CN111247486A - 电路基板的制造方法及触摸面板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种电路基板的制造方法及触摸面板的制造方法,其依次包括:在导电层上形成正型感光性组合物层的工序;对上述正型感光性组合物层进行图案曝光的工序;对上述经图案曝光的正型感光性组合物层进行显影的工序;将上述经显影的正型感光性组合物层用作掩模,蚀刻导电层的工序;对上述经显影的正型感光性组合物层进行全面曝光的工序;及去除上述经全面曝光的正型感光性组合物层的工序。
Description
技术领域
本发明涉及一种电路基板的制造方法及触摸面板的制造方法。
背景技术
例如,在静电电容型输入装置等具备触摸面板的显示装置等(有机电致发光(EL)显示装置或液晶显示装置等)中,在触摸面板内部设置有相当于视觉辨认部的传感器的电极图案、边缘布线部分、引出布线部分的布线等电路布线。
这种形成图案化的电路布线时,从用于获得所需的图案形状的工序数少的理由而言,研究将干膜抗蚀剂用作感光性转印材料。
具体而言,广泛使用如下方法:使用干膜抗蚀剂,在基板上形成感光性组合物层(感光性组合物的层),通过经由具有图案的掩模等对上述感光性组合物层进行图案曝光,并对曝光后的感光性组合物层进行显影而获得抗蚀剂图案,然后,对基板进行蚀刻处理,由此形成电路布线。
例如,在日本特开2017-116611号公报中记载有一种正型感光性转印材料,其具有临时支承体及配置于上述临时支承体上的正型感光性树脂层,该正型感光性树脂层包含:聚合物,包含由下述式A表示的构成单元且重均分子量为100000以下;增塑剂,重均分子量小于包含上述由式A表示的构成单元的聚合物;及光产酸剂。
[化学式1]
式A中,R31及R32分别独立地表示氢原子、烷基或芳基,至少R31及R32中的任一个是烷基或芳基,R33表示烷基或芳基,R31或R32可以与R33连接而形成环状醚,R34表示氢原子或甲基,X0表示单键或亚芳基。
发明内容
发明要解决的技术课题
本发明人等发现在以往的电路基板的制造方法中,在长期使用蚀刻掩模的去除液的情况下,有时去除性会逐渐降低。
本发明的实施方式欲解决的课题在于,提供一种即使在长时间使用去除液的情况下,蚀刻掩模的去除性也优异的电路基板的制造方法及触摸面板的制造方法。
用于解决技术课题的手段
在用于解决上述问题的方案中包含以下方式。
<1>一种电路基板的制造方法,其依次包括:在导电层上形成正型感光性组合物层的工序;对上述正型感光性组合物层进行图案曝光的工序;对上述经图案曝光的正型感光性组合物层进行显影的工序;将上述经显影的正型感光性组合物层用作掩模,蚀刻导电层的工序;对上述经显影的正型感光性组合物层进行全面曝光的工序;及去除上述经全面曝光的正型感光性组合物层的工序。
<2>根据<1>所述的电路基板的制造方法,其中,
在上述对正型感光性组合物层进行全面曝光的工序与上述去除经全面曝光的正型感光性组合物层的工序之间,包括对上述经全面曝光的正型感光性组合物层进行加热的工序。
<3>根据<1>或<2>所述的电路基板的制造方法,其中,
在上述去除正型感光性组合物层的工序中,使用含有30质量%以上的水的去除液。
<4>根据<1>至<3>中任一项所述的电路基板的制造方法,其中,
上述正型感光性组合物层含有聚合物及光产酸剂,该聚合物包含具有被酸分解性基保护的酸基的构成单元。
<5>根据<4>所述的电路基板的制造方法,其中,
上述具有被酸分解性基保护的酸基的构成单元为由下述式A1~式A3中的任意表示的构成单元。
[化学式2]
式A1中,R11及R12分别独立地表示氢原子、烷基或芳基,至少R11及R12中的任一个是烷基或芳基,R13表示烷基或芳基,R11或R12可以与R13连接而形成环状醚,R14表示氢原子或甲基,X1表示单键或2价的连接基团,R15表示取代基,n表示0~4的整数。
式A2中,R21及R22分别独立地表示氢原子、烷基或芳基,至少R21及R22中的任一个是烷基或芳基,R23表示烷基或芳基,R21或R22可以与R23连接而形成环状醚,R24分别独立地表示羟基、卤素原子、烷基、烷氧基、烯基、芳基、芳烷基、烷氧羰基、羟烷基、芳基羰基、芳氧基羰基或环烷基,m表示0~3的整数。
式A3中,R31及R32分别独立地表示氢原子、烷基或芳基,至少R31及R32中的任一个是烷基或芳基,R33表示烷基或芳基,R31或R32可以与R33连接而形成环状醚,R34表示氢原子或甲基,X0表示单键或2价的连接基团。
<6>根据<5>所述的电路基板的制造方法,其中,
上述具有被酸分解性基保护的酸基的构成单元为由上述式A3表示的构成单元。
<7>根据<1>~<6>中任一项所述的电路基板的制造方法,其中,
上述导电层为选自由金属层及导电性金属氧化物层组成的组中的至少1种的层。
<8>根据<1>至<7>中任一项所述的电路基板的制造方法,其中,
上述导电层为铜层。
<9>根据<1>至<8>中任一项所述的电路基板的制造方法,其中,
在上述形成正型感光性组合物层的工序中,使用具有临时支承体和正型感光性组合物层的感光性转印材料。
<10>根据<9>所述的电路基板的制造方法,其中,
上述临时支承体为树脂薄膜。
<11>根据<9>或<10>所述的电路基板的制造方法,其中,
上述临时支承体包含环烯烃聚合物。
<12>一种触摸面板的制造方法,其包含<1>至<11>中任一项所述的电路基板的制造方法。
发明效果
根据本发明的实施方式,能够提供一种即使在长时间使用去除液的情况下,蚀刻掩模的去除性也优异的电路基板的制造方法及触摸面板的制造方法。
附图说明
图1是表示使用了正型感光性转印材料的本发明所涉及的电路基板的制造方法的一例的概略图。
图2是表示本发明中优选地使用的正型感光性转印材料的层结构的一例的概要图。
图3是表示图案A的概略图。
图4是表示图案B的概略图。
具体实施方式
以下,对本发明的内容进行说明。另外,参考附图进行说明,但是有时省略符号。
并且,在本说明书中使用“~”表示的数值范围表示将记载于“~”的前后的数值作为下限值以及上限值而包含在内的范围。
并且,在本说明书中,“(甲基)丙烯酸”表示丙烯酸以及甲基丙烯酸这两个或任一个,“(甲基)丙烯酸酯”表示丙烯酸酯以及甲基丙烯酸酯这两个或任一个。
进而,在本说明书中,组合物中存在多个符合各成分的物质的情况下,只要无特别指明,组合物中的各成分的量是指存在于组合物中的该多个物质的总计量。
在本说明书中“工序”一词不仅表示独立的工序,即使在无法与其他工序明确区分的情况下,只要能够达成工序的预期目的,则也包含于本用语中。
在本说明书中,所谓“总固体成分”,是指从组合物的所有组成中去除溶剂而得的成分的总质量。并且,所谓“固体成分”,如上所述,是指去除溶剂而得的成分,例如,在25℃下可以为固态,也可以为液态。
在本说明书中的基团(原子团)的表述中,未标有经取代及未经取代的表述包含不具有取代基的基团,并且还包含具有取代基的基团。例如“烷基”不仅包含不具有取代基的烷基(未经取代的烷基),还包含具有取代基的烷基(经取代的烷基)。
并且,本说明书中的化学结构式有时还会以省略了氢原子的简略结构式记载。
在本发明中,“质量%”与“重量%”的含义相同,“质量份”与“重量份”的含义相同。
并且,在本发明中,2个以上的优选方式的组合是更优选的方式。
并且,本发明中的重均分子量(Mw)及数均分子量(Mn),只要无特别说明,则为以如下方式获得的分子量,即通过使用了TSKgel GMHxL、TSKgel G4000HxL、TSKgel G2000HxL(均为TOSOH CORPORATION制造的商品名称)的管柱的凝胶渗透色谱(GPC)分析装置,利用溶剂THF(四氢呋喃)、差示折射计进行检测,并使用聚苯乙烯来作为标准物质进行换算而得的分子量。
(电路基板的制造方法)
本发明所涉及的电路基板的制造方法依次包括:在导电层上形成正型感光性组合物层的工序;对上述正型感光性组合物层进行图案曝光的工序;对上述经图案曝光的正型感光性组合物层进行显影的工序;将上述经显影的正型感光性组合物层用作掩模,蚀刻导电层的工序;对上述经显影的正型感光性组合物层进行全面曝光的工序;及去除上述经全面曝光的正型感光性组合物层的工序。
本发明人等进行深入研究的结果发现,根据本发明所涉及的电路基板的制造方法,即使在长时间使用去除液(剥离液)的情况下,蚀刻掩模的去除性也优异。虽然获得上述效果的机制的详细内容不明确,但是推测为如下。
如上所述,本发明人等发现以往的电路基板的制造方法中,在长时间使用蚀刻掩模的去除液的情况下,有时蚀刻掩模的去除性逐渐降低。
在长时间使用去除液的情况下,虽然详细内容不明确,但是推断出由于由空气中的二氧化碳的溶解引起的碳酸盐的增加、正型感光性组合物层中的成分的混入等主要原因,去除性逐渐劣化。
本发明人等反复进行深入研究的结果推断出,本发明所涉及的电路基板的制造方法中,在蚀刻工序之后,对用作蚀刻掩模的正型感光性组合物层进行全面曝光,由此对去除液的溶解性及去除液的渗透性得到提高,即使在长时间使用去除液的情况下,去除性也优异。
进而,发现在上述对正型感光性组合物层进行全面曝光的工序与上述去除经全面曝光的正型感光性组合物层的工序之间,包括对上述经全面曝光的正型感光性组合物层进行加热的工序(加热工序),由此在长时间使用去除液的情况下的蚀刻掩模的去除性更加优异。推断出通过包括加热工序,能够促进由正型感光性组合物层中的曝光引起的反应,即使在曝光量不足而可能引起反应抑制的导电层基板附近,反应也得到促进,对去除液的溶解性及去除液的渗透性得到提高,蚀刻掩模的去除性更加优异。
并且,推断出通过长时间使用去除液,去除液中的碱(无机碱或有机碱)与从空气中溶解的二氧化碳进行反应而形成碳酸盐,去除液中的盐浓度随时间而上升。
推断出:为了通过去除液溶解正型感光性组合物层(蚀刻掩模)中所包含的聚合物,需要在去除液中,利用聚合物之间的电荷排斥(斥力),扩散到水溶液中,但是若去除液中的盐浓度上升,则聚合物表面中的双电层的厚度变小,聚合物彼此的斥力变小,由此聚合物无法充分扩散,去除性降低。
推断出:通过去除前的全面曝光来提高正型树脂组合物层的溶解性,尤其通过酸分解性基的分解来产生酸基,使聚合物的酸值上升,因此能够使作用于聚合物之间的斥力增大,即使在长时间使用去除液的情况下,去除性也更加优异。
并且,作为本发明所涉及的电路基板的制造方法,以下示出优选的2个方式。
电路基板的制造方法的第1实施方式依次包括:
在基板中的导电层上形成正型感光性组合物层的工序(形成工序);
对上述正型感光性组合物层进行图案曝光的工序(曝光工序);
对上述经图案曝光的正型感光性组合物层进行显影的工序(显影工序);
将上述经显影的正型感光性组合物层用作掩模,蚀刻导电层的工序(蚀刻工序);
对上述经显影的正型感光性组合物层进行全面曝光的工序(全面曝光工序);及
去除上述经全面曝光的正型感光性组合物层的工序(去除工序)。
电路基板的制造方法的第1实施方式中的基板可以为玻璃、二氧化硅、薄膜等基材本身是基板,也可以为在玻璃、二氧化硅、薄膜等基材上根据需要设置有导电层等任意层的基板。
根据电路基板的制造方法的第1实施方式,能够在基板表面形成微细图案。
电路基板的制造方法的第2实施方式依次包括:
在具有基材及包含构成材料彼此不同的第1导电层及第2导电层的多个导电层,且在上述基材的表面上以从上述基材的表面由远到近的顺序层叠有最表面层即上述第1导电层及上述第2导电层的基板上形成正型感光性组合物层的工序;
对上述正型感光性组合物层进行图案曝光的第1曝光工序;
对上述经图案曝光的正型感光性组合物层进行显影而形成第1图案的第1显影工序;
在未配置上述第1图案的区域中的上述多个导电层中至少对上述第1导电层及上述第2导电层进行蚀刻处理的第1蚀刻工序;
对上述第1蚀刻工序后的上述第1图案以与上述第1图案不同的图案进行图案曝光的第2曝光工序;
对上述第2曝光工序后的上述第1图案进行显影而形成第2图案的第2显影工序;
在未配置上述第2图案的区域中的上述多个导电层中至少对上述第1导电层进行蚀刻处理的第2蚀刻工序;
对上述第2图案进行全面曝光的工序;及
去除上述第2图案的工序。
作为上述第2实施方式,能够参考国际公开第2006/190405号,将该内容编入于本说明书中。
并且,还能够对具有基材以及包含构成材料彼此不同的第1导电层及第2导电层的多个导电层的基板反复应用上述第1实施方式的电路基板的制造方法来制造电路基板。
以下,对本发明所涉及的电路基板的制造方法进行详细说明。
<形成工序>
本发明所涉及的电路基板的制造方法包括在导电层上形成正型感光性组合物层(还简称为“感光性组合物层”。)的工序(形成工序)。
作为在导电层上形成正型感光性组合物层的方法,并无特别限制,能够使用公知的方法,例如可举出通过涂布而在导电层上形成正型感光性组合物层的方法及通过使用感光性转印材料转印正型感光性组合物层而在导电层上形成正型感光性组合物层的方法等。
涂布方法并无特别限定,能够通过狭缝涂布、旋涂、帘涂、喷墨涂布等公知的方法进行涂布。
其中,从简便性及抑制工序数的观点而言,可优选地举出通过使用感光性转印材料转印正型感光性组合物层而在导电层上形成正型感光性组合物层的方法。
并且,上述感光性转印材料优选为在临时支承体上具有感光性组合物层的材料。
以临时支承体为基准,感光性组合物层侧的最外层可以为感光性组合物层,也可以为在感光性组合物层上形成的其他层。
关于本发明中的正型感光性组合物层及本发明中所使用的感光性转印材料的详细内容,将在后面进行叙述。
在图1的(a)中示意性地示出了在导电层上形成正型感光性组合物层的情况下的形成正型感光性组合物层的工序的一例。
首先,贴合工序中,对于具有基材22及包含构成材料彼此不同的第1导电层24及第2导电层26的多个导电层,且在基材22的表面上以从基材22的表面由远到近的顺序层叠有最表面层即第1导电层24和第2导电层26的基板(电路布线形成用基板)20,使本发明所涉及的感光性转印材料100的感光性组合物层12与第1导电层24接触而贴合。另外,有时将这种电路布线形成用基板与感光性转印材料的贴合称为“转印”或“层合”。
并且,关于形成使用了转印材料的感光性组合物层,还能够从形成有导电层的图案的基材上进行转印。
