CN113260921A - 感光性树脂组合物及干膜,感光性干膜、抗蚀剂膜、带铸模基板及镀覆造型物的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供用于利用h线的曝光且镀覆液抗性及裂纹抗性优异的化学放大型正型感光性树脂组合物;具备由化学放大型正型感光性树脂组合物构成的感光性树脂层的感光性干膜;及感光性干膜、使用化学放大型正型感光性树脂组合物的图案化的抗蚀剂膜、使用化学放大型正型感光性树脂组合物的带铸模基板、使用带铸模基板的镀覆造型物的制造方法。化学放大型正型感光性树脂组合物为了制作在具有金属表面的基板上形成镀覆造型物用的铸模而使用,含有产酸剂(A)与对碱的溶解性因酸的作用而增大的树脂(B),产酸剂(A)包含具有特定萘二甲酰亚胺骨架的产酸剂,丙烯酸树脂相对于树脂(B)与树脂(B)以外的树脂的合计比例为70质量%以上。
Description
技术领域
本发明涉及化学放大型正型感光性树脂组合物、具备由该化学放大型正型感光性树脂组合物构成的感光性树脂层的感光性干膜、该感光性干膜的制造方法、使用所述化学放大型正型感光性树脂组合物的图案化的抗蚀剂膜的制造方法、使用所述化学放大型正型感光性树脂组合物的带铸模基板的制造方法及使用该带铸模基板的镀覆造型物的制造方法。
背景技术
目前,光电加工(photofabrication)已经成为精密微细加工技术的主流。光电加工是指,将光致抗蚀剂组合物涂布在被加工物表面从而形成光致抗蚀剂层,利用光刻技术使光致抗蚀剂层图案化,并将图案化后的光致抗蚀剂层(光致抗蚀剂图案)作为掩模进行化学蚀刻、电解蚀刻,或者进行以电镀为主体的电铸等,来制造半导体封装等各种精密部件的技术的总称。
此外,近年来,随着电子设备的小型化,半导体封装的高密度安装技术不断推进,正在谋求基于封装的多引脚薄膜安装化,封装尺寸的小型化,倒装芯片方式的2维安装技术、3维安装技术的安装密度的提高。在这样的高密度安装技术中,例如将封装上突出的凸块等突起电极(安装端子)或从晶圆上的外围端子延伸的再布线(RDL)与安装端子相连接的金属柱等作为连接端子而被高精度地配置在基板上。
在如上所述的光电加工中使用了光致抗蚀剂组合物,作为那样的光致抗蚀剂组合物,公知有包含产酸剂的化学放大型光致抗蚀剂组合物。化学放大型光致抗蚀剂组合物是指,通过照射放射线(曝光)而从产酸剂产生酸,通过加热处理促进酸的扩散,从而相对于组合物中的基体树脂等引起酸催化反应,使其碱溶解性发生变化。
像这样的化学放大型正型光致抗蚀剂组合物常被用于制作通过蚀刻来加工基板时的蚀刻掩模(专利文献1及2)。具体而言,使用化学放大型光致抗蚀剂组合物在基板上形成所期望的膜厚的光致抗蚀剂层,接着,经由规定的掩模图案,仅对光致抗蚀剂层的与蚀刻对象部位相对应的部分进行曝光,之后将曝光后的光致抗蚀剂层显影,形成作为蚀刻掩模使用的光致抗蚀剂图案。
此外,化学放大型正型光致抗蚀剂组合物例如也被用于形成如凸块、金属柱及Cu再布线那样的镀覆造型物的制造所使用的铸模。具体而言,使用化学放大型光致抗蚀剂组合物,在如金属基板那样的支承体上形成所期望的膜厚的光致抗蚀剂层,经由规定的掩模图案进行曝光并显影,形成作为选择性地去除(剥离)了形成镀覆造型物的部分的铸模而使用的光致抗蚀剂图案。然后,通过镀覆将铜等导体埋入该被去除的部分(非抗蚀剂部)后,去除其周围的光致抗蚀剂图案,由此能够形成凸块、金属柱及Cu再布线。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2018-169543号公报
专利文献2:国际公开第2018/179641号
专利文献3:日本特表2017-535595号公报
专利文献4:日本特表2018-513113号公报
专利文献5:日本特表2018-523640号公报
专利文献6:日本特开2018-087970号公报
专利文献7:日本特开2015-087759号公报
专利文献8:日本特开2017-107211号公报
专利文献9:日本特开2018-018087号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
在比晶圆级别更大面积的面板级别封装中,考虑使用h线作为曝光光线。因此期望光致抗蚀剂组合物可适用于利用了h线的曝光。
例如,在专利文献3~5中,公开有用于g线、h线及i线的曝光的化学放大型的负型光致抗蚀剂组合物或者正型光致抗蚀剂组合物。
然而,在使用专利文献3~5所记载的感光性树脂组合物的情况下,存在镀覆液抗性较差、由于镀覆处理使抗蚀剂图案的形状发生变化这样的问题。
在专利文献4~9中,公开有用于制作形成镀覆造型物用的铸模的化学放大型正型光致抗蚀剂组合物。但是,在使用了这些文献所记载的化学放大型正型光致抗蚀剂组合物的情况下,在进行通过镀覆埋入铜等导体的镀覆处理时,常会由于与镀覆处理液接触而使抗蚀剂图案的形状发生变化,难以形成所期望的形状的凸块、金属柱及Cu再布线等镀覆造型物。
因此,对于为了制作形成镀覆造型物用的铸模而使用的化学放大型正型光致抗蚀剂组合物,要求抑制镀覆处理带来的抗蚀剂图案的形状变化,即,要求优异的镀覆液抗性。
此外,若在作为形成镀覆造型物用的铸模的抗蚀剂图案上形成有裂纹,则难以形成所期望的形状的镀覆造型物。因此,对于为了制作形成镀覆造型物用的铸模而使用的化学放大型正型光致抗蚀剂组合物,还要求抑制裂纹的发生,即,还要求优异的裂纹抗性。
本发明鉴于上述技术问题而完成,其目的在于提供一种可适用于利用h线的曝光且容易形成镀覆液抗性以及裂纹抗性优异的抗蚀剂图案的化学放大型正型感光性树脂组合物、具备由该化学放大型正型感光性树脂组合物构成的感光性树脂层的感光性干膜、该感光性干膜的制造方法、使用所述化学放大型正型感光性树脂组合物的图案化的抗蚀剂膜的制造方法、使用所述化学放大型正型感光性树脂组合物的带铸模基板的制造方法及使用该带铸模基板的镀覆造型物的制造方法。
用于解决上述技术问题的方案
本发明人等为了达成上述目的不断深入研究,结果发现,在包含通过活性光线或放射线的照射而产生酸的产酸剂(A)、对碱的溶解性因酸的作用而增大的树脂(B)的化学放大型正型感光性树脂组合物中,通过含有从以下述式(a1-i)或下述式(a1-ii)表示的化合物、以下述式(a2-i)或下述式(a2-ii)表示的化合物及以下述式(a3-i)或下述式(a3-ii)表示的化合物中选择的至少1种作为产酸剂(A),并掺混相对于树脂(B)与树脂(B)以外的树脂的合计为70质量%以上的丙烯酸树脂,所述丙烯酸树脂为含有70摩尔%以上由(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酸衍生物衍生的结构单元即丙烯结构单元的树脂,从而能够解决上述技术问题,完成了本发明。具体而言,本发明提供以下技术方案。
本发明的第1方案为一种化学放大型正型感光性树脂组合物,为了制作在具有金属表面的基板上利用镀覆处理埋入金属从而形成镀覆造型物用的铸模而使用,含有:通过活性光线或放射线的照射而产生酸的产酸剂(A)、对碱的溶解性因酸的作用而增大的树脂(B),
产酸剂(A)包含从下述化合物中选择的至少一种化合物:以下述式(a1-i)或下述式(a1-ii)表示的化合物、以下述式(a2-i)或下述式(a2-ii)表示的化合物、以下述式(a3-i)或下述式(a3-ii)表示的化合物,
式(a1-i)或式(a1-ii):
【化1】
(式(a1-i)及(a1-ii)中,X1a是氧原子或硫原子,
R1a从以下基团构成的组中选择:
可被1个以上的卤素原子取代的碳原子数为1以上18以下的脂肪族基;
包含从-S-、-C(=O)-S-、-O-S(=O)2-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-C(=O)-NR10a-及-C(=O)-NR10aR11a构成的组中选择的至少1部分的、可被1个以上的卤素原子取代的、碳原子数为2以上18以下的脂肪族基;
以下述式(a11)表示的基团;
【化2】
-R3a-Ar (a11)
以下述式(a12)表示的基团;
【化3】
以及以下述式(a13)表示的基团,
【化4】
式(a11)中,R3a为单键或者可包含从-O-、-S-、-C(=O)-O-、-C(=O)-S-、-O-S(=O)2-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-O-C(=O)-NH-、-C(=O)-NR10a-及-C(=O)-NR10a-构成的组中选择的至少1部分的、碳原子数为1以上20以下的脂肪族基,
Ar是可具有从卤素原子、脂肪族基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、烷硫基、二烷基氨基、酰氧基、酰基硫基、酰基氨基、烷氧基羰基、烷基磺酰基、烷基亚磺酰基、芳基、烷基芳基、氰基及硝基构成的组中选择的1种以上的取代基的芳香族基团,
式(a12)中,R4a及R5a分别独立地为碳原子数为1以上5以下的脂肪族基,
Y1a为氧原子,
R6a为碳原子数为1以上10以下的脂肪族基,
R7a为包含从-O-、-S-、-C(=O)-S-、-O-S(=O)2-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-O-C(=O)-NH-、-C(=O)-NR10a-、-O-C(=O)-NR10a-及-C(=O)-NR10aR11a构成的组中选择的至少1部分的、碳原子数为1以上18以下的脂肪族基,
式(a13)中,R8a为可包含从-O-、-S-、-C(=O)-S-、-O-S(=O)2-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-O-C(=O)-NH-、-C(=O)-NR10a-及-O-C(=O)-NR10a-构成的组中选择的至少1部分的、碳原子数为2以上18以下的脂肪族基,
Y2a为氧原子,
R9a为包含从-O-、-S-、-C(=O)-O-、-C(=O)-S-、-O-S(=O)2-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-O-C(=O)-NH-、-C(=O)-NR10a-、-O-C(=O)-NR10a-及-C(=O)-NR10aR11a构成的组中选择的至少1部分的、碳原子数为1以上18以下的脂肪族基,
R10a及R11a分别为碳原子数为1以上10以下的脂肪族基,在-C(=O)-NR10aR11a中,R10a及R11a可以彼此相同也可以不同,且也可以互相键合而形成脂环式基,
R2a从以下基团构成的组中选择:
可被1个以上的卤素原子取代的碳原子数为1以上18以下的脂肪族基;
包含从-O-、-S-、-C(=O)-O-、-C(=O)-S-、-O-S(=O)2-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-O-C(=O)-NH-、-C(=O)-NR10a-、-O-C(=O)-NR10a-及-C(=O)-NR10aR11a构成的组中选择的至少1部分的、可被1个以上的卤素原子取代的、碳原子数为3以上18以下的脂肪族基;
可具有从卤素原子、脂肪族基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、烷硫基、二烷基氨基、酰氧基、酰基硫基、酰基氨基、烷氧基羰基、烷基磺酰基、烷基亚磺酰基、芳基、烷基芳基、氰基及硝基构成的组中选择的1种以上的取代基的、碳原子数为4以上18以下的芳香族基团;以及
被可具有从卤素原子、脂肪族基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、烷硫基、二烷基氨基、酰氧基、酰基硫基、酰基氨基、烷氧基羰基、烷基磺酰基、烷基亚磺酰基、芳基、烷基芳基、氰基及硝基构成的组中选择的1种以上的取代基的、碳原子数为4以上18以下的芳香族基团取代而得的烷基。)
