CN109799680B - 化学增幅型正型感光性树脂组成物及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供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。化学增幅型正型感光性树脂组成物包括树脂(A)、酚醛清漆树脂(B)、光酸产生剂(C)和溶剂(D),其中树脂(A)包含树脂(A‑1)和树脂(A‑2),树脂(A‑1)是由第一混合物反应而得,第一混合物包括单体(a‑1‑1)及单体(a‑1‑2),单体(a‑1‑1)含有如式(a‑1‑1a)的结构:单体(a‑1‑2)含有环状醚基。树脂(A‑2)是由第二混合物反应而得,第二混合物包括单体(a‑2‑1),单体(a‑2‑1)含有聚氧伸烷基链。化学增幅型正型感光性树脂组成物具有良好的感度,且其所形成的光阻图案具有良好的矩形性。
Description
技术领域
本发明是有关于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,且特别是有关于一种可用于形成良好矩形性的光阻图案的感度佳的化学增幅型正型感光性树脂组成物、由上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,以及由上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,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延伸的再配线与组装端子的金属柱等,高精密度地配置于基板上,以作为连接端子。
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借由放射线照射(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,是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、显像,形成作为模板使用的光阻图案,其中选择性地去除(剥离)预定要形成凸块或金属柱的部分。其后,借由镀敷在该去除的部分(非光阻部)中埋入铜等的导体后,再去除其周围的光阻图案,可形成凸块或金属柱。
然而,上述所记载的增幅型正型感光性树脂组成物,其感度及所形成的光阻图案的矩形性无法为业者所接受。因此,如何提供一种感度佳且可形成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。
发明内容
因此,本发明的一个态样提供一种化学增幅型正型感光性树脂组成物,其改善感度及所形成的光阻图案的矩形性。
本发明的另一个态样提供一种附有铸模的基板的制造方法,其使用前述的化学增幅型正型感光性树脂组成物,作成用以形成电镀成形体的铸模。
本发明的又一个态样提供一种电镀成形体的制造方法,其对附有前述铸模的基板进行电镀,以在铸模内形成电镀成形体。
根据本发明的上述态样,首先提供一种化学增幅型正型感光性树脂组成物,其至少包括树脂(A)、酚醛清漆树脂(B)、光酸产生剂(C)和溶剂(D),以下分述之。
树脂(A)
本发明的树脂(A)包括树脂(A-1)与树脂(A-2)。
树脂(A-1)
本发明的树脂(A-1)是由一第一混合物反应而得,该第一混合物包括单体(a-1-1)及单体(a-1-2)。在一实施例中,单体(a-1-1)包含如下式(a-1-1a)的构造:
在式(a-1-1a)中,R1a为氢原子或甲基,R2a为低级烷基,以及X3a和所键结的碳原子共同形成碳数5至20的烃环。
在上式(a-1-1a)中,R2a表示的低级烷基为直链状或支链状,R2a例如为甲基、乙基、n-丙基、异丙基、n-丁基、异丁基、第二丁基、第三丁基、各种戊基等的基团。若为达到高对比度、高解析度、聚焦深度等的优点,又以碳数为2至4的低级烷基为较佳。
再者,X3a与所键结的碳原子形成碳数为5至20的单环型或多环型的烃环。单环型烃环可例如为环戊烷、环己烷、环庚烷、环辛烷等。多环型烃环可例如为二环型烃环、三环型烃环、四环型烃环等。具体而言,多环型烃环可例如为金刚烷、降冰片烷、异冰片烷、三环癸烷、四环十二烷等。在上述的X3a与所键结的碳原子形成碳数为5至20的烃环的例子中,又以环己烷环和金刚烷环为较佳。
单体(a-1-1)的具体例子可如下式(a-1-1b)至式(a-1-1g)所示的化合物。
单体(a-1-1)可单一使用或混合二种以上使用。
基于第一混合物的使用量为100重量份,单体(a-1-1)的使用量为10重量份至50重量份,较佳为10重量份至45重量份,更佳为10重量份至40重量份为更佳。
当未使用单体(a-1-1)时,化学增幅型正型感光性树脂组成物的感度不佳且所形成的光阻图案的矩形性差。
本发明的单体(a-1-2)含有环状醚基,其可列举(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员环类;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员环类;(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-methyl-2-ethyl-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)等的五员环类;(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员环类。其中,较佳为具四员环或四员环以上的环状醚基丙烯酸酯是单体,更佳为具五员环或五员环以上的环状醚基丙烯酸酯是单体。
单体(a-1-2)可单独一种使用或者混合多种使用。
