CN108241256A - 化学增幅型正型感光性树脂组成物、附有铸模的基板的制造方法以及电镀成形体的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种感度及矩形性优异的化学增幅型正型感光性树脂组成物、附有铸模的基板的制造方法以及电镀成形体的制造方法。化学增幅型正型感光性树脂组成物包含由单体混合物共聚合而得,且含有酸解离性保护基的树脂(A)、酚醛清漆树脂(B)、光酸产生剂(C)以及溶剂(D)。酚醛清漆树脂(B)包括具有18%至25%的亚甲基键结于邻位‑邻位上的高邻位酚醛清漆树脂(B‑1)。
Description
技术领域
本发明涉及一种化学增幅型正型感光性树脂组成物、附有铸模的基板的制造方法以及电镀成形体的制造方法,尤其涉及一种能够改善感度及矩形性不佳问题的化学增幅型正型感光性树脂组成物、由所述化学增幅型正型感光性树脂组成物制得的附有铸模的基板的制造方法以及由所述附有铸模的基板制得的电镀成形体的制造方法。
背景技术
现今,光电加工已成精密微细加工技术的主流。所称“光电加工”,是指将光阻组成物涂布于被加工物表面形成光阻层,利用光微影技术将光阻层进行图案化,再以经图案化的光阻层(光阻图案)为遮罩进行化学蚀刻、电解蚀刻、或以电镀为主体的电成形等,来制造半导体封装体等各种精密零件的技术的总称。
又,近年来,随着电子设备的小型化,半导体封装体的高密度组装技术进展快速,而谋求封装体的多针脚薄膜组装化、封装体尺寸的小型化、采覆晶方式的二维组装技术、三维组装技术的组装密度的提升。在此类高密度组装技术中,作为连接端子,例如,将供连接朝封装体上突出的凸块等的突起电极(组装端子)、从晶圆上的周边端子起延亚的再配线与组装端子的金属柱等在基板上高精密度地配置。
如上述的光电加工是使用光阻组成物,作为此类光阻组成物,既知有包含酸产生剂的化学增幅型光阻组成物(兹参照专利文献1、2等)。化学增幅型光阻组成物是通过放射线照射(曝光)而由酸产生剂产生酸,通过加热处理促进酸的扩散,与组成物中的基质树脂等引起酸触媒反应,而改变其碱溶解性者。
此类化学增幅型正型光阻组成物是使用于例如采镀敷步骤的凸块或金属柱等电镀成形体的形成等。具体而言,使用化学增幅型光阻组成物,在金属基板等支持体上形成所欲的膜厚的光阻层,隔着既定的遮罩图案进行曝光、显影,形成作为模板使用的光阻图案,其中拟形成凸块或金属柱的部分选择性地经去除(剥离)。其后,通过对该去除的部分(非光阻部)通过镀敷埋入铜等的导体后,再去除其周围的光阻图案,可形成凸块或金属柱。
然而,前述化学增幅型正型光阻组成物却有感度不佳与形成的光阻图案矩形性不佳的缺点,而无法被业界所接受。因此,如何提供一种可形成感度及矩形性佳的光阻图案的化学增幅型正型光阻组成物,实为目前本领域技术人员亟欲解决的问题。
[专利文献]
[专利文献1]日本特开平9-176112号公报
[专利文献2]日本特开平11-52562号公报
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种化学增幅型正型感光性树脂组成物,使用所述化学增幅型正型感光性树脂组成物能够改善感度及矩形性不佳的问题。
本发明提供一种化学增幅型正型感光性树脂组成物,包括:树脂(A),由单体混合物共聚合而得,且含有酸解离性保护基、酚醛清漆树脂(B)、光酸产生剂(C)以及溶剂(D),上述的酚醛清漆树脂(B)包括高邻位酚醛清漆树脂(B-1),且高邻位酚醛清漆树脂(B-1)具有18%至25%的亚甲基键结于邻位-邻位上。
在本发明的一实施例中,上述的单体混合物包括单体(a1),具有由下述式(A-1)所示的结构:
式(A-1)中,L1表示氢原子、碳原子数为1至6的直链状或者分支状的烷基、氟原子、或碳原子数为1至6的直链状或者分支状的氟化烷基;L2、L3、L4分别独立表示碳原子数为1至6的直链状或者分支状的烷基、或碳原子数为1至6的直链状或者分支状的氟烷基,或者L3、L4彼此键结而共同形成碳原子数为5至20的烃环。
在本发明的一实施例中,上述的单体混合物包括单体(a2),所述单体(a2)含有环状醚基。
在本发明的一实施例中,上述的化学增幅型正型感光性树脂组成物更包括硫醇化合物(E),具有下述式(E-1)所示的结构:
式(E-1)中,R1、R2各自独立表示氢原子或碳原子数为1至4的烷基,R3表示单键或碳原子数为1至10的亚烷基,R4表示u价有机基团;u表示2至6的整数。
在本发明的一实施例中,上述的化学增幅型正型感光性树脂组成物更包括蒽类化合物(F)。
在本发明的一实施例中,基于树脂(A)的总使用量为100重量份,酚醛清漆树脂(B)的含量为20重量份至150重量份,光酸产生剂(C)的含量为0.5重量份至5重量份,溶剂(D)的含量为30重量份至360重量份。
在本发明的一实施例中,基于树脂(A)的总使用量为100重量份,高邻位酚醛清漆树脂(B-1)的含量为20重量份至120重量份。
在本发明的一实施例中,基于单体混合物的总使用量为100重量份,单体(a1)的含量为10重量份至60重量份。
在本发明的一实施例中,基于单体混合物的总使用量为100重量份,单体(a2)的含量为5重量份至30重量份。
在本发明的一实施例中,基于树脂(A)的总使用量为100重量份,硫醇化合物(E)的含量为0.3重量份至3重量份。
在本发明的一实施例中,基于树脂(A)的总使用量为100重量份,蒽类化合物(F)的含量为0.2重量份至1.5重量份。
本发明也提供一种附有铸模的基板的制造方法,包括:积层步骤,在具有金属表面的基板的金属表面上,积层由如上述的化学增幅型正型感光性树脂组成物所构成的感光性树脂层、曝光步骤,对感光性树脂层照射活性光线或放射线、以及显影步骤,对曝光后的感光性树脂层进行显影,而作成用以形成电镀成形体的铸模。
本发明更提供一种电镀成形体的制造方法,包括:对通过如上述的附有铸模的基板的制造方法所制造的附有铸模的基板实施电镀,而于铸模内形成电镀成形体的步骤。
基于上述,本发明的化学增幅型正型感光性树脂组成物因含有具有18%至25%的亚甲基键结于邻位-邻位上的高邻位酚醛清漆树脂(B-1),故能够改善感度及矩形性不佳的问题。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1为量测光阻图案的矩形性的示意图。
附图标号说明
100:基板;
120:光阻图案;
122:光阻部;
124:非光阻部;
Lb:底部宽度;
Lt:顶部宽度。
具体实施方式
<化学增幅型正型感光性树脂组成物>
本发明提供一种化学增幅型正型感光性树脂组成物,包括:树脂(A),由单体混合物共聚合而得,且含有酸解离性保护基、酚醛清漆树脂(B)、光酸产生剂(C)以及溶剂(D),上述的酚醛清漆树脂(B)包括高邻位酚醛清漆树脂(B-1),且高邻位酚醛清漆树脂(B-1)具有18%至25%的亚甲基键结于邻位-邻位上。此外,本发明的化学增幅型正型感光性树脂组成物更可包含硫醇化合物(E)、蒽类化合物(F)以及添加剂(G)。
以下将详细说明用于本发明的化学增幅型正型感光性树脂组成物的各个成分。
在此说明的是,以下是以(甲基)丙烯酸表示丙烯酸和/或甲基丙烯酸,并以(甲基)丙烯酸酯表示丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯;同样地,以(甲基)丙烯酰基表示丙烯酰基和/或甲基丙烯酰基。
树脂(A)
树脂(A)是由单体混合物共聚合而得,且含有酸解离性保护基。具体来说,单体混合物可包括具有由式(A-1)所示结构的单体(a1)、含有环状醚基的单体(a2)、具有由式(A-2)或式(A-3)所示结构的单体(a3)以及其他单体(a4)。
具有由式(A-1)所示的结构的单体(a1)
具有由式(A-1)所示结构的单体(a1)如下所示:
式(A-1)中,L1表示氢原子、碳原子数为1至6的直链状或者分支状的烷基、氟原子、或碳原子数为1至6的直链状或者分支状的氟化烷基;L2、L3、L4分别独立表示碳原子数为1至6的直链状或者分支状的烷基、或碳原子数为1至6的直链状或者分支状的氟化烷基,或者L3、L4彼此键结而共同形成碳原子数为5至20的烃环。
此外,作为上述直链状或分支状的烷基,可举出甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、第三丁基、戊基、异戊基、新戊基等。又,氟化烷基是指上述烷基的氢原子的一部分或全部经氟原子取代者。
当L3、L4未彼此键结而形成烃环时,L2、L3、L4较佳为碳原子数2~4的直链状或分支状的烷基。
上述L3、L4可与两者所键结的碳原子共同形成碳原子数5~20的脂肪族环式基。作为此类脂肪族环式基的具体实例,可举出由单环烷、二环烷、三环烷、四环烷等多环烷去除1个以上的氢原子的基。具体而言,可举出由环戊烷、环己烷、环庚烷、环辛烷等单环烷、或金刚烷、降莰烷、异冰片烯、三环癸烷、四环十二烷等多环烷去除1个以上的氢原子的基。尤以由环己烷、金刚烷去除1个以上的氢原子的基(可进一步具有取代基)为佳。
再者,当上述L3、L4所形成的脂肪族环式基在其环骨架上具有取代基时,作为该取代基的实例,可举出氢氧基、羧基、氰基、氧原子(=O)等极性基、或碳原子数1~4的直链状或分支状的烷基。作为极性基,尤以氧原子(=O)为佳。
作为具有由式(A-1)所示结构的单体(a1)的具体例,可列举下列由式(A-1-1)~式(A-1-33)所示的化合物:
式(A-1-1)~式(A-1-33)中,L11表示氢原子或者甲基。
