酐、环己烷二羧酸酐等环状酸酐的加成反应物;与含有卤素的羧酸化合物的反应生成物、ω—羧基—聚己内酯单(甲基)丙烯酸酯等。此外,作为市售品,可以使用东亚合成化学工业(株)制的阿咯逆旅克斯(アロニツクス)M—5300、M—5400、M—5500和M—5600、新中村化学工业(株)制的NK酯CB—1和CBX—1、共荣社油脂化学工业(株)制的HOA-MP和HOA—MS、大阪有机化学工业(株)制的ビスコ—ト#2100等。他们可以单独使用一种,也可以二种以上并用。
另外,作为多元酸酐,还可以使用例如琥珀酸酐、甲基琥珀酸酐、2,3—二甲基琥珀酸酐、2,2—二甲基琥珀酸酐、乙基琥珀酸酐、十二碳烯基琥珀酸酐、壬烯基琥珀酸酐、马来酸酐、甲基马来酸酐、2,3—二甲基马来酸酐、2—氯马来酸酐、2,3—二氯马来酸酐、溴代马来酸酐、衣康酸酐、焦柠檬酸酐、西撒库特(シスアコツト)酸酐、酞酸酐、四氢酞酸酐、四氯酞酸酐、四溴酞酸酐、六氢酞酸酐、甲基四氢酞酸酐、甲基六氢酞酸酐、甲桥(エンドメチレン)四氢酞酸酐、甲基甲桥四氢酞酸酐、氯菌酸酐和5—(2,5—二氧四氢呋喃基)—3—甲基—3—环己烯—1,2—二羧酸酐等二元酸酐、偏苯三酸酐、苯均四酸酐、3,3’,4,4’—二苯甲酮四羧酸等多元酸酐等。它们可以单独使用一种,也可以二种以上并用。
各自依次进行反应,可获得环氧丙烯酸酯,但是使它们反应的比率相对于1当量多官能环氧化合物,含有羧基的单体的羧基是0.8—1.2当量,优选为0.9—1.1当量,多元酸酐是0.1—1.0当量,优选为0.3—1.0当量。
另外,特开平5—70528号公报记载的含有芴骨架的环氧丙烯酸酯(不具有羧基的化合物)与酸酐加成得到的化合物等也可以用作本发明的环氧丙烯酸酯。
上述环氧丙烯酸酯化合物的分子量优选为1000—100000,更优选为2000—50000。该分子量低于1000时,有时感光层表面的粘性增强,并且在后述的感光层固化后,有时膜质变脆,或者,表面硬度恶化,而超过100000时,有时显影性恶化。另外,树脂的合成也变得困难。
上述粘合剂在上述感光性组合物中的固体成分含量优选为5~80质量%,更优选为10~70质量%。
上述粘合剂在上述感光性组合物中的固体成分含量优选为5~80质量%,更优选为10~70质量%。该固体成分含量如果不到5质量%,则感光层的膜强度容易变弱,该感光层的表面的粘性(tack)有时会恶化,如果超过80质量%,则曝光灵敏度可能会降低。
<聚合性化合物>
作为上述聚合性化合物,只要I/O值的重量平均为0.52以下,则没有特别限制,可以根据需要适当选择。
另外,上述聚合性化合物的I/O值的重量平均优选为0.43以下,并且优选在分子中具有两个以上聚合性基的化合物,例如,二羟甲基三环癸烷二(甲基)丙烯酸酯(三环癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯)。在这里,把二羟甲基三环癸烷二丙烯酸酯(三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯,NK酯A—DCP)的结构式作为通式(B—1)如下所示。
作为上述I/O值的重量平均的上限值,例如,从提高绝缘可靠性的观点考虑,更优选为0.52,特别优选为0.43。
作为上述I/O值的重量平均的下限值,例如,从提高清晰度的观点考虑,更优选为0.350,进一步优选为0.380,特别优选为0.400。
作为调整上述粘合剂的I/O值的重量平均的方法,可以通过适当选择构成共聚物的单体的种类、以及使该单体聚合时的聚合比(含量)的至少一种,将其调整为规定的范围。
上述I/O值是按照有机概念使用也称为(无极性值)/(有极性值)的各种有机化合物的极性获得的值,是对各官能基设定参数的官能基给与法之一。作为上述I/O值,具体内容在有机概念图(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);フレグランスジヤ—ナル,第34号,第97—111项(1979年);フレグランスジヤ—ナル,第50号,第79—82项(1981年);等文献中进行了详细说明。
上述I/O值的概念是把化合物的性质分为表示共价键的有极性基和表示离子键的无极性基,把所有的有机化合物位于称为有机轴和无机轴的平行坐标上的每一点来表示。
上述所谓的无极性值是将对有机化合物所具有的各种取代基和键等的沸点的影响力的大小以羟基为标准进行数值化得到的值。具体地讲,由于在碳原子数5的附近取直链醇的沸点曲线和直链石蜡的沸点曲线的距离时,为约100℃,所以把1个羟基的影响力以数值计定义为100,基于该树脂,将对各种取代基或者各种键等的沸点的影响力进行数值化获得的值就是有机化合物所具有的取代基的无极性值。例如,—COOH基的无极性值是150,双键的无极性值是2。因此,所谓的某种有机化合物的无极性值指该化合物所具有的各种取代基和键等的无极性值的总和。
上述所谓的有机性值是以分子内的亚甲基为单位,以对表示该亚甲基的碳原子的沸点的影响力为标准进行定义的。即,由于在直链饱和烃化合物的碳原子数5—10附近附加1个碳引起沸点升高的平均值是20℃,所以以此为标准,把1个碳原子的有机性值定义为20,以此为基础,将对各种取代基和键等的沸点的影响力进行数值化获得的值就是有机性值。例如,硝基(—NO2)的有机性值是70。
上述I/O值越接近于0越表示是非极性(疏水性、有极性的大小)的有机化合物,越大越表示是极性(亲水性、无极性的大小)的有机化合物。
另外,I/O值的重量平均,例如,当以a重量%聚合性化合物A、b重量%B的比率混合使用聚合性化合物时(a+b=100),按照I/O值的重量平均=(A的I/O值×a/100+B的I/O值×b/100)进行计算。
下面,对上述I/O值的计算方法的一个例子进行说明。
季戊四醇四丙烯酸酯的I/O值通过按照下面的方法计算无极性值和有机性值,接着计算式子(无极性值)/(有极性值)来求出。
由于季戊四醇四丙烯酸酯具有17个碳原子,所以季戊四醇四丙烯酸酯的有极性值计算为20(碳原子的有极性值)×17(碳原子数)=340。
季戊四醇四丙烯酸酯的无极性值如下计算:由于季戊四醇四丙烯酸酯有4个羧基,有4个双键,所以季戊四醇四丙烯酸酯的无极性值是60(酯基的无极性值)×4(酯基的个数)+2(双键的无极性值)×4(双键的个数)=248。
因此,判定季戊四醇四丙烯酸酯的I/O值是248(上述共聚物的无极性值)/340(上述共聚物的有极性值)=0.729。
另外,本发明中,所谓的“聚合性化合物”不包括可以包含粘合剂中的聚合性化合物。
所述聚合性化合物在所述感光性组合物固体成分中的固体成分含量,优选为5~50质量%,更优选为10~40质量%。如果该固体成分含量不到5质量%,则会产生显影性的恶化、曝光灵敏度的降低等问题,如果超过50质量%,则感光层的粘合性有时会变得过强,不优选。
<填料(无机填充剂)>
由于上述无机填充剂具有可以提高永久图案的表面硬度,可以将线膨胀系数抑制在较低水平,或者将固化膜本身的介电常数及电介质损耗角抑制在较低水平,所以可以适用于本发明的感光性组合物。
作为前述填料(无机填充剂),没有特别限制,可以从公知的填料中适当选择,可列举例如高岭土、硫酸钡、钛酸钡、氧化硅粉、微粉状氧化硅、气相法硅石、无定形硅石、结晶性硅石、熔融硅石、球状硅石、滑石、粘土、碳酸镁、碳酸钙、氧化铝、氢氧化铝、云母等。
前述填料(无机填充剂)的平均粒径优选低于3μm,更优选为0.1—2μm。当该平均粒径为3μm以上时,有时由于光弥散而导致分辨率劣化。
前述填料(无机填充剂)的添加量优选为5~75质量%,更优选为8—70质量%,特别优选为10—65质量%。当该添加量低于5质量%时,有时不能充分降低其线膨胀系数,当其超过90质量%时,有时在感光层表面形成固化膜时,该固化膜的膜质变脆,且在使用永久图案形成布线时,有时作为布线的保护膜的功能被破坏。
也可以根据需要添加有机微粒子。作为适合的有机微粒子,没有特别限制,可以根据目的适当选择,可列举例如三聚氰胺树脂、苯并鸟粪胺树脂、交联聚苯乙烯树脂等。另外,可以使用平均粒径为0.1~2μm、吸油量为100~200m2/g左右的硅石、由交联树脂构成的球状多孔质微粒子等。
在前述填料(无机填充剂)中,由于含有平均粒径为0.1—2μm的粒子,所以随着永久图案在印刷布线基板上薄型化,即使薄层化为5—20μm厚,填料(无机填充剂)粒子也不会破坏永久图案的表里两面,该结果,即使在高加速度试验(HAST)中也不会产生树枝状晶体,可以形成耐热性、耐湿性优异的永久图案。
<光聚合引发剂>
作为所述光聚合引发剂,使用肟衍生物。另外,根据需要也可以含有其他光聚合引发剂。
作为所述肟衍生物,没有特别限制,可以根据目的适当选择,优选至少具有芳香族基的化合物,更优选具有下述通式(I)及通式(II)的任意一种表示的部分结构的化合物。所述肟衍生物也可以并用两种以上。
其中,所述通式(I)及(II)中,Ar表示芳香族基及杂环基中的任意一种。Y1表示氢原子及一价取代基中的任意一种。Y2表示脂肪族基、芳香族基、杂环基、COY3、CO2Y3及CONY4Y5中的任意一种。Y3、Y4及Y5表示脂肪族基、芳香族基及杂环基中的任意一种。m表示1以上的整数。
作为所述Y1,优选为氢原子、脂肪族基及芳香族基中的任意一种。
作为所述Y2,优选脂肪族基、—CO—(脂肪族基)、—CO—(芳香族基)、—CO—(杂环基)、—CO2—(脂肪族基)、—CO2—(芳香族基)及—CO2—(杂环基)中的任意一种。
作为所述Y3及Y4,优选为脂肪族基及芳香族基中的任意一种。
作为肟衍生物,也可以为用所述通式(I)及通式(II)表示的结构经由连结基结合多个而成的化合物。