基于第一混合物的使用量为100重量份,单体(a-1-2)的使用量为3重量份至20重量份,较佳为5重量份至20重量份,更佳为5重量份至15重量份。
当未使用单体(a-1-2)时,化学增幅型正型感光性树脂组成物的感度不佳且所形成的光阻图案的矩形性差。
在本发明的第一混合物中,只要不影响本发明的效果,可进一步包含其他单体(a-1-3)。其他单体(a-1-3)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、(甲基)丙烯酸第三丁酯等(甲基)丙烯酸烷基酯类;1-乙氧基(甲基)丙烯酸乙酯、1-甲氧基(甲基)丙烯酸丙酯等(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯;2-金刚烷基(甲基)丙烯酸酯(2-adamantyl(meth)acrylate)、2-甲基-2-金刚烷基(甲基)丙烯酸酯(2-methyl-2-adamantyl(meth)acrylate)、2-乙基-2-金刚烷基(甲基)丙烯酸酯(2-ethyl-2-adamantyl(meth)acrylate)、2-丁基-2-金刚烷基(甲基)丙烯酸酯(2-butyl-2-adamantyl(meth)acrylate)、2-丙烯酸-2-甲基-1-甲基-1-三环[3,3,1,13.7]癸-2-基乙基酯(2-propenoicacid,2-methyl-,1-methyl-1-tricyclo[3.3.1.13’7]dec-2-ylethyl ester)等含金刚烷基的(甲基)丙烯酸酯;(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(甲基)丙烯酸环氧基酯类;(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苯甲酯等(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。
基于第一混合物的使用量为100重量份,其他单体(a-1-3)的使用量为30重量份至87重量份,较佳为35重量份至85重量份,更佳为45重量份至85重量份为更佳。
树脂(A-1)的重量平均分子量为5,000至30,000;较佳为6,000至25,000;更佳为7,000至20,000。
树脂(A-2)
本发明的树脂(A-2)是由第二混合物反应而得,该第二混合物包括单体(a-2-1),或可进一步包含单体(a-2-2)。
本发明的单体(a-2-1)含有聚氧伸烷基链,其可列举下述具体例,但并不限制于这些具体例:环氧乙烷(以下简称EO)改质的丙烯酸苯甲酚酯(商品名:ARONIX TO-901)、EO改质的丙烯酸十二烷酯(商品名:ARONIX TO-950)、EO改质的丙烯酸十三烷酯(商品名:ARONIXTO-951)、丙烯酸(2-乙基己基-聚乙二醇)酯(商品名:ARONIX TO-946~TO-949),以上为东亚合成股份有限公司所制造;丙烯酸(乙基-二乙二醇)酯(商品名:Light Acrylate EC-A)、丙烯酸(甲氧基-三乙二醇)酯(商品名:Light Acrylate MTG-A)、丙烯酸(甲氧基-聚乙二醇)酯(商品名:Light Acrylate 130A)、丙烯酸(苯氧基-聚乙二醇)酯(商品名:LightAcrylate P-200A)、丙烯酸(壬基苯基-聚氧乙基链附加物)酯(商品名:Light AcrylateNP-4EA、NP-8EA),以上为共荣社化学股份有限公司所制造;丙烯酸聚乙二醇酯(商品名:BLEMMER AE-350)、甲基丙烯酸聚乙二醇酯(商品名:BLEMMER PE-90、PE-200、PE-350)、丙烯酸(甲氧基-聚乙二醇)酯(商品名:BLEMMER AME-400)、甲基丙烯酸(甲氧基-聚乙二醇)酯(商品名:BLEMMER PME-100、PME-200、PME-400)、甲基丙烯酸聚丙二醇酯(商品名:BLEMMERPP-500、PP-800)、甲基丙烯酸(聚乙二醇-聚丙二醇)酯(商品名:BLEMMER 70PEP-370B)、甲基丙烯酸(聚乙二醇-聚丁二醇)酯(商品名:BLEMMER 50PET-800)、甲基丙烯酸(辛氧基-聚乙二醇-聚丙二醇)酯(商品名:BLEMMER 50POEP-800B、50AOEP-800B),以上为日本油脂股份有限公司所制造;甲基丙烯酸(甲氧基-二乙二醇)酯(商品名:NK Ester M-20G、M-40G、M-90G)、以及丙烯酸(苯氧基-二乙二醇)酯(商品名:NK Ester AMP-20G),以上为新中村化学工业股份有限公司所制造。
基于第二混合物的使用量为100重量份,单体(a-2-1)的使用量为5重量份至50重量份,较佳为5重量份至40重量份,更佳为10重量份至40重量份。
当未使用单体(a-2-1)时,化学增幅型正型感光性树脂组成物的感度不佳且所形成的光阻图案的矩形性差。
本发明的单体(a-2-2)含有如式(a-2-2a)的结构:
在式(a-2-2a)中,R1b各自独立表示氢原子、-CH3、-CF3或-CH2OH。R2b表示烷基(碳数为1至8者较佳)、环烷基(碳数为3至8者较佳)或芳基(碳数为6至20者较佳)。R3b至R12b各自独立表示氢原子或含有或者未含有杂原子的1价的烃基(碳数为1至15者较佳),或R3b至R12b中的二者以上互相形成环。在互相形成环时,R3b至R12b表示含有或未含有杂原子的2价烃基(碳数为1至15者较佳)。R3b至R12b表示键结于邻接的碳者彼此可不介于任何物而键结,也可形成双键。T表示单键或2价的连接基。T的2价连接基为伸烷基(碳数为1至10者为较佳,更佳为碳数为1至5)、-COO-Rt-基、-O-Rt-基,且Rt为伸烷基(碳数为1至10者为较佳,更佳为碳数为1至5)或环伸烷基(碳数为3至10者为较佳)。