基于单体混合物的总量为100重量份,单体(a1)的使用量为10重量份至60重量份,较佳为12重量份至55重量份,更佳为15重量份至50重量份。
若单体混合物中包括具有由式(A-1)所示结构的单体(a1)时,可进一步改善化学增幅型正型感光性树脂组成物的矩形性。
含有环状醚基的单体(a2)
含有环状醚基的单体(a2)可列举(甲基)丙烯酸环氧丙酯、(甲基)丙烯酸-2-甲基环氧丙酯、(甲基)丙烯酸-3,4-环氧丁酯、(甲基)丙烯酸-6,7-环氧庚酯、(甲基)丙烯酸-3,4-环氧环己酯或(甲基)丙烯酸-3,4-环氧环己基甲酯等的三元环类;3-(甲基)丙烯酰氧甲基环氧丙烷(3-[(meth)acryloyloxymethyl]oxetane)、3-(甲基)丙烯酰氧甲基-3-乙基环氧丙烷、3-(甲基)丙烯酰氧甲基-2-甲基环氧丙烷、3-(甲基)丙烯酰氧甲基-2-三氟甲基环氧丙烷、3-(甲基)丙烯酰氧甲基-2-五氟乙基环氧丙烷、3-(甲基)丙烯酰氧甲基-2-苯基环氧丙烷、3-(甲基)丙烯酰氧甲基-2,2-二氟环氧丙烷、3-(甲基)丙烯酰氧甲基-2,2,4-三氟环氧丙烷、3-(甲基)丙烯酰氧甲基-2,2,4,4-四氟环氧丙烷、3-(甲基)丙烯酰氧乙基环氧丙烷、3-(甲基)丙烯酰氧乙基-3-乙基环氧丙烷、2-乙基-3-(甲基)丙烯酰氧乙基环氧丙烷、3-(甲基)丙烯酰氧乙基-2-三氟甲基环氧丙烷、3-(甲基)丙烯酰氧乙基-2-五氟乙基环氧丙烷、3-(甲基)丙烯酰氧乙基-2-苯基环氧丙烷、2,2-二氟-3-(甲基)丙烯酰氧乙基环氧丙烷、3-(甲基)丙烯酰氧乙基-2,2,4-三氟环氧丙烷、3-(甲基)丙烯酰氧乙基-2,2,4,4-四氟环氧丙烷、2-(甲基)丙烯酰氧甲基环氧丙烷、2-甲基-2-(甲基)丙烯酰氧甲基环氧丙烷、3-甲基-2-(甲基)丙烯酰氧甲基环氧丙烷、4-甲基-2-(甲基)丙烯酰氧甲基环氧丙烷、2-(甲基)丙烯酰氧甲基-2-三氟甲基环氧丙烷、2-(甲基)丙烯酰氧甲基-3-三氟甲基环氧丙烷、2-(甲基)丙烯酰氧甲基-4-三氟甲基环氧丙烷、2-(甲基)丙烯酰氧甲基-2-五氟乙基环氧丙烷、2-(甲基)丙烯酰氧甲基-3-五氟乙基环氧丙烷、2-(甲基)丙烯酰氧甲基-4-五氟乙基环氧丙烷、2-(甲基)丙烯酰氧甲基-2-苯基环氧丙烷、2-(甲基)丙烯酰氧甲基-3-苯基环氧丙烷、2-(甲基)丙烯酰氧甲基-4-苯基环氧丙烷、2,3-二氟-2-(甲基)丙烯酰氧甲基环氧丙烷、2,4-二氟-2-(甲基)丙烯酰氧甲基环氧丙烷、3,3-二氟-2-(甲基)丙烯酰氧甲基环氧丙烷、2,4-二氟-2-(甲基)丙烯酰氧甲基环氧丙烷、3,4-二氟-2-(甲基)丙烯酰氧甲基环氧丙烷、4,4-二氟-2-(甲基)丙烯酰氧甲基环氧丙烷、2-(甲基)丙烯酰氧甲基-3,3,4-三氟环氧丙烷、2-(甲基)丙烯酰氧甲基-3,4,4-三氟环氧丙烷、2-(甲基)丙烯酰氧甲基-3,3,4,4-四氟环氧丙烷、2-(甲基)丙烯酰氧乙基环氧丙烷、2-(甲基)丙烯酰氧乙基-2-甲基环氧丙烷、2-(甲基)丙烯酰氧乙基-4-甲基环氧丙烷、2-(甲基)丙烯酰氧乙基-2-三氟甲基环氧丙烷、2-(甲基)丙烯酰氧乙基-3-三氟甲基环氧丙烷、2-(甲基)丙烯酰氧乙基-4-三氟甲基环氧丙烷、2-(甲基)丙烯酰氧乙基-2-五氟乙基环氧丙烷、2-(甲基)丙烯酰氧乙基-3-五氟乙基环氧丙烷、2-(甲基)丙烯酰氧乙基-4-五氟乙基环氧丙烷、2-(甲基)丙烯酰氧乙基-2-苯基环氧丙烷、2-(甲基)丙烯酰氧乙基-3-苯基环氧丙烷、2-(甲基)丙烯酰氧乙基-4-苯基环氧丙烷、2,3-二氟-2-(甲基)丙烯酰氧乙基环氧丙烷、2,4-二氟-2-(甲基)丙烯酰氧乙基环氧丙烷、3,3-二氟-2-(甲基)丙烯酰氧乙基环氧丙烷、3,4-二氟-2-(甲基)丙烯酰氧乙基环氧丙烷、4,4-二氟-2-(甲基)丙烯酰氧乙基环氧丙烷、2-(甲基)丙烯酰氧乙基-3,3,4-三氟环氧丙烷、2-(甲基)丙烯酰氧乙基-3,4,4-三氟环氧丙烷、2-(甲基)丙烯酰氧乙基-3,3,4,4-四氟环氧丙烷等的四元环类;(甲基)丙烯酸四氢呋喃酯、经己内酯改质的(甲基)丙烯酸四氢呋喃酯、(2-甲基-2-异丁基-1,3-二氧环戊-4-基)甲基(甲基)丙烯酸酯((2-methyl-2-isobutyl-1,3-dioxolan-4-yl)methyl(meth)acrylate)、(2-甲基-2-乙基-1,3-二氧环戊-4-基)甲基(甲基)丙烯酸酯((2-ethyl-2-methyl-1,3-dioxolan-4-yl)methyl(meth)acrylate)、(1,4-二氧螺环[4,5]癸-2-基)甲基(甲基)丙烯酸酯((1,4-dioxaspiro[4,5]dec-2-yl)methyl(meth)acrylate)、(2,2-二甲基-1,3-二氧环戊-4-基)甲基(甲基)丙烯酸酯((2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methyl(meth)acrylate)等的五元环类;(甲基)丙烯酰吗啉((meth)acryloyl morpholine)、(甲基)丙烯酸四氢吡喃酯、(甲基)丙烯酸-2-甲基四氢吡喃酯等的六元环类。其中,较佳为具四元环或四元环以上的环状醚基丙烯酸酯系单体,更佳为具五元环或五元环以上的环状醚基丙烯酸酯系单体。
含有环状醚基的单体(a2)可单独一种使用或者混合复数种使用。
基于单体混合物的总量为100重量份,单体(a2)的使用量为5重量份至30重量份,较佳为8重量份至28重量份,更佳为10重量份至25重量份。
若单体混合物中包括含有环状醚基的单体(a2)时,可进一步改善化学增幅型正型感光性树脂组成物的感度。
具有由式(A-2)或式(A-3)所示结构的单体(a3)
具有由式(A-2)或式(A-3)所示结构的单体(a3)如下所示:
式(A-2)、式(A-3)中,L5~L10分别独立表示氢原子、碳原子数为1至6的直链状或者分支状的烷基、氟原子、或碳原子数为1至6的直链状或者分支状的氟化烷基;Y表示可具取代基的脂环基或烷基,p表示0至4的整数,q表示0或1。
此外,在式(A-2)、式(A-3)中,L5~L10的直链状或者分支状的烷基以及直链状或者分支状的氟化烷基的定义,与前述式(A-1)中的L1所定义的直链状或者分支状的烷基以及直链状或者分支状的氟化烷基相同,于此不再赘述。
当Y为脂环基或烷基,可举出由单环烷、二环烷、三环烷、四环烷等多环烷去除1个以上的氢原子的基等。具体而言,可举出由环戊烷、环己烷、环庚烷、环辛烷等单环烷、或金刚烷、降莰烷、异冰片烯、三环癸烷、四环十二烷等多环烷去除1个以上的氢原子的基。尤以由金刚烷去除1个以上的氢原子的基(可进一步具有取代基)为佳。
再者,当由Y表示的脂环基在其环骨架上具有取代基时,作为取代基的实例,可举出氢氧基、羧基、氰基、氧原子(=O)等极性基、或碳原子数1~4的直链状或分支状的烷基。作为极性基,尤以氧原子(=O)为佳。
又,当Y为烷基时,较佳的是碳原子数1~20、较佳为6~15的直链状或分支状的烷基。此类烷基,尤以烷氧基烷基为佳,作为此类烷氧基烷基,可举出1-甲氧基乙基、1-乙氧基乙基、1-正丙氧基乙基、1-异丙氧基乙基、1-正丁氧基乙基、1-异丁氧基乙基、1-第三丁氧基乙基、1-甲氧基丙基、1-乙氧基丙基、1-甲氧基-1-甲基-乙基、1-乙氧基-1-甲基乙基等。
作为具有由式(A-2)或式(A-3)所示结构的单体(a3)的具体例,可列举下列由式(A-2-1)~式(A-2-24)、式(A-3-1)~式(A-3-15)所示的化合物:
式(A-2-1)~式(A-2-24)、式(A-3-1)~式(A-3-15)中,L11表示氢原子或者甲基。
其他单体(a4)
在单体混合物中,只要不影响本发明的效果,更可包括不属于上述单体(a1)~单体(a3)的其他单体(a4)。其他单体(a4)例如是周知的自由基聚合性化合物、或阴离子聚合性化合物。
作为此类聚合性化合物,可举出例如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等单羧酸类;马来酸、富马酸、衣康酸等二羧酸类;2-甲基丙烯酰氧乙基琥珀酸、2-甲基丙烯酰氧乙基马来酸、2-甲基丙烯酰氧乙基邻苯二甲酸、2-甲基丙烯酰氧乙基六氢邻苯二甲酸等具羧基及酯键的甲基丙烯酸衍生物类;(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸环己酯等(甲基)丙烯酸烷基酯类;(甲基)丙烯酸-2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基丙酯等(甲基)丙烯酸羟基烷基酯类;(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯等(甲基)丙烯酸芳基酯类;马来酸二乙酯、富马酸二丁酯等二羧酸二酯类;苯乙烯、α-甲基苯乙烯、氯苯乙烯、氯甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、羟基苯乙烯、α-甲基羟基苯乙烯、α-乙基羟基苯乙烯等含乙烯基的芳香族化合物类;乙酸乙烯酯等含乙烯基的脂肪族化合物类;丁二烯、异戊二烯等共轭二烯烃类;丙烯腈、甲基丙烯腈等含腈基的聚合性化合物类;氯乙烯、偏二氯乙烯等含氯聚合性化合物;丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺等含酰胺键的聚合性化合物类等。