其中,在所述通式(I)及通式(II)中,所述脂肪族基表示可分别具有取代基的烷基、链烯基、炔基,所述芳香族基表示可分别具有取代基的芳基、杂环(hetero环)基,作为所述一价的取代基,表示卤素原子、可具有取代基的氨基、烷氧基羰基、羟基、醚基、硫醇基、硫醚基、甲硅烷基、硝基、氰基、可分别具有取代基的烷基、链烯基、炔基、芳基、杂环基。
作为所述芳香族基,可以举出1~3个苯环形成稠环的基、苯环与5员不饱和环形成稠环的基,作为具体例,可以举出苯基、萘基、蒽基、菲基、茚基、苊基、芴基,其中,优选具有苯基及萘基中的任意一种的基,特别优选具有萘基的基。
另外,这些芳香族基也可以具有取代基,作为这样的取代基,可以举出由除了氢原子以外的一价非金属原子团构成的基。例如可以举出后述的烷基、取代烷基、或作为取代烷基中的取代基表示的基等。
另外,作为所述杂环(hetero环)基,可以举出吡咯环基、呋喃环基、噻吩环基、吲哚环基、苯并呋喃环基、苯并噻吩环基、吡唑环基、异噁唑环基、异噻唑环基、吲唑环基、苯并异噁唑环基、苯并异噻唑环基、咪唑环基、噁唑环基、噻唑环基、苯并咪唑环基、苯并噁唑环基、苯并噻唑环基、吡啶环基、喹啉环基、异喹啉环基、哒嗪环基、嘧啶环基、吡嗪环基、酞嗪环基、喹唑啉环基、喹喔啉环基、氮丙啶(アシリジン)环基、菲啶环基、咔唑环基、嘌呤环基、吡喃环基、哌啶环基、哌嗪环基、吗啉环基、吲哚环基、吲哚嗪环基、色烯环基、肉啉环基、吖啶环基、吩噻嗪环基、四唑环基、三嗪环基等,其中,特别优选呋喃环基、噻吩环基、咪唑环基、噻唑环基、苯并噻唑环基、嘧啶环基、吲哚环基、吖啶环基。
另外,这些杂环基也可以具有取代基,作为这样的取代基,可以举出去除氢原子的1价非金属原子团构成的基。例如可以举出后述的烷基、作为取代烷基或取代烷基中的取代基显示的基。
作为所述一价取代基,优选卤素原子、可具有取代基的氨基、烷氧基羰基、羟基、醚基、硫醇基、硫醚基、甲硅烷基、硝基、氰基、可分别具有取代基的烷基、链烯基、炔基、芳基、杂环基。
另外,作为所述由非金属原子构成的1价取代基,优选可分别具有取代基的烷基、链烯基、炔基、芳基、杂环基。
作为所述可具有取代基的烷基,可以举出碳原子数为1~20的直链状、分支状及环状的烷基,作为其具体例,可以举出甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十六烷基、十八烷基、二十烷基、异丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基、异戊基、新戊基、1—甲基丁基、异己基、2—乙基己基、2—甲基己基、环己基、环戊基、2—降冰片基。其中,更优选碳原子数为1~12的直链状、碳原子数为3~12的分支状以及碳原子数为5~10的环状的烷基。
作为所述可具有取代基的烷基的取代基,可以举出去除氢原子的一价非金属原子构成的取代基,作为优选例,可以举出卤素原子(—F、—Br、—Cl、—I)、羟基、烷氧基、芳氧基、巯基、烷基硫代基、芳基硫代基、烷基二硫代基、芳基二硫代基、氨基、N—烷基氨基、N,N—二烷基氨基、N—芳基氨基、N,N—二芳基氨基、N—烷基—N—芳基氨基、酰氧基、氨基甲酰氧基、N—烷基氨基甲酰氧基、N—芳基氨基甲酰氧基、N,N—二烷基氨基甲酰氧基、N,N—二芳基氨基甲酰氧基、N—烷基—N—芳基氨基甲酰氧基、烷基硫氧基、芳基硫氧(sulfoxy)基、酰基硫代基、酰胺基、N—烷基酰胺基、N—芳基酰胺基、脲基、N’—烷基脲基、N’,N’—二烷基脲基、N’—芳基脲基、N’,N’—二芳基脲基、N’—烷基—N’—芳基脲基、N—烷基脲基、N—芳基脲基、N’—烷基—N—烷基脲基、N’—烷基—N—芳基脲基、N’,N’—二烷基—N—烷基脲基、N’,N’—二烷基—N—芳基脲基、N’—芳基—N—烷基脲基、N’—芳基—N—芳基脲基、N’,N’—二芳基—N—烷基脲基、N’,N’—二芳基—N—芳基脲基、N’—烷基—N’—芳基—N—烷基脲基、N’—烷基—N’—芳基—N—芳基脲基、烷氧基羰基氨基、芳氧基羰基氨基、N—烷基—N—烷氧基羰基氨基、N—烷基—N—芳氧基羰基氨基、N—芳基—N—烷氧基羰基氨基、N—芳基—N—芳氧基羰基氨基、甲酸基、酰基、羧基、烷氧羰基、芳氧基羰基、氨基甲酰基、N—烷基氨基甲酰基、N,N—二烷基氨基甲酰基、N—芳基氨基甲酰基、N,N—二芳基氨基甲酰基、N—烷基—N—芳基氨基甲酰基、烷基亚磺酰基、芳基亚磺酰基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、磺基(—SO3H)及其共轭碱(称为磺酸根(sulfonato)基)基、烷氧基磺酰基、芳氧基磺酰基、氨亚磺酰(sulfinamoyl,スルフイナモイル)基、N—烷基氨亚磺酰基、N,N—二烷基氨亚磺酰基、N—芳基氨亚磺酰基、N,N—二芳基氨亚磺酰基、N—烷基—N—芳基氨亚磺酰基、氨磺酰基、N—烷基氨磺酰基、N,N—二烷基氨磺酰基、N—芳基氨磺酰基、N,N—二芳基氨磺酰基、N—烷基—N—芳基氨磺酰基、膦酰基(—PO3H2)及其共轭碱基(称为膦酸根(phosphonato,ホスホナト)基)、二烷基膦酰基(—PO3(alkyl)2)“alkyl=烷基,以下同”、二芳基膦酰基(—PO3(aryl)2)“aryl=芳基,以下同”、烷基芳基膦酰基(—PO3(alkyl)(aryl))、一烷基膦酰基(—PO3(alkyl))及其共轭碱基(称为烷基膦酸根基)、一芳基膦酰基(—PO3H(aryl))及其共轭碱基(称为芳基膦酸根基)、膦酰氧基(—OPO3H2)及其共轭碱基(称为膦酸根氧基)、二烷基膦酰氧基(—OPO3H(alkyl)2)、二芳基膦酰氧基(—OPO3(aryl)2)、烷基芳基膦酰氧基(—OPO3(alkyl)(aryl))、一烷基膦酰氧基(—OPO3H(alkyl))及其共轭碱基(称为烷基膦酸根氧基)、一芳基膦酰氧基(—OPO3H(aryl))及其共轭碱基(称为芳基膦酸根氧基)、氰基、硝基、芳基、链烯基、炔基、杂环基、甲硅烷基等。
作为这些取代基中的烷基的具体例,可以举出上述的烷基,作为所述取代基中的芳基的具体例,可以举出苯基、联苯基、萘基、甲苯基、二甲苯基、米(mesityl)基、枯烯基、氯苯基、溴苯基、氯甲基苯基、羟基苯基、甲氧苯基、乙氧苯基、苯氧苯基、乙酸基苯基、苯甲酸基苯基、甲硫基苯基、苯硫基苯基、甲胺基苯基、二甲胺基苯基、乙酰胺基苯基、羧苯基、甲氧羰基苯基、乙氧苯基羰基、苯氧羰基苯基、N—苯羰基苯基、氰基苯基、磺基苯基、磺酸根苯基、膦酰苯基、膦酸根苯基等。
另外,作为所述取代基中的链烯基的例子,可以举出乙烯基、1—丙烯基、1—丁烯基、肉桂基、2—氯—1—乙烯基等,作为所述取代基中的炔基的例子,可以举出乙炔基、1—丙炔基、1—丁炔基、三甲基甲硅烷基乙炔基等。
作为所述取代基中的杂环基,例如可以举出吡啶基、哌啶基等。
作为所述取代基中的甲硅烷基,可以举出三甲基甲硅烷基等。
在所述取代基中也可以含有酰基(R01CO—),作为该酰基,例如可以举出该R01为氢原子、上述烷基、芳基等的酰基。
作为酰基(R01CO—)的R01,可以举出氢原子以及所述烷基、芳基。在这些取代基中,进而优选卤素原子(—F、—Br、—Cl、—I)、烷氧基、芳氧基、烷基硫代基、芳基硫代基、N—烷基氨基、N,N—二烷基氨基、酰氧基、N—烷基氨基甲酰氧基、N—芳基氨基甲酰氧基、酰胺基、甲酸基、酰基、羧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、氨基甲酰基、N—烷基氨基甲酰基、N,N—二烷基氨基甲酰基、N—芳基氨基甲酰基、N—烷基—N—芳基氨基甲酰基、磺基、磺酸根基、氨磺酰基、N—烷基氨磺酰基、N,N—二烷基氨磺酰基、N—芳基氨磺酰基、N—烷基—N—芳基氨磺酰基、膦酰基、膦酸根基、二烷基膦酰基、二芳基膦酰基、一烷基膦酰基、烷基膦酸根基、一芳基膦酰基、芳基膦酸根基、膦酰氧基、膦酸根氧基、芳基、链烯基。
另一方面,作为取代烷基中的亚烷基,可以举出除去所述碳原子数为1~20的烷基上的氢原子的任意一个而成为2价的有机残基的亚烷基,可以优选举出碳原子数为1~12的直链状、碳原子数为3~12的分支状以及碳原子数为5~10的环状的亚烷基。作为这样通过组合取代基和亚烷基得到的取代烷基的优选具体例,可以举出氯甲基、溴甲基、2—氯乙基、三氟甲基、甲氧基甲基、异丙氧基甲基、丁氧基甲基、叔丁氧基丁基、甲氧基乙氧基乙基、烯丙氧基甲基、苯氧基甲基、苯氧甲基、甲硫基甲基、甲苯基硫代甲基、吡啶基甲基、四甲基哌啶基甲基、N—乙酰基四甲基哌啶基甲基、三甲基甲硅烷基甲基、甲氧基乙基、乙胺基乙基、二乙胺基丙基、吗啉代丙基、乙酰氧基甲基、苯甲酸基甲基、N—环己基氨基甲酰氧基乙基、N—苯基氨基甲酰氧基乙基、乙酰胺基乙基、N—甲基苯甲酰基氨基丙基、2—氧基乙基、2—氧基丙基、羧基丙基、甲氧羰基乙基、烯丙氧基羰基丁基、氯苯氧羰基甲基、氨基甲酰基甲基、N—甲基氨基甲酰基乙基、N,N—二丙基氨基甲酰基甲基、N—(甲氧苯基)氨基甲酰基乙基、N—甲基—N—(磺基苯基)氨基甲酰基甲基、磺基丁基、膦磺酸根丁基、氨磺酰丁基、N—乙基氨磺酰甲基、N,N—二丙基氨磺酰丙基、N—甲苯基氨磺酰丙基、N,N—二丙基氨磺酰丙基、N—甲苯基氨磺酰丙基、N—甲基—N—(膦酰苯基)氨磺酰辛基、膦酰丁基、膦酸根已基、二乙基膦酰丁基、二苯基膦酰丙基、甲基膦酰丁基、甲基膦酸根丁基、甲苯基膦酰己基、甲苯基膦酸根己基、膦酰氧基丙基、膦酸根氧基丁基、苄基、苯乙基、α—甲基苄基、1—甲基—1—苯乙基、对甲苄基、肉桂基、烯丙基、1—丙烯基甲基、2—丁烯基、2—甲代烯丙基、2—甲基丙烯基甲基、2—丙炔基、2—丁炔基、3—丁炔基等。
作为所述芳基,可以举出1~3个苯环形成稠环而成的基、苯环与5员不饱和环形成稠环而成的基,作为具体例,可以举出苯基、萘基、蒽基、菲基、茚基、苊基、芴基,其中,更优选苯基、萘基。