R2b表示烷基、环烷基或芳基。R2b的烷基和环烷基可例如为甲基、乙基、丙基、异丙基、n-丁基、第二丁基、第三丁基、第三戊基、n-戊基、n-己基、环戊基、环己基、环戊基甲基、环戊基乙基、环己基甲基、环己基乙基等。所述芳基可例如为苯基、甲基苯基、萘基、蒽基、菲基、芘基等。
R3b至R12b各自独立表示氢原子或含有或者未含有杂原子的1价的烃基(碳数为1至15者较佳)时,其可例如为甲基、乙基、丙基、异丙基、n-丁基、第二丁基、第三丁基、第三戊基、n-戊基、n-己基、n-辛基、n-壬基、n-癸基、环戊基、环己基、环戊基甲基、环戊基乙基、环戊基丁基、环己基甲基、环己基乙基、环己基丁基等的烷基及环烷基,而上述基团的一部分氢原子可由羟基、烷氧基、羧酸基、烷氧羰基、侧氧(oxo)基、胺基、烷胺基、腈基、硫醇基、烷硫基、磺基等基团取代。
R3b至R12b也可互相形成环(例如:R3b和R4b、R5b和R7b、R5b和R8b、R6b和R8b、R6b和R12b、R7b和R11b、R9b和R10b、R10b和R11b等),此时,R3b至R12b表示含有或未含有杂原子的2价烃基(碳数为1至15者较佳),其可例如为从上述1价的烃基的例子中去除1个氢原子者。再者,R3b至R12b表示键结于邻接的碳者彼此可不介于任何物而键结,也可形成双键(例如R3b和R12b、R9b和R12b、R5b和R7b等)。
单体(a-2-2)的具体例子如下式(a-2-2-1)至式(a-2-2-26)所示。特别说明的是,可例如使用日本公开号2000-336121一案所载的公知方法,合成下式(a-2-2-1)至式(a-2-2-26)的化合物。
在上式(a-2-2a)的具体例中,又以由R5b和R7b键结而形成的具有下式(a-2-2b)的结构的降冰片烷环为较佳。
在式(a-2-2b)中,R1b各自独立表示氢原子、-CH3、-CF3或-CH2OH。R2b表示烷基(碳数为1至8者较佳)、环烷基(碳数为3至8者较佳)或芳基(碳数为6至20者较佳)。R3b、R4b、R6b、R8b至R18b各自独立表示氢原子或含有或者未含有杂原子的1价的烃基(碳数为1至15者较佳),或R3b、R4b、R6b、R8b至R18b中的二者以上互相形成环。在互相形成环时,R3b、R4b、R6b、R8b至R18b表示含有或未含有杂原子的2价烃基(碳数为1至15者较佳)。R3b、R4b、R6b、R8b至R18b表示键结于邻接的碳者彼此可不介于任何物而键结,也可形成双键。T表示单键或2价的连接基。T的2价连接基为伸烷基(碳数为1至10者为较佳,更佳为碳数为1至5)、-COO-Rt-基、-O-Rt-基,且Rt为伸烷基(碳数为1至10者为较佳,更佳为碳数为1至5)或环伸烷基(碳数为3至10者为较佳)。
基于第二混合物的使用量为100重量份,单体(a-2-2)的使用量为3重量份至20重量份,较佳为3重量份至15重量份,更佳为5重量份至15重量份。
当第二混合物含有单体(a-2-2)时,由化学增幅型正型感光性树脂组成物所形成的光阻图案的矩形性较佳。
在本发明的第二混合物中,只要不影响本发明的效果,可进一步包含其他单体(a-2-3)。其他单体(a-2-3)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、(甲基)丙烯酸第三丁酯等(甲基)丙烯酸烷基酯类;1-乙氧基(甲基)丙烯酸乙酯、1-甲氧基(甲基)丙烯酸丙酯等(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯;2-金刚烷基(甲基)丙烯酸酯(2-adamantyl(meth)acrylate)、2-甲基-2-金刚烷基(甲基)丙烯酸酯(2-methyl-2-adamantyl(meth)acrylate)、2-乙基-2-金刚烷基(甲基)丙烯酸酯(2-ethyl-2-adamantyl(meth)acrylate)、2-丁基-2-金刚烷基(甲基)丙烯酸酯(2-butyl-2-adamantyl(meth)acrylate)、2-丙烯酸-2-甲基-1-甲基-1-三环[3,3,1,13.7]癸-2-基乙基酯(2-propenoicacid,2-methyl-,1-methyl-1-tricyclo[3.3.1.13,7]dec-2-ylethyl ester)等含金刚烷基的(甲基)丙烯酸酯类;(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-环氧环己基甲酯等丙烯酸环氧基酯类;(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苯甲酯等(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。
基于第二混合物的使用量为100重量份,其他单体(a-2-3)的使用量为30重量份至92重量份,较佳为45重量份至92重量份,更佳为45重量份至85重量份为更佳。
树脂(A-2)的重量平均分子量为5,000至30,000;较佳为6,000至25,000;更佳为7,000至20,000。
基于树脂(A)的使用量为100重量份,树脂(A-1)的使用量为60重量份至90重量份,较佳为60重量份至85重量份,更佳为60重量份至80重量份;树脂(A-2)的使用量为10重量份至40重量份,较佳为15重量份至40重量份,更佳为20重量份至40重量份。
当树脂(A-1)与树脂(A-2)的使用量在上述范围内,由化学增幅型正型感光性树脂组成物所形成的光阻图案的矩形性较佳。