式(a2-i)或式(a2-ii):
【化5】
(式(a2-i)~(a2-ii)中,R21a为
氢原子;
可被1个以上的卤素原子取代的碳原子数为1以上18以下的脂肪族基;或者
可包含从-O-、-S-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-C(=O)-S-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-O-C(=O)-NH-、-C(=O)-NR10a-、-O-C(=O)-NR10a-及-C(=O)-NR10aR11a构成的组中选择的至少1部分的、可被1个以上的卤素原子取代的、碳原子数为2以上18以下的脂肪族基,
R22a为从以下基团构成的组中选择的基团:
-CH3、-CH2F、-CHF2、-CF3、或者可被1个以上的卤素原子取代的碳原子数为2以上18以下的脂肪族基;
包含从-O-、-S-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-C(=O)-S-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-O-C(=O)-NH-、-C(=O)-NR10a-、-O-C(=O)-NR10a-及-C(=O)-NR10aR11a构成的组中选择的至少1部分的、可被1个以上的卤素原子取代的、碳原子数为2以上18以下的脂肪族基;
可具有从卤素原子、脂肪族基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、烷硫基、二烷基氨基、酰氧基、酰基硫基、酰基氨基、烷氧基羰基、烷基磺酰基、烷基亚磺酰基、芳基、烷基芳基、氰基及硝基构成的组中选择的1种以上的取代基的、碳原子数为4以上18以下的芳香族基团;以及
被可具有从卤素原子、脂肪族基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、烷硫基、二烷基氨基、酰氧基、酰基硫基、酰基氨基、烷氧基羰基、烷基磺酰基、烷基亚磺酰基、芳基、烷基芳基、氰基及硝基构成的组中选择的1种以上的取代基的、碳原子数为4以上18以下的芳香族基团取代而得的烷基,
其中,在R22a为-CF3的情况下,R21a为从以下基团构成的组中选择的基团:
氢原子;
可包含从-O-、-S-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-C(=O)-S-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-O-C(=O)-NH-、-C(=O)-NR10a-、-O-C(=O)-NR10a-及-C(=O)-NR10aR11a构成的组中选择的至少1部分的、可被1个以上的卤素原子取代的、碳原子数为2以上18以下的脂肪族基;
-CH2CH(CH3)2、-CH2CH=CHCH3或-CH2CH2CH=CH2;
以下述式(a21)表示的基团;
【化6】
-CH2-R23a (a21)
以及以下述式(a22)表示的基团,
【化7】
R10a及R11a分别为碳原子数为1以上10以下的脂肪族基,在-C(=O)-NR10aR11a中,R10a及R11a可以彼此相同也可以不同,且也可以互相键合而形成脂环式基,
式(a21)中,R23a为碳原子数为4以上18以下的脂肪族基,
式(a22)中,R24a为氢原子或者碳原子数为1以上10以下的烷基,na为1~5的整数。)
式(a3-i)或式(a3-ii):
【化8】
(式(a3-i)~(a3-ii)中,R31a及R32a分别独立地为从以下基团构成的组中选择的基团:
氢原子;
氰基;
可被1个以上的卤素原子取代的碳原子数为1以上18以下的脂肪族基;
包含从-O-、-S-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-C(=O)-S-、-OC(=O)-O-、-CN、-C(=O)-NH-、-C(=O)-NR10a-及-C(=O)-NR10aR11a构成的组中选择的至少1部分的、可被1个以上的卤素原子取代的、碳原子数为1以上18以下的脂肪族基;以及
可具有从卤素原子、脂肪族基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、烷硫基、二烷基氨基、酰氧基、酰基硫基、酰基氨基、烷氧基羰基、烷基磺酰基、烷基亚磺酰基、芳基、烷基芳基、氰基及硝基构成的组中选择的1种以上的取代基的、碳原子数为4以上18以下的芳香族基团,
R31a及R32a可以彼此相同也可以不同,且也可以互相键合而形成脂环式基或者杂环式基,
R33a从以下基团构成的组中选择:
可被1个以上的卤素原子取代的碳原子数为1以上18以下的脂肪族基;
包含从-O-、-S-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-C(=O)-S-、-O-C(=O)-O-、-CN、-C(=O)-NH-、-O-C(=O)-NH-、-C(=O)-NR10a-、-O-C(=O)-NR10a-及-C(=O)-NR10aR11a构成的组中选择的至少1部分的、可被1个以上的卤素原子取代的、碳原子数为1以上18以下的脂肪族基;以及
可具有从卤素原子、脂肪族基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、烷硫基、二烷基氨基、酰氧基、酰基硫基、酰基氨基、烷氧基羰基、烷基磺酰基、烷基亚磺酰基、芳基、烷基芳基、氰基及硝基构成的组中选择的1种以上的取代基的、碳原子数为4以上18以下的芳香族基团,
R10a及R11a分别为碳原子数为1以上10以下的脂肪族基,在-C(=O)-NR10aR11a中,R10a及R11a可以彼此相同也可以不同,且也可以互相键合而形成脂环式基。)
该化学放大型正型感光性树脂组合物含有丙烯酸树脂,所述丙烯酸树脂为含有70摩尔%以上由(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酸衍生物衍生的结构单元即丙烯结构单元的树脂,
丙烯酸树脂相对于树脂(B)与树脂(B)以外的树脂的合计的比例为70质量%以上。
本发明的第2方案为一种感光性干膜,具有基材薄膜和形成于基材薄膜的表面的感光性树脂层,感光性树脂层由第1方案的化学放大型正型感光性树脂组合物构成。
本发明的第3方案为感光性干膜的制造方法,包括在基材薄膜上涂布第1方案的化学放大型正型感光性树脂组合物从而形成感光性树脂层。
本发明的第4方案为图案化的抗蚀剂膜的制造方法,包括:
层叠工序,在基板上层叠由第1方案的化学放大型正型感光性树脂组合物构成的感光性树脂层;
曝光工序,对感光性树脂层位置选择性地照射活性光线或放射线来进行曝光;
显影工序,将曝光后的感光性树脂层显影。
本发明的第5方案为带铸模基板的制造方法,包括:
层叠工序,在具有金属表面的基板上层叠由第1方案的化学放大型正型感光性树脂组合物构成的感光性树脂层;
曝光工序,对感光性树脂层位置选择性地照射活性光线或放射线来进行曝光;
显影工序,将曝光后的感光性树脂层显影来制作用于形成镀覆造型物的铸模。
本发明的第6方案为镀覆造型物的制造方法,包括对由第5方案的方法制造的带铸模基板实施镀覆而在铸模内形成镀覆造型物的工序。
发明效果
根据本发明,能够提供一种可适用于利用h线的曝光且容易形成镀覆液抗性及裂纹抗性优异的抗蚀剂图案的化学放大型正型感光性树脂组合物、具备由该化学放大型正型感光性树脂组合物构成的感光性树脂层的感光性干膜、该感光性干膜的制造方法、使用所述化学放大型正型感光性树脂组合物的图案化的抗蚀剂膜的制造方法、使用所述化学放大型正型感光性树脂组合物的带铸模基板的制造方法、使用该带铸模基板的镀覆造型物的制造方法。
具体实施方式
《化学放大型正型感光性树脂组合物》
化学放大型正型感光性树脂组合物(以下也记作感光性树脂组合物)为了制作在具有金属表面的基板上利用镀覆处理埋入金属从而形成镀覆造型物用的铸模而使用。感光性树脂组合物含有:通过活性光线或者放射线的照射而产生酸的产酸剂(A)(以下也记作产酸剂(A));对碱的溶解性因酸的作用而增大的树脂(B)(以下也记作树脂(B))。并且,在本发明中,产酸剂(A)包含从以下述式(a1-i)或下述式(a1-ii)表示的化合物、以下述式(a2-i)或下述式(a2-ii)表示的化合物及以下述式(a3-i)或下述式(a3-ii)表示的化合物中选择的至少1种。感光性树脂组合物含有丙烯酸树脂,所述丙烯酸树脂为含有70摩尔%以上由(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酸衍生物衍生的结构单元即丙烯结构单元的树脂。丙烯酸树脂相对于树脂(B)与树脂(B)以外的树脂的合计的比例为70质量%以上。
在包含通过活性光线或者放射线的照射而产生酸的产酸剂(A)与对碱的溶解性因酸的作用而增大的树脂(B)的感光性树脂组合物中,通过含有特定的产酸剂且将丙烯酸树脂的含量相对于树脂(B)与树脂(B)以外的树脂的合计的比例设在特定范围内,如后述实施例所示地,可使感光性树脂组合物适用于利用h线的曝光,容易使用感光性树脂组合物形成镀覆液抗性及裂纹抗性优异的抗蚀剂图案。
感光性树脂组合物也可以根据需要而包含:含酚性羟基的低分子化合物(C)、碱可溶性树脂(D)、含硫化合物(E)、酸扩散抑制剂(F)及有机溶剂(S)等成分。
以下,对感光性树脂组合物所包含的必需或者任意的成分与感光性树脂组合物的制造方法进行说明。
<产酸剂(A)>
产酸剂(A)是通过活性光线或者放射线的照射而产生酸的化合物,是通过光直接或者间接地产生酸的化合物。产酸剂(A)包含从以下述式(a1-i)或下述式(a1-ii)表示的化合物、以下述式(a2-i)或下述式(a2-ii)表示的化合物及以下述式(a3-i)或下述式(a3-ii)表示的化合物中选择的至少1种。
【化9】
(式(a1-i)及(a1-ii)中,X1a是氧原子或硫原子,
R1a从以下基团构成的组中选择:可被1个以上的卤素原子取代的碳原子数为1以上18以下的脂肪族基;
包含从-S-、-C(=O)-S-、-O-S(=O)2-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-C(=O)-NR10a-及-C(=O)-NR10aR11a构成的组中选择的至少1部分的、可被1个以上的卤素原子取代的、碳原子数为2以上18以下的脂肪族基;
以下述式(a11)表示的基团;
【化10】
-R3a-Ar (a11)
以下述式(a12)表示的基团;
【化11】
以及
以下述式(a13)表示的基团,
【化12】
式(a11)中,R3a为单键或者可包含从-O-、-S-、-C(=O)-O-、-C(=O)-S-、-O-S(=O)2-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-O-C(=O)-NH-、-C(=O)-NR10a-及-C(=O)-NR10a-构成的组中选择的至少1部分的、碳原子数为1以上20以下的脂肪族基,
Ar是可具有从卤素原子、脂肪族基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、烷硫基、二烷基氨基、酰氧基、酰基硫基、酰基氨基、烷氧基羰基、烷基磺酰基、烷基亚磺酰基、芳基、烷基芳基、氰基及硝基构成的组中选择的1种以上的取代基的芳香族基团,
式(a12)中,R4a及R5a分别独立地为碳原子数为1以上5以下的脂肪族基,
Y1a为氧原子,
R6a为碳原子数为1以上10以下的脂肪族基,