作为所述取代芳基,作为在所述芳基的环形成碳原子上的取代基,可以使用具有去掉氢原子的一价非金属原子团构成的基的取代基。作为优选取代基的例子,可以举出所述的烷基、取代烷基以及在前面作为取代烷基中的取代基显示的基。
作为所述取代芳基的优选具体例,可以举出联苯基、甲苯基、二甲苯基、米基、枯烯基、氯苯基、溴苯基、氟苯基、氯甲基苯基、三氟甲基苯基、羟苯基、甲氧苯基、甲氧基乙氧基苯基、烯丙氧基苯基、苯氧苯基、甲硫基苯基、苯硫基苯基、乙胺基苯基、二乙胺基苯基、吗啉代苯基、乙酰氧基苯基、苯甲酸基苯基、N—环己基氨基甲酰氧基苯基、N—苯基氨基甲酰氧基苯基、乙酰胺基苯基、N—甲基苯甲酰基氨基苯基、羧苯基、甲氧羰基苯基、烯丙氧基羰基苯基、氯苯氧羰基苯基、氨基甲酰基苯基、N—甲基氨基甲酰基苯基、N,N—二丙基氨基甲酰基苯基、N—(甲氧苯基)氨基甲酰基苯基、N—甲基—N—(磺基苯基)氨基甲酰基苯基、磺基苯基、磺酸根苯基、氨磺酰苯基、N—乙基氨磺酰苯基、N,N—二丙基氨磺酰苯基、N—甲苯基氨磺酰苯基、N—甲基—N—(膦酰苯基)氨磺酰苯基、膦酰苯基、膦酸根苯基、二乙基膦酰苯基、二苯基膦酰苯基、甲基膦酰苯基、甲基膦酸根苯基、甲苯基膦酰苯基、甲苯基膦酸根苯基、烯丙基苯基、1—丙烯基甲基苯基、2—丁烯基苯基、2—甲基烯丙基苯基、2—甲基丙烯基苯基、2—丙炔基苯基、2—丁炔基苯基、3—丁炔基苯基等。
作为所述链烯基、所述取代链烯基、所述炔基及所述取代炔基(—C(R02)=C(R03)(R04)及—C≡C(R05)),可以使用R02、R03、R04、R05为由一价的非金属原子构成的基的基。
作为R02、R03、R04、R05,优选氢原子、卤素原子、烷基、取代烷基、芳基及取代芳基,作为它们的具体例,可以举出作为上述例子显示的基。其中,更优选为氢原子、卤素原子、碳原子数为1~10的直链状、分支状、环状的烷基。
具体而言,可以举出乙烯基、1—丙烯基、1—丁烯基、1—戊烯基、1—己烯基、1—辛烯基、1—甲基—1—丙烯基、2—甲基—1—丙烯基、2—甲基—1—丁烯基、2—苯基—1—乙烯基、2—氯—1—乙烯基、乙炔基、1—丙炔基、1—丁炔基、苯基乙炔基等。
作为杂环基,可以举出作为取代烷基的取代基例示的吡啶基等。
作为所述取代氧基(R06O—),可以使用R06为去除氢原子的一价的非金属原子构成的基的取代基。作为优选的取代氧基,可以举出烷氧基、芳氧基、酰氧基、氨基甲酰氧基、N—烷基氨基甲酰氧基、N—芳基氨基甲酰氧基、N,N—二烷基氨基甲酰氧基、N,N—二芳基氨基甲酰氧基、N—烷基—N—芳基氨基甲酰氧基、烷基硫氧基、芳基硫氧基、膦酰氧基、膦酸根氧基。作为它们中的烷基以及芳基,可以举出所述作为烷基、取代烷基以及芳基、取代芳基显示的基。另外,作为酰氧基中的酰基(R07CO—),可以举出R07为作为前面的例子举出的烷基、取代烷基、芳基以及取代芳基的酰基。在这些取代基中,更优选烷氧基、芳氧基、酰氧基、芳基硫氧基。作为优选的取代氧基的具体例,可以举出甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、十二烷氧基、苄氧基、烯丙氧基、苯乙氧基、羧基乙氧基、甲氧羰基乙氧基、乙氧羰基乙氧基、甲氧基乙氧基、苯氧基乙氧基、甲氧基乙氧基乙氧基、乙氧基乙氧基乙氧基、吗啉代乙氧基、吗啉代丙氧基、烯丙氧基乙氧基乙氧基、苯氧基、甲苯氧基、二甲苯氧基、菜氧基、米氧基、异丙苯氧基、甲氧基苯氧基、乙氧基苯氧基、氯苯氧基、溴苯氧基、乙酰氧基、苯甲酸基、萘氧基、苯磺酰氧基、膦酰氧基、膦酸根氧基等。
作为也含有酰胺基的取代氨基(R08NH—、(R09)(R010)N—),可以使用R08、R09、R010为去除氢原子的一价非金属原子团构成的基的取代基。其中,R09、R010也可以结合形成环。作为取代氨基的优选例,可以举出N—烷基氨基、N,N—二烷基氨基、N—芳基氨基、N,N—二芳基氨基、N—烷基—N—芳基氨基、酰胺(アシルアミノ)基、N—烷基酰胺基、N—芳基酰胺基、脲基、N’—烷基脲基、N’,N’—二烷基脲基、N’—芳基脲基、N’,N’—二芳基脲基、N’—烷基—N’—芳基脲基、N—烷基脲基、N—芳基脲基、N’—烷基—N—烷基脲基、N’—烷基—N—芳基脲基、N’,N’—二烷基—N—烷基脲基、N’—烷基—N’—芳基脲基、N’,N’—二烷基—N—烷基脲基、N’,N’—二烷基—N’—芳基脲基、N’—芳基—N—烷基脲基、N’—芳基—N—芳基脲基、N’,N’—二芳基—N—烷基脲基、N’,N’—二芳基—N—芳基脲基、N’—烷基—N’—芳基—N—烷基脲基、N’—烷基—N’—芳基—N—芳基脲基、烷氧羰基氨基、芳氧羰基氨基、N—烷基—N—烷氧羰基氨基、N—烷基—N—烷氧羰基氨基、N—芳基—N—烷氧羰基氨基、N—芳基—N—芳氧羰基氨基。作为它们中的烷基、芳基,可以举出上述的作为烷基、取代烷基以及芳基、取代芳基显示的基,酰胺基、N—烷基酰胺基、N—芳基酰胺基中的酰基(R07CO—)的R07如上所述。其中,更优选N—烷基氨基、N,N—二烷基氨基、N—芳基氨基、酰胺基。作为取代氨基的优选具体例,可以举出甲胺基、乙胺基、二乙胺基、吗啉代基、哌啶基、吡咯代基、苯胺基、苯甲酰胺基、乙酰胺基等。
作为取代磺酰基(R011—SO2—),可以使用R011为由一价非金属原子团构成的基的取代基。作为更优选的例子,可以举出烷基磺酰基、芳基磺酰基。作为它们中的烷基、芳基,可以举出上述的作为烷基、取代烷基以及芳基、取代芳基显示的基。作为这样的取代磺酰基的具体例,可以举出丁基磺酰基、苯磺酰基、氯苯基磺酰基等。
如上所述,磺酸根(sulfonato,スルホナト)基(—SO3 -)是指磺基(sulpho)基(—SO3H)的共轭碱阴离子基,通常优选与对阳离子(对陽イオン)一起使用。作为这样的对阳离子,可以举出通常已知的对阳离子,即各种鎓类(铵类、锍类、鏻类、碘鎓类、叠氮鎓(アジニウム)类等)以及金属离子类(Na+、K+、Ca2+、Zn2+等)。
作为取代羰基(R013—CO—),可以使用R013为由一价非金属原子构成的基的取代基。作为取代羰基的优选例,可以举出甲酰基、酰基、羧基、烷氧羰基、芳氧羰基、氨基甲酰基、N—烷基氨基甲酰基、N,N—二烷基氨基甲酰基、N—芳基氨基甲酰基、N,N—二芳基氨基甲酰基、N—烷基—N’—芳基氨基甲酰基。作为它们中的烷基、芳基,可以举出上述作为烷基、取代烷基以及芳基、取代芳基显示的基。其中,作为更优选的取代羰基,可以举出甲酰基、酰基、羧基、烷氧羰基、芳氧羰基、氨基甲酰基、N—烷基氨基甲酰基、N,N—二烷基氨基甲酰基、N—芳基氨基甲酰基,作为进而更优选的取代羰基,可以举出甲酰基、酰基、烷氧羰基以及芳氧羰基。作为优选的取代羰基的具体例,可以举出甲酰基、乙酰基、苯甲酰基、羧基、甲氧羰基、乙氧羰基、烯丙氧基羰基、二甲胺基苯基乙烯基羰基、甲氧羰基甲氧羰基、N—甲基氨基甲酰基、N—苯基氨基甲酰基、N,N—二乙基氨基甲酰基、吗啉代羰基等。
作为取代亚磺酰基(R014—SO—),可以使用R014为由一价非金属原子构成的基的取代基。作为优选例,可以举出烷基亚磺酰基、芳基亚磺酰基、亚磺酰基、N—烷基亚磺酰基、N,N—二烷基亚磺酰基、N—芳基亚磺酰基、N,N—二芳基亚磺酰基、N—烷基—N—芳基亚磺酰基。作为它们中的烷基、芳基,可以举出所述作为烷基、取代烷基以及芳基、取代芳基显示的基。其中,更优选烷基亚磺酰基、芳基亚磺酰基。作为这样的取代亚磺酰基的具体例,可以举出己基亚磺酰基、苄基亚磺酰基、甲苯基亚磺酰基等。
取代膦酰基是指膦酰基上的一个或两个羟基被其他有机氧基取代的基,作为优选例,可以举出上述的二烷基膦酰基、二芳基膦酰基、烷基芳基膦酰基、一烷基膦酰基、一芳基膦酰基。其中,更优选二烷基膦酰基以及二芳基膦酰基。作为这样的具体例,可以举出二乙基膦酰基、二丁基膦酰基、二苯基膦酰基等。
如上所述,膦酸根基(—PO3H2 -、—PO3H-)是指膦酰基(—PO3H2)的来源于酸第一离解或酸第二离解的共轭碱阴离子基。通常优选与对阳离子一起使用。作为这样的对阳离子,可以举出通常已知的对阳离子,即各种鎓类(铵类、锍类、鏻类、碘鎓类、叠氮鎓(アジニウム)类等)以及金属离子类(Na+、K+、Ca2+、Zn2+等)。
取代膦酸根基是指上述的取代膦酰基中将一个羟基取代成有机氧基的基的共轭碱阴离子基,作为具体例,可以举出上述的一烷基膦酰基(—PO3H(alkyl))、一芳基膦酰基(—PO3H(aryl))的共轭碱基。
作为所述肟衍生物,更优选用下述通式(III)及通式(IV)的任意一个表示的化合物。
其中,所述通式(III)及通式(IV)中,R101表示与通式(I)及通式(II)中的Y1相同的意义,Y12表示与通式(I)及通式(II)中的Y2相同的意义。
作为所述R101,更优选为氢原子及脂肪族基中的任意一个,特别优选为碳原子数为1~10的脂肪族基。
作为所述脂肪族基,例如可以举出甲基、乙基、丙基、辛基、烯丙基等。
作为所述Y12,特别优选为—CO—(脂肪族基)。作为所述Y12中的脂肪族基,优选碳原子数为1~10的脂肪族基。
具体而言,例如优选甲基、乙基、丙基、丁基、辛基、环己基、苄基等。
作为所述肟衍生物的其他具体例,例如可以举出在特开2001—233842号公报、特表2004—534797号公报以及特表2002—519732号公报等中公开的化合物以及下述结构式表示的化合物等。
上述结构式中,R表示n—C3H7、n—C8H17、樟脑以及p—CH3C6H4中的任意一种。
上述结构式中,R表示n—C3H7、以及p—CH3C6H4中的任意一种。
作为所述肟化合物,也可以优选使用下述通式(V)表示的肟化合物。
通式(V)