制备树脂(A-1)及/或树脂(A-2)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 glycoldimethyl 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 etheracetate)、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-1)及/或树脂(A-2)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-1)及/或树脂(A-2)时的反应温度为40~120度,聚合时间为3~12小时。
酚醛清漆树脂(B)
酚醛清漆树脂(B)是由醛类化合物与芳香族羟基化合物,在酸性触媒的存在下经聚缩合反应而得。
前述醛类化合物的具体例,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(terephthal aldehyde)、苯乙醛、α-苯基丙醛、β-苯基丙醛、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、肉桂醛等。前述醛类化合物可单独一种使用或混合多种使用。较佳地,醛类化合物可为甲醛或苯甲醛。
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)、邻-甲酚(o-cresol)等甲酚(cresol)类化合物;2,3-二甲苯酚、2,5-二甲苯酚、3,5-二甲苯酚、3,4-二甲苯酚等二甲酚(xylenol)类化合物;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、6-第三丁基-3-甲基苯酚等烷基苯酚(alkyl phenol)类化合物;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、间-丙氧基苯酚等烷氧基苯酚(alkoxy phenol)类化合物;邻-异丙烯基苯酚、对-异丙烯基苯酚、2-甲基-4-异丙烯基苯酚、2-乙基-4-异丙烯基苯酚等异丙烯基苯酚(isopropenyl phenol)类化合物;苯基苯酚(phenyl phenol)的芳基苯酚(aryl phenol)类化合物;4,4'-二羟基联苯、双酚A、间-苯二酚(resorcinol)、对-苯二酚(hydroquinone)、1,2,3-苯三酚(pyrogallol)等多羟基苯(polyhydroxyphenol)类化合物。芳香族羟基化合物可单独一种使用或混合多种使用。
较佳地,芳香族羟基化合物可为3,5-二甲苯酚、3,4-二甲苯酚、2,5-二甲苯酚、邻-甲酚、间-甲酚或对-甲酚。
前述酸性触媒的具体例,如:盐酸、硫酸、甲酸、醋酸、草酸或对甲苯磺酸等。
酚醛清漆树脂(B)可单独一种使用或混合多种使用。基于树脂(A)的使用量为100重量份,酚醛清漆树脂(B)的使用量为20重量份至180重量份,较佳为25重量份至160重量份,更佳为30重量份至140重量份。
酚醛清漆树脂(B)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。
光酸产生剂(C)
光酸产生剂(C)是借由光化射线或放射线的照射而产生酸的化合物,只要为可借由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,表示碳数为6至30的芳基、碳数为4至30的杂环基、碳数为1至30的烷基、碳数为2至30的烯基、或碳数为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、伸烷氧基、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-、碳数为1至3的伸烷基、或者伸苯基键结而形成包含X1的环结构。W2为碳数为1至5的烷基或碳数为6至10的芳基。
X2为下述式(C-1a)所示的结构:
式(C-1a)中,X4表示碳数为1至8的伸烷基、碳数为6至20的伸芳基、或碳数为8至20的2价杂基,X4可经由碳数为1至8的烷基、碳数为1至8的烷氧基、碳数为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-、碳数为1至3的伸烷基、或伸苯基。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是与前述定义相同。
(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、下述式(C-1c)所示的硼酸根阴离子、下式(C-1d)的阴离子或下式(C-1e)的阴离子:
[(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。
R1dSO3 - 式(C-1d)
式(C-1d)所代表的阴离子可例如为三氟甲磺酸阴离子、五氟乙磺酸阴离子、七氟丙磺酸阴离子、九氟丁磺酸阴离子、五氟苯磺酸阴离子、对-甲苯磺酸阴离子、苯磺酸阴离子、萘磺酸阴离子、蒽磺酸阴离子、樟脑磺酸阴离子、甲磺酸阴离子、乙磺酸阴离子、丙磺酸阴离子及丁磺酸阴离子。其中,较佳为三氟甲磺酸阴离子、九氟丁磺酸阴离子、苯磺酸阴离子或对-甲苯磺酸阴离子。
(R2dSO2)3C- 式(C-1e)
式(C-1e)所示的阴离子可例如为(CF3SO2)3C-、(C2F5SO2)3C-、(C3F7SO2)3C-或(C4F9SO2)3C-。
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-第三丁基苯甲酰基)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、4-异丁苯基(对甲苯基)錪或双(4-第三丁基苯基)碘鎓等。
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-1f)所示的锍离子:
式(C-1f)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-1f)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,较佳的碳数为1~8,更佳的碳数为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、第二丁基、第三丁基等分支烷基;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。此等亦可在环上具有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。该萘环亦可具有碳数为1至6的直链状或分支状的烷基、氢氧基、碳数为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),亦可为2价基(游离原子价为2)以上,较理想为1价基(惟,此时,是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数1至6的直链状或分支状的伸烷基,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、碳数为1至6的直链状或者分支状的烷氧基、或碳数为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数为1至6的直链状或者分支状的伸烷基。l及m分别独立表示0~2的整数,l+m为3以下。当W17存在多个时,彼等可彼此相同或相异。当W18存在多个时,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,其余为碳数为1至6的直链状或分支状的伸烷基,此等的末端可键结而呈环状。此时,上述2个伸烷基可包含硫原子而构成3至9员环。构成环的原子(含硫原子)的数目较佳为5至6。
又,作为上述伸烷基可具有的取代基,可举出氧原子(此时,与构成伸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、碳数为1至6的直链状或分支状的烷氧基、碳数为1至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,是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至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、或碳数为1至6的直链状或者分支状的烷氧基,y表示1至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,亦可使用下述式(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伸烷基,该伸烷基的碳数为2至6,较佳为3至5,更佳为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,该烷基的碳数为1至10,较佳为1至7,更佳为1至3。
Xa的伸烷基的碳数、或Ya、Za的烷基的碳数愈小则对有机溶剂的溶解性愈良好,因此较佳。
又,Xa的伸烷基或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。该伸烷基或烷基中的氟原子的比例,亦即氟化率较佳为70~100%,更佳为90~100%,最佳为所有氢原子经氟原子取代的全氟伸烷基或全氟烷基。
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(对第三丁基苯基)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、(对第三丁基苯基)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,亦可组合2种以上使用。又,基于树脂(A)的使用量为100重量份,光酸产生剂(C)的使用量为0.5重量份至4.5重量份,较佳为0.6重量份至4重量份,更佳为0.7重量份至3.5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;乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚等二醚类;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,亦可混合2种以上使用。
基于树脂(A)的使用量为100重量份,溶剂(D)的使用量为60重量份至800重量份,较佳为70重量份至500重量份,更佳为80重量份至400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,R1c、R2c各自独立表示氢原子或碳数为1至4的烷基,R3c表示单键或碳数为1至10的伸烷基,R4c表示u价有机基团;u表示2至6的整数。
当R1c、R2c为烷基时,该烷基可为直链状或分支链状,较佳为直链状。当R1c、R2c为烷基时,作为该烷基的碳数,较佳为1至4,特佳为1或2,更佳为1。作为R1c、R2c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R3c为伸烷基时,该伸烷基可为直链状或分支链状,较佳为直链状。当R3c为伸烷基时,作为该伸烷基的碳数,较佳为1至10,更佳为1至5,特佳为1或2,最佳为1。