如图2所示,在感光性转印材料100的感光性组合物层12上具有覆盖膜16的情况下,从感光性转印材料100(感光性组合物层12)中去除覆盖膜16之后,使感光性转印材料100的感光性组合物层12与第1导电层24接触而贴合。
关于感光性转印材料对第1导电层上的贴合(转印),优选将感光性转印材料的感光性组合物层侧重叠于第1导电层上,通过基于辊等的加压及加热而进行。在贴合中,能够使用层合机、真空层合机以及能够更加提高生产性的自动切割层合机(Auto-Cutlaminator)等公知的层合机。
在电路布线形成用基板的基材是树脂薄膜的情况下,也能够以卷对卷的方式进行贴合。
〔基材〕
优选在基材上具有上述导电层。
在基材上层叠有多个导电层的基板中,基材优选为玻璃基材或薄膜基材,更优选为薄膜基材,进一步优选为树脂薄膜。本发明所涉及的电路基板的制造方法中,当为触摸面板用电路基板时,基材尤其优选为片状树脂组合物。
并且,基材优选为透明。
基材的折射率优选为1.50~1.52。
基材可由玻璃基材等透光性基材构成,能够使用以Corning Incorporated Co.,Ltd.的大猩猩玻璃(Gorilla Glass)为代表的强化玻璃等。并且,作为上述透明基材,能够优选地使用在日本特开2010-086684号公报、日本特开2010-152809号公报以及日本特开2010-257492号公报中使用的材料。
作为基材使用薄膜基材时,更优选为使用光学应变小的基材、以及透明度高的基材,进一步优选为树脂薄膜,具体的素材能够举出聚对苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate;PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、三乙酰纤维素、环烯烃聚合物。
〔导电层〕
作为在基材上形成的多个导电层,能够举出在通常的电路布线或触摸面板布线中使用的任意的导电层。
作为导电层,从导电性及细线形成性的观点而言,可优选地举出选自由金属层及导电性金属氧化物层组成的组中的至少1种层,可更优选地举出金属层,可尤其优选地举出铜层。
并且,在基材上可以具有1层导电层,也可以具有2层以上。在2层以上的情况下,优选为具有材质不同的导电层。
作为导电层的材料,能够举出金属及导电性金属氧化物等。
作为金属,能够举出Al、Zn、Cu、Fe、Ni、Cr、Mo等。
作为导电性金属氧化物,能够举出ITO(Indium Tin Oxide,氧化铟锡)、IZO(Indium Zinc Oxide,氧化铟锌)、SiO2等。另外,本发明中,所谓“导电性”,是指体积电阻率小于1×106Ωcm,优选为体积电阻率小于1×104Ωcm。
关于本发明所涉及的电路基板的制造方法,优选为多个导电层中的至少一个导电层包含导电性金属氧化物。
作为导电层,优选为相当于在静电电容型触摸面板中使用的视觉辨认部的传感器的电极图案或边缘引出部的布线。
〔电路布线形成用基板〕
为在基材的表面上具有导电层的基板。通过对导电层进行图案化来形成电路布线。在本发明中,优选为在PET等树脂薄膜上设置有导电性金属氧化物或金属等多个导电层的基板。
<曝光工序(第1曝光工序)>
本发明所涉及的电路基板的制造方法包括对上述正型感光性组合物层进行图案曝光的工序(曝光工序)。
上述第1实施方式中进行曝光工序,上述第2实施方式中进行第1曝光工序。将曝光工序(第1曝光工序)的一例示意性地示于图1的(b)中。
曝光工序(第1曝光工序)中,经由贴合工序后的感光性转印材料的临时支承体10对感光性组合物层12进行图案曝光。
作为本发明中的曝光工序、显影工序及其他工序的例子,能够将日本特开2006-023696号公报的0035段~0051段中记载的方法也优选地用于本发明中。
例如,可举出在配置于第1导电层24上的感光性转印材料100的上方(与第1导电层24接触的一侧相反的一侧)配置具有规定的图案的掩模30,之后,经由掩模30从掩模上方以紫外线进行曝光的方法等。
本发明中图案的详细的配置及具体的尺寸并无特别限定。从提高具备具有通过本发明所涉及的电路基板的制造方法制造的电路布线的输入装置的显示装置(例如触摸面板)的显示品质,且欲尽量缩小引出布线所占的面积的方面而言,图案的至少一部分(尤其触摸面板的电极图案及引出布线的部分)优选为100μm以下的细线,进一步优选为70μm以下的细线。
其中,作为用于曝光的光源,只要能够照射感光性组合物层被曝光的部位能够溶解于显影液的波长区域的光(例如,365nm、405nm等),则能够适当地选定而使用。具体而言,可举出超高压汞灯、高压汞灯、金属卤化物灯等。
作为曝光量,优选为5mJ/cm2~200mJ/cm2,更优选为10mJ/cm2~100mJ/cm2。
另外,使用感光性转印材料时的图案曝光可在从感光性组合物层剥离临时支承体后进行,也可在剥离临时支承体之前经由临时支承体进行曝光,之后剥离临时支承体。为了防止由感光性组合物层和掩模的接触引起的掩模污染、以及避免附着于掩模的异物对曝光产生的影响,优选为不剥离临时支承体而进行曝光。另外,图案曝光可以是经由掩模的曝光,也可以是利用了激光等的数码曝光。
<显影工序(第1显影工序)>
本发明所涉及的电路基板的制造方法包括对上述经图案曝光的正型感光性组合物层进行显影的工序(显影工序)。
上述第1实施方式中进行显影工序,上述第2实施方式中进行第1显影工序。将显影工序(第1显影工序)的一例示意性地示于图1的(c)中。
显影工序(第1显影工序)中,从曝光工序(第1曝光工序)后的感光性组合物层12剥离临时支承体10之后,对曝光工序(第1曝光工序)后的感光性组合物层12进行显影而形成第1图案14A。
显影工序(第1显影工序)是通过对经图案曝光的感光性组合物层进行显影来形成图案(第1图案)的工序。
经图案曝光的感光性组合物层的显影能够使用显影液来进行。
作为显影液,只要能够去除感光性组合物层的曝光部分则没有特别的限定,例如能够使用在日本特开平5-072724号公报中记载的显影液等公知的显影液。另外,显影液优选为使感光性组合物层的曝光部进行溶解型显影行为的显影液。例如,优选为以0.05mol/L(升)~5mol/L的浓度含有pKa=7~13的化合物的碱水溶液系显影液。显影液可进一步含有与水具有混合性的有机溶剂、表面活性剂等。作为在本发明中优选地使用的显影液,例如可举出国际公开第2015/093271号的0194段中记载的显影液。
作为显影方式没有特别的限定,可为旋覆浸没显影、喷淋显影、喷淋及旋转显影、浸渍显影等中的任一种。其中,对喷淋显影进行说明,则通过喷淋将显影液喷吹到曝光后的感光性组合物层,能够去除曝光部分。并且,优选为在显影后,将清洁剂等通过喷淋来进行喷吹,一边用刷子等进行擦拭一边去除显影残渣。显影液的液温优选为20℃~40℃。
进而,也可以具有对包含显影而获得的感光性组合物层的图案进行加热处理的后烘干工序。
后烘干的加热优选为在8.1kPa~121.6kPa的环境下进行,更优选为在506.6kPa以上的环境下进行。另一方面,更优选为在1114.6kPa以下的环境下进行,尤其优选为在101.3kPa以下的环境下进行。
后烘干的温度优选为80℃~250℃,更优选为110℃~170℃,尤其优选为130℃~150℃。
后烘干的时间优选为1分钟~30分钟,更优选为2分钟~10分钟,尤其优选为2分钟~4分钟。
后烘干可在空气环境下进行,也可在氮置换环境下进行。
在蚀刻工序之前,也可以具有后曝光工序等其他工序。
<蚀刻工序(第1蚀刻工序)>
本发明所涉及的电路基板的制造方法包括将上述经显影的正型感光性组合物层用作掩模,蚀刻导电层的工序(蚀刻工序)。
上述第1实施方式中进行蚀刻工序,上述第2实施方式中进行第1蚀刻工序。将蚀刻工序(第1蚀刻工序)的一例示意性地示于图1的(d)中。
蚀刻工序(第1蚀刻工序)中,在未配置第1图案14A的区域中的多个导电层中至少对第1导电层24及第2导电层26进行蚀刻处理。通过蚀刻,形成具有相同图案的第1导电层24A及第2导电层26A。
导电层的蚀刻能够以在日本特开2010-152155号公报的0048段~0054段等中记载的方法、基于公知的等离子体蚀刻等干式蚀刻的方法等公知的方法来应用蚀刻。
例如,作为蚀刻方法,可举出通常进行的在蚀刻液中浸渍的湿式蚀刻法。在湿式蚀刻中使用的蚀刻液根据蚀刻对象来适当地选择酸性类型或碱性类型的蚀刻液即可。
作为酸性类型的蚀刻液,可例示盐酸、硫酸、氢氟酸、磷酸等单独的酸性成分的水溶液、酸性成分与氯化铁、氟化铵、高锰酸钾等盐的混合水溶液等。酸性成分可使用组合了多种酸性成分的成分。
作为碱性类型的蚀刻液,可例示出氢氧化钠、氢氧化钾、氨、有机胺、氢氧化四甲基铵之类的有机胺的盐等单独的碱成分的水溶液、碱成分和过锰酸钾等盐的混合水溶液等。碱成分可使用组合了多种碱成分的成分。
蚀刻液的温度没有特别的限定,但优选为45℃以下。在本发明中,用作蚀刻掩模(蚀刻图案)的第1图案优选为对45℃以下的温度区域中的酸性以及碱性的蚀刻液发挥尤其优异的耐性。因此,可防止蚀刻工序中感光性组合物层被剥离,可选择性地蚀刻不存在感光性组合物层的部分。
蚀刻工序后,为了防止生产线的污染,也可根据需要进行清洗工序及干燥工序。
作为清洗工序中所使用的清洗液,能够使用纯水或混合有能够溶解于纯水中的有机溶剂或表面活性剂的水溶液。从抑制由残留于基板表面上的液滴引起的剥离不均、提高去除性的观点而言,作为清洗液,优选为使用混合有能够溶解于纯水中的有机溶剂或表面活性剂的水溶液,更优选为使用混合有能够溶解于纯水中的有机溶剂及表面活性剂这两个的水溶液。
作为上述与水混合的水溶性有机溶剂,并无特别限制,但是从溶剂的挥发性的观点而言,优选为沸点为50℃~250℃的溶剂,更优选为55℃~200℃的溶剂,进一步优选为60℃~150℃的溶剂。
作为上述水溶性有机溶剂的例子,可举出甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、乙二醇等醇类、2-乙酰氧基-2-苯乙醇、3-甲氧基-3-甲基乙醇、3-甲氧基-3-甲基丁醇、2-丁氧乙氧乙醇等烷氧基醇类、丙酮、甲基乙基酮等酮类、丙二醇单甲醚、乙二醇单甲醚、乙二醇二甲醚等乙二醇醚类、四氢呋喃、乙腈、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、1,3-二氧戊环等。
其中,优选为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、3-甲氧基-3-甲基丁醇、2-乙酰氧基-2-苯乙醇、四氢呋喃、二甲基亚砜。
相对于水溶液的总质量,与水混合的水溶性有机溶剂的含量优选为0.01质量%~95质量%,更优选为0.01质量%~20质量%,进一步优选为0.01质量%~10质量%,尤其优选为0.01质量%~5质量%。
作为上述与水混合的表面活性剂,只要是水溶性的表面活性剂,则并无特别限制,能够使用阴离子系、阳离子系、非离子系(Nonionic)或两性中的任一种。从抑制清洗液的起泡的观点而言,优选为非离子性表面活性剂。
作为上述阴离子系表面活性剂的例子,能够举出羧酸盐类、磺酸盐类、硫酸酯盐类、磷酸酯盐类等。
作为上述阳离子系表面活性剂的例子,能够举出胺盐类及季铵盐类。
作为上述两性表面活性剂的例子,能够举出甜菜碱型类。
作为上述非离子系表面活性剂的例子,能够举出聚氧乙烯烷基醚类、聚氧乙烯烷基苯基醚类、聚氧乙二醇的高级脂肪酸二酯类、烷基苯聚亚烷基二醇类、聚氧亚烷基二醇类、硅酮系表面活性剂、氟系表面活性剂。
并且,能够举出以下商品名称的各系列:KP(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制)、Polyflow(Kyoeisha Chemical Co.,Ltd.制)、EFTOP(JAPAN ELECTRONIC MONETARY CLAIMORGANIZATION制)、Megaface(DIC CORPORATION制)、Fluorad(Sumitomo 3M Limited制)、AsahiGuard、Surflon(Asahi Glass Co.,Ltd.制)、PolyFox(OMNOVA SOLUTIONS INC.)、Surfinol(Nissin Chemical co.,ltd.制)及SH-8400(Dow Corning Toray Co.,Ltd.制)等。
表面活性剂可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上,优选为同时使用2种以上。
相对于水溶液的总质量,与水混合的表面活性剂的含量优选为10质量%以下,更优选为0.001质量%~5质量%,进一步优选为0.01质量%~3质量%。
从抑制由残留于基板表面上的液滴引起的剥离不均、提高去除性的观点而言,上述混合有水溶性有机溶剂或表面活性剂的水溶液的表面张力优选为50mN/m以下,更优选为10mN/m~50mN/m,进一步优选为15mN/m~40mN/m,最优选为20mN/m~40mN/m。
作为清洗工序的清洗时间,并无特别限制,例如优选为清洗基板10秒钟~300秒钟,关于干燥工序,例如使用鼓风机,适当调节鼓风机压(优选为0.1kg/cm2~5kg/cm2左右)来进行干燥即可。
<第2曝光工序>
上述第2实施方式中进行第2曝光工序。将第2曝光工序的一例示意性地示于图1的(e)。
第1蚀刻工序后,将第1蚀刻工序后的第1图案14A以与第1图案不同的图案进行图案曝光。
第2曝光工序中,相对于残留于第1导电层上的第1图案,对相当于后述的第2显影工序中至少第1导电层的应去除的部分的部位进行曝光。
第2曝光工序中的图案曝光中,使用图案与在第1曝光工序中使用的掩模30不同的掩模40,除此以外,能够适用与第1曝光工序中的图案曝光相同的方法。
<第2显影工序>
上述第2实施方式中进行第2显影工序。将第2显影工序的一例示意性地示于图1的(f)。
第2显影工序中,对第2曝光工序后的第1图案14A进行显影而形成第2图案14B。
通过显影,去除第1图案中的在第2曝光工序中被曝光的部分。
另外,第2显影工序中,能够适用与第1显影工序中的显影相同的方法。
<第2蚀刻工序>
上述第2实施方式中进行第2蚀刻工序。将第2蚀刻工序的一例示意性地示于图1的(g)中。
第2蚀刻工序中,在未配置第2图案14B的区域中的多个导电层中至少对第1导电层24A进行蚀刻处理。