其中,所述通式(V)中,Y2、Ar表示与通式(I)和(II)中的相同的意思。m表示0以上的整数。Y5表示取代基,m为2以上的情况下,该Y5可以相同或不同。A表示4、5、6及7员环的任意一种,这些环也可以分别含有杂原子。
在所述通式(V)表示的肟化合物中,更优选为下述通式(VI)表示的化合物,特别优选为下述通式(VII)及(VIII)的任意一种表示的化合物。
其中,所述通式(VI)中,Y2、Y5、m及Ar表示与通式(V)中的相同的意义。X表示O及S的任意一种。A表示5及6员环的任意一种。
其中,所述通式(VII)及通式(VIII)中,Y6也可以具有取代基,表示烷基。l表示0~6的任意一个整数。Y7表示烷基、烷氧基、芳氧基、卤素原子、磺酰基以及酰氧基的任意一种,l为2以上的情况下,该Y7可以相同或不同。X及A表示与通式(VI)相同的意义。
所述通式(V)及(VI)中,作为用Y5表示的取代基,没有特别限制,例如可以举出烷基、烷氧基、芳氧基、卤素原子、磺酰基、酰氧基、硝基、酰胺基等。其中,优选为烷基、烷氧基、芳氧基、卤素原子、磺酰基及酰氧基的任意一种。
在此,作为所述用通式(V)表示的肟化合物的具体例,可以举出下述结构式(1)~(54)表示的化合物,在本发明中,不被这些所限定。
结构式(1) 结构式(2) 结构式(3) 结构式(4) 结构式(5) 结构式(6)
结构式(7) 结构式(8) 结构式(9) 结构式(10) 结构式(11) 结构式(12)
结构式(19) 结构式(20) 结构式(21) 结构式(22)
结构式(23) 结构式(24) 结构式(25) 结构式(26) 结构式(27) 结构式(28)
结构式(29) 结构式(30) 结构式(31) 结构式(32) 结构式(33) 结构式(34)
结构式(35) 结构式(36) 结构式(37) 结构式(38) 结构式(39)
结构式(40) 结构式(41) 结构式(42) 结构式(43) 结构式(44)
结构式(45) 结构式(46) 结构式(47) 结构式(48) 结构式(49) 结构式(50) 结构式(51)
结构式(52) 结构式(53) 结构式(54)
其中,所述结构式(1)~(54)中,Me表示甲基。Ph表示苯基。Ac表示乙酰基。
所述肟化合物的含量例如以固体成分换算优选为0.1~15质量%,更优选为0.5~10质量%,特别优选为1.0—8.0质量%。小于0.1质量%时灵敏度下降,有时难以获得足够硬度的固化膜,大于15质量%时不仅薄膜化时的粘性恶化,有时由于Tg降低,固化膜薄脆。
—其他光聚合引发剂—
作为所述其他光聚合引发剂,只要具有引发所述聚合性化合物的聚合的能力,则没有特别限制,可以从公知的光聚合引发剂中适当选择,例如优选对紫外线区域到可见的光线具有感光性的光聚合引发剂,可以为与被光激发的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而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一种在约300~800nm的范围内至少具有约50的摩尔消光系数的成分。所述波长更优选330~500nm。
作为所述其他光聚合引发剂,例如可以举出卤代烃衍生物(例如具有三嗪骨架的卤化烃衍生物、具有噁二唑骨架的卤化烃衍生物等)、六芳基联咪唑、有机过氧化物、硫代化合物、酮化合物、吖啶化合物、茂金属类等。具体而言,可以举出在特开2005—258431号公报中记载的化合物等。其中,从感光层的灵敏度、保存性及感光层与基板的粘附性等观点出发,优选酮化合物及吖啶化合物。所述其他光聚合引发剂可以单独使用一种或并用两种以上。
所述光聚合引发剂在所述感光性组合物中的固体成分含量优选为0.1~30质量%,更优选为0.5~20质量%,特别优选为0.5~15质量%。
<其它成分>
作为所述其他成分,例如可以举出热交联剂、粘附促进剂、增感剂、热聚合抑制剂、增塑剂、着色剂(着色颜料或染料)等,进而也可以并用其他辅助剂类(例如导电性颗粒、填充剂、消泡剂、阻燃剂、流平剂、剥离促进剂、抗氧化剂、香料、表面张力调节剂、链移动剂等)。通过适当含有这些成分,可以调节需要的感光性薄膜的稳定性、照相性、膜物理性能等性质。
—热交联剂—
作为所述热交联剂,没有特别限制,可以根据目的适当选择,为了改良用所述感光性薄膜形成的感光层在固化后的膜强度,在不给显影性等带来不良影响的范围内,例如可以使用在1分子内至少具有2个环氧乙烷基的环氧化合物、在1分子中至少具有2个氧杂环丁烷基的氧杂环丁烷(oxetane)化合物,可列举如特开2007—47729号公报中记载的具有环氧乙烷基的环氧化合物、在β位具有烷基的环氧化合物、具有氧杂环丁烷基的氧杂环丁烷化合物、聚异氰酸酯化合物、使聚异氰酸酯和其衍生物的异氰酸酯基与封端剂反应获得的化合物等。
另外,作为上述热交联剂,可以使用蜜胺衍生物。作为该蜜胺衍生物,可列举例如羟甲基蜜胺、烷基化羟甲基蜜胺(用甲基、乙基、丁基等醚化羟甲基得到的化合物)等。它们可以单独使用一种或并用两种以上。其中,从贮存稳定性良好、在感光层的表面硬度或固化膜的膜强度本身的提高上是有效的点出发,优选烷基化羟甲基蜜胺,特别优选六甲基化羟甲基蜜胺。
所述热交联剂在所述感光性组合物固体成分中的固体成分含量优选为1~50质量%,更优选为3~30质量%。如果该固体成分含量不到1质量%,则没有固化膜的膜强度的提高,如果超过50质量%,则有时发生显影性的受损或曝光灵敏度的降低。
—粘附促进剂—
为了提高各层间的粘附性或感光层与基材之间的粘附性,可以在各层中使用公知的所谓粘附促进剂。
作为所述粘附促进剂,例如可以优选举出特开平5—11439号公报、特开平5—341532号公报及特开平6—43638号公报等中记载的粘附促进剂。具体而言,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、及2—巯基—5—甲基硫代—噻二唑、三唑、四唑、苯并三唑、羧基苯并三唑、含氨基苯并三唑、硅烷偶合剂等。
作为所述粘附促进剂的含量,相对所述感光层的全部成分,优选为0.001质量%~20质量%,更优选为0.01~10质量%,特别优选为0.1质量%~5质量%。
—增感剂—
作为所述感光性组合物,也可以含有增感剂。
在对所述感光层进行曝光、显影的情况下,从提高在该曝光及显影后不使该感光层需要曝光的部分的厚度发生变化的所述光的最小能量(灵敏度)的观点出发,特别优选并用所述增感剂。
作为所述增感剂,可以根据所述光照射机构(例如可见光线或紫外光及可见光激光)来适当选择。
所述增感剂在活性能量线的作用下成为激发状态,可以通过与其他物质(例如自由基产生剂、酸产生剂等)相互作用(例如能量移动、电子移动等),产生自由基或酸等有用基。
作为所述增感剂,至少含有一种从缩环系化合物、氨基苯基甲酮系化合物、多环芳香族类、具有酸性环的化合物、具有碱性环的化合物、具有荧光增白剂环的化合物中选择的至少一种,根据需要也可以含有其他增感剂。作为增感剂,从提高灵敏度的点出发,进而优选为杂缩环系化合物、氨基二苯甲酮系化合物,特别优选为杂缩环系化合物。
——缩环系化合物——
在所述例示化合物中,作为芳香族环或杂环发生缩环的化合物(缩环系化合物),优选为杂缩环系化合物。所述杂缩环系化合物是指在环中具有杂元素的多环式化合物,在所述环中,优选含有氮原子。作为所述杂缩环系化合物,例如可以举出杂缩环系酮化合物。在所述杂缩环系化合物中,更优选吖啶酮化合物及噻吨酮化合物,其中特别优选噻吨酮化合物。
作为所述杂缩环系酮化合物,具体而言,例如可以举出吖啶酮、氯吖啶酮、N—甲基吖啶酮、N—丁基吖啶酮、N—丁基—氯吖啶酮等吖啶酮化合物;噻吨酮、异丙基噻吨酮、2,4—二乙基噻吨酮、1—氯—4—丙氧基噻吨酮、全塔库耳(Quantacure)QTX(商品名)等噻吨酮化合物;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—7—二乙基氨基香豆素、3—(2—甲氧基苯甲酰)—7—二乙基氨基香豆素、3—(4—二甲基氨基苯甲酰)—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—7—甲氧基香豆素、3—(2—呋喃甲酰)—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—5,7—二丙氧基香豆素、7—苯并三唑—2—酰基香豆素、7—二乙基氨基—4—甲基香豆素、此外还有特开平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香豆素类等。
另外,还可以举出公知的多环芳香族类(例如芘、苝、9,10—苯并菲)、氧杂蒽类(例如荧光素、四溴萤光素、四碘荧光素、若丹明B、孟加拉玫瑰红)、花青苷类(例如吲哚羰花青、硫代羰花青、氧杂羰花青)、部花青类(例如部花青、羰部花青)、噻嗪类(例如硫堇、亚甲蓝、甲苯胺蓝)、蒽醌类(例如蒽醌)、斯夸琳(スクアリウム)类(例如斯夸琳)等。
上述增感剂的含量,相对所述感光性组合物的全部固体成分,优选为0.01~4质量%,更优选为0.02~2质量%,特别优选为0.05~1质量%。
该含量如果不到0.01质量%,那么有时灵敏度降低,如果超过4质量%,那么图案的形状有时会恶化。
所述感光性组合物中的所述增感剂与光聚合引发剂的含量的质量比优选为[(增感剂)/(肟衍生物)]=1/0.1~1/100,更优选为1/1~1/50。
所述增感剂的含量与所述光聚合引发剂的含量的质量比如果在上述范围外,则灵敏度可能会降低,而且灵敏度的经时变化可能会恶化。
—热聚合抑制剂—
所述热聚合抑制剂可以防止发生所述感光层中的所述聚合性化合物的热聚合或经时地聚合,所以也可以添加。