R4c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至6价脂肪族基。作为R4c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。R4c所属的脂肪族基的结构可为直链状、分支链状或环状,亦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,R4c、u的定义与式(E-1)相同,R5c为氢原子或碳数为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)的使用量为100重量份,硫醇化合物(E)的使用量为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包含硫醇化合物(E)时,化学增幅型正型感光性树脂组成物的感度较佳。
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)的使用量为100重量份,蒽类化合物(F)的使用量为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含蒽类化合物(F)时,化学增幅型正型感光性树脂组成物的感度较佳。
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,亦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,亦可进一步含有接着助剂作为添加剂(G)。
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,亦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,为进行对显像液的溶解性的微调,亦可进一步含有酸、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。
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,亦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,亦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光化射线或放射线;及显像步骤,将曝光后的感光性树脂层进行显像,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、或在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。亦即,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,再借由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1至150μm,特佳为20至120μm,最佳为20至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至150℃,较佳为80至140℃且2至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)光化射线或放射线,例如波长为300至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、氩气激光等。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,例如使用超高压水银灯时,为100至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,借由将曝光后的感光性树脂层,依循现有习知方法进行显像,并将可溶的部分溶解、去除,而形成既定的光阻图案。此时,作为显像液,是使用碱性水溶液。
作为显像液,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,亦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像液使用。
显像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至30分钟。显像方法可为覆液法、浸渍法、桨式法、喷射显像法等任一种。
显像后,进行30至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
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(以显像液去除的部分),借由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的类的电镀成形体。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露的内容。
附图说明
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂,所附图式的详细说明如下:
[图1]为测量光阻图案的矩形性的示意图。
【符号说明】
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
树脂(A-1)的制备
合成例A-1-1
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10重量份的由式(a-1-1c)所示的化合物(简称为(a1-1-1))、3重量份的3-甲基丙烯酰氧甲基环氧丙烷(简称为(a1-2-1))、15重量份的甲基丙烯酸(简称为(a1-3-1))、60重量份的甲基丙烯酸苯酯(简称为(a1-3-3))、12重量份的甲基丙烯酸第三丁酯(简称为(a1-3-6))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-1-1)。