第2蚀刻工序中的蚀刻中,选择与通过蚀刻而应去除的导电层相对应的蚀刻液,除此以外,能够适用与第1蚀刻工序中的蚀刻相同的方法。
第2蚀刻工序中,优选为根据所期望的图案,选择性地蚀刻比第1蚀刻工序少的导电层。例如,如图1所示,使用在未配置感光性组合物层的区域中仅选择性地蚀刻第1导电层24B的蚀刻液来进行蚀刻,从而能够将第1导电层的图案设为与第2导电层的图案不同。
结束第2蚀刻工序之后,形成包含至少2种图案的导电层24B、26A的电路布线。
<全面曝光工序>
本发明所涉及的电路基板的制造方法在上述蚀刻工序之后且在后述去除工序之前,包括对上述经显影的正型感光性组合物层进行全面曝光的工序(全面曝光工序)。
本发明中,所谓“对经显影的正型感光性组合物层进行全面曝光”,是指对通过显影而残影的整个正型感光性组合物层进行曝光即可,对于没有正型感光性组合物层的部分,可以进行曝光,也可以不进行曝光,但是从简便性的观点而言,例如,优选为对基板的具有正型感光性组合物层的一侧的面的全面进行曝光。
作为上述全面曝光工序中的曝光中所使用的光源,并无特别限制,能够使用公知的曝光光源。具体而言,可举出超高压汞灯、高压汞灯、金属卤化物灯、发光二极管(LED)等。
并且,上述全面曝光工序中,从去除性的观点而言,优选为使用包含与上述曝光工序相同的波长的光的光源。
作为上述全面曝光工序中的曝光量,从去除性的观点而言,优选为5mJ/cm2~1,000mJ/cm2,更优选为10mJ/cm2~800mJ/cm2,尤其优选为100mJ/cm2~500mJ/cm2。
进而,作为上述全面曝光工序中的曝光量,从去除性的观点而言,优选为上述曝光工序中的曝光量以上,更优选为多于上述曝光工序中的曝光量。
并且,上述全面曝光工序中的曝光照度优选为5mW/cm2~25,000mW/cm2,更优选为20mW/cm2~20,000mW/cm2,尤其优选为30mW/cm2~15,000mW/cm2。实际上,通过将照度设定得高而全面曝光时所需的时间得以缩短,因此从步骤中所需的时间等的观点而言,能够选择最适当的曝光照度。
另外,从提高光产酸剂的反应速度的观点及去除多余的水分的观点而言,可以在全面曝光之前、全面曝光时或这两个时包括对基材进行加热的工序。作为加热装置,并无特别限制,能够使用公知的加热装置。具体而言,能够使用IR(Infrared Ray:红外线)加热器、温风空气干燥、热风机、流烘箱等。
作为在上述全面曝光之前、全面曝光时或这两个时对基材进行加热的工序中的加热温度,优选为30℃~100℃,更优选为30℃~60℃。
关于在上述全面曝光之前、全面曝光时或这两个时对基材进行加热的工序中的加热的时间,能够考虑全面曝光步骤中所需的时间等而适当选定,但优选为加热1秒钟~600秒钟,尤其优选为加热5秒钟~60秒钟。
并且,本发明所涉及的电路基板的制造方法优选为在全面曝光工序之后不包括将上述经显影的正型感光性组合物层用作掩模蚀刻导电层的工序。
<加热工序>
本发明所涉及的电路基板的制造方法可以在上述全面曝光工序中、曝光工序后或这两个时且后述去除工序之前包括对上述经全面曝光的正型感光性组合物层进行加热的工序(加热工序)。通过包括加热工序,能够进一步提高光产酸剂的反应速度及产生酸与正型感光性组合物的反应速度,结果,去除性能得到提高。
作为加热工序中所使用的加热装置,并无特别限制,能够使用公知的加热装置。具体而言,能够使用IR加热器、温风空气干燥、热风机、流烘箱等。
作为上述加热工序中的加热温度,从去除性的观点而言,优选为30℃~100℃,更优选为30℃~80℃,尤其优选为30℃~60℃。
作为上述加热工序中的加热时间,从去除性的观点而言,优选为1秒钟~600秒钟,更优选为1秒钟~120秒钟,尤其优选为5秒钟~60秒钟。另外,所谓本发明中的加热时间,是指基板达到设定温度之后的时间,不包含升温中的时间。
关于上述加热工序中的气氛,优选为常压空气(相对湿度为10%RH~90%RH),但是也可以在脱氧等根据需要而使用氮、氩等非活性性气体吹扫的环境下进行加热。
另外,在如在基板上附着有大量的水的情况下,从提高加热效率的观点而言,在上述加热工序之前、加热工序中或这两个时,可以组合用气刀等吹散多余的水的工序。
<去除工序>
本发明所涉及的电路基板的制造方法包括去除上述经全面曝光的正型感光性组合物层的工序(去除工序)。上述去除工序中的去除中,例如包含正型感光性组合物层对去除液的溶解及分散。
将去除工序的一例示意性地示于图1的(h)中。
结束第2蚀刻工序之后,在第1导电层24B上的一部分残留有第2图案14B。去除所残留的所有感光性组合物层即第2图案14B即可。
作为去除所残留的感光性组合物层的方法,并无特别限制,但是能够举出通过药品处理来去除的方法,能够尤其优选地举出使用去除液。
作为感光性组合物层的去除方法,可举出优选为在30℃~80℃、更优选为在50℃~80℃下将具有感光性组合物层等的基材在搅拌中的去除液中浸渍1分钟~30分钟的方法。
上述去除工序中,从去除性的观点而言,优选为使用含有30质量%以上的水的去除液,更优选为使用含有50质量%以上的水的去除液,进一步优选为使用含有70质量%以上的水的去除液。
并且,作为去除液,例如优选为含有氢氧化钠、氢氧化钾等无机碱成分或伯胺化合物、仲胺化合物、叔胺化合物、季铵盐化合物等有机碱成分的去除液。
其中,从去除性的观点而言,更优选为含有有机碱成分的去除液,尤其优选为含有胺化合物。
关于碱成分的含量,从其碱性的强度或溶解性等的观点而言,适当选择即可,但是从去除性的观点而言,相对于去除液的总质量,优选为0.01质量%~20质量%,更优选为0.1质量%~10质量%。
从去除性的观点而言,优选为去除液含有表面活性剂。
作为表面活性剂,能够使用公知的表面活性剂。
从去除性的观点而言,相对于去除液的总质量,表面活性剂的含量优选为0.1质量%~10质量%。
进而,优选为去除液含有水溶性有机溶剂。
作为水溶性有机溶剂,可优选地举出二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮等。
上述去除工序中,可优选地举出使用去除液,通过喷雾法、喷淋法、旋覆浸没法等来去除的方法。
<卷对卷方式>
本发明所涉及的电路基板的制造方法优选为通过卷对卷方式进行。
所谓卷对卷方式,是指如下方式:使用能够卷绕及开卷的基板来作为基板,在电路基板的制造方法中所包括的任一个工序之前,包括将基材或通过形成工序形成的上述结构体开卷的开卷工序,在任一个工序之后包括将基材或上述结构体卷绕的卷绕工序,一边输送基材或上述结构体一边进行至少任一个工序(优选为所有工序或除加热工序以外的所有工序)的方式。
作为开卷工序中的开卷方法及卷绕工序中的卷绕方法,并无特别限制,使用在卷对卷的制造方法中公知的方法即可。
具体而言,优选为在上述形成工序、曝光工序(第一曝光工序或第二曝光工序)、加热工序(第一加热工序或第二加热工序)、显影工序(第一显影工序或第二显影工序)、蚀刻工序(第一蚀刻工序或第二蚀刻工序)、全面曝光工序及去除工序之间,包括卷绕将通过形成工序而形成的上述感光性组合物层与上述基板贴合而成的结构体的工序及将上述结构体开卷的工序。
并且,优选为在上述形成工序之前,包括将通过在树脂薄膜等薄膜上制作金属等导电层并进行卷绕来制作的辊状基板开卷的工序,在经开卷的上述辊状基板中的导电层上形成感光性组合物层。
本发明所涉及的电路基板的制造方法还可以包括其他任意工序。例如,可举出如下工序,但是并不限定于这些工序。
<贴付保护膜的工序>
上述第2实施方式中,在第1蚀刻工序之后且在第2曝光工序之前,还可以具有在第1图案上贴附具有透光性的保护膜(未图示)的工序。
此时,优选为第2曝光工序中,经由保护膜对第1图案进行图案曝光,在第2曝光工序后,从第1图案去除保护膜之后,进行第2显影工序。
<降低可见光线反射率的工序>
本发明所涉及的电路基板的制造方法能够包括进行降低基材上的多个导电层的一部分或所有的可见光线反射率的处理的工序。
作为降低可见光线反射率的处理,能够举出氧化处理等。例如,对铜进行氧化处理来制成氧化铜,从而进行黑化,由此能够降低可见光线反射率。
关于降低可见光线反射率的处理的优选方式,在日本特开2014-150118号公报的0017段~0025段、以及日本特开2013-206315号公报的0041段、0042段、0048段以及0058段中有记载,该公报的内容编入于本说明书中。
<在绝缘膜上形成新的导电层的工序>
本发明所涉及的电路基板的制造方法也优选包括在所形成的电路布线上形成绝缘膜的工序及在绝缘膜上形成新的导电层的工序。
通过这种结构,能够将上述第二电极图案以与第一电极图案绝缘的方式形成。
形成绝缘膜的工序没有特别的限制,能够举出公知的形成永久膜的方法。并且,也可使用具有绝缘性的感光性材料,通过光刻法来形成所期望的图案的绝缘膜。
在绝缘膜上形成新的导电层的工序没有特别的限制。可使用具有导电性的感光性材料,通过光刻法来形成所期望的图案的新的导电层。
并且,参考图1的说明中,对在具备2层导电层的电路布线形成用基板形成具有2个不同的图案的电路布线的情况进行了说明,但是适用本发明所涉及的电路基板的制造方法的基板的导电层的数量并不限定于2层,也能够通过使用层叠有3层以上导电层的电路布线形成用基板,进行3次以上上述的曝光工序、显影工序及蚀刻工序的组合而将3层以上的导电层形成为分别不同的电路布线图案。
并且,虽未示于图1,但是本发明所涉及的电路基板的制造方法中,也优选为基材在两个表面分别具有多个导电层,对形成于基材的两个表面的导电层逐次或同时形成电路。通过这种结构,能够形成在基材的其中一个表面形成第一导电图案、在另一个表面形成第二导电图案的触摸面板用电路基板。并且,也优选以卷对卷方式从基材的两面形成这种结构的触摸面板用电路基板。
<正型感光性组合物层>
关于本发明中所使用的正型感光性组合物层,并无特别限制,能够使用公知的正型感光性组合物层。并且,从灵敏度、分辨率及去除性的观点而言,上述感光性组合物层优选为包含聚合物及光产酸剂的化学增幅型正型感光性组合物层,该聚合物包含具有被酸分解性基保护的酸基的构成单元。
后述的鎓盐或肟磺酸盐化合物等光产酸剂中,感应活性放射线(活化光线)而生成的酸对上述聚合物中的被保护的酸基的脱保护作为催化剂发挥作用,因此以1个光量子的作用生成的酸有助于多数的脱保护反应,量子产率超过1成为例如10的数次方那样大的值,作为所谓化学增幅的结果,获得高灵敏度。
另一方面,作为感应活性放射线的光产酸剂而使用了醌二叠氮化合物时,通过逐次型光化学反应而生成羧基,但其量子产率一定为1以下,不符合化学增幅型。
〔包括包含具有被酸分解性保护的酸基的构成单元的聚合物的聚合物A1〕
上述感光性组合物层优选为包括包含具有被酸分解性保护的酸基的构成单元(还称为“构成单元A”。)的聚合物(还简称为“聚合物A1”。)。
并且,上述感光性组合物层除了包括包含构成单元A的聚合物A1以外,还可以包括其他聚合物。本发明中,还将包含构成单元A的聚合物A1及其他聚合物统称为“聚合物成分”。
另外,将聚合物成分设为不包含后述表面活性剂。
因此,在感光性组合物层中不包含除聚合物成分及表面活性剂以外的树脂成分的情况下,感光性组合物层中的树脂成分是指聚合物成分。
关于上述聚合物A1,通过由曝光产生的催化剂量的酸性物质的作用,聚合物A1中的具有被酸分解性基保护的酸基的构成单元A受到脱保护反应并成为酸基。通过该酸基,能够溶解于显影液中。
进而,聚合物A1优选为还包含具有酸基的构成单元。
并且,从图案形状、对显影液的溶解性及转印性的观点而言,聚合物A1优选为非粒子形状的聚合物(还称为“粘合剂聚合物”。)。
以下,对构成单元A的优选的方式进行说明。
上述感光性组合物层还可以包括除包含具有被酸分解性基保护的酸基的构成单元的聚合物A1以外的聚合物。
并且,上述聚合物成分中所包含的所有聚合物分别优选为至少包含具有后述的酸基的构成单元的聚合物。
并且,上述感光性组合物还可以含有除了这些以外的聚合物。只要无特别叙述,本发明中的上述聚合物成分是指含有根据需要添加的其他聚合物。另外,符合后述的交联剂及分散剂的化合物即使是高分子化合物,也设为不包含于上述聚合物成分中。
聚合物A1优选为加成聚合型树脂,更优选为具有来自于(甲基)丙烯酸或其酯的构成单元的聚合物。另外,也可以具有除了来自于(甲基)丙烯酸或其酯的构成单元以外的构成单元,例如来自于苯乙烯的构成单元或来自于乙烯基化合物的构成单元等。
从抑制图案形状的变形、对显影液的溶解性及转印性的观点而言,上述感光性组合物层优选为包含具有作为上述构成单元A的选自由以上述式A1~式A3中的任意表示的构成单元组成的组中的至少1种构成单元的聚合物来作为聚合物成分,更优选为包含具有作为上述构成单元A的选自由以上述式A1~式A3中的任意表示的构成单元组成的组中的至少1种构成单元及酸基的聚合物来作为聚合物成分。
上述感光性组合物层中所包括的聚合物A1可以仅为1种,也可以为2种以上。
-构成单元A-
上述聚合物成分优选为包括至少包含具有被酸分解性基保护的酸基的构成单元A的聚合物A1。通过上述聚合物成分包括包含构成单元A的聚合物,能够制成极其高灵敏度的化学增幅型正型感光性组合物层。
本发明中的“被酸分解性基保护的酸基”中,作为酸基及酸分解性基,能够使用公知的酸基及酸分解性基,并无特别限定。作为具体的酸基,可优选地举出羧基及酚性羟基。并且,作为被酸分解性保护的酸基,能够使用较容易被酸分解的基团(例如,被由式A3表示的基团保护的酯基、四氢吡喃酯基或四氢呋喃酯基等缩醛系官能团)或较不容易被酸分解的基团(例如,叔丁酯基等叔烷基、叔丁基碳酸酯基等叔烷基碳酸酯基)。
这些中,作为上述酸分解性基,优选为具有以缩醛的形式被保护的结构的基团。
并且,作为酸分解性基,从可抑制所获得的电路布线中的线宽的不均的观点而言,优选为分子量是300以下的酸分解性基。
从灵敏度及分辨率的观点而言,具有被上述酸分解性基保护的酸基的构成单元A优选为选自由以下述式A1~式A3中的任意表示的构成单元组成的组中的至少1种构成单元,更优选为由后述式A3-2表示的构成单元。
[化学式3]
式A1中,R11及R12分别独立地表示氢原子、烷基或芳基,至少R11及R12中的任一个是烷基或芳基,R13表示烷基或芳基,R11或R12可以与R13连接而形成环状醚,R14表示氢原子或甲基,X1表示单键或2价的连接基团,R15表示取代基,n表示0~4的整数。