R7a为包含从-O-、-S-、-C(=O)-S-、-O-S(=O)2-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-O-C(=O)-NH-、-C(=O)-NR10a-、-O-C(=O)-NR10a-及-C(=O)-NR10aR11a构成的组中选择的至少1部分的、碳原子数为1以上18以下的脂肪族基,
式(a13)中,R8a为可包含从-O-、-S-、-C(=O)-S-、-O-S(=O)2-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-O-C(=O)-NH-、-C(=O)-NR10a-及-O-C(=O)-NR10a-构成的组中选择的至少1部分的、碳原子数为2以上18以下的脂肪族基,
Y2a为氧原子,
R9a为包含从-O-、-S-、-C(=O)-O-、-C(=O)-S-、-O-S(=O)2-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-O-C(=O)-NH-、-C(=O)-NR10a-、-O-C(=O)-NR10a-及-C(=O)-NR10aR11a构成的组中选择的至少1部分的、碳原子数为1以上18以下的脂肪族基,
R10a及R11a分别为碳原子数为1以上10以下的脂肪族基,在-C(=O)-NR10aR11a中,R10a及R11a可以彼此相同也可以不同,且也可以互相键合而形成脂环式基,
R2a从以下基团构成的组中选择:可被1个以上的卤素原子取代的碳原子数为1以上18以下的脂肪族基;
包含从-O-、-S-、-C(=O)-O-、-C(=O)-S-、-O-S(=O)2-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-O-C(=O)-NH-、-C(=O)-NR10a-、-O-C(=O)-NR10a-及-C(=O)-NR10aR11a构成的组中选择的至少1部分的、可被1个以上的卤素原子取代的、碳原子数为3以上18以下的脂肪族基;
可具有从卤素原子、脂肪族基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、烷硫基、二烷基氨基、酰氧基、酰基硫基、酰基氨基、烷氧基羰基、烷基磺酰基、烷基亚磺酰基、芳基、烷基芳基、氰基及硝基构成的组中选择的1种以上的取代基的、碳原子数为4以上18以下的芳香族基团;以及
被可具有从卤素原子、脂肪族基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、烷硫基、二烷基氨基、酰氧基、酰基硫基、酰基氨基、烷氧基羰基、烷基磺酰基、烷基亚磺酰基、芳基、烷基芳基、氰基及硝基构成的组中选择的1种以上的取代基的、碳原子数为4以上18以下的芳香族基团取代而得的烷基。)
【化13】
(式(a2-i)~(a2-ii)中,R21a为氢原子;
可被1个以上的卤素原子取代的碳原子数为1以上18以下的脂肪族基;或者
可包含从-O-、-S-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-C(=O)-S-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-O-C(=O)-NH-、-C(=O)-NR10a-、-O-C(=O)-NR10a-及-C(=O)-NR10aR11a构成的组中选择的至少1部分的、可被1个以上的卤素原子取代的、碳原子数为2以上18以下的脂肪族基,
R22a为从以下基团构成的组中选择的基团:-CH3、-CH2F、-CHF2、-CF3、或者可被1个以上的卤素原子取代的碳原子数为2以上18以下的脂肪族基;
包含从-O-、-S-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-C(=O)-S-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-O-C(=O)-NH-、-C(=O)-NR10a-、-O-C(=O)-NR10a-及-C(=O)-NR10aR11a构成的组中选择的至少1部分的、可被1个以上的卤素原子取代的、碳原子数为2以上18以下的脂肪族基;
可具有从卤素原子、脂肪族基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、烷硫基、二烷基氨基、酰氧基、酰基硫基、酰基氨基、烷氧基羰基、烷基磺酰基、烷基亚磺酰基、芳基、烷基芳基、氰基及硝基构成的组中选择的1种以上的取代基的、碳原子数为4以上18以下的芳香族基团;以及
被可具有从卤素原子、脂肪族基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、烷硫基、二烷基氨基、酰氧基、酰基硫基、酰基氨基、烷氧基羰基、烷基磺酰基、烷基亚磺酰基、芳基、烷基芳基、氰基及硝基构成的组中选择的1种以上的取代基的、碳原子数为4以上18以下的芳香族基团取代而得的烷基,
其中,在R22a为-CF3的情况下,R21a为从以下基团构成的组中选择的基团:氢原子;
可包含从-O-、-S-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-C(=O)-S-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-O-C(=O)-NH-、-C(=O)-NR10a-、-O-C(=O)-NR10a-及-C(=O)-NR10aR11a构成的组中选择的至少1部分的、可被1个以上的卤素原子取代的、碳原子数为2以上18以下的脂肪族基;
-CH2CH(CH3)2、-CH2CH=CHCH3或-CH2CH2CH=CH2;
以下述式(a21)表示的基团;
【化14】
-CH2-R23a (a21)
以及
以下述式(a22)表示的基团,
【化15】
R10a及R11a分别为碳原子数为1以上10以下的脂肪族基,在-C(=O)-NR10aR11a中,R10a及R11a可以彼此相同也可以不同,且也可以互相键合而形成脂环式基,
式(a21)中,R23a为碳原子数为4以上18以下的脂肪族基,
式(a22)中,R24a为氢原子或者碳原子数为1以上10以下的烷基,na为1~5的整数。)
【化16】
(式(a3-i)~(a3-ii)中,R31a及R32a分别独立地为从以下基团构成的组中选择的基团:氢原子;
氰基;
可被1个以上的卤素原子取代的碳原子数为1以上18以下的脂肪族基;
包含从-O-、-S-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-C(=O)-S-、-OC(=O)-O-、-CN、-C(=O)-NH-、-C(=O)-NR10a-及-C(=O)-NR10aR11a构成的组中选择的至少1部分的、可被1个以上的卤素原子取代的、碳原子数为1以上18以下的脂肪族基;以及
可具有从卤素原子、脂肪族基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、烷硫基、二烷基氨基、酰氧基、酰基硫基、酰基氨基、烷氧基羰基、烷基磺酰基、烷基亚磺酰基、芳基、烷基芳基、氰基及硝基构成的组中选择的1种以上的取代基的、碳原子数为4以上18以下的芳香族基团,
R31a及R32a可以彼此相同也可以不同,且也可以互相键合而形成脂环式基或者杂环式基,
R33a从以下基团构成的组中选择:可被1个以上的卤素原子取代的碳原子数为1以上18以下的脂肪族基;
包含从-O-、-S-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-C(=O)-S-、-O-C(=O)-O-、-CN、-C(=O)-NH-、-O-C(=O)-NH-、-C(=O)-NR10a-、-O-C(=O)-NR10a-及-C(=O)-NR10aR11a构成的组中选择的至少1部分的、可被1个以上的卤素原子取代的、碳原子数为1以上18以下的脂肪族基;以及
可具有从卤素原子、脂肪族基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、烷硫基、二烷基氨基、酰氧基、酰基硫基、酰基氨基、烷氧基羰基、烷基磺酰基、烷基亚磺酰基、芳基、烷基芳基、氰基及硝基构成的组中选择的1种以上的取代基的、碳原子数为4以上18以下的芳香族基团,
R10a及R11a分别为碳原子数为1以上10以下的脂肪族基,在-C(=O)-NR10aR11a中,R10a及R11a可以彼此相同也可以不同,且也可以互相键合而形成脂环式基。)
式(a1-i)、式(a1-ii)、式(a2-i)、式(a2-ii)、式(a3-i)、式(a3-ii)、式(a11)~(a13)、式(a21)、式(a22)中的脂肪族基可以分别为链状,也可以为环状,还可以包含链状结构与环状结构。且脂肪族基可以包含杂原子,也可以是包含氮原子或硫原子等杂原子的链状的脂肪族基,还可以是杂环式的脂肪族基。
链状的脂肪族基可以是直链状,也可以是支链状。作为链状的脂肪族基,可例举烷基、烯基、炔基。作为烷基,可例举甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基等直链状烷基,异丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基、异戊基、新戊基、叔戊基、异己基、2-乙基己基及1,1,3,3-四甲基丁基等支链状的烷基。作为烯基,可例举3-丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、壬烯基、癸烯基等。作为炔基,可例举戊炔基、己炔基、庚炔基、辛炔基、壬炔基、癸炔基等。烷基、烯基及炔基中,与这些基团键合的氢原子也可以被1种以上的取代基取代。作为该取代基,可例举卤素原子、氰基、氧代烷氧基、羟基、氨基、硝基、芳基、被卤素原子取代而得的烷基。
作为环状的脂肪族基,可例举环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、金刚烷基、降冰片烯基、立方(cubyl)基、八氢-茚基、十氢-萘基、双环[3.2.1]辛基、双环[2.2.2]辛基、双环[3.3.1]壬基、双环[3.3.2]癸基、双环[2.2.2]辛基、氮杂环烷基、((氨基羰基)环烷基)环烷基等环烷基。
上述式中的芳香族基团可以分别是芳香族烃基,也可以是包含氮原子、氧原子或硫原子等杂原子的芳香族杂环基。
作为芳香族烃基,可例举单环式的基团(苯基等)、二环式的基团(萘基、联苯基等)、三环式的基团(芴基等)等芳基或苄基、苯乙基等芳烷基。
作为芳香族杂环基,可例举呋喃基、噻吩基等杂芳基。
这些芳香族烃基或芳香族杂环基也可以具有烷基作为取代基。对于烷基与上述相同。
在上述中,作为脂肪族基或芳香族基团,例示了1价基团的情况,在2价基团的情况下,是从上述1价基团中去除1个氢原子而得的基团。
作为上述式中的卤素原子,可例举氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。
对于上述式中的烷氧基(烷基-O-)、烷硫基(烷基-S-)、二烷基氨基((烷基)2N-)、酰氧基(烷基-羰基-O-)、酰基硫基(烷基-羰基-S-)、酰基氨基(烷基-羰基-NH-)、烷氧基羰基、烷基磺酰基、烷基亚磺酰基、芳基、烷基芳基的烷基或芳基,与上述相同。
上述式中的卤代烷基是被1个以上可取代最大数以下的卤素原子取代而得的烷基。对于烷基或卤素原子与上述相同。
上述式中的卤代烷氧基是被1个以上可取代最大数以下的卤素原子取代而得的烷氧基。对于烷基或卤素原子与上述相同。
作为以式(a1-i)或下述式(a1-ii)所表示的化合物的具体例,例如可例举下述结构。