合成例A-1-2至合成例A-1-11
合成例A-1-2至A-1-11是以与合成例A-1-1相同的步骤来制备树脂(A-1-2)至(A-1-11),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。
树脂(A-2)的制备
合成例A-2-1
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5重量份的丙烯酸(乙基-二乙二醇)酯(简称为(a2-1-1))、15重量份的甲基丙烯酸(简称为(a2-3-1))、60重量份的甲基丙烯酸苯酯(简称为(a2-3-3))、20重量份的2-甲基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯(简称为(a2-3-5))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-2-1)。
合成例A-2-2至A-2-15
合成例A-2-2至A-2-15是以与合成例A-2-1相同的步骤来制备树脂(A-2-2)至(A-2-15),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2。
酚醛清漆树脂(B)的制备
合成例B-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0.40摩尔的间-甲酚、0.50摩尔的对-甲酚、0.10摩尔的3,4-二甲苯酚、0.65摩尔的甲醛以及0.2摩尔的草酸。缓慢搅拌使反应溶液升温至100℃,并在此温度下聚缩合6小时。然后,将反应溶液升温至180℃,并以10mmHg的压力进行减压干燥,将溶剂脱挥后即可得酚醛清漆树脂(B-1)。
合成例B-2至合成例B-6
合成例B-2至合成例B-6是以与合成例B-1相同的步骤来制备酚醛清漆树脂(B-2)至(B-6),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3。
化学增幅型正型感光性树脂组成物的制备
实施例1
将前述合成例所得的50重量份的树脂(A-1-1)、50重量份的树脂(A-2-1)、20重量份的酚醛清漆树脂(B-1)以及0.5重量份光酸产生剂C-1(以下简称C-1),加入60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4所示。
实施例2至实施例25
实施例2至实施例25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25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4所示。
比较例1至比较例9
比较例1至比较例9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9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5所示。
评价方式
1.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60μm径的孔图案的遮罩、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次进行显像。其后,进行流水清洗,再吹洒氮气而得到具有50μm径的接触孔图案的厚膜光阻图案。
◎:曝光量<100mJ/cm2
○:100mJ/cm2≦曝光量<150mJ/cm2
△:150mJ/cm2≦曝光量<200mJ/cm2
╳:曝光量≧200mJ/cm2。
2.矩形性:
请参照图1,图1为测量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,测量非光阻部124的底部宽度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或1.1≦Lt/Lb<1.15
△:0.75<Lt/Lb≦0.85或1.15≦Lt/Lb<1.25
╳:Lt/Lb<0.75或Lt/Lb>1.25。
如表4所示,当用来合成化学增幅型正型感光性树脂组成物的树脂(A-1)和树脂(A-2)的混合物分别含有特定单体(a-1-1)、单体(a-1-2)和单体(a-2-1)时,化学增幅型正型感光性树脂组成物的感度佳,且所形成的光阻图案也具有良好的矩形性。进一步而言,当合成树脂(A-2)的混合物含有单体(a-2-2)及/或树脂(A-1)与树脂(A-2)具有特定用量范围时,更可改善化学增幅型正型感光性树脂组成物所形成的光阻图案的矩形性。而组成物中使用硫醇化合物(E)及/或组成物中使用蒽类化合物(F),可进一步改善组成物的感度。
另一方面,如表5所示,倘若用来合成化学增幅型正型感光性树脂组成物的树脂(A-1)和树脂(A-2)的混合物未含有特定单体(a-1-1)、单体(a-1-2)和单体(a-2-1),则化学增幅型正型感光性树脂组成物的感度不佳且所形成的光阻图案的矩形性差。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明做任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
化合物 结构/名称
a1-1-1 式(a-1-1c)的化合物
a1-1-2 式(a-1-1d)的化合物
a1-1-3 式(a-1-1g)的化合物