又,作为聚合性化合物,可举出具酸非解离性的脂肪族多环式基的(甲基)丙烯酸酯类、含乙烯基的芳香族化合物类等。作为酸非解离性的脂肪族多环式基,尤为三环癸基、金刚烷基、四环十二基、异冰片基、降莰基等,以工业上容易取得等观点较佳。此等脂肪族多环式基也可具有碳原子数1~5的直链状或分支链状的烷基作为取代基。
作为具酸非解离性的脂肪族多环式基的(甲基)丙烯酸酯类,具体而言,可例示下列由式(A-4-1)~式(A-4-5)所示的化合物:
式(A-4-1)~式(A-4-5)中,L11表示氢原子或甲基。
基于单体混合物的总量为100重量份,其他单体(a4)的使用量为20重量份至85重量份,较佳为25重量份至80重量份,更佳为30重量份至75重量份。
树脂(A)的制造方法
制备树脂(A)时所用的溶剂包括但不限于(1)醇类化合物:甲醇、乙醇、苯甲醇、2-苯乙醇,或3-苯基-1-丙醇等;(2)醚类化合物:四氢呋喃等;(3)二醇醚类化合物:乙二醇单丙醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚等;(4)乙二醇烷基醚醋酸酯:乙二醇丁醚醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇甲醚醋酸酯等;(5)二乙二醇类化合物:二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、二乙二醇二甲醚(diethylene glycol dimethyl ether)、二乙二醇二乙醚、二乙二醇甲乙醚等;(6)二丙二醇类化合物:二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇二甲醚、二丙二醇二乙醚、二丙二醇甲乙醚等;(7)丙二醇单烷基醚类化合物:丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丙醚、丙二醇单丁醚等;(8)丙二醇烷基醚醋酸酯类化合物:丙二醇甲醚醋酸酯(Propylene glycol monomethyl ether acetate)、丙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇丙醚醋酸酯、丙二醇丁醚醋酸酯等;(9)丙二醇烷基醚丙酸酯类化合物:丙二醇甲醚丙酸酯、丙二醇乙醚丙酸酯、丙二醇丙醚丙酸酯、丙二醇丁醚丙酸酯等;(10)芳香烃类化合物:甲苯、二甲苯等;(11)酮类化合物:甲乙酮、环己酮、二丙酮醇等;(12)酯类化合物:乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、2-羟基丙酸乙酯、2-羟基-2-甲基丙酸甲酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、羟乙酸甲酯、羟乙酸乙酯、羟乙酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸丙酯、乳酸丁酯、3-羟基丙酸甲酯、3-羟基丙酸乙酯、3-羟基丙酸丙酯、3-羟基丙酸丁酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯、甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸丁酯、乙氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯、乙氧基乙酸丙酯、乙氧基乙酸丁酯、丙氧基乙酸甲酯、丙氧基乙酸乙酯、丙氧基乙酸丙酯、丙氧基乙酸丁酯、丁氧基乙酸甲酯、丁氧基乙酸乙酯、丁氧基乙酸丙酯、丁氧基乙酸丁酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-甲氧基丙酸丁酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-乙氧基丙酸丙酯、2-乙氧基丙酸丁酯、2-丁氧基丙酸甲酯、2-丁氧基丙酸乙酯、2-丁氧基丙酸丙酯、2-丁氧基丙酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸丙酯、3-甲氧基丙酸丁酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸丙酯、3-乙氧基丙酸丁酯、3-丙氧基丙酸甲酯、3-丙氧基丙酸乙酯、3-丙氧基丙酸丙酯、3-丙氧基丙酸丁酯、3-丁氧基丙酸甲酯、3-丁氧基丙酸乙酯、3-丁氧基丙酸丙酯、3-丁氧基丙酸丁酯等,此溶剂可单独或混合使用。
制备树脂(A)时所使用的聚合起始剂包含但不限于偶氮化合物或过氧化物,可单独或混合使用。
偶氮化合物例如但不限于:2,2’-偶氮双异丁腈、2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)[2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitrile)]、2,2’-偶氮双(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮双-2-甲基丁腈[2,2'-azobis-2-methyl butyronitrile]、4,4’-偶氮双(4-氰基戊酸)、二甲基2,2’-偶氮双(2-甲基丙酸酯)、2,2’-偶氮双(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)等。
过氧化物例如但不限于:过氧化二苯甲酰、过氧化十二酰、第三丁基过氧化第三戊酸酯、1,1-双(第三丁基过氧化)环己烷、过氧化氢等。
制备树脂(A)时的反应温度为40~120℃,聚合时间为3~12小时。
树脂(A)的重量平均分子量为5,000至50,000;较佳为6,000至45,000;更佳为7,000至40,000。
酚醛清漆树脂(B)
酚醛清漆树脂(B)包含高邻位酚醛清漆树脂(B-1),且高邻位酚醛清漆树脂(B-1)具有18%至25%的亚甲基键结于邻位-邻位上。酚醛清漆树脂(B)也可选择性地包含其他酚醛清漆树脂(B-2)。
高邻位酚醛清漆树脂(B-1)
高邻位酚醛清漆树脂(B-1)一般是由芳香族羟基化合物及醛类,在2价金属盐触媒存在下,于酸性(pH值为1至5)下经减压脱水后缩合而得。其次,可选择性再添加酸触媒进行脱水缩合反应,并除去未反应的单体,其中此脱水缩合反应可参阅日本特开昭55-090523公报、特开昭59-080418号公报及特开昭62-230815号公报所揭示的反应方法,此处不另赘述。
前述芳香族羟基化合物的具体例,如:苯酚(phenol);间-甲酚(m-cresol)、对-甲酚(p-cresol)或邻-甲酚(o-cresol)等的甲酚(cresol)类;2,3-二甲苯酚、2,5-二甲苯酚、3,5-二甲苯酚或3,4-二甲苯酚等的二甲酚(xylenol)类;间-乙基苯酚、对-乙基苯酚、邻-乙基苯酚、2,3,5-三甲基苯酚、2,3,5-三乙基苯酚、4-第三丁基苯酚、3-第三丁基苯酚、2-第三丁基苯酚、2-第三丁基-4-甲基苯酚、2-第三丁基-5-甲基苯酚或6-第三丁基-3-甲基苯酚等的烷基苯酚(alkyl phenol)类;对-甲氧基苯酚、间-甲氧基苯酚、对-乙氧基苯酚、间-乙氧基苯酚、对-丙氧基苯酚或间-丙氧基苯酚等的烷氧基苯酚(alkoxy phenol)类;邻-异丙烯基苯酚、对-异丙烯基苯酚、2-甲基-4-异丙烯基苯酚或2-乙基-4-异丙烯基苯酚等的异丙烯基苯酚(isopropenyl phenol)类;苯基苯酚(phenyl phenol)的芳基苯酚(aryl phenol)类;4,4'-二羟基联苯、双酚A、间-苯二酚(resorcinol)、对-苯二酚(hydroquinone)或1,2,3-苯三酚(pyrogallol)等的多羟基苯(polyhydroxyphenol)类等。上述的芳香族羟基化合物可单独一种使用或混合复数种使用。其中,芳香族羟基化合物较佳为邻-甲酚、间-甲酚、对-甲酚、2,5-二甲苯酚、3,5-二甲苯酚或2,3,5-三甲基苯酚等。
上述与芳香族羟基化合物缩合的醛类的具体例,如:甲醛、多聚甲醛(paraformaldehyde)、三聚甲醛(trioxane)、乙醛、丙醛、丁醛、三甲基乙醛、丙烯醛(acrolein)、丁烯醛(crotonaldehyde)、环己醛(cyclo hexanealdehyde)、呋喃甲醛(furfural)、呋喃基丙烯醛(furylacrolein)、苯甲醛、对苯二甲醛(terephthalaldehyde)、苯乙醛、α-苯基丙醛、β-苯基丙醛、邻-羟基苯甲醛、间-羟基苯甲醛、对-羟基苯甲醛、邻-甲基苯甲醛、间-甲基苯甲醛、对-甲基苯甲醛、邻-氯苯甲醛、间-氯苯甲醛、对-氯苯甲醛或肉桂醛等。上述醛类可单独一种使用或混合复数种使用。该醛类较佳为甲醛。
制备本发明的高邻位酚醛清漆树脂(B-1)时,芳香族羟基化合物及醛类的摩尔数使用比例通常为1:0.5至0.85,较佳为1:0.55至0.82,更佳为1:0.6至0.8。
上述2价金属盐触媒的具体例,如:醋酸锌、醋酸锰、醋酸钡、硝酸锰、硼酸锌、氯化锌或氧化锌等。上述2价金属触媒可单独一种使用或混合复数种使用。基于芳香族羟基化合物为100重量份,该2价金属触媒的使用量通常为0.01重量份至1.0重量份,较佳为0.03重量份至0.8重量份,且更佳为0.05重量份至0.5重量份。