【化17】
【化18】
【化19】
【化20】
以式(a1-i)或式(a1-ii)表示的化合物优选为,X1a为硫原子,R1a为碳原子数为1以上3以下的直链状或支链状的烷基,R2a是被1个以上的氟原子取代的碳原子数为1以上18以下的链状的脂肪族基。
作为以式(a2-i)或式(a2-ii)表示的化合物的具体例,例如可例举下述结构。
【化21】
【化22】
【化23】
【化24】
【化25】
以式(a2-i)或式(a2-ii)表示的化合物优选为,R21a为碳原子数为1以上18以下的链状的脂肪族基,R22a是被1个以上的氟原子取代的碳原子数为1以上18以下的链状的脂肪族基。
作为以式(a3-i)或式(a3-ii)表示的化合物的具体例,例如可例举下述结构。
【化26】
【化27】
【化28】
以式(a3-i)或式(a3-ii)表示的化合物优选为,R31a为氢原子,R32a为碳原子数为1以上18以下的链状的脂肪族基,R33a为被1个以上的氟原子取代的碳原子数为1以上18以下的链状的脂肪族基。
以式(a1-i)或式(a1-ii)表示的化合物、式(a2-i)或式(a2-ii)表示的化合物、式(a3-i)或式(a3-ii)表示的化合物的制造方法没有特别限定,例如能够通过专利文献3~5所记载的制造方法进行制造。
产酸剂(A)也可以包含以上述式(a1-i)或式(a1-ii)表示的化合物、式(a2-i)或式(a2-ii)表示的化合物及式(a3-i)或式(a3-ii)表示的化合物以外的其它产酸剂(以下也记作其它产酸剂)。该其它产酸剂是通过活性光线或者放射线的照射而产生酸的化合物,是通过光直接或者间接地产生酸的化合物。作为产酸剂(A)可包含的其它产酸剂,优选为以下说明的第一到第五方案的产酸剂。
作为产酸剂(A)中的其它产酸剂的第一方案,可例举以下述式(a101)表示的化合物。
【化29】
在上述式(a101)中,X101a表示化合价g的硫原子或者碘原子,g是1或者2。h表示括号内的结构的重复单元数。R101a为与X101a键合的有机基团,表示碳原子数为6以上30以下的芳基、碳原子数为4以上30以下的杂环基、碳原子数为1以上30以下的烷基、碳原子数为2以上30以下的烯基或碳原子数为2以上30以下的炔基,R101a可以被从烷基、羟基、烷氧基、烷基羰基、芳基羰基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、芳硫基羰基、酰氧基、芳硫基、烷硫基、芳基、杂环、芳氧基、烷基亚磺酰基、芳基亚磺酰基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、亚烷基氧基、氨基、氰基、硝基的各基团及卤素构成的组中选择的至少1种取代。R101a的个数是g+h(g-1)+1,R101a可以分别彼此相同也可以不同。另外,2个以上的R101a可以相互直接键合或者经由-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NH-、-NR102a-、-CO-、-COO-、-CONH-、碳原子数为1以上3以下的亚烷基或亚苯基键合而形成包含X101a的环结构。R102a为碳原子数为1以下5以上的烷基或碳原子数为6以下10以上的芳基。
X102a是以下述式(a102)表示的结构。
【化30】
上述式(a102)中,X104a表示碳原子数为1以上8以下的亚烷基、碳原子数为6以上20以下的亚芳基、或碳原子数为8以上20以下的杂环化合物的2价基团,X104a可以被从碳原子数为1以上8以下的烷基、碳原子数为1以上8以下的烷氧基、碳原子数为6以上10以下的芳基、羟基、氰基、硝基的各基团及卤素构成的组中选择的至少1种取代。X105a表示-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NH-、-NR102a-、-CO-、-COO-、-CONH-、碳原子数为1以上3以下的亚烷基或亚苯基。h表示括号内的结构的重复单元数。h+1个的X104a以及h个的X105a可以分别相同也可以不同。R102a与上述的定义相同。
X103a-是鎓的抗衡离子,可例举以下述式(a117)表示的氟代烷基氟磷酸阴离子或者以下述式(a118)表示的硼酸根阴离子。
【化31】
[(R103a)jpF6-j]-(a117)
在上述式(a117)中,R103a表示80%以上的氢原子被氟原子取代而得的烷基。j表示R103a的个数,为1以上5以下的整数。j个的R103a可以分别相同也可以不同。
【化32】
在上述式(a118)中,R104a~R107a分别独立地表示氟原子或苯基,该苯基的氢原子的一部分或全部可以被从由氟原子及三氟甲基构成的组中选择的至少1种取代。
作为上述式(a101)所表示的化合物中的鎓离子,可例举三苯基锍、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-羟基乙氧基)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-氧代-10-硫代-9,10-二氢蒽-2-基二对甲苯基锍、7-异丙基-9-氧代-10-硫代-9,10-二氢蒽-2-基二苯基锍、2-[(二苯基)锍基]噻吨酮、4-[4-(4-叔丁基苯甲酰基)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、二苯基苯甲酰甲基锍、4-羟苯基甲基苄基锍、2-萘甲基(1-乙氧基羰基)乙基锍、4-羟苯基甲基苯甲酰甲基锍、苯基[4-(4-联苯硫基)苯基]4-联苯基锍、苯基[4-(4-联苯硫基)苯基]3-联苯基锍、[4-(4-乙酰苯硫基)苯基]二苯基锍、十八烷基甲基苯甲酰甲基锍、二苯基碘鎓、二对甲苯基碘鎓、双(4-十二烷基苯基)碘鎓、双(4-甲氧基苯基)碘鎓、(4-辛氧基苯基)苯基碘鎓、双(4-癸氧基)苯基碘鎓、4-(2-羟基十四烷氧基)苯基苯基碘鎓、4-异丙基苯基(对甲苯基)碘鎓或4-异丁基苯基(对甲苯基)碘鎓等。
以上述式(a101)表示的化合物中的鎓离子中,作为优选的鎓离子,可例举以下述式(a119)表示的锍离子。
【化33】
在上述式(a119)中,R108a分别独立地表示从氢原子、烷基、羟基、烷氧基、烷基羰基、烷基羰基氧基、烷基氧基羰基、卤素原子、可具有取代基的芳基、芳基羰基构成的组中选择的基团。X102a表示与上述式(a101)中的X102a相同的意思。
作为以上述式(a119)表示的锍离子的具体例,可例举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-联苯基锍、苯基[4-(4-联苯硫基)苯基]3-联苯基锍、[4-(4-乙酰苯硫基)苯基]二苯基锍、二苯基[4-(对三联苯硫基)苯基]二苯基锍。
在以上述式(a117)表示的氟代烷基氟磷酸阴离子中,R103a表示被氟原子取代而得的烷基,优选的碳原子数为1以上8以下,进一步优选的碳原子数为1以上4以下。作为烷基的具体例,可例举:甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、辛基等直链烷基;异丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基等支链烷基;还有环丙基、环丁基、环戊基、环己基等环烷基等,烷基的氢原子被氟原子取代的比例通常为80%以上,优选为90%以上,进一步优选为100%。在氟原子的取代率小于80%的情况下,以上述式(a101)表示的氟代烷基氟磷酸鎓盐的酸强度降低。
特别优选的R103a为碳原子数为1以上4以下且氟原子的取代率为100%的直链状或支链状的全氟烷基,作为具体例,可例举CF3、CF3CF2、(CF3)2CF、CF3CF2CF2、CF3CF2CF2CF2、(CF3)2CFCF2、CF3CF2(CF3)CF、(CF3)3C。R103a的个数j为1以上5以下的整数,优选为2以上4以下,特别优选为2或3。
作为优选的氟代烷基氟磷酸阴离子的具体例,可例举[(CF3CF2)2PF4]-、[(CF3CF2)3PF3]-、[((CF3)2CF)2PF4]-、[((CF3)2CF)3PF3]-、[(CF3CF2CF2)2PF4]-、[(CF3CF2CF2)3PF3]-、[((CF3)2CFCF2)2PF4]-、[((CF3)2CFCF2)3PF3]-、[(CF3CF2CF2CF2)2PF4]-或者[(CF3CF2CF2)3PF3]-,其中,特别优选为[(CF3CF2)3PF3]-、[(CF3CF2CF2)3PF3]-、[((CF3)2CF)3PF3]-、[((CF3)2CF)2PF4]-、[((CF3)2CFCF2)3PF3]-或[((CF3)2CFCF2)2PF4]-。
作为以上述式(a118)表示的硼酸根阴离子的优选具体例,可例举四(五氟苯基)硼酸根([B(C6F5)4]-)、四[(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]-)、四(二氟苯基)硼酸根([B(C6H3F2)4]-)等。其中,特别优选为四(五氟苯基)硼酸根([B(C6F5)4]-)。
作为产酸剂(A)中其它产酸剂的第2方案,可例举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]均三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(5-甲基-2-呋喃基)乙烯基]均三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(5-乙基-2-呋喃基)乙烯基]均三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(5-丙基-2-呋喃基)乙烯基]均三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(3,5-二甲氧基苯基)乙烯基]均三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(3,5-二乙氧基苯基)乙烯基]均三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(3,5-二丙氧基苯基)乙烯基]均三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(3-甲氧基-5-乙氧基苯基)乙烯基]均三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(3-甲氧基-5-丙氧基苯基)乙烯基]均三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(3,4-亚甲基二氧基苯基)乙烯基]均三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-(3,4-亚甲基二氧基苯基)均三嗪、2,4-双-三氯甲基-6-(3-溴-4-甲氧基)苯基均三嗪、2,4-双-三氯甲基-6-(2-溴-4-甲氧基)苯基均三嗪、2,4-双-三氯甲基-6-(2-溴-4-甲氧基)苯乙烯基苯基均三嗪、2,4-双-三氯甲基-6-(3-溴-4-甲氧基)苯乙烯基苯基均三嗪、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-亚甲基二氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、三(1,3-二溴丙基)-1,3,5-三嗪、三(2,3-二溴丙基)-1,3,5-三嗪等含卤素的三嗪化合物和三(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯等以下述式(a103)表示的含卤素的三嗪化合物。