a1-2-1 3-甲基丙烯酰氧甲基环氧丙烷(3-methacryloyloxy methyl oxetane)
a1-2-2 甲基丙烯酸四氢吡喃酯
a1-2-3 2-甲基丙烯酰氧甲基-3-苯基环氧丙烷(2-methacryloyloxymethyl-3-phenyl oxetane)
a1-2-4 丙烯酸四氢呋喃酯(tetrahydrofurfuryl acrylate)
a1-2-5 甲基丙烯酸-2-甲基四氢吡喃酯((tetrahydropyran-2-yl)methylmethacrylate)
a1-3-1 甲基丙烯酸(methacrylic acid)
a1-3-2 丙烯酸(acrylic acid)
a1-3-3 甲基丙烯酸苯酯(phenyl methacrylate)
a1-3-4 甲基丙烯酸-2-羟基乙酯(2-hydroxyethyl methacrylate)
a1-3-5 甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate)
a1-3-6 甲基丙烯酸第三丁酯(tert-butyl methacrylate)
Diglyme 二乙二醇二甲醚
PGMEA 丙二醇甲醚醋酸酯
AMBN 2,2’-偶氮双-2-甲基丁腈
ADVN 2,2’-偶氮双(2,-二甲基戊腈)
表4
表5
Claims (12)
1.一种化学增幅型正型感光性树脂组成物,其特征在于,包括:
树脂(A),包含树脂(A-1)与树脂(A-2);
酚醛清漆树脂(B);
光酸产生剂(C);以及
溶剂(D),
其中该树脂(A-1)是由一第一混合物反应而得,该第一混合物包括单体(a-1-1)及单体(a-1-2),
该单体(a-1-1)含有如式(a-1-1a)的结构:
在式(a-1-1a)中,R1a为氢原子或甲基,R2a为低级烷基,以及X3a和所键结的碳原子共同形成碳数5至20的烃环;及
该单体(a-1-2)含有环状醚基,且
其中,该树脂(A-2)是由一第二混合物反应而得,该第二混合物包括单体(a-2-1)及单体(a-2-2),且该单体(a-2-1)含有聚氧伸烷基链,该单体(a-2-2)含有如式(a-2-2a)的构造式:
在该式(a-2-2a)中,R1b各自独立表示氢原子、-CH3、-CF3或-CH2OH;R2b表示烷基、环烷基或芳基;R3b至R12b各自独立表示氢原子或含有或者未含有杂原子的1价的烃基,或互相形成环,其中在互相形成环时,R3b至R12b表示含有或未含有杂原子的2价烃基;R3b至R12b表示键结于邻接的碳者彼此能不介于任何物而键结,也能形成双键;T表示单键或2价的连接基;该T的该2价的连接基为伸烷基、-COO-Rt-基、-O-Rt-基,且Rt为伸烷基或环伸烷基。
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,其特征在于,更包括蒽类化合物(F)。
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,其特征在于,基于该树脂(A)的使用量为100重量份,该酚醛清漆树脂(B)的使用量为20重量份至180重量份,该光酸产生剂(C)的使用量为0.5重量份至4.5重量份,且该溶剂(D)的使用量为60重量份至800重量份。
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,其特征在于,基于该树脂(A)的使用量为100重量份,该树脂(A-1)的使用量为60重量份至90重量份,且该树脂(A-2)的使用量为10重量份至40重量份。
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,其特征在于,基于该第一混合物的使用量为100重量份,该单体(a-1-1)的使用量为10重量份至50重量份,该单体(a-1-2)的使用量为3重量份至20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,其特征在于,基于该第二混合物的使用量为100重量份,该单体(a-2-1)的使用量为5重量份至50重量份。
8.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,其特征在于,基于该第二混合物的使用量为100重量份,该单体(a-2-2)的使用量为3重量份至20重量份。
9.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,其特征在于,基于该树脂(A)的使用量为100重量份,该硫醇化合物(E)的使用量为0.3重量份至3重量份。
10.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,其特征在于,基于该树脂(A)的使用量为100重量份,该蒽类化合物(F)的使用量为0.2重量份至1.5重量份。
11.一种附有铸模的基板的制造方法,其特征在于,包括:
积层步骤,在具有金属表面的基板的该金属表面上,积层由如权利要求1至权利要求10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,对该感光性树脂层照射活性光线或放射线;以及
显影步骤,对曝光后的该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。
12.一种电镀成形体的制造方法,其特征在于,包括:
对借由如权利要求11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,而在该铸模内形成电镀成形体的步骤。
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