上述酸触媒的具体例,如:硫酸二甲酯、硫酸二乙酯或硫酸二丙酯等。上述酸触媒可单独一种使用或混合复数种使用。基于芳香族羟基化合物为100重量份,该酸触媒的使用量通常为0.005重量份至1.0重量份,较佳为0.008重量份至0.8重量份,且更佳为0.01重量份至0.5重量份。
本发明的高邻位酚醛清漆树脂(B-1)通常具有18%至25%的亚甲基键结于邻位-邻位上,较佳为具有19%至25%的亚甲基键结于邻位-邻位上,且更佳为具有20%至25%的亚甲基键结于邻位-邻位上。
高邻位酚醛清漆树脂(B-1)的重量平均分子量为4,000至36,000;较佳为5,000至30,000;更佳为6,000至24,000。
基于树脂(A)的总使用量为100重量份,高邻位酚醛清漆树脂(B-1)的含量为20重量份至120重量份,较佳为25重量份至110重量份,更佳为30重量份至100重量份。
当化学增幅型正型感光性树脂组成物中不包含高邻位酚醛清漆树脂(B-1)时,化学增幅型正型感光性树脂组成物的矩形性不佳。
其他酚醛清漆树脂(B-2)
其他酚醛清漆树脂(B-2)一般是由前述的芳香族羟基化合物及醛类,在盐酸、硫酸、甲酸、醋酸、草酸或对甲苯磺酸等现有的有机酸和/或无机酸的触媒存在下,在常压下进行缩合反应,并经脱水及除去未反应的单体而得。其他酚醛清漆树脂(B-2)是以随机方式于邻位-对位、对位-对位或邻位-邻位上键结亚甲基。
光酸产生剂(C)
光酸产生剂(C)是通过活性光线或放射线的照射而产生酸的化合物,只要为可通过光直接或间接地产生酸的化合物即可,无特别限制。作为光酸产生剂(C),较佳为以下所说明的第一~第五形态的酸产生剂。以下,对感光性树脂组成物中适合使用的光酸产生剂(C)当中的较佳者,以第一至第五形态加以说明。
作为光酸产生剂(C)的第一形态,可举出下述式(C-1)所示的化合物:
式(C-1)中,X1表示g价的硫原子或碘原子,g为1或2。h表示括弧内的结构的重复单元数。W1为与X1键结的有机基,表示碳原子数为6至30的芳基、碳原子数为4至30的杂环基、碳原子数为1至30的烷基、碳原子数为2至30的烯基、或碳原子数为2至30的炔基,W1可经由烷基、羟基、烷氧基、烷羰基、芳羰基、烷氧羰基、芳氧羰基、芳硫羰基、酰氧基、芳硫基、烷硫基、芳基、杂环、芳氧基、烷亚磺酰基、芳亚磺酰基、烷磺酰基、芳磺酰基、亚烷氧基、胺基、氰基、硝基、及卤素所成的群中选出的至少1种取代。W1的个数为g+h(g-1)+1,W1可分别彼此相同或相异。又,2个以上的W1可彼此直接键结、或经由-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NH-、-NW2-、-CO-、-COO-、-CONH-、碳原子数为1至3的亚烷基、或者亚苯基键结而形成包含X1的环结构。W2为碳原子数为1至5的烷基或碳原子数为6至10的芳基。
X2为下述式(C-1a)所示的结构:
式(C-1a)中,X4表示碳原子数为1至8的亚烷基、碳原子数为6至20的亚芳基、或碳原子数为8至20的2价杂基,X4可经由碳原子数为1至8的烷基、碳原子数为1至8的烷氧基、碳原子数为6至10的芳基、羟基、氰基、硝基、及卤素所成的群中选出的至少1种取代。X5表示-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NH-、-NW2-、-CO-、-COO-、-CONH-、碳原子数为1至3的亚烷基、或亚苯基。h表示括弧内的结构的重复单元数。h+1个X4及h个X5可分别相同或相异。W2与前述定义相同。
(X3)-为鎓的对离子(counter ion),可举出下述式(C-1b)所示的氟烷基氟磷酸阴离子或下述式(C-1c)所示的硼酸根阴离子:
[(W3)jPF6-j]- 式(C-1b)
式(C-1b)中,W3表示80%以上的氢原子经氟原子取代的烷基。j表示其个数,为1至5的整数。j个W3可分别相同或相异。
式(C-1c)中,W4~W7分别独立表示氟原子或苯基,该苯基中的氢原子的一部分或全部可经由氟原子及三氟甲基所成的群中选出的至少1种取代。
作为式(C-1)所示的化合物中的鎓离子,可举出三苯基锍、三-对甲苯基锍、4-(苯硫基)苯基二苯基锍、双[4-(二苯基锍基)苯基]硫醚、双[4-{双[4-(2-羟乙氧基)苯基]锍基}苯基]硫醚、双{4-[双(4-氟苯基)锍基]苯基}硫醚、4-(4-苯甲酰基-2-氯苯硫基)苯基双(4-氟苯基)锍、7-异丙基-9-氧基-10-硫杂-9,10-二氢蒽-2-基二-对甲苯基锍、7-异丙基-9-氧基-10-硫杂-9,10-二氢蒽-2-基二苯基锍、2-[(二苯基)锍基]硫杂蒽酮、4-[4-(4-三级丁基苯甲酰基)苯硫基]苯基二-对甲苯基锍、4-(4-苯甲酰基苯硫基)苯基二苯基锍、二苯基苯乙酰基锍、4-羟苯基甲基苯甲基锍、2-萘基甲基(1-乙氧羰基)乙基锍、4-羟苯基甲基苯乙酰基锍、苯基[4-(4-联苯硫基)苯基]4-联苯锍、苯基[4-(4-联苯硫基)苯基]3-联苯锍、[4-(4-乙酰苯硫基)苯基]二苯基锍、十八基甲基苯乙酰基锍、二苯基錪、二-对甲苯基錪、双(4-十二基苯基)錪、双(4-甲氧基苯基)錪、(4-辛氧基苯基)苯基錪、双(4-十二氧基)苯基錪、4-(2-羟基十四氧基)苯基苯基錪、4-异丙苯基(对甲苯基)錪、或4-异丁苯基(对甲苯基)錪等。
上述式(C-1)所示的化合物中的鎓离子当中,作为较佳的鎓离子可举出下述式(C-1d)所示的锍离子:
式(C-1d)中,W8分别独立表示由氢原子、烷基、羟基、烷氧基、烷羰基、烷羰氧基、烷氧羰基、卤素原子、可具取代基的芳基、芳羰基所成的群中选出的基。X2表示与上述式(C-1)中的X2相同的意义。
作为上述式(C-1d)所示的锍离子的具体实例,可举出4-(苯硫基)苯基二苯基锍、4-(4-苯甲酰基-2-氯苯硫基)苯基双(4-氟苯基)锍、4-(4-苯甲酰基苯硫基)苯基二苯基锍、苯基[4-(4-联苯硫基)苯基]4-联苯锍、苯基[4-(4-联苯硫基)苯基]3-联苯锍、[4-(4-乙酰苯硫基)苯基]二苯基锍、二苯基[4-(对三苯硫基)苯基]二苯基锍。
上述式(C-1b)所示的氟烷基氟磷酸阴离子中,W3表示经氟原子取代的烷基,较佳的碳原子数为1~8,更佳的碳原子数为1~4。作为烷基的具体实例,可举出甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、辛基等直链烷基;异丙基、异丁基、二级丁基、三级丁基等分支烷基;甚而环丙基、环丁基、环戊基、环己基等环烷基等,烷基的氢原子经取代为氟原子的比例通常为80%以上,较佳为90%以上,更佳为100%。氟原子的取代率若未达80%时,上述式(C-1)所示的鎓氟烷基氟磷酸盐的酸强度会降低。
特佳的W3为碳原子数为1~4,且氟原子的取代率为100%的直链状或分支状的全氟烷基,作为具体实例,可举出CF3、CF3CF2、(CF3)2CF、CF3CF2CF2、CF3CF2CF2CF2、(CF3)2CFCF2、CF3CF2(CF3)CF、(CF3)3C。W3的个数j为1~5的整数,较佳为2~4,特佳为2或3。
作为较佳的氟烷基氟磷酸阴离子的具体实例,可举出[(CF3CF2)2PF4]-、[(CF3CF2)3PF3]-、[((CF3)2CF)2PF4]-、[((CF3)2CF)3PF3]-、[(CF3CF2CF2)2PF4]-、[(CF3CF2CF2)3PF3]-、[((CF3)2CFCF2)2PF4]-、[((CF3)2CFCF2)3PF3]-、[(CF3CF2CF2CF2)2PF4]-、或[(CF3CF2CF2)3PF3]-,此等当中,特佳为[(CF3CF2)3PF3]-、[(CF3CF2CF2)3PF3]-、[((CF3)2CF)3PF3]-、[((CF3)2CF)2PF4]-、[((CF3)2CFCF2)3PF3]-、或[((CF3)2CFCF2)2PF4]-。
作为上述式(C-1c)所示的硼酸根阴离子的较佳具体实例,可举出肆(五氟苯基)硼酸根([B(C6F5)4]-)、肆[(三氟甲基)苯基]硼酸根([B(C6H4CF3)4]-)、二氟双(五氟苯基)硼酸根([(C6F5)2BF2]-)、三氟(五氟苯基)硼酸根([(C6F5)BF3]-)、肆(二氟苯基)硼酸根([B(C6H3F2)4]-)等。此等当中,特佳为肆(五氟苯基)硼酸根([B(C6F5)4]-)。