式A2中,R21及R22分别独立地表示氢原子、烷基或芳基,至少R21及R22中的任一个是烷基或芳基,R23表示烷基或芳基,R21或R22可以与R23连接而形成环状醚,R24分别独立地表示羟基、卤素原子、烷基、烷氧基、烯基、芳基、芳烷基、烷氧羰基、羟烷基、芳基羰基、芳氧基羰基或环烷基,m表示0~3的整数。
式A3中,R31及R32分别独立地表示氢原子、烷基或芳基,至少R31及R32中的任一个是烷基或芳基,R33表示烷基或芳基,R31或R32可以与R33连接而形成环状醚,R34表示氢原子或甲基,X0表示单键或亚芳基,Y表示-S-或-O-。
<<由式A1表示的构成单元的优选的方式>>
式A1中,在R11或R12为烷基的情况下,优选为碳原子数为1~10的烷基。在R11或R12为芳基的情况下,优选为苯基。R11及R12分别优选为氢原子或碳原子数1~4的烷基。
式A1中,R13表示烷基或芳基,优选为碳原子数1~10的烷基,更优选为碳原子数1~6的烷基。
并且,R11~R13中的烷基及芳基可以具有取代基。
式A1中,R11或R12可以与R13连接而形成环状醚,优选为R11或R12与R13连接而形成环状醚。环状醚的环元数并无特别限制,但优选为5或6,更优选为5。
式A1中,X1表示单键或2价的连接基团,优选为单键或亚烷基、-C(=O)O-、-C(=O)NRN-、-O-或这些的组合,更优选为单键。亚烷基可以是直链状,也可以具有分支,还可以具有环状结构,还可以具有取代基。亚烷基的碳原子数优选为1~10,更优选为1~4。在XB包含-C(=O)O-的情况下,优选为-C(=O)O-中所包含的碳原子与键合有RB4的碳原子直接键合的方式。在X1包含-C(=O)NRN-的情况下,优选为-C(=O)NRN-中所包含的碳原子与键合有R14的碳原子直接键合的方式。RN表示烷基或氢原子,优选为碳原子数1~4的烷基或氢原子,更优选为氢原子。
式A1中,优选为包含R11~R13的基团与X1彼此在对位键合。
式A1中,R15表示取代基,优选为烷基或卤素原子。烷基的碳原子数优选为1~10,更优选为1~4。
式A1中,n表示0~4的整数,优选为0或1,更优选为0。
式A1中,R14表示氢原子或甲基,从能够进一步降低聚合物A1的Tg的观点而言,优选为氢原子。
更具体而言,相对于聚合物A1中所包含的构成单元A的总含量,式A1中的R14为氢原子的构成单元优选为20质量%以上。
另外,构成单元A中的、在式A1中的R14是氢原子的构成单元的含量(含有比例:质量比)能够通过根据13C-核磁共振光谱(NMR)测定并通过常规方法计算的峰值强度的强度比来进行确认。
由式A1表示的构成单元中,从抑制图案形状的变形的观点而言,更优选为由下述式A1-2表示的构成单元。
[化学式4]
式A1-2中,RB4表示氢原子或甲基,RB5~RB11分别独立地表示氢原子或碳原子数1~4的烷基,RB12表示取代基,n表示0~4的整数。
式A1-2中,RB4优选为氢原子。
式A1-2中,RB5~RB11优选为氢原子。
式A1-2中,RB12表示取代基,优选为烷基或卤素原子。烷基的碳原子数优选为1~10,更优选为1~4。
式A1-2中,n表示0~4的整数,优选为0或1,更优选为0。
作为由式A1表示的构成单元A1的优选的具体例,能够例示下述构成单元。另外,RB4表示氢原子或甲基。
[化学式5]
<<由式A2表示的构成单元的优选的方式>>
式A2中,在R21及R22为烷基的情况下,优选为碳原子数1~10的烷基。在R21及R22为芳基的情况下,优选为苯基。R11及R12分别优选为氢原子或碳原子数1~4的烷基,更优选为至少一个是氢原子。
上述通式A2中,R23表示烷基或芳基,优选为碳原子数1~10的烷基,更优选为1~6的烷基。
R11或R12可以与R13连接而形成环状醚。
式A2中,优选为R24分别独立地是碳原子数1~10的烷基或碳原子数1~10的烷氧基。R24可以进一步被与R24相同的基团取代。
式A2中,m优选为1或2,更优选为1。
作为由式A2表示的构成单元A2的优选的具体例,能够例示下述构成单元。另外,RB4表示氢原子或甲基。
[化学式6]
<<由式A3表示的构成单元的优选的方式>>
式A3中,在R31或R32为烷基的情况下,优选为碳原子数为1~10的烷基。在R31或R32为芳基的情况下,优选为苯基。R31及R32分别优选为氢原子或碳原子数1~4的烷基。
式A3中,R33表示烷基或芳基,优选为碳原子数1~10的烷基,更优选为碳原子数1~6的烷基。
并且,R31~R33中的烷基及芳基可以具有取代基。
式A3中,R31或R32可以与R33连接而形成环状醚,优选为R31或R32与R33连接而形成环状醚。环状醚的环元数并无特别限制,但优选为5或6,更优选为5。
式A3中,X0表示单键或亚芳基,优选为单键。亚芳基可以具有取代基。
式A3中,Y表示-S-或-O-,从曝光灵敏度的观点而言,优选为-O-。
由上述式A3表示的构成单元为具有被酸分解性基保护的羧基的构成单元。聚合物A1包含由式A3表示的构成单元,从而图案形成时的灵敏度优异,且分辨率更加优异。
式A3中,R34表示氢原子或甲基,从能够进一步降低聚合物A1的Tg的观点而言,优选为氢原子。
更具体而言,相对于聚合物A1中所包含的由式A3表示的构成单元的总量,式A3中的R34为氢原子的构成单元优选为20质量%以上。
另外,由式A3表示的构成单元中的、在式A1中的R34为氢原子的构成单元的含量(含有比例:质量比)能够通过根据13C-核磁共振光谱(NMR)测定并通过常规方法计算的峰值强度的强度比来进行确认。
由式A3表示的构成单元中,作为具有被酸分解性保护的酸基的构成单元,从进一步提高图案形成时的曝光灵敏度的观点而言,更优选为由下述式A表示的构成单元。
[化学式7]
式A中,R31及R32分别独立地表示氢原子、烷基或芳基,至少R31及R32中的任一个是烷基或芳基,R33表示烷基或芳基,R31或R32可以与R33连接而形成环状醚,R34表示氢原子或甲基,X0表示单键或2价的连接基团。
式A中,R31、R32、R33、R34及X0的含义分别与式A3中的R31、R32、R33、R34及X0相同,优选的方式也相同。
由式A3表示的构成单元中,从进一步提高图案形成时的灵敏度的观点而言,更优选为由下述式A3-3表示的构成单元。
[化学式8]
式A3-3中,R34表示氢原子或甲基,R35~R41分别独立地表示氢原子或碳原子数1~4的烷基。
式A3-3中,R34优选为氢原子。
式A3-3中,R35~R41优选为氢原子。
作为由式A3表示的具有被酸分解性基保护的羧基的构成单元的优选的具体例,能够例示下述构成单元。另外,R34表示氢原子或甲基。
[化学式9]
聚合物A1中所包含的构成单元A可以为1种,也可以为2种以上。
相对于聚合物A1的总质量,聚合物A1中的构成单元A的含量优选为20质量%以上,更优选为20质量%~90质量%,进一步优选为30质量%~70质量%。
聚合物A1中的构成单元A的含量(含有比例:质量比)能够通过根据13C-NMR测定并通过常规方法计算的峰值强度的强度比来进行确认。
并且,将所有聚合物成分分解成构成单元(单体单元)之后,相对于聚合物成分的总质量,构成单元A的比例优选为5质量%~80质量%,更优选为10质量%~80质量%,尤其优选为30质量%~70质量%。
-构成单元B-
上述聚合物A1优选为包含具有酸基的构成单元B。
构成单元B为具有未被保护基例如酸分解性基保护的酸基即不具有保护基的酸基的构成单元。聚合物A1包含构成单元B,从而图案形成时的灵敏度良好,图案曝光后的显影工序中容易溶解于碱性显影液,并能够实现显影时间的缩短化。
本说明书中的酸基是指pKa是12以下的质子解离性基。酸基一般使用能够形成酸基的单体作为具有酸基的构成单元(构成单元B)而组入于聚合物。从提高灵敏度的观点而言,酸基的pKa优选为10以下,更优选为6以下。并且,酸基的pKa优选为-5以上。
作为上述酸基,可例示羧基、磺酰胺基、膦酸基、磺酸基、酚性羟基及磺酰亚胺基等。其中,优选为选自由羧酸基及酚性羟基组成的组中的至少1种酸基。
向聚合物A1导入具有酸基的构成单元能够通过使具有酸基的单体共聚或使具有酸酐结构的单体共聚并对酸酐进行水解来进行。
作为构成单元B的具有酸基的构成单元更优选为对来自于苯乙烯化合物的构成单元或者来自于乙烯基化合物的构成单元进行了酸基取代的构成单元或来自于(甲基)丙烯酸的构成单元。具体而言,作为具有羧基的单体,可举出丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、马来酸、富马酸、4-羧基苯乙烯等,作为具有酚性羟基的单体,可举出对羟基苯乙烯、4-羟基苯基甲基丙烯酸酯等,作为具有酸酐的单体,可举出马来酸酐等。
作为构成单元B,从图案形成时的灵敏度变得更良好的观点而言,优选为具有羧酸基的构成单元或具有酚性羟基的构成单元。
具有能够形成构成单元B的酸基的单体不限定于已叙述的例。
聚合物A1中所包含的构成单元B可以仅为1种,也可以为2种以上。
相对于聚合物A1的总质量,聚合物A1优选为包含0.1质量%~20质量%的具有酸基的构成单元(构成单元B),更优选为包含0.5质量%~15质量%,进一步优选为包含1质量%~10质量%。若在上述范围内,则图案形成性变得更加良好。
聚合物A1中的构成单元B的含量(含有比例:质量比)能够通过根据13C-NMR测定并通过常规方法计算的峰值强度的强度比来进行确认。
<<其他构成单元>>
在不损害本发明所涉及的感光性转印材料的效果的范围内,聚合物A1可以包含除已述的构成单元A及构成单元B以外的其他构成单元(以下,有时称为构成单元C。)。
作为形成构成单元C的单体,并无特别限制,例如能够举出苯乙烯类、(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸环状烷基酯、(甲基)丙烯酸芳基酯、不饱和二羧酸二酯、二环不饱和化合物、马来酰亚胺化合物、不饱和芳香族化合物、共轭二烯系化合物、不饱和单羧酸、不饱和二羧酸、不饱和二羧酸酐、具有脂肪族环式骨架的基团、其他不饱和化合物。
使用构成单元C,调节种类及含量中的至少任一个,从而能够调节聚合物A1的各种特性。尤其,通过适当地使用构成单元C,能够容易调节聚合物A1的Tg。
将玻璃化转变温度设为120℃以下,从而含有聚合物A1的正型感光性组合物层的转印性、从临时支承体的去除性保持在良好的水平,并且图案形成时的分辨率及灵敏度变得更加良好。
聚合物A1可以仅包含1种构成单元C,也可以包含2种以上。
关于构成单元C,具体而言,能够举出使苯乙烯、叔丁氧基苯乙烯、甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙酰氧基苯乙烯、甲氧基苯乙烯、乙氧基苯乙烯、氯苯乙烯、乙烯苯甲酸甲酯、乙烯苯甲酸乙酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、丙烯腈或乙二醇单乙酰基乙酸酯单(甲基)丙烯酸酯等聚合而形成的构成单元。此外,能够举出日本特开2004-264623号公报的0021段~0024段记载的化合物。
并且,作为构成单元C,从提高所获得的转印材料的电特性的观点而言,优选为具有芳香环的构成单元或具有脂肪族环式骨架的构成单元。作为形成这些构成单元的单体,具体而言,可举出苯乙烯、叔丁氧基苯乙烯、甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、(甲基)丙烯酸二环戊酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯及(甲基)丙烯酸苄酯等。其中,作为构成单元C,可优选地举出来自于(甲基)丙烯酸环己酯的构成单元。
并且,作为形成构成单元C的单体,从密合性的观点而言,例如,优选为(甲基)丙烯酸烷基酯。其中,从密合性的观点而言,更优选为具有碳原子数4~12的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯。具体而言,可举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯及(甲基)丙烯酸2-乙基己酯。
相对于聚合物A1的总质量,构成单元C的含量优选为70质量%以下,更优选为60质量%以下,进一步优选为50质量%以下。作为下限值,可以为0质量%,但优选为1质量%以上,更优选为5质量%以上。若在上述范围内,则分辨率及密合性得到进一步提高。
从将对显影液的溶解性及上述感光性组合物层的物理物性最佳化的观点而言,聚合物A1也优选为包含具有上述构成单元B中的酸基的酯的构成单元来作为构成单元C。
其中,聚合物A1优选为包含具有羧酸基的构成单元来作为构成单元B,还包含含有羧酸酯基的构成单元C来作为共聚成分,更优选为例如包含来自于(甲基)丙烯酸的构成单元B及来自于(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯或(甲基)丙烯酸正丁酯的构成单元(c)的聚合物。
以下,举出本发明中的聚合物A1的优选的例子,但是本发明并不限定于以下例示。另外,为了获得优选的物性,下述例示化合物中的构成单元的比率、重均分子量可适当进行选择。
[化学式10]
-聚合物成分的I/O值的平均值-
关于本发明中所使用的聚合物成分,从去除性的观点而言,基于有机概念图的无机性值I除以有机性值O而得的I/O值的平均值优选为0.55以上且0.65以下,更优选为0.57以上且0.63以下。
并且,本发明中所使用的特定聚合物的I/O值以上述I/O值的平均值包含在上述范围内的方式适当设定即可,优选为0.55以上且0.65以下,更优选为0.57以上且0.63以下。
关于上述I/O值,在有机概念图(甲田善生著、三共出版(1984));KUMAMOTOPHARMACEUTICAL BULLETIN,第1号、第1~16项(1954年);化学领域、第11卷、第10号、719~725项(1957年);FRAGRANCE JOURNAL、第34号、第97~111项(1979年);FRAGRANCE JOURNAL、第50号、第79~82项(1981年);等文献中具有详细的说明。I/O值的概念是将化合物的性质分成显示共价键合性的有机性基和显示离子键合性的无机性基,并将所有的有机化合物定位在命名为有机轴、无机轴的直角座标上的每1点而示出。