作为所述热聚合抑制剂,例如可以举出4—甲氧基苯酚、氢醌、烷基或芳基取代氢醌、叔丁基儿茶酚、焦酚、2—羟基苯甲酮、4—甲氧基—2—羟基苯甲酮、氯化亚铜、吩噻嗪、四氢醌、萘胺、β—萘酚、2,6—二叔丁基—4—甲酚、2,2’—亚甲基双(4—甲基—6—叔丁基苯酚)、吡啶、硝基苯、二硝基苯、苦味酸、4—甲苯胺、亚甲蓝、铜与有机螯合剂反应物、水杨酸甲酯及吩噻嗪、亚硝基化合物、亚硝基化合物与Al的螯合物等。
作为所述热聚合抑制剂的含量,相对所述聚合性化合物,优选0.001~5质量%,更优选0.005~2质量%,特别优选0.01~1质量%。
该含量如果不到0.001质量%,则有时保存时的稳定性会降低,如果超过5质量%,则相对活性能量线的灵敏度会降低。
—增塑剂—
为了控制所述感光层的膜物理性能(挠性),也可以添加所述增塑剂。
作为所述增塑剂,例如可以举出邻苯二酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二庚酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二十三烷基酯、邻苯二甲酸丁基苄基酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二苯基酯、邻苯二甲酸二烯丙基酯、邻苯二甲酸辛基癸酰基酯等邻苯二甲酸酯类;三甘醇二乙酸酯、四甘醇二乙酸酯、邻苯二甲酸二甲基葡萄糖酯、乙基邻苯二甲酰基乙基乙醇酸酯、甲基邻苯二甲酰基乙基乙醇酸酯、丁基邻苯二甲酰基丁基乙醇酸酯、三甘醇二辛酸酯等二醇酯类;磷酸三甲苯酚酯、磷酸三苯酯等磷酸酯类;4—甲苯磺酰胺、苯磺酰胺、N—正丁基苯磺酰胺、N—正丁基乙酰胺等酰胺类;己二酸二异丁酯、己二酸二辛酯、癸二酸二甲酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯、壬二酸二辛酯、顺丁烯二酸二丁酯等脂肪酸二元酸酯类;柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、甘油三乙酸酯、月桂酸丁酯、4,5—二乙氧基环己烷—1,2—二羧酸二辛酯等聚乙二醇、聚丙二醇等乙二醇类。
所述增塑剂的含量,相对所述感光性组合物的全部成分,优选0.1~50质量%,更优选0.5~40质量%,特别优选1~30质量%。
—着色颜料—
作为所述着色颜料,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出维多利亚纯蓝BO(C.I.42595)、(碱性)槐黄(C.I.41000)、脂溶(fat)黑HB(C.I.26150)、莫诺赖特·黄GT(C.I.颜料黄12)、永久黄GR(C.I.颜料黄17)、永久黄HR(C.I.颜料黄83)、永久胭脂红FBB(C.I.颜料红146)、广告画颜料红ESB(C.I.颜料紫19)、永久红宝石FBH(C.I.颜料红11)、法斯特尔粉红B苏普拉(C.I.颜料红81)、莫钠斯特拉尔坚牢蓝(C.I.颜料蓝15)、莫诺赖特坚牢黑B(C.I.颜料黑1)、碳、C.I.颜料红97、C.I.颜料红122、C.I.颜料红149、C.I.颜料红168、C.I.颜料红177、C.I.颜料红180、C.I.颜料红192、C.I.颜料红215、C.I.颜料绿7、C.I.颜料绿36、C.I.颜料蓝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等。它们可以单独使用一种或并用两种以上。另外,根据需要,也可以使用从公知的染料中适当选择的染料。
所述着色颜料在所述感光性组合物中的固体成分含量,可以考虑永久图案形成时的感光层的曝光灵敏度、析像度等决定,根据所述着色颜料的种类不同而不同,通常优选为0.01~10质量%,更优选为0.05~5质量%。
(感光性薄膜)
本发明的感光性薄膜通过在支撑体上层叠由感光性组合物组成的感光层形成。优选的是在上述感光层上层叠保护层,根据需要,可通过层叠缓冲层、阻氧层(PC层)等其它层形成。
作为上述感光性薄膜的形式,没有特别限制,可以根据目的适当选择,可列举例如在上述支撑体上按顺序具有上述感光层、上述保护层的形式、在上述支撑体上按顺序具有上述PC层、上述感光层、上述保护层的形式、在上述支撑体上按顺序具有上述缓冲层、上述PC层、上述感光层、上述保护层的形式等。另外,上述感光层可以是单层,也可以是多层。
<感光层>
作为在上述感光层的上述感光性薄膜中设置的场所,没有特别限制,可以根据目的适当选择,但是,通常层叠在上述支撑体上。
前述感光层优选:在后述的曝光工序中,通过具有n个接受来自光照射装置的光并射出的描绘部的光调制装置,使来自前述光照射装置的光调制后,用通过了排列有具有可以矫正由前述描绘部中的射出面的变形引起的像差的非球面的微透镜的微透镜阵列的光进行曝光。
在对上述感光层进行曝光、显影的情况下,作为该感光层的曝光部分的厚度在该曝光及显影后不发生变化的、在所述曝光中使用的光的最小能量,优选为100mJ/cm2以下,更优选为70mJ/cm2以下。上述曝光中使用的光的最小能量超过100mJ/cm2时,由于曝光所需时间变长,所以不优选。
在此,所述“使该感光层的曝光部分的厚度在该曝光及显影后不发生变化的、在所述曝光中使用的光的最小能量”是指所谓的显影灵敏度,例如可以从表示对所述感光层进行曝光时的所述曝光中使用的光的能量(曝光量)与接着所述曝光而利用所述显影处理产生的所述固化层的厚度之间的关系的曲线图(灵敏度曲线)求得。
所述固化层的厚度随着所述曝光量增加而增加,然后变成与所述曝光前的所述感光层的厚度大致相同而且大致恒定。所述显影灵敏度是通过读取所述固化层的厚度成为大致恒定时的最小曝光量而求得的值。
在此,所述固化层的厚度与所述曝光前的所述感光层的厚度之间的差为±1μm以内时,认为所述固化层的厚度不被曝光及显影改变。
作为所述固化层及所述曝光前的所述感光层的厚度的测定方法,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出使用膜厚测定装置、表面粗糙度测定机(例如サ—フコム1400D(东京精密公司制))等进行测定的方法等。
对所述感光层的厚度没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如优选为3~100μm,更优选为5~70μm。
前述感光层的形成方法例如有:使本发明的前述感光性组合物溶解、乳化或分散于水或溶剂中,配制感光性组合物溶液,将该溶液直接涂敷在上述支撑体上,使其干燥,由此进行层叠的方法。
前述感光性组合物溶液的溶剂没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如有: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、醋酸正戊酯、硫酸甲酯、丙酸乙酯、酞酸二甲酯、安息香酸乙酯及乙酸甲氧基丙酯等酯类;甲苯、二甲苯、苯、乙基苯等芳香族烃类;四氯化碳、三氯乙烯、氯仿、1,1,1-三氯乙烷、二氯甲烷、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、二甲基亚砜、环丁砜等。这些物质可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。另外,也可以添加公知的表面活性剂。
前述涂敷方法没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如,使用旋压涂敷机、狭缝旋压涂敷机、轧辊涂敷机、模涂敷机、幕式涂敷机等直接涂敷在前述支持体上的方法。
前述干燥条件因各成分、溶剂的种类、使用比例等而异,通常在60~110℃的温度下干燥30秒~15分钟左右。
本发明中,上述感光层通过含有粘合剂、聚合性化合物和填料形成,还可根据需要,由含有其它成分的感光性组合物形成。
<支撑体>
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,进而更优选表面的平滑性良好。
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、聚四氟乙烯、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。所述支撑体可以为单层,也可以具有多层结构。
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,但优选长条状。作为所述长条状的支撑体的长度,没有特别限制,例如可以举出10~20,000m的长度。
<保护层>
所述感光性薄膜也可以在感光层上形成保护层。
作为所述保护层,例如可以举出在所述支撑体中使用的保护层,纸,层叠有聚乙烯、聚丙烯的纸等,其中,优选聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜。
作为所述保护层的厚度,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层的组合(支撑体/保护层),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层的至少一个,能够调节层间粘接力。所述支撑体的表面处理也可以用于提高与所述感光层的粘接力而实施,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层之间的静摩擦系数,优选为0.3~1.4,更优选为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。