作为酸产生剂(A)的第二形态,可举出2,4-双(三氯甲基)-6-胡椒基-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(2-呋喃基)乙烯基]对称三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(5-甲基-2-呋喃基)乙烯基]对称三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(5-乙基-2-呋喃基)乙烯基]对称三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(5-丙基-2-呋喃基)乙烯基]对称三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(3,5-二甲氧基苯基)乙烯基]对称三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(3,5-二乙氧基苯基)乙烯基]对称三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(3,5-二丙氧基苯基)乙烯基]对称三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(3-甲氧基-5-乙氧基苯基)乙烯基]对称三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(3-甲氧基-5-丙氧基苯基)乙烯基]对称三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(3,4-亚甲二氧基苯基)乙烯基]对称三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-(3,4-亚甲二氧基苯基)对称三嗪、2,4-双-三氯甲基-6-(3-溴-4-甲氧基)苯基对称三嗪、2,4-双-三氯甲基-6-(2-溴-4-甲氧基)苯基对称三嗪、2,4-双-三氯甲基-6-(2-溴-4-甲氧基)苯乙烯基苯基对称三嗪、2,4-双-三氯甲基-6-(3-溴-4-甲氧基)苯乙烯基苯基对称三嗪、2-(4-甲氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲氧基萘基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-[2-(2-呋喃基)乙烯基]-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-[2-(5-甲基-2-呋喃基)乙烯基]-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-[2-(3,5-二甲氧基苯基)乙烯基]-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(3,4-亚甲二氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、参(1,3-二溴丙基)-1,3,5-三嗪、参(2,3-二溴丙基)-1,3,5-三嗪等含卤素的三嗪化合物、以及参(2,3-二溴丙基)三聚异氰酸酯等下述式(C-2)所示的含卤素的三嗪化合物。
式(C-2)中,W9~W11分别独立表示为卤烷基。
又,作为光酸产生剂(C)的第三形态,可举出α-(对甲苯磺酰氧基亚胺基)-苯基乙腈、α-(苯磺酰氧基亚胺基)-2,4-二氯苯基乙腈、α-(苯磺酰氧基亚胺基)-2,6-二氯苯基乙腈、α-(2-氯苯磺酰氧基亚胺基)-4-甲氧基苯基乙腈、α-(乙基磺酰氧基亚胺基)-1-氯戊烯基乙腈、以及含有磺酸肟基的下述式(C-3)所示的化合物。
式(C-3)中,W12表示1价、2价、或3价有机基,W13表示经取代或者未取代的饱和烃基、不饱和烃基、或芳香族性化合物基,n表示括弧内的结构的重复单元数。
上述式(C-3)中,芳香族性化合物基表示使芳香族化合物显示特有的物理、化学性质的化合物的基,可举出例如苯基、萘基等芳基、或呋喃基、噻吩基等杂芳基。此等也可在环上具有1个以上的适当的取代基,例如卤素原子、烷基、烷氧基、硝基等。又,W13特佳为碳原子数为1至6的烷基,可举出甲基、乙基、丙基、丁基。尤以W12为芳香族性化合物基,W13为碳原子数为1至4的烷基的化合物为较佳。
作为上述式(C-3)所示的酸产生剂,当n=1时,可举出W12为苯基、甲基苯基、甲氧基苯基任一种,W13为甲基的化合物,具体而言可举出α-(甲磺酰氧基亚胺基)-1-苯基乙腈、α-(甲磺酰氧基亚胺基)-1-(对甲基苯基)乙腈、α-(甲磺酰氧基亚胺基)-1-(p-甲氧基苯基)乙腈、[2-(丙磺酰氧基亚胺基)-2,3-二羟基噻吩-3-亚基](邻甲苯基)乙腈等。当n=2时,作为上述式(C-3)所示的酸产生剂,具体而言可举出下述式(C-3-1)~式(C-3-8)所示的酸产生剂:
另外,作为光酸产生剂(C)的第四形态,可举出阳离子部分具有萘环的鎓盐。该“具有萘环”是指具有萘所衍生的结构,意指至少2个环的结构,且可维持彼等的芳香性之意。该萘环也可具有碳原子数为1至6的直链状或分支状的烷基、氢氧基、碳原子数为1至6的直链状或分支状的烷氧基等的取代基。萘环所衍生的结构可为1价基(游离原子价为1),也可为2价基(游离原子价为2)以上,较理想为1价基(惟,此时,扣除与上述取代基键结合的部分来计算游离原子价)。萘环数较佳为1~3。
作为此类阳离子部分具有萘环的鎓盐的阳离子部分,较佳为下述式(C-4)所示的结构:
式(C-4)中,W14~W16中至少1者表示下述式(C-4a)所示的基,其余表示碳原子数为1至6的直链状或者分支状的烷基、可具取代基的苯基、氢氧基、或碳原子数为1至6的直链状或者分支状的烷氧基。或者,W14~W16中的一者为下述式(C-4a)所示的基,其余两者分别独立为碳原子数W14~W16直链状或分支状的亚烷基,此等的末端可键结而呈环状。
式(C-4a)中,W17、W18分别独立表示氢氧基、碳原子数为1至6的直链状或者分支状的烷氧基、或碳原子数为1至6的直链状或者分支状的烷基,W18表示单键或可具取代基的碳原子数为1至6的直链状或者分支状的亚烷基。l及m分别独立表示0~2的整数,l+m为3以下。当W17存在复数个时,彼等可彼此相同或相异。当W18存在复数个时,彼等可彼此相同或相异。
上述W14~W16当中上述式(C-4a)所示的基的数目,基于化合物的稳定性观点较佳为1个,其余为碳原子数为1至6的直链状或分支状的亚烷基,此等的末端可键结而呈环状。此时,上述2个亚烷基可包含硫原子而构成3~9元环。构成环的原子(含硫原子)的数目较佳为5~6。
又,作为上述亚烷基可具有的取代基,可举出氧原子(此时,与构成亚烷基的碳原子共同形成羰基)、氢氧基等。
又,作为苯基可具有的取代基,可举出氢氧基、碳原子数1~6的直链状或分支状的烷氧基、碳原子数1~6的直链状或分支状的烷基等。
属适合作为此等阳离子部分者,可举出下述式(C-4b)、(C-4c)所示者,尤以下述式(C-4c)所示的结构为佳。
作为此类阳离子部分,可为錪盐或锍盐;基于酸产生效率等观点较理想为锍盐。
从而,对于适合作为阳离子部分具有萘环的鎓盐的阴离子部分者,较理想为可形成锍盐的阴离子。
作为此类酸产生剂的阴离子部分,氢原子的一部分或全部经氟化的氟烷基磺酸离子或芳基磺酸离子。
氟烷基磺酸离子中的烷基可为碳原子数为1至20的直链状、分支状或环状,基于产生的酸的体积大小及其扩散距离,较佳为碳原子数为1至10。尤为呈分支状或环状者因扩散距离短而较佳。又,由可廉价地合成而言,可举出甲基、乙基、丙基、丁基、辛基等作为较佳者。
芳基磺酸离子中的芳基为碳原子数为6至20的芳基,可举出可经烷基、卤素原子取代的苯基、萘基。特别是,由可廉价地合成而言,较佳为碳原子数为6至10的芳基。作为较佳者的具体实例,可举出苯基、甲苯磺酰基、乙基苯基、萘基、甲基萘基等。
上述氟烷基磺酸离子或芳基磺酸离子中,氢原子的一部分或全部经氟化时的氟化率较佳为10~100%,更佳为50~100%,尤为以氟原子取代全部氢原子而成者,因酸的强度增强而较佳。属此类者,具体而言可举出三氟甲磺酸酯、全氟丁磺酸酯、全氟辛磺酸酯、全氟苯磺酸酯等。
此等当中,作为较佳的阴离子部分,可举出下述式(C-4d)所示者:
W20SO3 - 式(C-4d)
式(C-4d)中,W20为下述式(C-4e)、(C-4f)、及(C-4g)所示的基。
-CxF2x+1 式(C-4e)
式(C-4e)中,x表示1~4的整数。式(C-4f)中,W21表示氢原子、氢氧基、碳原子为1至6的直链状或者分支状的烷基、或碳原子数为1至6的直链状或者分支状的烷氧基,y表示1~3的整数。此等当中,基于安全性观点较佳为三氟甲磺酸酯、全氟丁磺酸酯。
又,作为阴离子部分,也可使用下述式(C-4h)、式(C-4i)所示的含氮者。
式(C-4h)、式(C-4i)中,Xa表示至少1个氢原子经氟原子取代的直链状或分支状的亚烷基,该亚烷基的碳原子数为2~6,较佳为3~5,最佳为碳原子数为3。又,Ya、Za分别独立表示至少1个氢原子经氟原子取代的直链状或分支状的烷基,该烷基的碳原子数为1~10,较佳为1~7,更佳为1~3。
Xa的亚烷基的碳原子数、或Ya、Za的烷基的碳原子数愈小则对有机溶剂的溶解性愈良好,因此较佳。
又,Xa的亚烷基或Ya、Za的烷基中,经氟原子取代的氢原子的数目愈多,酸的强度愈强,因此较佳。该亚烷基或烷基中的氟原子的比例,也即氟化率较佳为70~100%,更佳为90~100%,最佳为所有氢原子经氟原子取代的全氟亚烷基或全氟烷基。
属适合作为此类阳离子部分具有萘环的鎓盐者,可举出下述式(C-4j)、式(C-4k)所示的化合物:
再者,作为光酸产生剂(C)的第五形态,可举出双(对甲苯磺酰基)重氮甲烷、双(1,1-二甲基乙基磺酰基)重氮甲烷、双(环己基磺酰基)重氮甲烷、双(2,4-二甲基苯基磺酰基)重氮甲烷等双磺酰基重氮甲烷类;对甲苯磺酸2-硝基苯甲酯、对甲苯磺酸2,6-二硝基苯甲酯、甲苯磺酸硝基苯甲酯、甲苯磺酸二硝基苯甲酯、磺酸硝基苯甲酯、碳酸硝基苯甲酯、碳酸二硝基苯甲酯等硝基苯甲基衍生物;连苯三酚三氟甲磺酸酯、连苯三酚三甲苯磺酸酯、甲苯磺酸苯甲酯、磺酸苯甲酯、N-甲磺酰氧基琥珀酰亚胺、N-三氯甲基磺酰氧基琥珀酰亚胺、N-苯基磺酰氧基马来酰亚胺、N-甲磺酰氧基邻苯二甲酰亚胺等磺酸酯类;N-羟基邻苯二甲酰亚胺、N-羟基萘酰亚胺等三氟甲磺酸酯类;二苯基錪六氟磷酸盐、(4-甲氧基苯基)苯基錪三氟甲磺酸盐、双(对三级丁基苯基)錪三氟甲磺酸盐、三苯基锍六氟磷酸盐、(4-甲氧基苯基)二苯基锍三氟甲磺酸盐、(对三级丁基苯基)二苯基锍三氟甲磺酸盐等鎓盐类;安息香甲苯磺酸酯、α-甲基安息香甲苯磺酸酯等安息香甲苯磺酸酯类;其他的二苯基錪盐、三苯基锍盐、苯基重氮鎓盐、碳酸苯甲酯等。