关于聚合物成分含有2种以上的聚合物的情况的I/O值,能够认为是如下。例如,在聚合物成分含有3种聚合物(聚合物1~聚合物3)的情况下,将聚合物1的I/O值设为A1、将质量分率设为M1、将聚合物2的I/O值设为A2、将质量分率设为M2、将聚合物3的I/O值设为A3、将质量分率设为M3时,混合成分的I/O值Am能够推断成如下所述。
Am=A1×M1+A2×M2+A3×M3
另外,在聚合物成分单独含有仅1种聚合物的情况下,所含的仅1种聚合物的I/O值成为聚合物成分中的I/O值的平均值。
-聚合物A1的玻璃化转变温度:Tg-
从转印性的观点及调节上述加热工序中的加热温度的观点而言,本发明中的聚合物A1的玻璃化转变温度(Tg)优选为90℃以下,更优选为20℃以上且60℃以下,进一步优选为30℃以上且50℃以下。
作为将聚合物的Tg调节成已叙述的优选的范围的方法,例如能够根据作为目标的聚合物的各构成单元的单独聚合物的Tg和各构成单元的质量比,以FOX式为指引,控制作为目标的聚合物A1的Tg。
关于FOX式,
将聚合物中所包含的第1构成单元的单独聚合物的Tg设为Tg1,将第1构成单元的共聚物中的质量分率设为W1,将第2构成单元的单独聚合物的Tg设为Tg2,将第2构成单元的共聚物中的质量分率设为W2时,包含第1构成单元及第2构成单元的共聚物的Tg0(K)能够按照以下的式进行推断。
FOX式:1/Tg0=(W1/Tg1)+(W2/Tg2)
利用已叙述的FOX式,调节共聚物中所包含的各构成单元的种类和质量分率,能够获得具有所期望的Tg的共聚物。
并且,也能够通过调整聚合物的重均分子量来调整聚合物的Tg。
-聚合物A1的酸值-
从显影性及转印性的观点而言,聚合物A1的酸值优选为0mgKOH/g以上且200mgKOH/g以下,更优选为5mgKOH/g以上且100mgKOH/g以下。
本发明中的聚合物的酸值是表示中和每1g聚合物的酸性成分时所需的氢氧化钾的质量。具体而言,将测定样品溶解于四氢呋喃/水=9/1混合溶剂中,并使用电位差滴定装置(商品名称:AT-510,KYOTO ELECTRONICS MANUFACTURING CO.,LTD.制),在25℃下用0.1M氢氧化钠水溶液对所获得的溶液进行中和滴定。将滴定pH曲线的拐点作为滴定终点,根据下式计算出酸值。
A=56.11×Vs×0.1×f/w
A:酸值(mgKOH/g)
Vs:滴定时所需的0.1mol/l氢氧化钠水溶液的使用量(mL)
f:0.1mol/l氢氧化钠水溶液的滴定量
w:测定样品的质量(g)(固体成分换算)
-聚合物A1的分子量:Mw-
聚合物A1的分子量以聚苯乙烯换算重均分子量计优选为60,000以下。聚合物A1的重均分子量为60,000以下,从而将感光性组合物层的熔融粘度抑制为较低,在与上述基板贴合时能够实现低温(例如130℃以下)时的贴合。
并且,聚合物A1的重均分子量优选为2,000~60,000,更优选为3,000~50,000。
另外,聚合物的重均分子量能够通过GPC(凝胶渗透色谱)来进行测定,作为测定装置,能够使用各种市售的装置,装置的内容及测定技术是本领域技术人员公知的。
基于凝胶渗透色谱(GPC)的重均分子量的测定中,作为测定装置能够使用HLC(注册商标)-8220GPC(TOSOH CORPORATION制),作为管柱能够使用将TSKgel(注册商标)SuperHZM-M(4.6mmID×15cm,TOSOH CORPORATION制)、Super HZ4000(4.6mmID×15cm,TOSOHCORPORATION制)、Super HZ3000(4.6mmID×15cm,TOSOH CORPORATION制)、Super HZ2000(4.6mmID×15cm,TOSOH CORPORATION制)的各一根串联连接而成的管柱,作为溶析液能够使用THF(四氢呋喃)。
并且,作为测定条件,能够将试样浓度设为0.2质量%,将流速设为0.35ml/min,将样品注入量设为10μL,且将测定温度设为40℃,并利用示差折射率(RI)检测器来进行。
校准曲线能够利用TOSOH CORPORATION制的“标准试样TSK standard,polystyrene”:“F-40”、“F-20”、“F-4”、“F-1”、“A-5000”、“A-2500”以及“A-1000”这7个样品中的任一个来制作。
聚合物A1的数均分子量与重均分子量之比(分散度)优选为1.0~5.0,更优选为1.05~3.5。
-聚合物A1的制造方法-
聚合物A1的制造方法(合成法)无特别限定,但是若举出一例,则能够在包含用于形成由式A表示的构成单元A的聚合性单体、用于形成具有酸基的构成单元B的聚合物单体、进而根据需要用于形成其他构成单元C的聚合性单体的有机溶剂中,使用聚合引发剂进行聚合,由此进行合成。并且,也能够以所谓高分子反应来进行合成。
关于本发明中的上述感光性组合物层,从相对于上述基板显现良好的密合性的观点而言,相对于感光性组合物层的总固体成分,优选为以50质量%~99.9质量%的比例包含上述聚合物成分,更优选为以70质量%~98质量%的比例包含。
并且,关于上述感光性组合物层,从相对于上述基板显现良好的密合性的观点而言,相对于感光性组合物层的总固体成分,优选为以50质量%~99.9质量%的比例包含上述聚合物A1,更优选为以70质量%~98质量%的比例包含。
〔其他聚合物〕
在不损害本发明所涉及的感光性转印材料的效果的范围内,上述感光性组合物层除包含聚合物A1以外,还可以包含不含具有被酸分解性基保护的酸基的构成单元的聚合物(有时称为“其他聚合物”。)来作为聚合物成分。上述感光性组合物层包含其他聚合物的情况下,在总聚合物成分中,其他聚合物的掺合量优选为50质量%以下,更优选为30质量%以下,进一步优选为20质量%以下。
上述感光性组合物层除了包含聚合物A1以外,也可以仅包含1种其他聚合物,还可以包含2种以上。
作为其他聚合物,例如能够使用聚羟基苯乙烯,也能够使用市售的SMA 1000P、SMA2000P、SMA 3000P、SMA 1440F、SMA 17352P、SMA 2625P及SMA 3840F(以上,SartomerCompany,Inc制)、ARUFON UC-3000、ARUFON UC-3510、ARUFON UC-3900、ARUFON UC-3910、ARUFON UC-3920及ARUFON UC-3080(以上,TOAGOSEI CO.,LTD.制)以及Joncryl 690、Joncryl 678、Joncryl 67及Joncryl 586(以上,BASF公司制)等。
〔光产酸剂〕
上述感光性组合物层优选为包含光产酸剂。
作为在本发明中使用的光产酸剂,为能够通过照射紫外线、远紫外线、X射线及带电粒子束等放射线产生酸的化合物。
作为在本发明中使用的光产酸剂,优选为如下化合物,即感应波长300nm以上,优选为波长300nm~450nm的活化光线而产生酸的化合物,但其化学结构并不受限制。并且,即便是不直接感应波长300nm以上的活化光线的光产酸剂,只要是通过同时使用敏化剂来感应波长300nm以上的活化光线而产生酸的化合物,则能够与敏化剂组合而优选地使用。
作为在本发明中使用的光产酸剂,优选为产生pKa为4以下的酸的光产酸剂,更优选为产生pKa为3以下的酸的光产酸剂,尤其优选为产生pKa为2以下的酸的光产酸剂。pKa的下限值没有特别的限定,例如优选为-10.0以上。
作为光产酸剂,能够举出离子性光产酸剂和非离子性光产酸剂。
并且,作为光产酸剂,从灵敏度以及分辨率的观点而言,优选为包含选自由后述的鎓盐化合物以及后述的肟磺酸盐化合物组成的组中的至少1种化合物,更优选为包含肟磺酸盐化合物。
作为非离子性光产酸剂的例子,能够举出三氯甲基均三嗪类、重氮甲烷化合物、酰亚胺磺酸酯化合物以及肟磺酸盐化合物等。在这些中,从灵敏度、分辨率以及密合性的观点而言,优选为光产酸剂为肟磺酸盐化合物。这些光产酸剂能够单独使用1种或组合2种以上来使用。作为三氯甲基均三嗪类以及重氮甲烷衍生物的具体例,能够例示在日本特开2011-221494号公报的0083段~0088段中记载的化合物。
作为肟磺酸盐化合物即具有肟磺酸盐结构的化合物,优选为具有由下述式(B1)表示的肟磺酸盐结构的化合物。
[化学式11]
在式(B1)中,R21表示烷基或芳基,*表示与其他原子或其他基团的键合部位。
具有由式(B1)表示的肟磺酸盐结构的化合物的任一基团均可被取代,R21中的烷基可为直链状,也可具有分支结构,也可具有环结构。被允许的取代基在以下进行说明。
作为R21的烷基,优选为碳原子数1~10的直链状或分支状烷基。R21的烷基可以被碳原子数6~11的芳基、碳原子数1~10的烷氧基、环烷基(包含7,7-二甲基-2-氧代降冰片基等桥接式脂环基,优选为双环烷基等)或卤素原子取代。
作为R21的芳基,优选为碳原子数6~18的芳基,更优选为苯基或萘基。R21的芳基可被选自由碳原子数1~4的烷基、烷氧基以及卤素原子组成的组中的1种以上的基团取代。
具有由式(B1)表示的肟磺酸盐结构的化合物,也优选为在日本特开2014-085643号公报的0078段~0111段中记载的肟磺酸盐化合物。
作为离子性光产酸剂的例子,能够举出二芳基錪鎓盐类以及三芳基锍盐化合物类等鎓盐化合物、季铵盐类等。在这些中,优选为鎓盐化合物,尤其优选为三芳基锍盐类以及二芳基錪鎓盐类。
作为离子性光产酸剂,也能够优选地使用日本特开2014-085643号公报的0114段~0133段中记载的离子性光产酸剂。
光产酸剂可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。
从灵敏度、分辨率的观点而言,相对于上述感光性组合物层的总质量,上述感光性组合物层中的光产酸剂的含量优选为0.1质量%~10质量%,更优选为0.5质量%~5质量%。
〔溶剂〕
上述感光性组合物层可以包含溶剂。
并且,为了容易形成上述感光性组合物层,形成上述感光性组合物层的感光性组合物能够通过暂且含有溶剂并调节感光性组合物的粘度,且涂布并干燥包含溶剂的感光性组合物而优选地形成上述感光性组合物层。
作为本发明中所使用的溶剂,能够使用公知的溶剂。作为溶剂,能够例示乙二醇单烷基醚类、乙二醇二烷基醚类、乙二醇单烷基醚乙酸酯类、丙二醇单烷基醚类、丙二醇二烷基醚类、丙二醇单烷基醚乙酸酯类、二乙二醇二烷基醚类、二乙二醇单烷基醚乙酸酯类、二丙二醇单烷基醚类、二丙二醇二烷基醚类、二丙二醇单烷基醚乙酸酯类、酯类、酮类、酰胺类、以及内酯类等。并且,作为溶剂的具体例也可举出在日本特开2011-221494号公报的0174段~0178段中记载的溶剂,将这些内容编入于本说明书中。
并且,在上述溶剂中,也能够进一步根据需要添加苄基乙醚、二己醚、乙二醇单苯醚乙酸酯、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、异佛尔酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、苄醇、苯甲醚、乙酸苄酯、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、马来酸二乙酯、碳酸乙二酯或碳酸丙二酯等溶剂。
溶剂可仅使用1种,也可使用2种以上。
本发明中能够使用的溶剂可以单独使用1种,更优选为同时使用2种。当使用2种以上的溶剂时,例如优选为丙二醇单烷基醚乙酸酯类和二烷基醚类的同时使用、二乙酸酯类和二乙二醇二烷基醚类的同时使用、或酯类和丁二醇烷基醚乙酸酯类的同时使用。
并且,作为溶剂,优选为沸点130℃以上且小于160℃的溶剂、沸点160℃以上的溶剂或这些的混合物。
作为沸点130℃以上且小于160℃的溶剂,能够例示丙二醇单甲醚乙酸酯(沸点146℃)、丙二醇单乙醚乙酸酯(沸点158℃)、丙二醇甲基-正丁醚(沸点155℃)以及丙二醇甲基-正丙醚(沸点131℃)。
作为沸点160℃以上的溶剂,能够例示3-乙氧基丙酸乙酯(沸点170℃)、二乙二醇甲基乙醚(沸点176℃)、丙二醇单甲醚丙酸酯(沸点160℃)、二丙二醇甲醚乙酸酯(沸点213℃)、3-甲氧基丁醚乙酸酯(沸点171℃)、二乙二醇二乙醚(沸点189℃)、二乙二醇二甲醚(沸点162℃)、丙二醇二乙酸酯(沸点190℃)、二乙二醇单乙醚乙酸酯(沸点220℃)、二丙二醇二甲醚(沸点175℃)以及1,3-丁二醇二乙酸酯(沸点232℃)。
并且,作为溶剂,也可优选地举出以下所记载的酯类、醚类、酮类等。
作为酯类,可举出乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸异丁酯、乙酸仲丁酯、乙酸叔丁酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯等。
作为醚类,可举出二异丙酯醚、1,4-二恶烷、1,2-二甲氧基乙烷、1,3-二氧戊环、丙二醇二甲醚、丙二醇单乙醚等。
作为酮类,可举出甲基正丁酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、二乙基酮、甲基正丙酮、甲基异丙酮等。
并且,作为其他溶剂,可举出甲苯、乙腈、异丙醇、2-丁醇、异丁醇等。
相对于感光性组合物中的总固体成分每100质量份,涂布感光性组合物时的溶剂的含量优选为50质量份~1,900质量份,更优选为100质量份~900质量份。
并且,上述感光性组合物层中的溶剂的含量相对于上述感光性组合物层的总质量优选为2质量%以下,更优选为1质量%以下,进一步优选为0.5质量%以下。
〔其他添加剂〕
在本发明中的上述感光性组合物层中除了包含聚合物A1及光产酸剂以外,还能够根据需要包含公知的添加剂。
-增塑剂-
上述感光性组合物层以改良塑性为目的,也可以含有增塑剂。
上述增塑剂优选为重均分子量小于聚合物A1。
从赋予塑性的观点而言,增塑剂的重均分子量优选为500以上且小于10,000,更优选为700以上且小于5,000,进一步优选为800以上且小于4,000。