所述感光性薄膜例如优选卷绕在圆筒状的卷芯上,以长条状卷成辊状保管。作为所述长条状的感光性薄膜的长度,没有特别限制,例如可以从10~20,000m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100~1,000m范围的长条状成为辊状。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感光性薄膜切成薄片状。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。
所述保护层也可以为了调节所述保护层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层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层的表面涂敷所述聚合物的涂敷液之后,使其在30~150℃下干燥1~30分钟形成。所述使其干燥时的温度特别优选为50~120℃。
<其他层>
作为所述感光性薄膜中的其他层,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、阻氧层(PC层)、剥离层、粘接层、光吸收层、表面保护层等层。可以单独具有这些层中的1层,也可以具有2层以上。另外,也可以在所述感光层上具有保护层。
<感光性薄膜的制造方法>
所述感光性薄膜例如可以如下所述制造。
首先,将所述感光性组合物中含有的材料溶解、乳化或分散于水或溶剂中,配制感光性薄膜用的感光性组合物溶液。
作为上述溶剂,可列举与上述感光性组合物溶液的溶剂相同的溶剂。
接着,可以在所述支撑体上涂敷所述感光性组合物溶液,使其干燥,形成感光层,制造感光性薄膜。
作为所述感光性组合物溶液的涂敷方法,可列举上述的方法。
所述感光性薄膜由于使用所述感光性组合物,所以耐镀性、灵敏度、显影性、及粘附性良好,可以优选用于保护膜、层间绝缘膜及阻焊剂图案等永久图案等各种图案的形成、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、微型机械,印样等图案形成用等,特别可以优选用于印刷电路板等永久图案形成用。
特别是由于上述感光性薄膜的该薄膜的厚度均一,所以在形成永久图案时,即使薄层化永久图案(保护膜、层间绝缘膜及阻焊剂等),在高加速度试验(HAST)中也不会产生树枝状晶体,可以得到耐热性、耐湿性出色的高精细的永久图案,所以可以高精细地进行向基材的层叠。
(感光性层叠体)
所述感光性层叠体是在基体上至少具有所述感光层、层叠根据目的适当选择的其他层而成的。
<基体>
所述基体应该成为形成有感光层的被处理基体或转印有本发明的感光性薄膜的至少感光层的被转印体,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以从表面平滑性高的基体到具有有凸凹的表面的基体中任意选择。优选板状的基体,可以使用所谓的基板。具体而言,可以举出公知的印刷线路板制造用基板(印刷电路板)、玻璃板(例如钠钙玻璃板等)、合成树脂性薄膜、纸、金属板等。
<感光性层叠体的制造方法>
作为所述感光性层叠体的制造方法,作为第一方式,可以举出在所述基体的表面涂敷并干燥所述感光性组合物的方法,作为第二方式,可以举出对上述感光性薄膜中的至少感光层进行加热及加压的至少一种,并同时转印进而层叠的方法。
所述第一方式分感光性层叠体的制造方法是在所述基体上涂敷及干燥所述感光性组合物,从而形成感光层。
作为所述涂敷及干燥的方法,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如优选在所述基体的表面上,使所述感光性组合物溶解、乳化或分散于水或溶剂,配制感光性组合物溶液,直接涂敷并干燥该溶液从而层叠的方法。
作为所述涂敷方法及干燥条件,没有特别限制,可以根据目的适当选择,与在所述感光性薄膜中使用的相同的方法及条件下进行。
所述第二方式的感光性层叠体的制造方法是在所述基体的表面边进行加热及加压的至少一方边层叠本发明的感光性薄膜。其中,所述感光性薄膜具有所述保护薄膜的情况下,优选剥离该保护薄膜,并在所述基体上重叠所述感光层从而进行层叠。
作为所述加热温度,没有特别限制,可以根据目的适当选择,但例如优选15~180℃,更优选60~140℃。
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。
作为进行所述加热的至少任意一种的装置,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以优选举出层压机(例如大成层压机公司制,VP—II,ニチゴ—モ—トン(株)制VP130)等。
本发明的所述感光性薄膜及所述感光性层叠体由于使用本发明的所述感光性组合物,所以可以有效地形成灵敏度、析像度、及粘附性良好且高精细的永久图案,所以可以优选用于保护膜、层间绝缘膜及阻焊剂图案等永久图案等各种图案的形成、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,印样等图案形成用等,特别可以优选用于印刷电路板等永久图案形成用。
特别是由于上述感光性薄膜的厚度均一,所以在形成永久图案时,即使薄层化永久图案(保护膜、层间绝缘膜及阻焊剂等),在高加速度试验(HAST)中也不会发生离子迁移树枝状晶体,可以得到、耐热性、耐湿性出色的高精细的永久图案,所以可以高精细地进行向基材的层叠。
(永久图案形成方法)
上述永久图案形成方法至少包括曝光工序,还包括适当选择的显影工序等其他工序。
此外,图案形成装置与所述永久图案形成方法的说明相通并加以明确,但是具有上述感光性层叠体,并且至少具有光照射机构和光调制机构。
[曝光工序]
所述曝光工序是对上述感光层进行曝光的工序。所述感光层及基体的材料如上所述。
作为所述曝光的对象,只要是所述感光层即可,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如,如上所述,优选对在基体上边进行加热及加压的至少一方边层叠感光性组合物从而形成的感光性层叠体中的感光层进行。
作为所述曝光,没有特别限制,可以根据目的适当选择,可以举出数字曝光、模拟曝光等,其中,优选数字曝光。
作为所述模拟曝光,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出借助具有规定的图案的光掩模,用(超)高压汞灯、氙气灯、卤素灯等进行曝光的方法。
作为所述数字曝光,只要是不用所述光掩模进行的曝光即可,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如优选使至少具备光照射机构及光调制机构的曝光头和所述感光层的至少任意一个移动,同时,利用所述光调制机构对应图案信息调制从所述光照射机构射出的光并同时从所述曝光头对所述感光层进行照射从而进行曝光。
作为所述数字曝光中使用的光源,只要是发出从紫外到近红外线的光源即可,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以使用(超)高压汞灯、氙气灯、碳棒弧光灯、卤素灯及复印机用等的荧光管或激光等公知光源,其中优选(超)高压汞灯、激光,更优选激光。
(超)高压汞灯是向硅玻璃管等中密封汞的放电灯,将汞的蒸气压设定在高值来提高发光效率的装置。亮线光谱中,可以使用用ND过滤器等而只有1种波长的亮线光谱,也可以使用具有多种亮线光谱的光线。
所述激光的“laser”是Light Amplification by Stimulated Emissionof Radiation(利用光的受激发射的光的放大)的首字母简称。作为发出所述激光的装置,是利用在具有旋转分布(反転分布)的物质中发生的受激发射的现象,利用光波的放大、振荡,创造相干性、方向性更强的单色光的振荡器及放大器。
作为所述激光的激发介质,有结晶、玻璃、液体、色素、气体等,可以从这些介质中使用固体激光、液体激光、气体激光、半导体激光等公知的激光。
具体而言,作为气体激光,可以举出Ar离子激光(364nm、351nm)、Kr离子激光(356nm、351nm)、He—Cd激光(325nm),作为固体激光,可以举出YAG激光、YVO4激光(1,064nm)、YAG激光或YVO4激光的2倍波(532nm)、3倍波(355nm)、4倍波(266nm)、波导型波长转换元件与AlGaAs、InGaAs半导体的组合(380~400nm)、波导型波长转换元件与AlGaInP或AlGaAs半导体t的组合(300~350nm)、AlGaInN(350~470nm)等。作为其中优选的激光,从成本方面出发,可以举出AlGaInN半导体激光(市售InGaN系半导体激光375nm或405nm)在生产率方面为高输出的355nm激光。
所述激光的波长例如优选为200~1,500nm,更优选为300~800nm,进而优选为330~500nm,特别优选为350~420nm。
—光调制机构—
作为所述光调制机构,具有代表性的方法可以举出优选具有n个描绘部,对应所述图案信息控制所述描绘部的方法。具体而言,可以举出数字·微镜·器件(DMD)、MEMS(微电子机械系统(Micro Electro MechanicalSystems))型的空间光调制元件(SLM;空间光调节器(Spacial LightModulator))、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。