光酸产生剂(C)可单独使用,也可组合2种以上使用。又,基于树脂(A)的总使用量为100重量份,光酸产生剂(C)的含量为0.5重量份至5重量份,较佳为0.6重量份至4.5重量份,更佳为0.7重量份至4重量份。
溶剂(D)
溶剂(D)的种类,在不妨碍本发明目的的范围内不特别限定,可由以往使用于正型感光性树脂组成物的有机溶剂中适宜选出而使用。
作为溶剂(D)的具体实例,可举出丙酮、甲基乙基酮、环己酮、甲基异戊基酮、2-庚酮等酮类;乙二醇、乙二醇单乙酸酯、二乙二醇、二乙二醇单乙酸酯、丙二醇、丙二醇单乙酸酯、二丙二醇、二乙二醇二甲醚、二丙二醇单乙酸酯的单甲醚、单乙醚、单丙醚、单丁醚、单苯醚等多元醇类及其衍生物;二恶烷等环醚类;甲酸乙酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮酸甲酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、丙酮酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、2-羟基丙酸甲酯、2-羟基丙酸乙酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯等酯类;甲苯、二甲苯等芳香族烃类等。此等可单独使用,也可混合2种以上使用。
基于树脂(A)的总使用量为100重量份,溶剂(D)的含量为30重量份至360重量份,较佳为40重量份至300重量份,更佳为50重量份至240重量份。
硫醇化合物(E)
硫醇化合物(E)具有下述式(E-1)所示的结构:
式(E-1)中,R1、R2各自独立表示氢原子或碳原子数为1至4的烷基,R3表示单键或碳原子数为1至10的亚烷基,R4表示u价有机基团;u表示2至6的整数。
当R1、R2为烷基时,该烷基可为直链状或分支链状,较佳为直链状。当R1、R2为烷基时,作为该烷基的碳原子数,较佳为1~4,特佳为1或2,最佳为1。作为R1、R2的组合,较佳为一者为氢原子、另一者为烷基,特佳为一者为氢原子、另一者为甲基。
当R3为亚烷基时,该亚烷基可为直链状或分支链状,较佳为直链状。当R3为亚烷基时,作为该亚烷基的碳原子数,较佳为1~10,更佳为1~5,特佳为1或2,最佳为1。
R4所定义的u价有机基团,具体来说为可包含碳以外的原子的2~6价脂肪族基。作为R4可包含的碳以外的原子,可举出氮原子、氧原子、硫原子、氟原子、氯原子、溴原子、及碘原子等。R4所属的脂肪族基的结构可为直链状、分支链状或环状,也可为此等结构组合而成的结构。
由式(E-1)所示的硫醇化合物(E)中,更佳为由下述式(E-2)所示的化合物:
式(E-2)中,R4、u的定义与式(E-1)相同,R5为氢原子或碳原子数为1至4的烷基。
硫醇化合物(E)的具体例可列举下列式(E-3)~式(E-16)的具体例,但并不限于这些具体例:
基于树脂(A)的总使用量为100重量份,硫醇化合物(E)的含量为0.3重量份至3重量份,较佳为0.4重量份至2.8重量份,更佳为0.5重量份至2.5重量份。
当化学增幅型正型感光性树脂组成物中包括硫醇化合物(E)时,可进一步改善化学增幅型正型感光性树脂组成物的矩形性。
蒽类化合物(F)
蒽类化合物(F)可列举下列具体例,但并不限制于这些具体例:蒽(anthracene)、9,10-二丁氧基蒽、9,10-二甲氧基蒽、2-乙基-9,10-二甲氧基蒽、2-第三丁基-9,10-二甲氧基蒽、2,3-二甲基-9,10-二甲氧基蒽、9-甲氧基-10-甲基蒽、9,10-二乙氧基蒽、2-乙基-9,10-二乙氧基蒽、2-第三丁基-9,10-二乙氧基蒽、2,3-二甲基-9,10-二乙氧基蒽、9-乙氧基-10-甲基蒽、9,10-二丙氧基蒽、9,10-二异丙氧基蒽、2-乙基-9,10-二丙氧基蒽、2-第三丁基-9,10-二丙氧基蒽、2,3-二甲基-9,10-二丙氧基蒽、9-异丙氧基-10-甲基蒽、9,10-二甲苯氧基蒽、2-乙基-9,10-二甲苯氧基蒽、2-第三丁基-9,10-二甲苯氧基蒽、2,3-二甲基-9,10-二甲苯氧基蒽、9-甲苯氧基-10-甲基蒽、9,10-二-α-甲基甲苯氧基蒽、2-乙基-9,10-二-α-甲基甲苯氧基蒽、2-第三丁基-9,10-二-α-甲基甲苯氧基蒽、2,3-二甲基-9,10-二-α-甲基甲苯氧基蒽、9-(α-甲基甲苯氧基)-10-甲基蒽、9,10-二苯基蒽、9-甲氧基蒽、9-乙氧基蒽、9-甲基蒽、9-溴蒽、9-甲硫基蒽、9-乙硫基蒽等化合物。
基于树脂(A)的总使用量为100重量份,蒽类化合物(F)的含量为0.2重量份至1.5重量份,较佳为0.25重量份至1.3重量份,更佳为0.3重量份至1.1重量份。
当化学增幅型正型感光性树脂组成物中包括蒽类化合物(F)时,可进一步改善化学增幅型正型感光性树脂组成物的感度。
添加剂(G)
化学增幅型正型感光性树脂组成物中,只要不影响本发明的效果,更可进一步包含添加剂(G),添加剂(G)可单独使用一种或混用多种,端看实际需要而定。以下说明添加剂(G)的具体内容。
化学增幅型正型感光性树脂组成物中,为提升可塑性,也可进一步含有聚乙烯树脂作为添加剂(G)。作为聚乙烯树脂的具体实例,可举出聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚羟基苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯苯甲酸、聚乙烯甲醚、聚乙烯乙醚、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯啶酮、聚乙烯酚、及此等的共聚物等。聚乙烯树脂,基于玻璃转移点较低而言,较佳为聚乙烯甲醚。
又,化学增幅型正型感光性树脂组成物中,为提升使用感光性树脂组成物所形成的模板与金属基板的接着性,也可进一步含有接着助剂作为添加剂(G)。
作为接着助剂的具体例,可举出CYTEC公司制造,型号为Cymel-300或Cymel-303的商品;三和化学制造,型号为MW-30MH、MW-30、MS-11、MS-001、MX-750或MX-706的商品等三聚氰胺化合物;乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基硅烷、3-胺基丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基二甲基甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷、双-1,2-(三甲氧基硅基)乙烷等硅烷化合物。
再者,化学增幅型正型感光性树脂组成物中,为提升涂布性、消泡性、均平性等,也可进一步含有界面活性剂作为添加剂(G)。作为界面活性剂的具体实例,可举出BM-1000、BM-1100(均为BM Chmie公司制)、MEGAFACE F142D、MEGAFACE F172、MEGAFACE F173、MEGAFACE F183(均为DIC公司制)、FLUORAD FC-135、FLUORAD FC-170C、FLUORAD FC-430、FLUORAD FC-431(均为住友3M公司制)、SURFLON S-112、SURFLON S-113、SURFLON S-131、SURFLON S-141、SURFLON S-145(均为旭硝子公司制)、SH-28PA、SH-190、SH-193、SZ-6032、SF-8428(均为Toray Silicone公司制)等市售的氟是界面活性剂,惟非限定于此等。
此外,化学增幅型正型感光性树脂组成物中,为进行对显影液的溶解性的微调,也可进一步含有酸、酸酐、或高沸点溶媒作为添加剂(G)。
作为酸及酸酐的具体实例,可举出乙酸、丙酸、正丁酸、异丁酸、正戊酸、异戊酸、苯甲酸、桂皮酸等单羧酸类;乳酸、2-羟基丁酸、3-羟基丁酸、水杨酸、间羟基苯甲酸、对羟基苯甲酸、2-羟基桂皮酸、3-羟基桂皮酸、4-羟基桂皮酸、5-羟基间苯二甲酸、丁香酸等羟基单羧酸类;草酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、马来酸、衣康酸、六氢邻苯二甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、1,2-环己烷二羧酸、1,2,4-环己烷三羧酸、丁烷四羧酸、偏苯三甲酸、苯均四酸、环戊烷四羧酸、丁烷四羧酸、1,2,5,8-萘四羧酸等多元羧酸类;衣康酸酐、琥珀酸酐、柠康酸酐、十二烯琥珀酸酐、丙烷三羧酸酐、马来酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、腐植酸酐、1,2,3,4-丁烷四羧酸酐、环戊烷四羧酸二酐、邻苯二甲酸酐、苯均四酸酐、偏苯三甲酸酐、二苯甲酮四羧酸酐、乙二醇双偏苯三甲酸酐、丙三醇参偏苯三甲酸酐等酸酐;等。