【化34】
上述式(a103)中,R109a、R110a、R111a分别独立地表示卤代烷基。
此外,作为产酸剂(A)中的其它产酸剂的第三方案,可例举α-(对甲苯磺酰氧基亚氨基)-苯基乙腈、α-(苯磺酰氧基亚氨基)-2,4-二氯苯基乙腈、α-(苯磺酰氧基亚氨基)-2,6-二氯苯基乙腈、α-(2-氯苯磺酰氧基亚氨基)-4-甲氧基苯基乙腈、α-(乙基磺酰氧基亚氨基)-1-环戊烯基乙腈和含有肟磺酸酯基的以下述式(a104)表示的化合物。
【化35】
在上述式(a104)中,R112a表示1价、2价或者3价的有机基团,R113a表示取代或未取代的饱和烃基、不饱和烃基或芳香族基团,n表示括号内的结构的重复单元数。
上述式(a104)中,作为芳香族基团,可例举例如苯基、萘基等芳基或者呋喃基、噻吩基等杂芳基。它们可以在环上具有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。另外,R113a特别优选碳原子数为1以上6以下的烷基,可例举甲基、乙基、丙基、丁基。特别优选R112a为芳香族基团、R113a为碳原子数为1以上4以下的烷基的化合物。
作为以上述式(a104)表示的产酸剂,在n=1时,可例举R112a为苯基、甲基苯基、甲氧基苯基中的任一个且R113a为甲基的化合物,具体而言,可例举α-(甲基磺酰氧基亚氨基)-1-苯基乙腈、α-(甲基磺酰氧基亚氨基)-1-(对甲基苯基)乙腈、α-(甲基磺酰氧基亚氨基)-1-(对甲氧基苯基)乙腈、〔2-(丙基磺酰氧基亚氨基)-2,3-二羟基噻吩-3-亚基〕(邻甲苯基)乙腈等。在n=2时,作为以上述式(a104)表示的产酸剂,具体而言,可例举以下述式表示的产酸剂。
【化36】
此外,作为产酸剂(A)中的其它产酸剂的第四方案,可例举在阳离子部具有萘环的鎓盐。该“具有萘环”是指具有源自萘的结构,是指至少具有2个环的结构,并且它们的芳香族性得以维持。该萘环可以具有碳原子数为1以上6以下的直链状或支链状的烷基、羟基、碳原子数为1以上6以下的直链状或支链状的烷氧基等取代基。虽然源自萘环的结构可以是1价基团(游离原子价为1),也可以是2价基团(游离原子价为2)以上,但是期望是1价基团(但是,此时去除与上述取代基键合的部分来对游离原子价进行计数)。萘环的数量优选为1以上3以下。
作为这样的在阳离子部具有萘环的鎓盐的阳离子部,优选是以下述式(a105)表示的结构。
【化37】
上述式(a105)中,R114a、R115a、R116a中的至少一个表示以下述式(a106)表示的基团,其余表示碳原子数为1以上6以下的直链状或者支链状的烷基,可具有取代基的苯基、羟基、或者碳原子数为1以上6以下的直链状或者支链状的烷氧基。或者,R114a、R115a、R116a中的1个为以下述式(a106)表示的基团,其余的2个分别独立地为碳原子数为1以上6以下的直链状或支链状的亚烷基,它们的末端可以键合而成为环状。
【化38】
在上述式(a106)中,R117a、R118a分别独立地表示羟基、碳原子数为1以上6以下的直链状或者支链状的烷氧基、或者碳原子数为1以上6以下的直链状或者支链状的烷基,R119a表示单键或可具有取代基的碳原子数为1以上6以下的直链状或者支链状的亚烷基。l及m分别独立地表示0以上2以下的整数,l+m为3以下。但是,在存在多个R117a的情况下,它们可以彼此相同也可以不同。此外,在存在多个R118a的情况下,它们可以彼此相同也可以不同。
从化合物的稳定性的方面来看,上述R114a、R115a、R116a中的以上述式(a106)表示的基团的数量优选为1,其余为碳原子数为1以上6以下的直链状或支链状的亚烷基,它们的末端可以键合而成为环状。在这种情况下,上述2个亚烷基包含硫原子而构成3~9元环。构成环的原子(包含硫原子)的数量优选为5以上6以下。
此外,作为上述亚烷基可以具有的取代基,可例举氧原子(在该情况下,与构成亚烷基的碳原子一起形成羰基)、羟基等。
此外,作为苯基可以具有的取代基,可例举羟基、碳原子数为1以上6以下的直链状或支链状的烷氧基、碳原子数为1以上6以下的直链状或支链状的烷基等。
作为这些阳离子部适宜的结构,能够例举以下述式(a107)、(a108)表示的结构等,特别优选为以下述式(a108)表示的结构。
【化39】
作为这样的阳离子部,可以是碘鎓盐也可以是锍盐,从产酸效率等观点来看,期望是锍盐。
因此,作为在阳离子部具有萘环的鎓盐的阴离子部而适宜的阴离子,期望是可形成锍盐的阴离子。
作为这样的产酸剂的阴离子部,为氢原子的一部分或者全部被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以为碳原子数为1以上20以下的直链状、支链状或环状的烷基,从所产生的酸的体积大小和其扩散距离来看,优选为碳原子数为1以上10以下。特别是,由于支链状或环状的烷基的扩散距离短,从而优选。此外,从可廉价地进行合成的方面来看,能够例举甲基、乙基、丙基、丁基、辛基等作为优选的基团。
芳基磺酸离子中的芳基为碳原子数为6以上20以下的芳基,可例举可以被烷基、卤素原子取代或未被取代的苯基、萘基。特别从可廉价地合成的方面来看,优选碳原子数为6以上10以下的芳基。作为优选的芳基的具体例,能够例举苯基、甲苯磺酰基、乙基苯基、萘基、甲基萘基等。
在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被氟化时的氟化率优选为10%以上100%以下,更优选为50%以上100%以下,特别是将氢原子全部用氟原子取代而得的物质因酸的强度变强而优选。作为这样的例子,具体而言,可例举三氟甲烷磺酸根、全氟丁烷磺酸根、全氟辛烷磺酸根、全氟苯磺酸根等。
其中,作为优选的阴离子部,可例举以下述式(a109)表示的阴离子部。
【化40】
在上述式(a109)中,R120a是以下述式(a110)、(a111)及(a112)表示的基团。
【化41】
在上述式(a110)中,x表示1以上4以下的整数。另外,在上述式(a111)中,R121a表示氢原子、羟基、碳原子数为1以上6以下的直链状或支链状的烷基、或者碳原子数为1以上6以下的直链状或支链状的烷氧基,y表示1以上3以下的整数。其中,从安全性的方面来看,优选是三氟甲烷磺酸根、全氟丁烷磺酸根。
此外,作为阴离子部,也能够使用以下述式(a113)、(a114)表示的含有氮的阴离子部。
【化42】
上述式(a113)、(a114)中,Xa表示至少1个氢原子被氟原子取代而得的直链状或支链状的亚烷基,该亚烷基的碳原子数为2以上6以下,优选为3以上5以下,最优选为碳原子数为3。此外,Ya、Za分别独立地表示至少1个氢原子被氟原子取代而得的直链状或支链状的烷基,该烷基的碳原子数为1以上10以下,优选为1以上7以下,更优选为1以上3以下。
Xa的亚烷基的碳原子数或者Ya、Za的烷基的碳原子数越小,在有机溶剂中的溶解性也越良好,故优选。
另外,在Xa的亚烷基或Ya、Za的烷基中,被氟原子取代的氢原子的数量越多,酸的强度越强,故优选。该亚烷基或烷基中氟原子的比例即氟化率优选为70%以上100%以下,更优选为90%以上100%以下,最优选为全部的氢原子被氟原子取代而得的全氟亚烷基或全氟烷基。
作为这样的在阳离子部具有萘环的鎓盐而优选的化合物,可例举以下述式(a115)、(a116)表示的化合物。
【化43】
此外,作为产酸剂(A)中的其它产酸剂的第5方案,可例举: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-硝基苄酯、对甲苯磺酸2,6-二硝基苄酯、甲苯磺酸硝基苄酯、甲苯磺酸二硝基苄酯、磺酸硝基苄酯、碳酸硝基苄酯、碳酸二硝基苄酯等硝基苄基衍生物;邻苯三酚三甲磺酸酯、邻苯三酚三甲苯磺酸酯、甲苯磺酸苄酯、磺酸苄酯、N-甲基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-甲基磺酰氧基邻苯二甲酰亚胺等磺酸酯类;N-(三氟甲基磺酰氧基)邻苯二甲酰亚胺、N-(三氟甲基磺酰氧基)-1,8-萘二甲酰亚胺、N-(三氟甲基磺酰氧基)-4-丁基-1,8-萘二甲酰亚胺等三氟甲磺酸酯类(其中,不包括属于以式(a1-i)或式(a1-ii)表示的化合物、式(a2-i)或式(a2-ii)表示的化合物及式(a3-i)或式(a3-ii)表示的化合物的物质);二苯基碘鎓六氟磷酸盐、(4-甲氧基苯基)苯基碘鎓三氟甲磺酸盐、双(对叔丁基苯基)碘鎓三氟甲磺酸盐、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、(对叔丁基苯基)二苯基锍三氟甲磺酸盐等鎓盐类;苯偶姻甲苯磺酸酯、α-甲基苯偶姻甲苯磺酸酯等苯偶姻甲苯磺酸酯类;其它的二苯基碘鎓盐、三苯基锍盐、苯基重氮盐、碳酸苄酯等。
产酸剂(A)整体的含量相对于感光性树脂组合物的总固体成分量优选为0.01质量%以上10质量%以下,更优选为0.03质量%以上8质量%以下,特别优选为0.05质量%以上5质量%以下。
此外,以上述式(a1-i)或式(a1-ii)表示的化合物、式(a2-i)或式(a2-ii)表示的化合物及式(a3-i)或式(a3-ii)表示的化合物的合计相对于感光性树脂组合物的总固体成分量优选为0.01质量%以上10质量%以下,更优选为0.03质量%以上8质量%以下,特别优选为0.05质量%以上5质量%以下。
通过使产酸剂(A)的使用量为上述范围内,则为具备更良好的灵敏度、均匀的溶液,且容易制备保存稳定性优良的感光性树脂组合物。
<树脂(B)>
对碱的溶解性因酸的作用而增大的树脂(B)并没有特别地限定,能够使用任意的对碱的溶解性因酸的作用而增大的树脂。作为对碱的溶解性因酸的作用而增大的树脂(B),可例举酚醛清漆树脂(B1)、聚羟基苯乙烯树脂(B2)、丙烯酸树脂(B3)。
树脂(B)优选包含丙烯酸树脂(B3)。树脂(B)所包含的丙烯酸树脂相对于树脂(B)的比例,即丙烯酸树脂(B3)相对于树脂(B)的比例优选为70质量%以上。
[酚醛清漆树脂(B1)]
酚醛清漆树脂(B1)是具有酸解离性溶解抑制基团的酚醛清漆树脂。
作为酚醛清漆树脂(B1),能够使用包含以下述式(b1)表示的结构单元的树脂。
【化44】
上述式(b1)中,R1b表示酸解离性溶解抑制基团,R2b、R3b分别独立地表示氢原子或碳原子数为1以上6以下的烷基。
作为以上述R1b表示的酸解离性溶解抑制基团,优选以下述式(b2)、(b3)表示的基团、碳原子数为1以上6以下的直链状、支链状或环状的烷基、乙烯基氧基乙基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、或者三烷基甲硅烷基。
【化45】
上述式(b2)、(b3)中,R4b、R5b分别独立地表示氢原子、或者碳原子数为1以上6以下的直链状或支链状的烷基,R6b表示碳原子数为1以上10以下的直链状、支链状或环状的烷基,R7b表示碳原子数为1以上6以下的直链状、支链状或环状的烷基,o表示0或1。
作为上述直链状或支链状的烷基,可例举甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、异戊基、新戊基等。另外,作为上述环状的烷基,可例举环戊基、环己基等。
在此,作为以上述式(b2)表示的酸解离性溶解抑制基团,具体可例举甲氧基乙基、乙氧基乙基、正丙氧基乙基、异丙氧基乙基、正丁氧基乙基、异丁氧基乙基、叔丁氧基乙基、环己氧基乙基、甲氧基丙基、乙氧基丙基、1-甲氧基-1-甲基-乙基、1-乙氧基-1-甲基乙基等。此外,作为以上述式(b3)表示的酸解离性溶解抑制基团,具体来说,可例举叔丁氧基羰基、叔丁氧基羰基甲基等。此外,作为上述三烷基甲硅烷基,可例举三甲基硅烷基、三叔丁基二甲基硅烷基等各烷基的碳原子数为1以上6以下的基团。