使用所述DMD的情况下,来自光源的光被适当的光学系照射在所述DMD上,来自在DMD上二维排列的各镜的反射光,经过其他光学系等,在感光层上形成排列成二维的光点的像。可以以如下所述的形式,对感光层的整个面进行曝光,即:如果不直接在光点与光点之间曝光,而使上述二维排列的光点的像,相对二维的排列方向略微倾斜的方向移动,后方列的光点在最初列的光点与光点之间进行曝光。所述DMD通过控制各镜角度,接通—关断(ON—OFF)上述光点,可以形成图像图案。通过排列使用具有这样的所述DMD的曝光头,可以对应各种宽度的基板。
在上述DMD中,上述光点的亮度只有接通或关断2个等级,但如果使用镜等级型空间调制元件,则可以进行256个等级的曝光。
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,所述光调制机构对应所述图案信号生成机构所生成的控制信号来调制光。
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。
另一方面,所述光调制机构的其他代表性方法,可以举出使用多角镜(polygon mirror)的方法。在此,多角镜是指在周围具有一列的平面反射面的旋转构件。所述多角镜在感光层上反射照射来自光源的光,而反射光的光点被该平面镜的旋转扫描。通过使基板相对该扫描方向成直角地移动,可以对基板上的感光层的整个面进行曝光。接着,可以通过接通一关断来自光源的光的强度或将其控制为中间色调,形成图像图案。此时,可以通过使来自光源的光成为多束,缩短扫描时间。
作为本发明的光调制机构,除了上述以外,还可以举出特开平5—150175号公报中记载的使用多角镜描绘的例子;特表2004—523101号公报(国际公开第2002/039793号手册)中记载的视觉地获取下部层的图像的一部分,利用使用多角镜的装置,使上部层的位置与下部层的位置一致、曝光的例子;特开2004—56080号公报中记载的具有DMD曝光的例子;特表2002—523905号公报中记载的具备多角镜的曝光装置、特开2001—255661号公报中记载的具备多角镜的曝光装置、特开2003—50469号公报中记载的组合DMD、LD、多重曝光的例子;特开2003—156853号公报中记载的利用基板的部位改变曝光量的曝光方法的例子;特开2005—43576号公报中记载的错位调整的曝光方法的例子等。
—光照射机构—
作为所述光照射机构即光的照射方法,没有特别限制,可以根据目的适当选择所述曝光光源,优选举出复合进而照射2种以上的来自这些光源的光,特别优选举出照射复合2种以上的光的激光(合波激光)。
作为所述合波激光的照射方法,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以优选举出利用具有多种激光光源、多模光纤和从该多种激光光源照射的激光进行聚光并使其在所述多模光纤复合的聚光光学系的机构,构成并照射合波激光的方法。
对所述激光的光束直径,没有特别限制,可以根据目的适当选择,从深色隔离壁的析像度的观点出发,在高斯(Gaussian)光束的1/e2值下优选为5~30μm,更优选为7~20μm。
在本发明中,优选对应图像数据对激光进行空间光调制。因而,为此优选使用作为空间光调制元件的所述DMD。
作为具有所述光调制机构及所述光照射机构的曝光装置,例如可以使用特开2005—222039号公报、特开2005—258431号公报、特开2006—30966号公报等中记载的装置,但本发明中的曝光装置不被其所限定。
<显影工序>
作为所述显影,是通过除去所述感光层的未曝光部分进行的。
作为所述未固化区域的除去方法,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出使用显影液除去的方法等。
作为所述显影液,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以举出碱性水溶液、水系显影液、有机溶剂等,其中,优选弱碱性的水溶液。作为该弱碱水溶液的碱成分,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。
作为所述弱碱性的水溶液的pH,例如优选约为8~12,更优选约为9~11。作为所述弱碱性的水溶液,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。
作为所述显影液的温度,可以根据所述感光层的显影性适当选择,例如优选约为25~40℃。
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、四甲基氢氧化铵、二亚乙基三胺、三亚乙基五胺、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)等并用。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。
在所述图案的形成中,也可以包括例如固化处理工序、蚀刻工序、镀敷工序等。它们可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
<固化处理工序>
所述图案的形成方法在为形成保护膜、层间绝缘膜、阻焊剂图案等永久图案或滤色片的永久图案形成方法的情况下,优选具备在进行所述显影工序之后,对感光层进行固化处理的固化处理工序。
作为所述固化处理,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以优选举出全面曝光处理、全面加热处理等。
作为所述全面曝光处理的方法,例如可以举出在所述显影之后,对形成有所述永久图案的所述层叠体上的全面进行曝光的方法。利用该全面曝光,可以促进将要形成所述感光层的感光性组合物中的树脂的固化,可以使所述永久图案的表面固化。
作为进行所述全面曝光的装置,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等UV曝光机、氙气灯使用的曝光机、激光曝光机等。曝光量通常为10~2,000mJ/cm2。
作为所述全面加热处理的方法,可以举出在所述显影之后,对已形成的所述永久图案的所述层叠体上的全面进行加热的方法。利用该全面加热,可以提高所述永久图案的表面的膜强度。
作为所述全面加热中的加热温度,优选为120~250℃,更优选为120~200℃。如果该加热温度不到120℃,则有时不能得到利用加热处理的膜强度的提高,如果超过250℃,则有时发生所述感光性组合物中的树脂的分解,膜质轻微变脆。
作为所述全面加热的加热时间,优选为10~120分钟,更优选为15~60分钟。
作为进行所述全面加热的装置,没有特别限制,可以从公知的装置中根据目的适当选择,例如可以举出干式烤箱(dry oven)、热板、IR加热器等。
所述图案的形成方法可以用于在利用405nm的激光曝光的直接描绘中必需防止氧引起的感光层的灵敏度降低的各种图案的形成等中,可以优选用于兼顾高密度化和高生产率的图案的形成。
在所述永久图案形成方法中,利用所述永久图案形成方法形成的永久图案如果为所述保护膜或者所述层间绝缘膜,则可以保护布线不受来自外部的冲击或弯曲,特别是在为所述层间绝缘膜的情况下,例如可以用于半导体或构件向多层布线基板或内装布线基板等的高密度实装。
所述永久图案形成方法由于使用上述感光性组合物,所以可以优选用于保护膜、层间绝缘膜及阻焊剂图案等永久图案等各种图案的形成用、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,特别可以优选用于印刷电路板等永久图案形成。
实施例
以下利用实施例对本发明进行更详细说明,但是只要不超出本发明的宗旨,本发明不被这些实施例所限定。另外,除非特别声明,“份”是质量标准。
(实施例1)
—感光性薄膜的制备—
在作为支撑体的厚16μm的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜(东レ株式会社制,16FB50)上,涂布并干燥由下述组成构成的感光性组合物溶液,在上述支撑体上形成厚30μm的感光层。在上述感光层上,层叠厚20μm的聚丙烯薄膜(王子特殊纸株式会社制,アルフアンE—200)作为保护层,从而制备感光性薄膜。
<感光性组合物溶液>的组成
下述粘合剂—1的溶液………………………………100质量份
三环癸烷二丙烯酸酯(商品名:NK酯A—DCP)……18质量份
下述式I—2表示的光聚合引发剂……………………1.0质量份
下述式S—1表示的增感剂……………………………0.7质量份
爱普特托(エポト—ト)YD—8125(环氧等量170g/eg.东都化成株式会社制,双酚A系环氧树脂)……………………………8.9质量份
双氰胺…………………………………………0.5质量份
颜料分散液…………………………………………80.21质量份
梅甲法特(メガフアツフ)F—7 8 0F(大日本油墨株式会社制)的30质量%甲乙酮溶液……………………………………0.2质量份
另外,上述颜料分散液预先混合硫酸钡(堺化学株式会社制,B30)30质量份、上述粘合剂—1的溶液50质量份、酞菁蓝0.16份和蒽醌系黄色颜料(PY24)0.07质量份后,以电动磨机(モ—タ—ミル)M—250(アイガ—社制),使用直径1.0mm的氧化锆小球,以线速度9m/s分散3小时进行调制。
(合成例1)粘合剂1的合成
向1,000mL三口烧瓶中加入1—甲氧基—2—丙醇159g,在氮气流下,加热到85℃。用2小时向其中滴甲基丙烯酸苄基酯63.4g、甲基丙烯酸72.3g、V—601(和光纯药制)4.15g的1—甲氧基—2—丙醇159g溶液。滴落结束后,进一步加热5小时,使其反应。接着,停止加热,得到甲基丙烯酸苄基酯/甲基丙烯酸(30/70mol%比)的共聚物。