又,作为高沸点溶媒的具体实例,可举出N-甲基甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基甲酰苯胺、N-甲基乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯啶酮、二甲基亚砜、苯甲基乙醚、二己醚、乙酰基丙酮、异佛酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、苯甲醇、乙酸苯甲酯、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、马来酸二乙酯、γ-丁内酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、苯基赛路苏乙酸酯等。
又,化学增幅型正型感光性树脂组成物中,为提升感度,也可进一步含有敏化剂作为添加剂(G)。
<化学增幅型正型感光性树脂组成物的制造方法>
化学增幅型正型感光性树脂组成物的制造方法并无特别限制,可以将上述的各成分以常用方法混合、搅拌而制得。作为将上述的各成分混合、搅拌时可使用的装置,可举出溶解机、均质机、三辊磨机等。将上述的各成分均匀混合后,也可将所得混合物进一步利用筛网、膜滤器等加以过滤。
<附有铸模的基板的制造方法>
使用上述的化学增幅型正型感光性树脂组成物,在具有金属表面的基板的金属表面上形成作为用以形成电镀成形体的铸模的光阻图案的方法不特别限定。
作为较佳的方法,可举出包含:积层步骤,在具有金属表面的基板的金属表面上,积层由上述的化学增幅型正型感光性树脂组成物所构成的感光性树脂层;曝光步骤,对感光性树脂层照射活性光线或放射线;及显影步骤,将曝光后的感光性树脂层进行显影,而作成用以形成电镀成形体的铸模的附有铸模的基板的制造方法。
作为供积层感光性树脂层的基板,不特别限定,可使用向来周知者,可例示例如电子零件用的基板、或于其上形成有既定配线图案者。就该基板而言,是使用具有金属表面者;作为构成金属表面的金属物种,较佳为铜、金、铝,更佳为铜。
感光性树脂层是以例如以下方式积层于基板上。也即,将液状的化学增幅型正型感光性树脂组成物涂布于基板上,再通过加热去除溶剂而形成所欲的膜厚的感光性树脂层。感光性树脂层的厚度,只要能以所欲的膜厚形成作为模板的光阻图案则不特别限定。感光性树脂层的膜厚不特别限定,较佳为10μm以上,更佳为10~150μm,特佳为20~120μm,最佳为20~100μm。
作为感光性树脂组成物在基板上的涂布方法,可采用旋转涂布法、狭缝涂布法、辊涂布法、网版印刷法、散布法等方法。较佳对感光性树脂层进行预烘烤。预烘烤条件是因感光性树脂组成物中的各成分的种类、掺合比例、涂布膜厚等而异,惟通常在70~150℃,较佳为80~140℃且2~60分钟左右。
对如上述形成的感光性树脂层,隔着既定图案的遮罩,选择性地照射(曝射)活性光线或放射线,例如波长为300~500nm的紫外线或可见光线。
作为放射线的线源,可使用低压水银灯、高压水银灯、超高压水银灯、金属卤化物灯、氩气雷射等。又,放射线包含微波、红外线、可见光线、紫外线、X射线、γ射线、电子束、质子束、中子束、离子束等。放射线照射量因感光性树脂组成物的组成或感光性树脂层的膜厚等而异,例如使用超高压水银灯时,为100~10000mJ/cm2。又,放射线包含使光酸产生剂(C)活化的光线以产生酸。
曝光后,通过采用周知的方法对感光性树脂层加热来促进酸的扩散,在感光性树脂膜中经曝光的部分,使感光性树脂层的碱溶解性发生变化。
其次,通过将曝光后的感光性树脂层,依循现有方法进行显影,并将可溶的部分溶解、去除,而形成既定的光阻图案。此时,作为显影液,使用碱性水溶液。
作为显影液,可使用例如氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、硅酸钠、偏硅酸钠、氨水、乙胺、正丙胺、二乙胺、二正丙胺、三乙胺、甲基二乙胺、二甲基乙醇胺、三乙醇胺、氢氧化四甲铵、氢氧化四乙铵、吡咯、哌啶、1,8-二氮杂双环[5,4,0]-7-十一烯、1,5-二氮杂双环[4,3,0]-5-壬烷等碱类的水溶液。又,也可将对上述碱类的水溶液适量添加甲醇、乙醇等水溶性有机溶剂或界面活性剂而成的水溶液作为显影液使用。
显影时间是因感光性树脂组成物的组成或感光性树脂层的膜厚等而异,通常为1~30分钟。显影方法可为覆液法、浸渍法、桨式法、喷射显影法等任一种。
显影后,进行30~90秒的流水清洗,并利用空气喷枪、或烘箱等加以干燥。如此,即可制造在具有金属表面的基板的金属表面上具备作为铸模的光阻图案的附有铸模的基板。
<电镀成形体的制造方法>
通过对依上述方法所形成的附有铸模的基板的铸模中的非光阻部(以显影液去除的部分),通过电镀埋入金属等导体,可形成例如凸块或金属柱等连接端子之类的电镀成形体。此外,电镀处理方法不特别限制,可采用向来周知的各种方法。作为电镀液,尤其适合使用镀焊料、铜电镀、金电镀、镍电镀液。残余的铸模,最终依循常用方法使用剥离液等加以去除。
根据上述方法,即形成可抑制钻蚀,同时作为铸模的光阻图案。通过使用如此制成的具备可抑制钻蚀的铸模的基板,可制造与基板的密接性优良的电镀成形体。
以下将列举实施例详细说明本发明,但本发明并不局限于这些实施例所揭示的内容。
<实施例>
树脂(A)的合成例
以下说明树脂(A)的合成例A-1至A-10:
合成例A-1
在一容积1000毫升的四颈锥瓶上设置氮气导入口、搅拌器、加热器、冷凝管及温度计。然后,加入50重量份的二乙二醇二甲醚,并将油浴温度升温至70℃。接着,将15重量份的由式(A-1-26)所示的化合物(简称为(a11))、10重量份的甲基丙烯酸(简称为(a41))、10重量份的甲基丙烯酸-2-羟基乙酯(简称为(a43))、35重量份的甲基丙烯酸异冰片酯(简称为(a44))、30重量份的甲基丙烯酸苄酯(简称为(a46))以及3.5重量份的2,2’-偶氮双-2-甲基丁腈(简称为AMBN)加入四颈锥瓶中,并缓慢搅拌上述混合溶液。整个聚合过程的反应温度维持在70℃,聚合时间持续6小时,聚合完成后,将聚合产物自四颈锥瓶中取出,并把溶剂脱去,便可得树脂(A-1)。
合成例A-2至A-10
合成例A-2至A-10是以与合成例A-1相同的步骤来制备树脂(A-2)至(A-10),不同的地方在于:改变反应温度、反应时间、成份的种类及使用量,且详载于表1。
另外,以下合成例A-1至A-10中的简称所对应的化合物如下所示。
[表1]
酚醛清漆树脂(B)的合成例
以下说明酚醛清漆树脂(B)的合成例B-1-1至B-1-3、B-2-1至B-2-2:
合成例B-1-1
在一容积1000毫升的四颈锥瓶上设置氮气入口、搅拌器、加热器、冷凝管及温度计,导入氮气后添加间-甲酚64.89g(0.6摩尔)、对-甲酚43.26g(0.4摩尔)、醋酸锰0.5g(0.0028摩尔)及37重量%的甲醛水溶液48.70g(0.6摩尔),缓慢搅拌并聚合3小时。然后,加入水杨酸1.38g(0.01摩尔)将pH值调整至3.5,并于300mmHg的压力下进行减压干燥30分钟。接着,将反应溶液缓慢升温至150℃,以脱除溶剂,即可制得高邻位酚醛清漆树脂(B-1-1)。
所得的高邻位酚醛清漆树脂(B-1-1)以碳核磁共振(13C-NMR)量测亚甲基的键结数,并以下述酚醛清漆树脂的亚甲基键结于邻位-邻位的比例的评价方式计算其比例为18%。
合成例B-1-2
在一容积1000毫升的四颈锥瓶上设置氮气入口、搅拌器、加热器、冷凝管及温度计,导入氮气后添加邻-甲酚5.40g(0.05摩尔)、间-甲酚64.89g(0.6摩尔)、对-甲酚37.86g(0.35摩尔)、醋酸锰0.5g(0.0028摩尔)及37重量%的甲醛水溶液52.75g(0.65摩尔),缓慢搅拌并聚合3小时。然后,加入水杨酸1.10g(0.008摩尔)将pH值调整至4.0,并于300mmHg的压力下进行减压干燥30分钟。接着,将反应溶液缓慢升温至150℃,以脱除溶剂,即可制得高邻位酚醛清漆树脂(B-1-2)。
所得的高邻位酚醛清漆树脂(B-1-2)以碳核磁共振(13C-NMR)量测亚甲基的键结数,并以下述酚醛清漆树脂的亚甲基键结于邻位-邻位的比例的评价方式计算其比例为20%。
合成例B-1-3
在一容积1000毫升的四颈锥瓶上设置氮气入口、搅拌器、加热器、冷凝管及温度计,导入氮气后添加间-甲酚64.89g(0.6摩尔)、对-甲酚43.26g(0.4摩尔)、醋酸锰0.5g(0.0028摩尔)及37重量%的甲醛水溶液56.82g(0.7摩尔),缓慢搅拌并聚合3小时。然后,加入苯甲酸0.37g(0.003摩尔)将pH值调整至4.8,并于300mmHg的压力下进行减压干燥30分钟后,加入硫酸二甲酯0.03g(0.0002摩尔)。接着,将反应溶液缓慢升温至150℃,以脱除溶剂,即可制得高邻位酚醛清漆树脂(B-1-3)。
所得的高邻位酚醛清漆树脂(B-1-3)以碳核磁共振(13C-NMR)量测亚甲基的键结数,并以下述酚醛清漆树脂的亚甲基键结于邻位-邻位的比例的评价方式计算其比例为25%。
合成例B-2-1
在一容积1000毫升的四颈锥瓶上设置氮气入口、搅拌器、加热器、冷凝管及温度计,导入氮气后添加间-甲酚64.89g(0.6摩尔)、对-甲酚43.26g(0.4摩尔)、草酸1.80g(0.02摩尔)及37重量%的甲醛水溶液48.70g(0.6摩尔),缓慢搅拌并聚合3小时。然后,将反应溶液升温至150℃,以脱除溶剂,即可制得酚醛清漆树脂(B-2-1)。
所得的酚醛清漆树脂(B-2-1)以碳核磁共振(13C-NMR)量测亚甲基的键结数,并以下述酚醛清漆树脂的亚甲基键结于邻位-邻位的比例的评价方式计算其比例为16%。
合成例B-2-2