增塑剂只要为与聚合物A1相容而显现塑性的化合物则没有特别的限定,从赋予塑性的观点而言,增塑剂优选为在分子中具有亚烷氧基。在增塑剂中所包含的亚烷氧基优选为具有下述结构。
[化学式12]
在上述式中,R是碳原子数2~8的烷基,n表示1~50的整数,*表示与其他原子的键合部位。
另外,例如,即使是具有上述结构的亚烷氧基的化合物(设为“化合物X”。),在混合化合物X、聚合物A1及光产酸剂而获得的化学增幅型正型感光性组合物与不含化合物X而形成的化学增幅型正型感光性组合物相比塑性未得到提高的情况下,也不符合本发明中的增塑剂。例如,任意添加的表面活性剂通常不会以对感光性组合物赋予塑性的量使用,因此不符合本说明书中的增塑剂。
作为上述增塑剂,例如可举出具有下述结构的化合物,但并非限定于这些。
[化学式13]
从密合性的观点而言,增塑剂的含量相对于上述感光性组合物层的总质量优选为1质量%~50质量%,更优选为2质量%~20质量%。
上述感光性组合物层可仅包含1种增塑剂,也可包含2种以上。
-敏化剂-
上述感光性组合物层还能够包含敏化剂。
敏化剂吸收活化光线而成为电子激发状态。成为电子激发状态的敏化剂与光产酸剂接触而产生电子转移、能量转移以及发热等作用。由此光产酸剂产生化学变化而分解并生成酸。
通过含有敏化剂,能够提高曝光灵敏度。
作为敏化剂,优选为选自由蒽衍生物、吖啶酮衍生物、噻吨酮衍生物、香豆素衍生物、碱性苯乙烯衍生物以及二苯乙烯基苯衍生物组成的组中的化合物,更优选为蒽衍生物。
作为蒽衍生物,优选为蒽、9,10-二丁氧基蒽、9,10-二氯蒽、2-乙基-9,10-二甲氧基蒽、9-羟甲基蒽、9-溴蒽、9-氯蒽、9,10-二溴蒽、2-乙基蒽或9,10-二甲氧基蒽。
作为上述敏化剂,能够举出在国际公开第2015/093271号的0139段~0141段中记载的化合物。
敏化剂的含量相对于上述感光性组合物层的总质量优选为0质量%~10质量%,更优选为0.1质量%~10质量%。
-碱性化合物-
上述感光性组合物层优选为还含有碱性化合物。
作为碱性化合物,能够从在化学增幅抗蚀剂中使用的碱性化合物中任意地选用。例如可举出脂肪族胺、芳香族胺、杂环式胺、氢氧化季铵以及羧酸的季铵盐等。作为这些的具体例,可举出在日本特开2011-221494号公报的0204段~0207段中记载的化合物,这些内容编入于本说明书中。
具体而言,作为脂肪族胺,例如可举出三甲基胺、二乙基胺、三乙基胺、二正丙基胺、三正丙基胺、二正戊基胺、三正戊基胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二环己基胺以及二环己基甲胺等。
作为芳香族胺,例如可举出苯胺、苄胺、N,N-二甲基苯胺以及二苯胺等。
作为杂环式胺,例如可举出吡啶、2-甲基吡啶、4-甲基吡啶、2-乙基吡啶、4-乙基吡啶、2-苯基吡啶、4-苯基吡啶、N-甲基-4-苯基吡啶、4-二甲胺基吡啶、咪唑、苯并咪唑、4-甲基咪唑、2-苯基苯并咪唑、2,4,5-三苯基咪唑、烟碱、烟酸、烟酰胺、喹啉、8-氧喹啉、吡嗪、吡唑、哒嗪、嘌呤、吡咯烷、哌啶、哌嗪、吗啉、4-甲基吗啉、1,5-二氮杂双环[4.3.0]-5-壬烯以及1,8-二氮杂双环[5.3.0]-7-十一烯等。
作为氢氧化季铵,例如可举出氢氧化四甲基铵、氢氧化四乙基铵、氢氧化四正丁基铵以及氢氧化四正己基铵等。
作为羧酸的季铵盐,例如可举出四甲基乙酸铵、四甲基苯甲酸铵、四正丁基乙酸铵以及四正丁基苯甲酸铵等。
上述碱性化合物可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。
碱性化合物的含量相对于上述感光性组合物层的总质量优选为0.001质量%~5质量%,更优选为0.005质量%~3质量%。
-杂环状化合物-
本发明中的感光性组合物层能够包含杂环状化合物。
本发明中的杂环状化合物并不特别限制。例如能够添加如下:在以下所述的分子内具有环氧基或氧杂环丁基的化合物、含烷氧基甲基的杂环状化合物、其他各种环状醚、环状酯(内酯)等含氧单体、环状胺、噁唑啉基等含氮单体,还能够添加硅、硫、磷等具有d电子的杂环单体等。
当添加杂环状化合物时,感光性组合物层中的杂环状化合物的添加量相对于上述感光性组合物层的总质量优选为0.01质量%~50质量%,更优选为0.1质量%~10质量%,进一步优选为1质量%~5质量%。若为上述范围,则从密合性以及耐蚀刻性的观点而言为优选。杂环状化合物可仅使用1种,也能够同时使用2种以上。
作为在分子内具有环氧基的化合物的具体例,能够举出双酚A型环氧树脂、双酚F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、脂肪族环氧树脂等。
在分子内具有环氧基的化合物能够作为市售品来购入。例如可举出JER828、JER1007、JER157S70(Mitsubishi Chemical Corporation制)、JER157S65(MitsubishiChemical Holdings Co.,Ltd.制)等、以及在日本特开2011-221494号公报的0189段中记载的市售品等。
作为其他市售品,可举出ADEKA RESIN EP-4000S、ADEKA RESIN EP-4003S、ADEKARESIN EP-4010S、ADEKA RESIN EP-4011S(以上,ADEKA Corporation制)、NC-2000、NC-3000、NC-7300、XD-1000、EPPN-501、EPPN-502(以上,ADEKA Corporation制)、DENACOL EX-611、EX-612、EX-614、EX-614B、EX-622、EX-512、EX-521、EX-411、EX-421、EX-313、EX-314、EX-321、EX-211、EX-212、EX-810、EX-811、EX-850、EX-851、EX-821、EX-830、EX-832、EX-841、EX-911、EX-941、EX-920、EX-931、EX-212L、EX-214L、EX-216L、EX-321L、EX-850L、DLC-201、DLC-203、DLC-204、DLC-205、DLC-206、DLC-301、DLC-402、EX-111、EX-121、EX-141、EX-145、EX-146、EX-147、EX-171、EX-192(以上,Nagase ChemteX Corporation制)、YH-300、YH-301、YH-302、YH-315、YH-324、YH-325(以上,NIPPON STEEL&SUMIKIN CHEMICAL CO.,LTD.制)CELLOXIDE 2021P、2081、2000、3000、EHPE3150、Epolead GT400、CELVENUS B0134、B0177(Daicel Corporation制)等。
在分子内具有环氧基的化合物可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。
在分子内具有环氧基的化合物中,可更优选地举出双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂以及脂肪族环氧树脂,可尤其优选地举出脂肪族环氧树脂。
作为在分子内具有氧杂环丁基的化合物的具体例,能够使用Aron Oxetane OXT-201、OXT-211、OXT-212、OXT-213、OXT-121、OXT-221、OX-SQ、PNOX(以上,TOAGOSEI CO.,LTD.制)。
并且,包含氧杂环丁基的化合物优选为单独或与包含环氧基的化合物混合使用。
本发明中的感光性组合物层中,从耐蚀刻性及线宽稳定性的观点而言,杂环状化合物优选为具有环氧基的化合物。
-烷氧基硅烷化合物-
上述感光性组合物层可以含有烷氧基硅烷化合物。作为烷氧基硅烷化合物,可优选地举出三烷氧基硅烷化合物。
作为烷氧基硅烷化合物,例如可举出γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三烷氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基烷基二烷氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷基二烷氧基硅烷、γ-氯丙基三烷氧基硅烷、γ-巯丙基三烷氧基硅烷、β-(3,4-环氧基环己基)乙基三烷氧基硅烷、乙烯三烷氧基硅烷。在这些中,更优选为γ-环氧丙氧基丙基三烷氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷,进一步优选为γ-环氧丙氧基丙基三烷氧基硅烷,尤其优选为3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷。这些能够单独使用1种或组合2种以上来使用。
-表面活性剂-
从膜厚均匀性的观点而言,上述感光性组合物层优选为含有表面活性剂。作为表面活性剂,能够使用阴离子系、阳离子系、非离子系(Nonionic)或两性中的任一种,但优选的表面活性剂是非离子表面活性剂。
作为非离子系表面活性剂的例子,能够举出聚氧乙烯高级烷基醚类、聚氧乙烯高级烷基苯基醚类、聚氧乙二醇的高级脂肪酸二酯类、硅酮系、氟系表面活性剂。并且,能够举出以下商品名称的各系列:KP(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制)、Polyflow(KyoeishaChemical Co.,Ltd.制)、EFTOP(Japan Electronic Monetary Claim Organization制)、Megaface(DIC Corporation制)、Fluorad(Sumitomo 3M Limited制)、AsahiGuard、Surflon(Asahi Glass Co.,Ltd.制)、PolyFox(OMNOVA SOLUTIONS INC.制)以及SH-8400(DowCorning Toray Co.,Ltd.制)等。
并且,作为表面活性剂,能够将包含由下述式I-1表示的构成单元SA以及构成单元SB,且将四氢呋喃(THF)作为溶剂时利用凝胶渗透色谱测定的聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)为1,000以上且10,000以下的共聚物作优选为例来举出。
[化学式14]
在式(I-1)中,R401以及R403分别独立地表示氢原子或甲基,R402表示碳原子数1以上且4以下的直链亚烷基,R404表示氢原子或碳原子数1以上且4以下的烷基,L表示碳原子数3以上且6以下的亚烷基,p以及q是表示聚合比的质量百分比,p表示10质量%以上且80质量%以下的数值,q表示20质量%以上且90质量%以下的数值,r表示1以上且18以下的整数,s表示1以上且10以下的整数,*表示与其他结构的键合部位。
L优选为由下述式(I-2)表示的分支亚烷基。式(I-2)中的R405表示碳原子数1以上且4以下的烷基,从相容性和相对于被涂布面的润湿性的观点而言,优选为碳原子数1以上且3以下的烷基,更优选为碳原子数2或3的烷基。p与q之和(p+q)优选为p+q=100即100质量%。
[化学式15]
共聚物的重均分子量(Mw)更优选为1,500以上且5,000以下。
此外,还能够使用日本专利第4502784号公报的0017段、日本特开2009-237362号公报的0060段~0071段中记载的表面活性剂。
表面活性剂可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。
表面活性剂的添加量相对于上述感光性组合物层的总质量优选为10质量%以下,更优选为0.001质量%~10质量%,进一步优选为0.01质量%~3质量%。
-其他成分-
本发明中的感光性组合物层还能够添加金属氧化物粒子、抗氧化剂、分散剂、酸增殖剂、显影促进剂、导电性纤维、着色剂、热自由基聚合引发剂、热酸产生剂、紫外线吸收剂、增粘剂、交联剂及有机或无机的沉淀防止剂等公知的添加剂。
关于其他成分的优选方式,分别记载于日本特开2014-085643号公报的0165段~0184段,该公报的内容编入于本说明书中。
〔感光性组合物层的形成方法〕
能够以任意的比例并且以任意的方法混合各成分及溶剂,进行搅拌溶解而制备用于形成感光性组合物层的感光性组合物。例如,也能够制成将各成分分别预先溶解于溶剂中而成的溶液后,将所获得的溶液以规定的比例进行混合来制备组合物。如上制备的组合物也能够使用孔径0.2μm的过滤器等进行过滤后供使用。
为了提高感光性组合物层的膜厚均匀性、表面状态不均等,本发明中所使用的感光性组合物中的固体成分(例如,聚合物成分、光产酸剂、碱性化合物及表面活性剂)优选为溶解于上述溶剂中来调节。
通过将感光性组合物涂布于临时支承体上并使其干燥,能够形成感光性组合物层。
涂布方法并无特别限定,能够通过狭缝涂布、旋涂、帘涂、喷墨涂布等公知的方法进行涂布。
另外,还能够在临时支承体上形成后述其他层之后,涂布感光性组合物层。
<正型感光性转印材料>
以下,对本发明中所使用的正型感光性转印材料(以下,还简称为“感光性转印材料”。)进行详细说明。
图2示意性地示出本发明中所使用的感光性转印材料的层结构的一例。图2所示的感光性转印材料100依次层叠有临时支承体12、正型感光性组合物层14及覆盖膜16。
正型感光性组合物层14含有聚合物及光产酸剂,该聚合物包含具有被酸分解性基保护的酸基的构成单元。
以下,对本发明中所使用的感光性转印材料的构成材料等进行说明。另外,关于本发明中的上述结构,在本说明书中有时称为如下。
-临时支承体-
临时支承体为支撑正型感光性组合物层且能够从正型感光性组合物层剥离的支承体。
从在对感光性组合物层进行图案曝光时能够经由临时支承体对感光性组合物层进行曝光的观点而言,本发明中所使用的临时支承体优选为具有透光性。
所谓具有透光性,是指在图案曝光中使用的光的主波长的透射率为50%以上,从提高曝光灵敏度的观点而言,在图案曝光中使用的光的主波长的透射率优选为60%以上,更优选为70%以上。作为透射率的测定方法,可举出利用Otsuka Electronics Co.,Ltd.制MCPD Series进行测定的方法。