[聚羟基苯乙烯树脂(B2)]
聚羟基苯乙烯树脂(B2)是具有酸解离性溶解抑制基团的聚羟基苯乙烯树脂。
在本说明书中,“聚羟基苯乙烯树脂”只要是在感光性树脂组合物相关的技术领域中,被本领域技术人员认为是聚羟基苯乙烯树脂的树脂就没有特别限定。典型的聚羟基苯乙烯树脂是以下树脂:源自羟基苯乙烯或者羟基苯乙烯衍生物的结构单元即羟基苯乙烯结构单元与源自苯乙烯的结构单元的合计为70摩尔%以上,且羟基苯乙烯结构单元的合计为50摩尔%以上。“羟基苯乙烯衍生物”是指,羟基苯乙烯的羟基的氢原子或者与羟基苯乙烯的α位的碳原子键合的氢原子被可具有氧原子的烃基取代而得的化合物。
作为酸解离性溶解抑制基团,可例举与在上述式(b2)、(b3)中例示的酸解离性溶解抑制基团相同的酸解离性溶解抑制基团。
作为聚羟基苯乙烯树脂(B2),能够使用包含以下述式(b4)表示的结构单元的树脂。
【化46】
上述式(b4)中,R8b表示氢原子或碳原子数为1以上6以下的烷基,R9b表示酸解离性溶解抑制基团。
上述碳原子数为1以上6以下的烷基,例如为碳原子数为1以上6以下的直链状、支链状或环状的烷基。作为直链状或支链状的烷基,可例举甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、异戊基、新戊基等,作为环状的烷基,可例举环戊基、环己基等。
作为上述以R9b表示的酸解离性溶解抑制基团,能够使用与上述式(b2)、(b3)中例示的酸解离性溶解抑制基团同样的酸解离性溶解抑制基团。
此外,出于适度地控制物理、化学特性的目的,作为聚羟基苯乙烯树脂(B2)的包含以上述式(b4)表示的结构单元的树脂还能够包含其它聚合性化合物作为结构单元。作为这样的聚合性化合物,可例举公知的自由基聚合性化合物、阴离子聚合性化合物。另外,作为这样的聚合性化合物,例如能够例举丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等一元羧酸类;马来酸、富马酸、衣康酸等二元羧酸类;2-甲基丙烯酰氧乙基琥珀酸、2-甲基丙烯酰氧基乙基马来酸、2-甲基丙烯酰氧基乙基邻苯二甲酸、2-甲基丙烯酰氧基乙基六氢邻苯二甲酸等具有羧基和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、富马酸二丁酯等二元羧酸二酯类;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有乙烯基的芳香族化合物类;乙酸乙烯酯等含有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、甲基丙烯腈等含有腈基的聚合性化合物类;氯乙烯、偏氯乙烯等含氯的聚合性化合物;丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺等含酰胺键的聚合性化合物类等。
另外,在聚羟基苯乙烯树脂(B2)包含以上述式(b4)表示的结构单元以外的其它聚合性化合物作为结构单元的情况下,该源自其它聚合性化合物的结构单元也可以具有酸解离性溶解抑制基团。
[丙烯酸树脂(B3)]
丙烯酸树脂(B3)是具有酸解离性溶解抑制基团的丙烯酸树脂。
作为丙烯酸树脂(B3),只要是对碱的溶解性因酸的作用而增大的丙烯酸树脂、且是一直以来掺混在各种感光性树脂组合物中的丙烯酸树脂,就没有特别地限定。
在本说明书中,“丙烯酸树脂”是指包含70摩尔%以上由(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酸衍生物衍生的结构单元即丙烯结构单元的树脂。
此外,在本说明书中,“(甲基)丙烯酸衍生物”是指(甲基)丙烯酸酯、可以是N取代体的(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯腈。
另外,在本说明书中,“(甲基)丙烯酸”是指“丙烯酸”与“甲基丙烯酸”两者。“(甲基)丙烯酸酯”是指“丙烯酸酯”与“甲基丙烯酸酯”两者。
在“丙烯酸树脂”中,(甲基)丙烯酸树脂也可以包含30摩尔%以下源自(甲基)丙烯酸以及(甲基)丙烯酸衍生物以外的单体的结构单元。
例如,丙烯酸树脂(B3)优选为含有从包含含-SO2-环式基或者含内酯环式基的丙烯酸酯衍生的结构单元(b-3)。在该情况下,在形成抗蚀剂图案时,容易形成具有优选的截面形状的抗蚀剂图案。
(含-SO2-环式基)
在此,“含-SO2-环式基”表示在其环骨架中含有包含-SO2-的环的环式基,具体而言,为-SO2-中的硫原子(S)形成环式基的环骨架的一部分的环式基。在该环骨架中将含-SO2-的环计作第1个环,在只有该环的情况下称为单环式基,在还具有其它环结构的情况下不论其结构如何均称作多环式基。含-SO2-环式基可以是单环式基也可以是多环式基。
含-SO2-环式基特别优选为在其环骨架中含-O-SO2-的环式基,即含有-O-SO2-中的-O-S-形成为环骨架的一部分的磺酸内酯(sultone)环的环式基。
含-SO2-环式基的碳原子数优选为3以上30以下,更优选为4以上20以下,进一步优选为4以上15以下,特别优选为4以上12以下。该碳原子数是构成环骨架的碳原子的数量,不包含取代基中的碳原子数。
含-SO2-环式基可以为含-SO2-的脂肪族环式基,也可以为含-SO2-的芳香族环式基。优选为含-SO2-的脂肪族环式基。
作为含-SO2-的脂肪族环式基,可例举从构成其环骨架的碳原子的一部分被-SO2-或-O-SO2-取代后的脂肪族烃环中去除至少1个氢原子而得的基团。更具体而言,可例举从构成其环骨架的-CH2-被-SO2-取代后的脂肪族烃环中去除至少1个氢原子而得的基团、从构成其环的-CH2-CH2-被-O-SO2-取代后的脂肪族烃环中去除至少1个氢原子而得的基团等。
该脂环式烃环的碳原子数优选为3以上20以下,更优选为3以上12以下。该脂环式烃环可以是多环式基,也可以是单环式基。作为单环式的脂环式烃环,优选为从碳原子数为3以上6以下的单环烷烃中去除2个氢原子而得的基团。作为该单环烷烃,能够例示环戊烷、环己烷等。作为多环式的脂环式烃环,优选为从碳原子数为7以上12以下的多环烷烃中去除2个氢原子而得的基团,作为该多环烷烃,具体而言,可例举金刚烷、降冰片烷、异冰片烷、三环癸烷、四环十二烷等。
含-SO2-环式基可以具有取代基。作为该取代基,可例举例如烷基、烷氧基、卤素原子、卤代烷基、羟基、氧原子(=O)、-COOR”、-OC(=O)R”、羟基烷基、氰基等。
作为该取代基的烷基,优选碳原子数为1以上6以下的烷基。该烷基优选为直链状或支链状。具体而言,可例举甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、正己基等。这些之中,优选为甲基或乙基,特别优选为甲基。
作为该取代基的烷氧基,优选碳原子数为1以上6以下的烷氧基。该烷氧基优选为直链状或支链状。具体而言,可例举作为上述取代基的烷基所例举的烷基与氧原子(-O-)键合而得的基团。
作为该取代基的卤素原子,可例举氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,优选氟原子。
作为该取代基的卤代烷基,可例举上述烷基的氢原子的一部分或全部被上述卤素原子取代而得的基团。
作为该取代基的卤代烷基,可例举作为上述取代基的烷基所例举的烷基的氢原子的一部分或者全部被所述卤素原子取代而得的基团。作为该卤代烷基,优选为氟代烷基,特别优选为全氟烷基。
上述的-COOR”、-OC(=O)R”中的R”均为氢原子或碳原子数为1以上15以下的直链状、支链状或环状的烷基。
在R”为直链状或支链状的烷基的情况下,该链状的烷基的碳原子数优选为1以上10以下,更优选为1以上5以下,特别优选为1或2。
在R”为环状的烷基的情况下,该环状的烷基的碳原子数优选为3以上15以下,更优选为4以上12以下,特别优选为5以上10以下。具体而言,能够例示出从可被氟原子或氟代烷基取代或者未被取代的单环烷烃中、或者从双环烷烃、三环烷烃或四环烷烃等多环烷烃中去除1个以上氢原子而得的基团等。更具体而言,可例举从环戊烷、环己烷等单环烷烃或金刚烷、降冰片烷、异冰片烷、三环癸烷、四环十二烷等多环烷烃去除1个以上氢原子而得的基团等。
作为该取代基的羟基烷基,优选为碳原子数为1以上6以下的羟基烷基。具体而言,可例举作为所述取代基的烷基所例举的烷基的至少1个氢原子被羟基取代而得的基团。
作为含-SO2-环式基,更具体而言,可例举以下述式(3-1)~(3-4)表示的基团。
【化47】
(式中,A’为可以含有氧原子或硫原子的碳原子数为1以上5以下的亚烷基、氧原子或硫原子,z为0以上2以下的整数,R10b为烷基、烷氧基、卤代烷基、羟基、-COOR”、-OC(=O)R”、羟基烷基或氰基,R”为氢原子或烷基。)
在上述式(3-1)~(3-4)中,A’为可以含有氧原子(-O-)或硫原子(-S-)的碳原子数为1以上5以下的亚烷基、氧原子或硫原子。作为A’中的碳原子数为1以上5以下的亚烷基,优选为直链状或支链状的亚烷基,可例举亚甲基、亚乙基、正亚丙基、异亚丙基等。
在该亚烷基包含氧原子或硫原子的情况下,作为其具体例,可例举在所述亚烷基的末端或碳原子间介有-O-或-S-的基团,例如可例举-O-CH2-、-CH2-O-CH2-、-S-CH2-、-CH2-S-CH2-等。作为A’,优选碳原子数为1以上5以下的亚烷基或-O-,更优选碳原子数为1以上5以下的亚烷基,最优选亚甲基。
z可以是0、1及2中的任一个,最优选为0。z是2的情况下,多个R10b可以分别相同也可以不同。
作为R10b中的烷基、烷氧基、卤代烷基、-COOR”、-OC(=O)R”、羟基烷基,可分别例举与上述说明的作为含-SO2-环式基可以具有的取代基而例举的烷基、烷氧基、卤代烷基、-COOR”、-OC(=O)R”及羟基烷基同样的基团。
以下,例示以上述式(3-1)~(3-4)表示的具体的环式基。另外,式中的“Ac”表示乙酰基。
【化48】
【化49】
作为含-SO2-环式基,优选为在上述中以所述式(3-1)表示的基团,更优选为从以所述化学式(3-1-1)、(3-1-18)、(3-3-1)以及(3-4-1)中的任一个表示的基团构成的组中选择的至少1种,最优选为以所述化学式(3-1-1)表示的基团。
(含内酯环式基)
“含内酯环式基”表示在其环骨架中含有含-O-C(=O)-的环(内酯环)的环式基。将内酯环记作第1个环,在仅有内酯环的情况下称为单环式基,在还具有其它环结构的情况下,无论其结构如何均称为多环式基。含内酯环式基可以为单环式基,也可以为多环式基。
作为结构单元(b-3)中的含内酯环式基,没有特别限定,可使用任意的含内酯环式基。具体而言,作为含内酯单环式基,可例举从4~6元环内酯中去除1个氢原子而得的基团,例如从β-丙内酯中去除1个氢原子而得的基团、从γ-丁内酯中去除1个氢原子而得的基团、从δ-戊内酯中去除1个氢原子而得的基团等。另外,作为含内酯多环式基,可例举从具有内酯环的双环烷烃、三环烷烃、四环烷烃中去除1个氢原子而得的基团。
作为结构单元(b-3),只要是具有含-SO2-环式基或含内酯环式基的结构单元,则其它部分的结构并无特别地限定,优选从作为从与α位的碳原子键合的氢原子可以被取代基取代的丙烯酸酯衍生的结构单元的、包含含-SO2-环式基的结构单元(b-3-S)及作为从与α位的碳原子键合的氢原子可以被取代基取代的丙烯酸酯衍生的结构单元的、包含含内酯环式基的结构单元(b-3-L)构成的组中选择的至少1种结构单元。
〔结构单元(b-3-S)〕
作为结构单元(b-3-S)的例子,更具体而言,可例举以下述式(b-S1)表示的结构单元。
【化50】
(式中,R为氢原子、碳原子数为1以上5以下的烷基或碳原子数为1以上5以下的卤代烷基,R11b为含-SO2-环式基,R12b为单键或2价连接基团。)
式(b-S1)中,R与上述同样。