在一容积1000毫升的四颈锥瓶上设置氮气入口、搅拌器、加热器、冷凝管及温度计,导入氮气后添加间-甲酚64.89g(0.6摩尔)、对-甲酚32.45g(0.3摩尔)、2,5-二甲苯酚12.22g(0.1摩尔)、草酸0.90g(0.01摩尔)及37重量%的甲醛水溶液44.64g(0.55摩尔),缓慢搅拌并聚合3小时。然后,将反应溶液升温至150℃,以脱除溶剂,即可制得酚醛清漆树脂(B-2-2)。
所得的酚醛清漆树脂(B-2-2)以碳核磁共振(13C-NMR)量测亚甲基的键结数,并以下述酚醛清漆树脂的亚甲基键结于邻位-邻位的比例的评价方式计算其比例为14%。
化学增幅型正型感光性树脂组成物的实施例
以下说明化学增幅型正型感光性树脂组成物的实施例1至实施例14、以及比较例1至比较例4:
实施例1
将前述合成例A-1所得的100重量份的树脂(A-1)、合成例B-1-1所得的35重量份的高邻位酚醛清漆树脂(B-1-1)、0.2重量份的光酸产生剂C-1(以下简称C-1)以及0.3重量份的2,4-双(三氯甲基)-6-胡椒基-1,3,5-三嗪(以下简称C-2),加入30重量份的丙二醇甲醚醋酸酯(以下简称D-1)后,以摇动式搅拌器,加以溶解混合,即可调制而得化学增幅型正型感光性树脂组成物,所述化学增幅型正型感光性树脂组成物以下述的各测定评价方式进行评价,所得结果如表2所示。
实施例2至实施例14
实施例2至实施例14是使用与实施例1的化学增幅型正型感光性树脂组成物制作方法相同的操作方法,不同之处在于实施例2至实施例14是改变化学增幅型正型感光性树脂组成物中原料的种类及使用量,其配方及下列的评价结果如表2及表3所示。
比较例1至比较例4
比较例1至比较例4是使用与实施例1的化学增幅型正型感光性树脂组成物制作方法相同的操作方法,不同之处在于比较例1至比较例4是改变化学增幅型正型感光性树脂组成物中原料的种类及使用量,其配方及下列的评价结果如表3所示。
表2及表3中标号所对应的化合物如下所示。
[表2]
[表3]
评价方式
a.酚醛清漆树脂的亚甲基邻位-邻位键结比例
使用碳核磁共振(13C-NMR)(Bruker公司制造,型号AV400)测量酚醛清漆树脂的亚甲基键结量,并根据下式计算该酚醛清漆树脂中邻位-邻位键结比例。
邻位-邻位键结比例(%)={(邻位-邻位键)/[(邻位-邻位键)+(邻位-对位键)+(对位-对位键)]}×100%
邻位-邻位键:该亚甲基于邻位-邻位的键结数。
邻位-对位键:该亚甲基于邻位-对位的键结数。
对位-对位键:该亚甲基于对位-对位的键结数。
b.感度
将实施例及比较例的化学增幅型正型感光性树脂组成物,利用旋转涂布机涂布于6吋的铜基板上,形成膜厚50μm的感光性树脂层。其后,将所述感光性树脂层在110℃下进行6分钟预烘烤。预烘烤后,利用直径60μm的孔图案的遮罩、及曝光装置Titan 2(Ultratech公司制),以g线、h线以及i线进行图案曝光并阶段性地变化曝光量。接着,将基板载置于加热板上,在100℃下进行3分钟的曝光后加热(PEB)。其后,对感光性树脂层滴下2.38%氢氧化四甲铵(TMAH)水溶液,在23℃下放置60秒,予以重复4次进行显影。其后,进行流水清洗,再吹洒氮气而得到具有直径50μm的接触孔图案的厚膜光阻图案。
然后,求取未看出有图案残渣的曝光量,也即供形成厚膜光阻图案所需的最低曝光量,作为感度的指标。评价标准如下:
◎:曝光量<100mJ/cm2
○:100mJ/cm2≦曝光量<150mJ/cm2
△:150mJ/cm2≦曝光量<200mJ/cm2
╳:曝光量≧200mJ/cm2
c.矩形性
请参照图1,图1为量测光阻图案的矩形性的示意图。涂布于基板100的感光性树脂层经过上述曝光、显影步骤后,形成具有光阻部122与非光阻部124的光阻图案120。针对上述最佳曝光量的光阻图案的断面形状进行观察,量测底部宽度Lb以及顶部宽度Lt的值,并计算出Lt/Lb值作为矩形性的指标。评价标准如下:
◎:0.9<Lt/Lb<1.1
○:0.85<Lt/Lb≦0.9;1.1≦Lt/Lb<1.15
△:0.75<Lt/Lb≦0.85;1.15≦Lt/Lb<1.25
╳:Lt/Lb<0.75;Lt/Lb>1.25
评价结果
由表2、表3得知,与含有高邻位酚醛清漆树脂(B-1)的化学增幅型正型感光性树脂组成物(实施例1-14)相比,未含有高邻位酚醛清漆树脂(B-1)的化学增幅型正型感光性树脂组成物(比较例2-4)的矩形性不佳;与含有树脂(A)的化学增幅型正型感光性树脂组成物(实施例1-14)相比,未含有树脂(A)的化学增幅型正型感光性树脂组成物(比较例1、4)的感度不佳。
同时,当用于树脂(A)的共聚合的单体混合物中,含有具有由式(A-1)所示结构的单体(a1)(实施例1-7)时,其矩形性表现更佳。此外,当单体混合物中更包括含有环状醚基的单体(a2)(实施例2-8)时,其感度表现更佳。
另外,当化学增幅型正型感光性树脂组成物中含有硫醇化合物(E)(实施例2-4、6、8、12、13)时,其矩形性表现也更佳。
另外,当化学增幅型正型感光性树脂组成物中含有蒽类化合物(F)(实施例2、3、6-8、13、14)时,其感度表现也更佳。
综上所述,本发明的化学增幅型正型感光性树脂组成物因含有具有18%至25%的亚甲基键结于邻位-邻位上的高邻位酚醛清漆树脂(B-1),故能够改善矩形性不佳的问题。
另一方面,若本发明的化学增幅型正型感光性树脂组成物中的树脂(A)由包含特定单体的单体混合物共聚合而得、或者本发明的化学增幅型正型感光性树脂组成物中更含有硫醇化合物(E)时,所制得的光阻图案将能够进一步获得更佳的矩形性。
另外,若本发明的化学增幅型正型感光性树脂组成物中的树脂(A)由包含特定单体(a2)的单体混合物共聚合而得、或者本发明的化学增幅型正型感光性树脂组成物中更含有蒽类化合物(F)时,所制得的光阻图案将能够进一步获得更佳的感度。
虽然本发明已以实施例揭示如上,然其并非用以限定本发明,任何所属技术领域中技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的更改与润饰,故本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。
Claims (13)
1.一种化学增幅型正型感光性树脂组成物,包括:
树脂(A),所述树脂(A)是由单体混合物共聚合而得,且含有酸解离性保护基;
酚醛清漆树脂(B);
光酸产生剂(C);以及
溶剂(D),
所述酚醛清漆树脂(B)包括高邻位酚醛清漆树脂(B-1),且所述高邻位酚醛清漆树脂(B-1)具有18%至25%的亚甲基键结于邻位-邻位上。
2.根据权利要求1所述的化学增幅型正型感光性树脂组成物,其中所述单体混合物包括单体(a1),所述单体(a1)具有由下述式(A-1)所示的结构:
式(A-1)中,L1表示氢原子、碳原子数为1至6的直链状或者分支状的烷基、氟原子、或碳原子数为1至6的直链状或者分支状的氟化烷基;L2、L3、L4分别独立表示碳原子数为1至6的直链状或者分支状的烷基、或碳原子数为1至6的直链状或者分支状的氟烷基,或者L3、L4彼此键结而共同形成碳原子数为5至20的烃环。
3.根据权利要求1所述的化学增幅型正型感光性树脂组成物,其中所述单体混合物包括单体(a2),所述单体(a2)含有环状醚基。
4.根据权利要求1所述的化学增幅型正型感光性树脂组成物,其中更包括硫醇化合物(E),所述硫醇化合物(E)具有下述式(E-1)所示的结构:
式(E-1)中,R1、R2各自独立表示氢原子或碳原子数为1至4的烷基,R3表示单键或碳原子数为1至10的亚烷基,R4表示u价有机基团;u表示2至6的整数。
5.根据权利要求1所述的化学增幅型正型感光性树脂组成物,其中更包括蒽类化合物(F)。
6.根据权利要求1所述的化学增幅型正型感光性树脂组成物,其中基于所述树脂(A)的总使用量为100重量份,所述酚醛清漆树脂(B)的含量为20重量份至150重量份,所述光酸产生剂(C)的含量为0.5重量份至5重量份,所述溶剂(D)的含量为30重量份至360重量份。
7.根据权利要求1所述的化学增幅型正型感光性树脂组成物,其中基于所述树脂(A)的总使用量为100重量份,所述高邻位酚醛清漆树脂(B-1)的含量为20重量份至120重量份。
8.根据权利要求2所述的化学增幅型正型感光性树脂组成物,其中基于所述单体混合物的总使用量为100重量份,所述单体(a1)的含量为10重量份至60重量份。
9.根据权利要求3所述的化学增幅型正型感光性树脂组成物,其中基于所述单体混合物的总使用量为100重量份,所述单体(a2)的含量为5重量份至30重量份。
10.根据权利要求4所述的化学增幅型正型感光性树脂组成物,其中基于所述树脂(A)的总使用量为100重量份,所述硫醇化合物(E)的含量为0.3重量份至3重量份。
11.根据权利要求5所述的化学增幅型正型感光性树脂组成物,其中基于所述树脂(A)的总使用量为100重量份,所述蒽类化合物(F)的含量为0.2重量份至1.5重量份。
12.一种附有铸模的基板的制造方法,包括:
积层步骤,在具有金属表面的基板的所述金属表面上,积层由根据权利要求1至11中任一项所述的化学增幅型正型感光性树脂组成物所构成的感光性树脂层;
曝光步骤,对所述感光性树脂层照射活性光线或放射线;以及
显影步骤,对曝光后的所述感光性树脂层进行显影,而作成用以形成电镀成形体的铸模。
13.一种电镀成形体的制造方法,包括:
对通过根据权利要求12所述的附有铸模的基板的制造方法所制造的附有铸模的基板实施电镀,而于所述铸模内形成电镀成形体的步骤。
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