接着,将所述共聚物溶液中的120.0g移至300mL三口烧瓶中,加入甲基丙烯酸缩水甘油酯16.6g、对甲氧基苯酚0.16g,搅拌使其溶解。溶解后,加入三苯基膦3.0g,加热至100℃,进行加成反应。用气相色谱法(gas chromatography)确认甲基丙烯酸缩水甘油酯消失后,停止加热。加入1—甲氧基—2—丙醇38g,配制酸值112mgKOH/g、质均分子量15000、固体成分为30质量%的粘合剂—1的溶液。
—在基体上的层叠—
在作为上述基体的镀铜叠层板(没有穿通孔,铜厚为12μm)的表面实施化学研磨处理而配制。在该镀铜叠层板上,剥离所述感光性薄膜中的保护层,以使所述感光性薄膜的感光层与所述镀铜叠层板接触,同时用真空层压机(ニチゴ—モ—トン(株)社制,VP130)使其层叠,从而配制成依次层叠所述镀铜叠层板、所述感光层和所述聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(支撑体)而成的层叠体。
压粘条件为真空吸引时间40秒、压粘温度70℃、压粘压力0.2MPa、加压时间10秒。对上述层叠体,如下进行灵敏度的评价。
<灵敏度>
将上述层叠体在室温(23℃,55%RH)下静置10分钟。在得到的上述层叠体的感光层表面,使用INPREX IP-3000(富士胶片社制,ピクセルピツチ=1.0μm),将L/S(线/空间)=50μm/50μm的图案数据,照射以21/2倍间隔、从0.5mJ/cm2到500mJ/cm2的光能量不同的光,进行曝光,使L/S(线/空间)=50μm/50μm的线性图案固化。在室温下静置10分钟,然后从所述感光性层叠体剥去所述支撑体,用喷射压0.15MPa向镀铜叠层板上的感光层的整个面喷射30℃的1质量%碳酸钠水溶液,喷射显影时间为所述最短显影时间的2~3倍时间(或者40~60秒),溶解除去未固化的区域。使用激光显微镜(VK—9500,キ—エンス社制;物镜50倍)测量这样得到的L=50μm的图案的线宽,把线宽为50μm的曝光量作为灵敏度(最适曝光量)。结果示于表1。
—显影和固化处理—
从所述层叠体剥去聚对苯二甲酸乙二酯薄膜(支撑体),用0.15MPa的压力向上述感光层的整个面喷射30℃的1质量%碳酸钠水溶液60秒,溶解除去未固化的区域。然后,进行水洗,使其干燥,形成永久图案。
<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整个面喷射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。结果示于表1。
<绝缘可靠性的评价(HAST试验)>
除了使用将铜厚12μm的镀铜叠层板按照线/空间=50μm/50μm以梳型形成布线的材料作为上述基材以外,对于与上述永久图案形成方法同样制作的永久图案,进行了HAST试验来评价树枝状晶体和绝缘电阻(Ω)。在HAST试验中,使用高加速度试验器,对电子部件模块,在温度为130℃且相对湿度85%的氛围气体中,施加200小时10V电压后,在相同条件下测量导体泵的绝缘电阻(Ω),然后,观察导体泵的树枝状晶体,如下进行评价。结果示于表1。
【评价标准】
○:没有树枝状晶体
×:有树枝状晶体
<生保存性的评价>
将上述层叠体在室温(23℃,55%RH)下用防湿袋(黑色聚乙烯制的筒状袋,膜厚:80μm,水蒸气透过率:25g/m2·24hr以下)密闭后,在40℃下保存3天后,用与在上述最短显影时间的评价中相同的方法测量上述最短显影时间,把上述最短显影时间的评价中得到的值记为t0,把保存3天后的上述最短显影时间的值记为t1,计算出t1/t0的值。但是,把在测量t1时即使进行60秒喷射显影也不能除去上述感光层的情况记为“×”。得到的值越接近于1,意味着生保存性越优异。结果示于表1。
<析像度的评价>
在室温(23℃,55%RH)下静置所述感光性层叠体10分钟。在得到的上述层叠体的感光层表面,使用INPREX IP-3000(富士胶片社制,像素节距(ピクセルピツチ)=1.0μm),从直径40μm~400μm,按照上述最适曝光量照射10μm刻度的圆孔图案数据,进行各个孔径的图案曝光。在室温下静置10分钟之后,用与在上述最短显影时间的评价中相同的方法,喷射显影时间为用上述方法求出的最短显影时间的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固化树脂图案的表面,把在固化树脂图案上没有堵塞、皱巴等异常的最小圆孔径作为析像度。该析像度的数值越小越好。结果示于表1。
(实施例2)
除了用三环癸烷二甲基丙烯酸酯(商品名:NK酯DCP)代替三环癸烷二丙烯酸酯(商品名:NK酯A—DCP)以外,与实施例1相同地制造层叠体和永久图案,与实施例1相同地进行灵敏度、显影性、生保存性、析像度、以及绝缘可靠性的评价。结果示于表1。
(实施例3)
除了用三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(商品名:NK酯TMPT)代替三环癸烷二丙烯酸酯(商品名:NK酯A—DCP)以外,与实施例1相同地制造层叠体和永久图案,与实施例1相同地进行灵敏度、显影性、生保存性、析像度、以及绝缘可靠性的评价。结果示于表1。
(实施例4)
除了用下述式I—1表示的光聚合引发剂代替上述式I—2表示的光聚合引发剂以外,与实施例1相同地制造层叠体和永久图案,与实施例1相同地进行灵敏度、显影性、生保存性、析像度、以及绝缘可靠性的评价。结果示于表1。
(实施例5)
除了用艾咖库耳(Irgacure)907(チバスペシヤリテイケミカル)代替上述式I—2表示的光聚合引发剂以外,与实施例1相同地制造层叠体和永久图案,与实施例1相同地进行灵敏度、显影性、生保存性、析像度、以及绝缘可靠性的评价。结果示于表1。
(比较例1)
除了用环氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(商品名:NK酯A—TMPT)代替三环癸烷二丙烯酸酯(商品名:NK酯A—DCP)以外,与实施例1相同地制造层叠体和永久图案,与实施例1相同地进行灵敏度、显影性、生保存性、析像度、以及绝缘可靠性的评价。结果示于表1。
(比较例2)
除了用季戊四醇四丙烯酸酯(商品名:NK酯A—TMMT)代替三环癸烷二丙烯酸酯(商品名:NK酯A—DCP)以外,与实施例1相同地制造层叠体和永久图案,与实施例1相同地进行灵敏度、显影性、生保存性、析像度、以及绝缘可靠性的评价。结果示于表1。
(比较例3)
除了用二季戊四醇六丙烯酸酯(商品名:甲雅勒(kayarad)DPHA,日本化药株式会社制)代替三环癸烷二丙烯酸酯(商品名:NK酯A—DCP)以外,与实施例1相同地制造层叠体和永久图案,与实施例1相同地进行灵敏度、显影性、生保存性、析像度、以及绝缘可靠性的评价。结果示于表1。
【表1】
由表1的结果可知,就实施例1—5而言,与比较例1—3相比,由于聚合性化合物的I/O值的重量平均低,聚合性化合物是疏水化的,所以在维持显影性的同时可以提高绝缘可靠性。
工业上的可利用性
本发明的感光性薄膜由于在维持显影性的同时提高绝缘可靠性,可以有效地形成高精细的永久图案,所以可以优选用于保护膜、层间绝缘膜及阻焊剂图案等永久图案等各种图案的形成、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,特别可以优选用于印刷电路板等永久图案形成用。
本发明的图案形成方法由于使用上述感光性组合物,所以可以优选用于保护膜、层间绝缘膜及阻焊剂图案等永久图案等各种图案的形成、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,特别可以优选用于印刷电路板等永久图案形成。
Claims (14)
1.一种感光性组合物,其特征在于,含有粘合剂、聚合性化合物、填料和光聚合引发剂,该聚合性化合物的I/O值的重量平均为0.52以下。
2.根据权利要求1所述的感光性组合物,其中,聚合性化合物的I/O值的重量平均为0.43以下。
3.根据权利要求1所述的感光性组合物,其中,聚合性化合物具有两个以上的聚合性基。
4.根据权利要求1所述的感光性组合物,其中,聚合性化合物是二羟甲基三环癸烷二(甲基)丙烯酸酯。
5.根据权利要求1所述的感光性组合物,其中,光聚合引发剂是肟衍生物。
6.根据权利要求1所述的感光性组合物,其还含有热交联剂。
7.根据权利要求6所述的感光性组合物,其中,热交联剂是选自环氧化合物、氧杂环丁烷化合物、聚异氰酸酯化合物、使聚异氰酸酯化合物与封端剂反应得到的化合物以及蜜胺衍生物中的至少一种。
8.一种感光性薄膜,其特征在于,通过在支撑体上具有由权利要求1中所述的感光性组合物组成的感光层形成。
9.一种感光性层叠体,其特征在于,在基体上具有由权利要求1中所述的感光性组合物组成的感光层。
10.一种永久图案形成方法,其特征在于,至少包括对由权利要求1中所述的感光性组合物形成的感光层进行曝光的步骤。
11.根据权利要求10所述的永久图案形成方法,其中,曝光是在用光调制机构调整光后,通过配置了微透镜的微透镜阵列来进行的,其中所述微透镜具有可以校正因该光调制机构中描绘部的射出面变形而产生的像差的非球面。
12.根据权利要求10所述的永久图案形成方法,其中,进行曝光后,对感光层进行显影。
13.根据权利要求12所述的永久图案形成方法,其中,进行显影后,对感光层进行固化处理。
14.一种印刷电路板,其特征在于,由权利要求10中所述的永久图案形成方法形成永久图案。
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