作为临时支承体,可举出玻璃基板、树脂薄膜、纸等,从强度以及挠性等观点而言,尤其优选为树脂薄膜。作为树脂薄膜,可举出环烯烃聚合物薄膜、聚对苯二甲酸乙二酯薄膜、三醋酸纤维素薄膜、聚苯乙烯薄膜、聚碳酸酯薄膜等。其中,从光学特性及低透湿性的观点而言,优选为包含环烯烃聚合物的薄膜,尤其优选为环烯烃聚合物薄膜。
临时支承体的厚度并无特别限定,优选为5μm~200μm的范围,就容易处理、通用性等的观点而言,更优选为10μm~150μm的范围。
从作为支承体的强度、与电路布线形成用基板的贴合所要求的挠性、最初的曝光工序中所要求的透光性等观点而言,临时支承体的厚度根据材质选择即可。
关于临时支承体的优选方式,例如在日本特开2014-085643号公报的0017段~0018段中有记载,该公报的内容编入于本说明书中。
-其他层-
本发明中所使用的感光性转印材料也可以具有除了上述感光性组合物层以外的层(以下,有时称为“其他层”)。作为其他层,能够举出对比增强层、中间层、覆盖膜、热塑性树脂层等。
〔对比增强层〕
本发明中所使用的感光性转印材料除了上述感光性组合物层以外,还能够具有对比增强层。
对比增强层(Contrast Enhancement Layer;CEL)为在曝光前对曝光波长的吸收大,但随着被曝光而吸收逐渐变小,即含有光的透射率变高的材料(称作光消色性色素成分。)的层。作为光消色性色素成分,已知有重氮盐、苯乙烯基吡啶鎓(stilbazolium)盐、芳基亚硝基盐类等。作为覆膜形成成分,使用酚醛系树脂等。
此外,作为对比增强层,能够使用在日本特开平6-097065号公报的0004段~0051段、日本特开平6-332167号公报的0012段~0055段、光聚合物手册、光聚合座谈会编、工业调査会(1989年)、光聚合·技术(Technology)、山冈·永松编、THE NIKKAN KOGYOSHIMBUN,LTD.(1988年)中记载的材料。
〔中间层〕
在上述感光性组合物层上,以涂布多个层及防止涂布后保存时的成分的混合为目的,能够设置中间层。
作为中间层,能够使用日本特开2005-259138号公报的0084~0087段中记载的中间层。作为中间层,优选为分散或溶解于水或碱水溶液中的中间层。
作为用于中间层的材料,例如可举出聚乙烯醇系树脂、聚乙烯吡咯烷酮系树脂、纤维素系树脂、丙烯酰胺系树脂、聚环氧乙烷系树脂、明胶、乙烯醚系树脂、聚酰胺树脂及这些的共聚物等树脂。其中,尤其优选为聚乙烯醇与聚乙烯吡咯烷酮的组合。
〔热塑性树脂层、覆盖膜等〕
从转印性的观点而言,本发明中所使用的感光性转印材料可以在上述临时支承体与上述感光性组合物层之间具有热塑性树脂层。
并且,以保护上述感光性组合物层为目的,本发明所涉及的感光性转印材料可以具有覆盖膜。
关于热塑性树脂层的优选的方式,记载于日本特开2014-085643号公报的0189段~0193段,关于其他层的优选的方式,记载于日本特开2014-085643号公报的0194段~0196段,该公报的内容编入本说明书中。
其中,从转印性的观点而言,热塑性树脂层优选为包含选自由丙烯酸树脂及苯乙烯/丙烯酸共聚物组成的组中的至少1种热塑性树脂。
当本发明中所使用的感光性转印材料具有热塑性树脂层等其他层时,能够遵照在日本特开2006-259138号公报的0094段~0098段中记载的感光性转印材料的制作方法来制作。
例如,制作具有热塑性树脂层及中间层的本发明所涉及的感光性转印材料的情况下,将溶解热塑性有机高分子及添加剂而成的溶解液(热塑性树脂层用涂布液)涂布于临时支承体上,并使其干燥而设置热塑性树脂层之后,将在不溶解热塑性树脂层的溶剂中添加树脂及添加剂而制备的制备液(中间层用涂布液)涂布于所获得的热塑性树脂层上,并使其干燥而层叠中间层。在所形成的中间层上进而涂布使用不溶解中间层的溶剂制备的感光性组合物,并使其干燥而层叠感光性组合物层,由此能够优选地制作本发明所涉及的感光性转印材料。
(输入装置及显示装置)
作为具备通过本发明所涉及的电路基板的制造方法制造的电路基板的装置,可举出输入装置。
本发明中的输入装置优选为静电电容型触摸面板。
本发明中的显示装置优选为具备本发明中的输入装置。
并且,本发明中的显示装置优选为有机EL显示装置及液晶显示装置等图像显示装置。
(触摸面板及触摸面板显示装置以及这些的制造方法)
本发明所涉及的触摸面板是至少具有通过本发明所涉及的电路基板的制造方法制造的电路基板的触摸面板。并且,本发明所涉及的触摸面板优选为至少具有透明基板、电极、以及绝缘层或保护层。
本发明所涉及的触摸面板显示装置是至少具有通过本发明所涉及的电路基板的制造方法制造的电路基板的触摸面板显示装置,优选为具有本发明所涉及的触摸面板的触摸面板显示装置。
本发明所涉及的触摸面板或触摸面板显示装置的制造方法优选为包含本发明所涉及的电路基板的制造方法。
本发明所涉及的触摸面板或触摸面板显示装置的制造方法优选为包括如下工序,该工序为:使通过感光性转印材料的制造方法获得的感光性转印材料的上述感光性组合物层与上述基板接触而贴合的工序;对上述贴合的工序后的上述感光性转印材料的上述感光性组合物层进行图案曝光的工序;对上述曝光的工序后的感光性组合物层进行显影而形成图案的工序;及对未配置上述图案的区域中的基板进行蚀刻处理的工序。各工序的详细内容与上述电路基板的制造方法中的各工序的详细内容相同,优选的方式也相同。
作为本发明所涉及的触摸面板以及本发明所涉及的触摸面板显示装置中的检测方法,可为电阻膜方式、静电电容方式、超声波方式、电磁感应方式以及光学方式等公知的方式中的任一种。其中,优选为静电电容方式。
作为触摸面板型,能够举出所谓内嵌型(例如在日本特表2012-517051号公报的图5、图6、图7、图8中的记载)、所谓外嵌型(例如在日本特开2013-168125号公报的图19中的记载、在日本特开2012-089102号公报的图1和图5中的记载)、OGS(One Glass Solution,单片玻璃触摸)型、TOL(Touch-on-Lens,镜片触摸)型(例如在日本特开2013-054727号公报的图2中的记载)、其他结构(例如在日本特开2013-164871号公报的图6中的记载)、各种外挂型(所谓GG、G1·G2、GFF、GF2、GF1、G1F等)。
作为本发明所涉及的触摸面板及本发明所涉及的触摸面板显示装置,能够适用在『最新触摸面板技术』(2009年7月6日、Techno Times Co.,Ltd.发行)、三谷雄二监修、“触摸面板的技术与开发”、CMC出版(2004,12)、FPD International 2009Forum T-11演讲教科书、Cypress Semiconductor Corporation应用笔记AN2292等中公开的结构。
实施例
以下举出实施例对本发明的实施方式进行更具体的说明。以下实施例所示的材料、使用量、比例、处理内容及处理步骤等,只要不脱离本发明的实施方式的趣旨,则能够适当变更。因此,本发明的实施方式的范围并不限定于以下所示的具体例。另外,只要没有特别的限定,“份”、“%”为质量基准。
[(A)聚合物成分]
在以下合成例中,以下缩写分别表示以下化合物。
ATHF:丙烯酸2-四氢呋喃酯(合成品)
AA:丙烯酸(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制)
MAA:甲基丙烯酸(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制)
EA:丙烯酸乙酯(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制)
MMA:甲基丙烯酸甲酯(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制)
CHA:丙烯酸环己酯(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制)
MATHF:甲基丙烯酸2-四氢呋喃酯(合成品)
ATHP:丙烯酸2-四氢呋喃酯(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制)
MAEVE:甲基丙烯酸1-乙氧基乙酯(合成品)
PMPMA:1,2,2,6,6-五甲基-4-甲基丙烯酸哌啶(FUJIFILM Wako Pure ChemicalCorporation制)
PGMEA:丙二醇单甲醚乙酸酯(SHOWA DENKO K.K.制)
V-601:二甲基2,2’-偶氮双(2-甲基丙酸酯)(Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制)
<ATHF的合成>
向3口烧瓶中添加丙烯酸(72.1g,1.0mol)、己烷(72.1g)并冷却至20℃。滴加樟脑磺酸(7.0mg,0.03mmol)、2-二氢呋喃(77.9g,1.0mol)之后,在20℃±2℃下搅拌1.5小时之后,升温至35℃并进行了2小时搅拌。在Nutsche吸滤器依次铺满KYOWARD 200(过滤材料,氢氧化铝粉末,Kyowa Chemical Industry Co.,Ltd.制)、KYOWARD 1000(过滤材料,水滑石系粉末,Kyowa Chemical Industry Co.,Ltd.制)之后,过滤反应液,从而获得了过滤液。向所获得的过滤液中添加氢醌单甲醚(MEHQ,1.2mg)之后,在40℃下进行减压浓缩,从而获得了作为无色油状物的丙烯酸四氢呋喃-2-基(ATHF)140.8g(产率为99.0%)。
<MATHF的合成>
将丙烯酸变更为甲基丙烯酸,除此以外,以与ATHF的合成相同的方式进行了合成。
<MAEVE的合成>
按照日本特开2007-163772号公报的0139段中所记载的方法进行了合成。
<聚合物A-1的合成例>
向3口烧瓶中放入PGMEA(75.0g),在氮气氛下升温至90℃。经2小时将添加有ATHF(40.0g)、AA(2.0g)、丙烯酸乙酯(EA、20.0g)、甲基丙烯酸甲酯(MMA、22.0g)、丙烯酸环己酯(CHA、16.0g)、V-601(4.0g)、PGMEA(75.0g)的溶液滴加到保持为90℃±2℃的3口烧瓶溶液中。滴加结束后,在90℃±2℃下搅拌2小时,从而获得了聚合物A-1(固体成分浓度为40.0%)。
[表1]
<聚合物A2~A10的合成>
将单体的种类等变更为如下述表2所示,关于其他条件,以与聚合物A1相同的方法进行了合成。将聚合物A的固体成分浓度设为40质量%。表2中的各单体的使用量的单位为质量%。
[表2]
<聚合物A-11(PHS-EVE)的合成>
按照日本特开2014-085643号公报的0232段中所记载的方法,获得了聚合物A-11。
[化学式16]
<聚合物A-12(酚醛清漆-EVE)的合成>
按照日本特开2014-085643号公报的0234段中所记载的方法,获得了聚合物A-12。
[化学式17]
[(B)光产酸剂]
B-1:下述所示的结构(日本特开2013-47765号公报的0227段中所记载的化合物、按照0227段中所记载的方法进行了合成。)
[化学式18]
B-2:PAG-103(商品名称,BASF公司制,下述化合物)
[化学式19]
B-3:下述所示的结构的化合物(按照日本特开2014-197155号公报的0210段中所记载的方法进行了合成。)
[化学式20]
上述化合物中,Ts表示甲苯磺酰基。
B-4:GSID-26-1、三芳基锍盐(BASF公司制、下述化合物)
[化学式21]
[(C)表面活性剂]
C-1:下述所示的结构的化合物
[化学式22]
[(D)碱性化合物]
D-1:下述所示的结构的化合物
[化学式23]
<萘醌二叠氮化物>
TS-200TF(TOYO Gosei Co.,Ltd.制,下述结构的化合物)
[化学式24]
<感光性转印材料的制备>
实施例1及比较例1中,以成为下述表3所示的固体成分比的方式,将聚合物成分、光产酸剂、碱性化合物及表面活性剂溶解混合于PGMEA中,以使固体成分浓度成为10质量%,通过孔径为0.2μm的聚四氟乙烯制过滤器进行过滤,从而获得了感光性组合物。
使用狭缝状喷嘴,将该感光性组合物涂布于成为临时支承体的厚度为30μm的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜(以下,设为PET(A)。)上,以使干燥膜厚成为3.0μm,涂布宽度成为1.0m。然后,经40秒钟使其通过80℃的干燥区,最后,压制聚乙烯薄膜(Tredegar Co.,Ltd.制,OSM-N)作为覆盖膜而制作了感光性转印材料1。
另外,PET(A)的总光雾度是0.19%。关于薄膜雾度,使用Suga Test InstrumentsCo.,Ltd.制雾度试验机HZ-2,遵照JIS-K-7136测定了基础片的总光雾度值(%)。
<性能评价>
使用了在100μm厚度的PET基材上将ITO通过溅射以150nm厚度成膜,并在其上通过真空蒸镀法将铜以200nm厚度成膜而成的PET基板。
<灵敏度评价>
在辊温度120℃、线压0.8MPa、线速度1.0m/min.的层合条件下,将所制作的感光性转印材料层合于依次成膜ITO、铜而成的PET基板,而制作了试样。
不剥离临时支承体,经由线宽3μm~20μm的线宽与间距图案掩模(Duty比1:1)并使用超高压汞灯进行曝光之后,放置1小时之后剥离临时支承体来进行了显影。显影使用25℃的1.0%碳酸钠水溶液,以喷淋显影进行了30秒钟。通过上述方法形成了20μm的线宽与间距图案时,通过扫描型电子显微镜(SEM)观察空间部的残渣并进行了评价,求出了完全没有残渣的曝光量。曝光量小于200mJ/cm2为能够实用的级别。
5:小于80mJ/cm2
4:80mJ/cm2以上且小于150mJ/cm2
3:150mJ/cm2以上且小于200mJ/cm2
2:200mJ/cm2以上且小于300mJ/cm2
1:300mJ/cm2以上
<分辨率评价>
在辊温度120℃、线压0.8MPa、线速度1.0m/min.的层合条件下,将所制作的感光性转印材料层合于依次成膜ITO、铜而成的PET基板,而制作了试样。