R11b与上述例举的含-SO2-环式基同样。
R12b可以是单键或2价连接基团中的任一种。
作为R12b中的2价连接基团,并未特别地限定,作为优选的例子,可例举可具有取代基的2价烃基、含杂原子的2价连接基团等。
·可具有取代基的2价烃基
作为2价连接基团的烃基,可以是脂肪族烃基,也可以是芳香族烃基。脂肪族烃基表示不具有芳香族性的烃基。该脂肪族烃基可以是饱和的,也可以是不饱和的。通常优选为饱和烃基。作为该脂肪族烃基,更具体而言,可例举直链状或支链状的脂肪族烃基、结构中含环的脂肪族烃基等。
上述直链状或支链状的脂肪族烃基的碳原子数优选为1以上10以下,更优选为1以上8以下,进一步优选为1以上5以下。
作为直链状的脂肪族烃基,优选为直链状的亚烷基。具体而言,可例举亚甲基[-CH2-]、亚乙基[-(CH2)2-]、亚丙基[-(CH2)3-]、亚丁基[-(CH2)4-]、亚戊基[-(CH2)5-]等。
作为支链状的脂肪族烃基,优选为支链状的亚烷基。具体而言,可例举-CH(CH3)-、-CH(CH2CH3)-、-C(CH3)2-、-C(CH3)(CH2CH3)-、-C(CH3)(CH2CH2CH3)-、-C(CH2CH3)2-等烷基亚甲基;-CH(CH3)CH2-、-CH(CH3)CH(CH3)-、-C(CH3)2CH2-、-CH(CH2CH3)CH2-、-C(CH2CH3)2-CH2-等烷基亚乙基;-CH(CH3)CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2-等烷基亚丙基;-CH(CH3)CH2CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2CH2-等烷基亚丁基等烷基亚烷基等。作为烷基亚烷基中的烷基,优选碳原子数为1以上5以下的直链状的烷基。
上述的直链状或者支链状的脂肪族烃基可以具有取代氢原子的取代基(氢原子以外的基团或者原子),也可以不具有取代基。作为该取代基,可例举氟原子、被氟原子取代而得的碳原子数为1以上5以下的氟代烷基、氧代基(=O)等。
作为上述的结构中含环的脂肪族烃基,可例举环结构中含杂原子的可含取代基的环状的脂肪族烃基(从脂肪族烃环去除2个氢原子而得的基团)、该环状的脂肪族烃基与直链状或者支链状的脂肪族烃基的末端键合而得的基团、该环状的脂肪族烃基介于直链状或者支链状的脂肪族烃基之间的基团等。作为上述的直链状或者支链状的脂肪族烃基,可例举与上述同样的基团。
环状的脂肪族烃基的碳原子数优选为3以上20以下,更优选为3以上12以下。
环状的脂肪族烃基可以为多环式,也可以为单环式。作为单环式的脂肪族烃基,优选为从单环烷烃去除2个氢原子而得的基团。该单环烷烃的碳原子数优选为3以上6以下。具体而言,可例举环戊烷、环己烷等。作为多环式脂肪族烃基,优选从多环烷烃去除2个氢原子而得的基团。该多环烷烃的碳原子数优选为7以上12以下。具体而言,可例举金刚烷、降冰片烷、异冰片烷、三环癸烷、四环十二烷等。
环状的脂肪族烃基可以具有取代氢原子的取代基(氢原子以外的基团或原子),也可以不具有取代基。作为该取代基,可例举烷基、烷氧基、卤素原子、卤代烷基、羟基、氧代基(=O)等。
作为上述取代基的烷基,优选为碳原子数为1以上5以下的烷基,更优选为甲基、乙基、丙基、正丁基及叔丁基。
作为上述取代基的烷氧基,优选为碳原子数为1以上5以下的烷氧基,优选为甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基及叔丁氧基,特别优选为甲氧基及乙氧基。
作为上述取代基的卤素原子,可例举氟原子、氯原子、溴原子及碘原子等,优选为氟原子。
作为上述取代基的卤代烷基,可例举所述烷基的氢原子的一部分或全部被上述卤素原子取代而得的基团。
环状的脂肪族烃基中,构成其环结构的碳原子的一部分可以被-O-或者-S-取代。作为该包含杂原子的取代基,优选-O-、-C(=O)-O-、-S-、-S(=O)2-、-S(=O)2-O-。
作为2价的烃基的芳香族烃基,为具有至少1个芳香环的2价烃基,可以具有取代基。芳香环只要是具有4n+2个π电子的环状共轭体系则没有特别地限定,可以是单环式,也可以是多环式。芳香环的碳原子数优选为5以上30以下,更优选为5以上20以下,进一步优选为6以上15以下,特别优选为6以上12以下。然而,该碳原子数不包含取代基中的碳原子数。
作为芳香环,具体可例举苯、萘、蒽及菲等芳香族烃环;构成所述芳香族烃环的碳原子的一部分被杂原子取代而得的芳香族杂环等。作为芳香族杂环中的杂原子,可例举氧原子、硫原子、氮原子等。作为芳香族杂环,具体来说,可例举吡啶环、噻吩环等。
作为2价烃基的芳香族烃基,具体而言,可例举从上述芳香族烃环或芳香族杂环去除2个氢原子而得的基团(亚芳基或亚杂芳基);从含有2个以上的芳香环的芳香族化合物(例如联苯、芴等)去除2个氢原子而得的基团;从上述芳香族烃环或芳香族杂环中去除1个氢原子而得的基团(芳基或杂芳基)的1个氢原子被亚烷基取代而得的基团(例如从苄基、苯乙基、1-萘基甲基、2-萘基甲基、1-萘基乙基、2-萘基乙基等芳基烷基中的芳基中进一步去除1个氢原子而得的基团)等。
与上述芳基或杂芳基键合的亚烷基的碳原子数优选为1以上4以下,更优选为1以上2以下,特别优选为1。
在上述的芳香族烃基中,该芳香族烃基所具有的氢原子可以被取代基取代。例如该芳香族烃基中的与芳香环键合的氢原子可以被取代基取代。作为该取代基,例如可例举烷基、烷氧基、卤素原子、卤代烷基、羟基、氧代基(=O)等。
作为上述取代基的烷基,优选为碳原子数为1以上5以下的烷基,更优选为甲基、乙基、正丙基、正丁基及叔丁基。
作为上述取代基的烷氧基,优选为碳原子数为1以上5以下的烷氧基,且优选为甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基以及叔丁氧基,更优选为甲氧基和乙氧基。
作为取代基的卤素原子可例举氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,优选氟原子。
作为上述取代基的卤代烷基,可例举所述烷基的氢原子的一部分或全部被所述卤素原子取代而得的基团。
·含杂原子的2价连接基团
含杂原子的2价连接基团中的杂原子是指碳原子和氢原子以外的原子,可例举例如氧原子、氮原子、硫原子及卤素原子等。
作为含杂原子的2价连接基团,具体而言,可例举-O-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-S-、-S(=O)2-、-S(=O)2-O-、-NH-、-NH-C(=O)-、-NH-C(=NH)-、=N-等非烃系连接基团、这些非烃系连接基团中的至少1种与2价烃基的组合等。作为该2价烃基,可例举与上述可具有取代基的2价烃基相同的基团,优选为直链状或支链状的脂肪族烃基。
上述中,-C(=O)-NH-中的-NH-、-NH-、-NH-C(=NH)-中的H可以分别被烷基、酰基等取代基取代。该取代基的碳原子数优选为1以上10以下,更优选为1以上8以下,特别优选为1以上5以下。
作为R12b中的2价连接基团,特别优选为直链状或支链状的亚烷基、环状的脂肪族烃基或含杂原子的2价连接基团。
在R12b中的2价连接基团为直链状或支链状亚烷基的情况下,该亚烷基的碳原子数优选为1以上10以下,更优选为1以上6以下,特别优选为1以上4以下,最优选为1以上3以下。具体而言,可例举与在作为所述2价连接基团的“可具有取代基的2价烃基”的说明中、作为直链状或支链状的脂肪族烃基而例举的直链状的亚烷基、支链状的亚烷基相同的基团。
在R12b中的2价连接基团为环状的脂肪族烃基的情况下,作为该环状的脂肪族烃基,可例举与在作为所述2价连接基团的“可具有取代基的2价烃基”的说明中、作为“结构中含环的脂肪族烃基”所例举的环状的脂肪族烃基同样的基团。
作为该环状的脂肪族烃基,特别优选为从环戊烷、环己烷、降冰片烷、异冰片烷、金刚烷、三环癸烷或四环十二烷中去除两个以上氢原子而得的基团。
在R12b中的2价连接基团为含杂原子的2价连接基团的情况下,就作为该连接基团而优选的例子而言,可例举-O-、-C(=O)-O-、-C(=O)-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-NH-(H可以被烷基、酰基等取代基取代)、-S-、-S(=O)2-、-S(=O)2-O-、以通式-Y1b-O-Y2b-、-[Y1b-C(=O)-O]m’-Y2b-或-Y1b-O-C(=O)-Y2b-表示的基团[式中,Y1b及Y2b分别独立地为可以具有取代基的2价烃基,O为氧原子,m’为0以上3以下的整数]等。
在R12b中的2价连接基团为-NH-的情况下,-NH-中的氢原子可被烷基、酰基等取代基取代。该取代基(烷基、酰基等)的碳原子数优选为1以上10以下,更优选为1以上8以下,特别优选为1以上5以下。
式-Y1b-O-Y2b-、-[Y1b-C(=O)-O]m’-Y2b-或-Y1b-O-C(=O)-Y2b-中,Y1b及Y2b分别独立地为可以具有取代基的2价烃基。作为该2价烃基,可例举与作为所述2价连接基团的说明中所例举的“可具有取代基的2价烃基”同样的基团。
作为Y1b,优选直链状的脂肪族烃基,更优选直链状的亚烷基,更优选碳原子数为1以上5以下的直链状的亚烷基,特别优选亚甲基及亚乙基。
作为Y2b,优选直链状或支链状的脂肪族烃基,更优选亚甲基、亚乙基及烷基亚甲基。该烷基亚甲基中的烷基优选为碳原子数为1以上5以下的直链状的烷基,更优选为碳原子数为1以上3以下的直链状的烷基,特别优选为甲基。
在以式-[Y1b-C(=O)-O]m’-Y2b-表示的基团中,m’为0以上3以下的整数,优选为0以上2以下的整数,更优选为0或1,特别优选为1。即,作为以式-[Y1b-C(=O)-O]m’-Y2b-表示的基团,特别优选以式-Y1b-C(=O)-O-Y2b-表示的基团。其中,优选以式-(CH2)a’-C(=O)-O-(CH2)b’-表示的基团。该式中,a’为1以上10以下的整数,优选为1以上8以下的整数,更优选为1以上5以下的整数,进一步优选为1或2,最优选为1。b’为1以上10以下的整数,优选为1以上8以下的整数,更优选为1以上5以下的整数,进一步优选为1或者2,最优选为1。
对于R12b中的2价连接基团,作为包含杂原子的2价连接基团,优选由至少1种非烃基与2价烃基的组合构成的有机基团。其中,优选具有氧原子作为杂原子的直链状的基团例如包含醚键或酯键的基团,更优选以所述的式-Y1b-O-Y2b-、-[Y1b-C(=O)-O]m’-Y2b-或-Y1b-O-C(=O)-Y2b-表示的基团,特别优选以所述的式-[Y1b-C(=O)-O]m’-Y2b-或-Y1b-O-C(=O)-Y2b-表示的基团。
作为R12b中的2价连接基团,优选亚烷基或包含酯键(-C(=O)-O-)的2价连接基团。
该亚烷基优选为直链状或支链状的亚烷基。作为该直链状的脂肪族烃基的优选的例子,可例举亚甲基[-CH2-]、亚乙基[-(CH2)2-]、亚丙基[-(CH2)3-]、亚丁基[-(CH2)4-]及亚戊基[-(CH2)5-]等。作为该支链状的亚烷基的优选的例子,可例举:-CH(CH3)-、-CH(CH2CH3)-、-C(CH3)2-、-C(CH3)(CH2CH3)-、-C(CH3)(CH2CH2CH3)-、-C(CH2CH3)2-等烷基亚甲基;-CH(CH3)CH2-、-CH(CH3)CH(CH3)-、-C(CH3)2CH2-、-CH(CH2CH3)CH2-、-C(CH2CH3)2-CH2-等烷基亚乙基;-CH(CH3)CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2-等烷基亚丙基;-CH(CH3)CH2CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2CH2-等烷基亚丁基等烷基亚烷基等。