不剥离临时支承体,经由线宽为3μm~20μm的线宽与间距图案掩模(Duty比1:1)并使用超高压汞灯进行曝光之后,放置1小时之后剥离临时支承体而进行了显影。显影使用25℃的1.0%碳酸钠水溶液,以喷淋显影进行了30秒钟。如此获得的线宽与间距图案中,将最高分辨率的图案设为最终分辨率。并且,判断最终分辨率时,在图案的侧壁部产生大粗糙度的情况下,设为未能分辨。
5:小于6μm
4.5:小于8μm且6μm以上
4:小于10μm且8μm以上
3:小于15μm且10μm以上
2:小于20μm且15μm以上
1:20μm以上
<去除性评价>
在辊温度120℃、线压0.8MPa、线速度1.0m/min.的层合条件下,将所制作的感光性转印材料层合于依次成膜ITO、铜而成的PET基板,而制作了试样。
不剥离临时支承体,经由线宽3μm~20μm的线宽与间距图案掩模(Duty比1:1)并使用超高压汞灯进行曝光之后,放置1小时之后剥离临时支承体来进行了显影。显影使用25℃的1.0%碳酸钠水溶液,以喷淋显影进行了30秒钟。接着,使用25℃的铜蚀刻液(KANTOCHEMICAL CO.,INC.制Cu-02)通过浸渍法对铜层进行60秒钟的蚀刻之后,使用25℃的ITO蚀刻液(KANTO CHEMICAL CO.,INC.制ITO-02)通过浸渍法对ITO层进行了60秒钟的蚀刻。对于在上述分辨率评价中未分辨的(评价是1的)材料,也使用铜及ITO蚀刻液进行了相同的操作。
使用去除液来去除了所残留的感光性组合物层。关于去除,使用50℃的水系去除液(Henkel Japan Ltd.制BONDERITE C-AK P123的水稀释液:有机碱10%、水90%)及MIKASA CO.,LTD制ED-1200来进行了喷淋去除。此时,将1天的装置运转时间设为6小时,在去除液的使用开始日(0天)或从使用开始日起3天、7天、14天后、21天后或者28天后分别进行了相同的实验。
在去除之前进行全面曝光的情况下,不经由图案掩模并使用超高压汞灯以表3中所记载的剥离前曝光量进行曝光,曝光之后放置10秒钟之后,进行了上述去除试验。
通过扫描型电子显微镜(SEM)观察感光性组合物层,并求出了能够完全去除铜层上的感光性组合物层的时间。判断去除性时,去除时间小于70秒钟为实用级别,去除时间短为优选。
〔评价基准〕
4:去除时间为20秒钟以下
3:去除时间为20秒钟以上且小于70秒钟
2:去除时间为70秒钟以上且小于300秒钟
1:无法去除
以下,将评价结果汇总示于表3。
[表3]
如表3所示,关于实施例的电路基板的制造方法,即使在长时间使用去除液的情况下去除性也优异。
(实施例101)
在100微米厚度的PET基材上,作为第2层导电层而将ITO通过溅射以150nm厚度成膜,在其上作为第1层导电层而将铜通过真空蒸镀法以200nm厚度成膜,由此制成了电路形成基板。
在铜层上层合了在实施例1中获得的感光性转印材料1(辊温度120℃、线压0.8MPa、线速度1.0m/min.)。不剥离临时支承体并使用设置有具有沿一个方向连接有导电层焊盘的结构的图3所示的图案A的光罩进行了接触图案曝光。然后剥离临时支承体,进行显影、水洗来获得了图案A。接着使用铜蚀刻液(KANTO CHEMICAL CO.,INC.制Cu-02)对铜层进行了蚀刻后,使用ITO蚀刻液(KANTO CHEMICAL CO.,INC.制ITO-02)对ITO层进行了蚀刻,从而获得了铜和ITO均以图案A描绘出的基板。
接着,使用以对准的状态设置有图4所示的图案B的开口部的光罩进行了图案曝光、显影、水洗。
然后,使用Cu-02蚀刻铜层,通过超高压汞灯对所残留的感光性组合物层进行全面曝光(300mJ/cm2),曝光之后放置10秒钟之后,使用去除液(Henkel Japan Ltd.制BONDERITE C-AK P123)来去除,从而获得了电路基板。
通过显微镜观察所获得的电路基板的结果,无剥落或缺失等,是精致的图案。
(实施例102)
在100微米厚度的PET基材上,作为第2层导电层而将ITO通过溅射以150nm厚度成膜,在其上作为第1层导电层而将铜通过真空蒸镀法以200nm厚度成膜,由此制成了电路形成基板。
在铜层上层合了在实施例1中获得的感光性转印材料1(辊温度120℃、线压0.8MPa、线速度1.0m/min.)。
不剥离临时支承体并使用设置有具有沿一个方向连接有导电层焊盘的结构的图3所示的图案A的光罩进行了图案曝光。然后剥离临时支承体,进行显影、水洗来获得了图案A。接着使用铜蚀刻液(KANTO CHEMICAL CO.,INC.制Cu-02)对铜层进行了蚀刻后,使用ITO蚀刻液(KANTO CHEMICAL CO.,INC.制ITO-02)对ITO层进行了蚀刻,从而获得了铜和ITO均以图案A描绘出的基板。
接着,在残留的抗蚀剂上层合了PET(A)作为保护层。在该状态下,使用以对准的状态设置有图4所示的图案B的开口部的光罩进行了图案曝光,剥离PET(A)之后进行了显影、水洗。
然后,使用Cu-02蚀刻铜层,通过超高压汞灯对所残留的感光性组合物层进行全面曝光(300mJ/cm2),曝光之后放置10秒钟之后,使用去除液(Henkel Japan Ltd.制BONDERITE C-AK P123)来去除,从而获得了电路基板。
通过显微镜观察所获得的电路基板的结果,无剥落或缺失等,是精致的图案。
(实施例2)
关于实施例1中获得的感光性转印材料1,通过0199段中所记载的方法进行了基板的图案化。去除感光性组合物时,在剥离之前的全面曝光之后使用IR加热器在基板温度60℃下加热5秒钟并放置,除此以外,通过与实施例1相同的方法进行了去除性评价。将评价结果示于表4。
(实施例3)
将加热工序中的基板温度变更为25℃并放置,除此以外,通过与实施例2相同的方法进行了去除性评价。将评价结果示于表4。
[表4]
结果,通过进行加热工序,即使曝光后的放置时间短,也获得了与实施例1同等以上的去除性能。
并且,如表4所示,关于实施例2的电路基板的制造方法,即使在长时间、例如21天或28天使用去除液的情况下,去除性也优异。
(实施例4)
在100微米厚度的PET基材上,作为第2层导电层而将ITO通过溅射以150nm厚度成膜,在其上作为第1层导电层而将铜通过真空蒸镀法以200nm厚度成膜,由此制成了电路形成基板。
在铜层上层合了在实施例1中获得的感光性转印材料1(辊温度120℃、线压0.8MPa、线速度1.0m/min.)。
不剥离临时支承体并使用设置有具有沿一个方向连接有导电层焊盘的结构的图3所示的图案A的光罩进行了图案曝光。然后剥离临时支承体,进行显影、水洗来获得了图案A。接着使用铜蚀刻液(KANTO CHEMICAL CO.,INC.制Cu-02)对铜层进行蚀刻、水洗,获得了以图案A描绘出的铜布线。进而,对于铜蚀刻之后的基板,使用ITO蚀刻液(KANTO CHEMICALCO.,INC.制ITO-02)蚀刻ITO层,最后用冲洗液(表面活性剂的0.1重量%水溶液、表面活性剂:Megaface F-444(DIC CORPORATION制))进行清洗,从而获得了铜和ITO均以图案A描绘出的基板。
通过超高压汞灯对该基板进行全面曝光(300mJ/cm2),曝光之后使用IR加热器在基板温度60℃下加热5秒钟并放置之后,通过与实施例1相同的方法进行了感光性树脂层的去除性能评价。关于去除液,使用了(Henkel Japan Ltd.制BONDERITE C-AK P123)。本实施例的步骤中,如下述表5所示,也能够获得良好的去除性能。
[表5]
(实施例5)
在100微米厚度的PET基材上,作为第2层导电层而将ITO通过溅射以150nm厚度成膜,在其上作为第1层导电层而将铜通过真空蒸镀法以200nm厚度成膜,由此制成了电路形成基板。
在铜层上层合了在实施例1中获得的感光性转印材料1(辊温度120℃、线压0.8MPa、线速度1.0m/min.)。
不剥离临时支承体并使用设置有具有沿一个方向连接有导电层焊盘的结构的图3所示的图案A的光罩进行了图案曝光。然后剥离临时支承体,进行显影、水洗来获得了图案A。接着使用铜蚀刻液(KANTO CHEMICAL CO.,INC.制Cu-02)对铜层进行蚀刻、水洗,获得了以图案A描绘出的铜布线。进而,对于铜蚀刻之后的基板,使用ITO蚀刻液(KANTO CHEMICALCO.,INC.制ITO-02)蚀刻ITO层,使用下述组成的冲洗液1进行清洗之后,通过鼓风机将水分完全吹散,从而获得了铜和ITO均以图案A描绘出的基板。
通过超高压汞灯对该基板进行全面曝光(300mJ/cm2),曝光之后使用IR加热器在基板温度60℃下加热5秒钟并放置之后,进行了感光性树脂层的去除性能评价。关于去除液,使用了(Henkel Japan Ltd.制BONDERITE C-AK P123)。将评价结果示于表6及表7。
<冲洗液1>
·离子交换水:9,990份
·聚氧乙烯(10)辛基苯基醚(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制):5份
·聚氧乙烯聚氧丙二醇(160环氧乙烷(E.O.))(30环氧丙烷(P.O.))(FUJIFILMWako Pure Chemical Corporation制):5份
(实施例6)
将ITO蚀刻后的冲洗液变更为下述冲洗液2,除此以外,以与实施例5相同的方式进行了感光性树脂层的去除性能评价。将评价结果示于表6及表7。
<冲洗液2>
·离子交换水:9,985份
·聚氧乙烯(10)辛基苯基醚:5份
·聚氧乙烯聚氧丙二醇(160E.O.)(30P.O.):5份
·3-甲氧基-3-甲基丁醇:5份
[表6]
[表7]
结果,即使在使用冲洗液1或冲洗液2来作为ITO蚀刻后的冲洗液进行加热工序的情况下,也能够获得良好的去除性能。
(实施例7~实施例19)
设为下述表8所示的感光性组合物的组成,除此以外,通过与实施例1相同的方法制备了感光性转印材料。关于灵敏度评价及分辨率评价,通过与实施例1相同的方法进行,关于去除性的评价,变更剥离前曝光量及加热工序中的加热时间以及加热温度,除此以外,通过与实施例2相同的方法进行。将评价结果示于表8。
如表8所示,关于实施例的电路基板的制造方法,即使在长时间使用去除液的情况下,去除性也优异。
符号说明
12-临时支承体,14-正型感光性组合物层,14A-第1图案,14B-第2图案,16-覆盖膜,20-电路布线形成用基板,22-基材,24-第1导电层,24A-第1导电层(第1蚀刻工序后),24B-第1导电层(第2蚀刻工序后),26-第2导电层,26A-第2导电层(第1蚀刻工序及第2蚀刻工序后),30-掩模,40-掩模,100-感光性转印材料,S、SL-实线部,G-灰色部,DL-虚线部。
Claims (12)
1.一种电路基板的制造方法,其依次包括:
在导电层上形成正型感光性组合物层的工序;
对所述正型感光性组合物层进行图案曝光的工序;
对所述经图案曝光的正型感光性组合物层进行显影的工序;
将所述经显影的正型感光性组合物层用作掩模,蚀刻导电层的工序;
对所述经显影的正型感光性组合物层进行全面曝光的工序;及
去除所述经全面曝光的正型感光性组合物层的工序。
2.根据权利要求1所述的电路基板的制造方法,其中,
在所述对正型感光性组合物层进行全面曝光的工序与所述去除经全面曝光的正型感光性组合物层的工序之间,包括对所述经全面曝光的正型感光性组合物层进行加热的工序。
3.根据权利要求1或2所述的电路基板的制造方法,其中,
在所述去除正型感光性组合物层的工序中,使用含有30质量%以上的水的去除液。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电路基板的制造方法,其中,
所述正型感光性组合物层含有聚合物及光产酸剂,所述聚合物包含具有被酸分解性基保护的酸基的构成单元。
5.根据权利要求4所述的电路基板的制造方法,其中,
所述具有被酸分解性基保护的酸基的构成单元为由下述式A1~式A3中的任意表示的构成单元,
式A1中,R11及R12分别独立地表示氢原子、烷基或芳基,至少R11及R12中的任一个是烷基或芳基,R13表示烷基或芳基,任选地R11或R12与R13连接而形成环状醚,R14表示氢原子或甲基,X1表示单键或2价的连接基团,R15表示取代基,n表示0~4的整数,
式A2中,R21及R22分别独立地表示氢原子、烷基或芳基,至少R21及R22中的任一个是烷基或芳基,R23表示烷基或芳基,任选地R21或R22与R23连接而形成环状醚,R24分别独立地表示羟基、卤素原子、烷基、烷氧基、烯基、芳基、芳烷基、烷氧羰基、羟烷基、芳基羰基、芳氧基羰基或环烷基,m表示0~3的整数,
式A3中,R31及R32分别独立地表示氢原子、烷基或芳基,至少R31及R32中的任一个是烷基或芳基,R33表示烷基或芳基,任选地R31或R32与R33连接而形成环状醚,R34表示氢原子或甲基,X0表示单键或2价的连接基团。
6.根据权利要求5所述的电路基板的制造方法,其中,
所述具有被酸分解性基保护的酸基的构成单元为由所述式A3表示的构成单元。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电路基板的制造方法,其中,
所述导电层为选自由金属层及导电性金属氧化物层组成的组中的至少1种的层。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电路基板的制造方法,其中,
所述导电层为铜层。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电路基板的制造方法,其中,
在所述形成正型感光性组合物层的工序中,使用具有临时支承体和正型感光性组合物层的感光性转印材料。
10.根据权利要求9所述的电路基板的制造方法,其中,
所述临时支承体为树脂薄膜。
11.根据权利要求9或10所述的电路基板的制造方法,其中,
所述临时支承体包含环烯烃聚合物。
12.一种触摸面板的制造方法,其包含权利要求1至11中任一项所述的电路基板的制造方法。
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