作为包含酯键的2价连接基团,特别优选以式:-R13b-C(=O)-O-[式中,R13b为2价连接基团]表示的基团。即,结构单元(b-3-S)优选为以下述式(b-S1-1)表示的结构单元。
【化51】
(式中,R以及R11b分别与上述内容相同,R13b是2价连接基团。)
作为R13b,并无特别地限定,例如可例举与所述的R12b中的2价连接基团同样的基团。
作为R13b的2价连接基团,优选为直链状或支链状的亚烷基、结构中含环的脂肪族烃基、或含杂原子的2价连接基团,更加优选为直链状或支链状的亚烷基或者含有氧原子作为杂原子的2价连接基团。
作为直链状的亚烷基,优选为亚甲基或者亚乙基,特别优选为亚甲基。作为支链状的亚烷基,优选为烷基亚甲基或烷基亚乙基,特别优选为-CH(CH3)-、-C(CH3)2-或-C(CH3)2CH2-。
作为包含氧原子的2价连接基团,优选包含醚键或酯键的2价连接基团,更优选所述的-Y1b-O-Y2b-、-[Y1b-C(=O)-O]m’-Y2b-或-Y1b-O-C(=O)-Y2b-。Y1b及Y2b分别独立地为可以具有取代基的2价烃基,m’为0以上3以下的整数。其中,优选-Y1b-O-C(=O)-Y2b-,特别优选以-(CH2)c-O-C(=O)-(CH2)d-表示的基团。c为1以上5以下的整数,优选为1或者2。d为1以上5以下的整数,优选为1或者2。
作为结构单元(b-3-S),特别地,优选为以下述式(b-S1-11)或者(b-S1-12)表示的结构单元,更优选为以式(b-S1-12)表示的结构单元。
【化52】
(式中,R、A’、R10b、z及R13b分别与上述相同。)
式(b-S1-11)中,A’优选为亚甲基、氧原子(-O-)或硫原子(-S-)。
作为R13b,优选为直链状或支链状的亚烷基或者包含氧原子的2价连接基团。作为R13b中的直链状或支链状的亚烷基、包含氧原子的2价连接基团,可分别例举与所述的直链状或支链状的亚烷基、包含氧原子的2价连接基团同样的基团。
作为以式(b-S1-12)表示的结构单元,特别地,优选为以下述式(b-S1-12a)或者(b-S1-12b)表示的结构单元。
【化53】
(式中,R及A’分别与上述相同,c~e分别独立地为1以上3以下的整数。)
〔结构单元(b-3-L)〕
作为结构单元(b-3-L)的例子,例如可例举将所述的式(b-S1)中的R11b以含内酯环式基进行取代而得的结构单元,更具体而言,可例举以下述式(b-L1)~(b-L5)表示的结构单元。
【化54】
(式中,R为氢原子、碳原子数为1以上5以下的烷基或者碳原子数为1以上5以下的卤代烷基;R’分别独立地为氢原子、烷基、烷氧基、卤代烷基、羟基、-COOR”、-OC(=O)R”、羟基烷基或者氰基,R”为氢原子或烷基;R12b为单键或2价连接基团,s”为0以上2以下的整数;A”为可含有氧原子或硫原子的碳原子数为1以上5以下的亚烷基、氧原子或硫原子;r为0或1。)
式(b-L1)~(b-L5)中的R与上述同样。
作为R’中的烷基、烷氧基、卤代烷基、-COOR”、-OC(=O)R”、羟基烷基,可分别例举与作为含-SO2-环式基可以具有的取代基所例举的有关烷基、烷氧基、卤代烷基、-COOR”、-OC(=O)R”、羟基烷基的前述说明的基团同样的基团。
若考虑工业上容易获得等,则R’优选为氢原子。
R”中的烷基可以为直链状、支链状、环状的任一种。
在R”为直链状或支链状的烷基的情况下,优选为碳原子数为1以上10以下,更优选为碳原子数为1以上5以下。
在R”为环状的烷基的情况下,优选为碳原子数为3以上15以下,进一步优选为碳原子数为4以上12以下,最优选为碳原子数为5以上10以下。具体而言,能够例示从可被氟原子或氟代烷基取代或者未被取代的单环烷烃中、或者从双环烷烃、三环烷烃、四环烷烃等多环烷烃中去除1个以上的氢原子而得的基团等。具体而言,可例举从环戊烷、环己烷等单环烷烃,或者从金刚烷、降冰片烷、异冰片烷、三环癸烷、四环十二烷等多环烷烃去除1个以上的氢原子而得的基团等。
作为A”,可例举与所述的式(3-1)中的A’同样的基团。A”优选为碳原子数为1以上5以下的亚烷基、氧原子(-O-)或硫原子(-S-),更优选为碳原子数为1以上5以下的亚烷基或者-O-。作为碳原子数为1以上5以下的亚烷基,更优选为亚甲基或二甲基亚甲基,最优选为亚甲基。
R12b与所述式(b-S1)中的R12b同样。
式(b-L1)中,s”优选为1或者2。
以下,对以所述式(b-L1)~(b-L3)表示的结构单元的具体例进行例示。以下的各式中,Rα表示氢原子、甲基或者三氟甲基。
【化55】
【化56】
【化57】
作为结构单元(b-3-L),优选从以所述的式(b-L1)~(b-L5)表示的结构单元构成的组中选择的至少1种,更优选从以式(b-L1)~(b-L3)表示的结构单元构成的组中选择的至少1种,特别优选从以所述的式(b-L1)或(b-L3)表示的结构单元构成的组中选择的至少1种。
其中,优选从以所述的式(b-L1-1)、(b-L1-2)、(b-L2-1)、(b-L2-7)、(b-L2-12)、(b-L2-14)、(b-L3-1)及(b-L3-5)表示的结构单元构成的组中选择的至少1种。
此外,作为结构单元(b-3-L),还优选为以下述式(b-L6)~(b-L7)表示的结构单元。
【化58】
式(b-L6)及(b-L7)中,R以及R12b与上述同样。
此外,丙烯酸树脂(B3)中,作为因酸的作用使丙烯酸树脂(B3)对碱的溶解性提高的结构单元,包括具有酸解离性基团的以下述式(b5)~(b7)表示的结构单元。
【化59】
上述式(b5)~(b7)中,R14b及R18b~R23b分别独立地表示氢原子、碳原子数为1以上6以下的直链状或支链状的烷基、氟原子、或者碳原子数为1以上6以下的直链状或支链状的氟代烷基,R15b~R17b分别独立地表示碳原子数为1以上6以下的直链状或支链状的烷基、碳原子数为1以上6以下的直链状或支链状的氟代烷基、或者碳原子数为5以上20以下的脂肪族环式基,分别独立地表示碳原子数为1以上6以下的直链状或支链状的烷基、或者碳原子数为1以上6以下的直链状或支链状的氟代烷基,R16b及R17b可以相互键合而与两者所键合的碳原子一起形成碳原子数为5以上20以下的烃环,Yb表示可以具有取代基的脂肪族环式基或烷基,p表示0以上4以下的整数,q表示0或1。
另外,作为上述直链状或支链状的烷基,可例举甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、异戊基、新戊基等。此外,氟代烷基是指,上述烷基的氢原子的一部分或全部被氟原子取代而得的基团。
作为脂肪族环式基的具体例,可例举从单环烷烃中或者从双环烷烃、三环烷烃、四环烷烃等多环烷烃中去除1个以上的氢原子而得的基团。具体而言,可例举从环戊烷、环己烷、环庚烷、环辛烷等单环烷烃或金刚烷、降冰片烷、异冰片烷、三环癸烷、四环十二烷等多环烷烃中去除1个氢原子而得的基团。特别地,优选从环己烷、金刚烷中去除1个氢原子而得的基团(也可以还具有取代基)。
在上述R16b以及R17b未相互键合形成烃环的情况下,从高对比度、分辨率、焦深宽度等良好的观点来看,作为上述R15b、R16b以及R17b,优选为碳原子数为2以上4以下的直链状或支链状的烷基。作为上述R19b、R20b、R22b、R23b,优选为氢原子或甲基。
上述R16b以及R17b也可以与两者所键合的碳原子一起形成碳原子数为5以上20以下的脂肪族环式基。作为这样的脂肪族环式基的具体例,可例举从单环烷烃中或者从双环烷烃、三环烷烃、四环烷烃等多环烷烃中去除1个以上的氢原子而得的基团。具体而言,可例举从环戊烷、环己烷、环庚烷、环辛烷等单环烷烃或金刚烷、降冰片烷、异冰片烷、三环癸烷、四环十二烷等多环烷烃中去除1个以上的氢原子而得的基团。特别地,优选为从环己烷、金刚烷中去除1个以上的氢原子而得的基团(可以还具有取代基)。
进而,在上述R16b以及R17b形成的脂肪族环式基在其环骨架上具有取代基的情况下,作为该取代基的例子,可例举羟基、羧基、氰基、氧原子(=O)等极性基团,或者碳原子数为1以上4以下的直链状或支链状的烷基。作为极性基团,特别优选为氧原子(=O)。
上述Yb为脂肪族环式基或烷基,可例举从单环烷烃中或者从双环烷烃、三环烷烃、四环烷烃等多环烷烃中去除1个以上的氢原子而得的基团等。具体而言,可例举从环戊烷、环己烷、环庚烷、环辛烷等单环烷烃或金刚烷、降冰片烷、异冰片烷、三环癸烷、四环十二烷等多环烷烃中去除1个以上的氢原子而得的基团等。特别优选从金刚烷中去除1个以上的氢原子而得的基团(可以还具有取代基)。
进而,在上述Yb的脂肪族环式基在其环骨架上具有取代基的情况下,作为该取代基的例子,可例举羟基、羧基、氰基、氧原子(=O)等极性基团,或者碳原子数为1以上4以下的直链状或支链状的烷基。作为极性基团,特别优选为氧原子(=O)。
另外,在Yb为烷基的情况下,优选碳原子数为1以上20以下、优选为6以上15以下的直链状或支链状的烷基。这样的烷基特别优选为烷氧基烷基,作为这样的烷氧基烷基,可例举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-叔丁氧基乙基、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。
作为以上述式(b5)表示的结构单元的优选的具体例,能够例举以下述式(b5-1)~(b5-33)表示的结构单元。
【化60】
上述式(b5-1)~(b5-33)中,R24b表示氢原子或甲基。
作为以上述式(b6)表示的结构单元的优选的具体例,能够例举以下述式(b6-1)~(b6-26)表示的结构单元。
【化61】
上述式(b6-1)~(b6-26)中,R24b表示氢原子或甲基。
作为以上述式(b7)表示的结构单元的优选的具体例,能够例举以下述式(b7-1)~(b7-15)表示的结构单元。
【化62】
上述式(b7-1)~(b7-15)中,R24b表示氢原子或甲基。
在以上所说明的以式(b5)~(b7)表示的结构单元中,从容易合成并且较容易高灵敏度化的观点来看,优选为以式(b6)表示的结构单元。此外,在以式(b6)表示的结构单元中,优选Yb是烷基的结构单元,且优选R19b以及R20b中的一方或者双方是烷基的结构单元。
进而,丙烯酸树脂(B3)优选为由包含以上述式(b5)~(b7)表示的结构单元并且包含从具有醚键的聚合性化合物衍生的结构单元的共聚物构成的树脂。
作为上述的具有醚键的聚合性化合物,能够例示具有醚键和酯键的(甲基)丙烯酸衍生物等自由基聚合性化合物,作为具体例,可例举(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、甲氧基三乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸3-甲氧基丁酯、乙基卡必醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯等。此外,上述具有醚键的聚合性化合物优选为(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、甲氧基三乙二醇(甲基)丙烯酸酯。这些聚合性化合物可以单独地使用,也可以将2种以上组合使用。
进而,出于适度地控制物理、化学特性的目的,在丙烯酸树脂(B3)中,能够包含其它的聚合性化合物作为结构单元。作为这样的聚合性化合物,可例举公知的自由基聚合性化合物、阴离子聚合性化合物。
作为这样的聚合性化合物,例如能够例举以下化合物等:丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸等一元羧酸类;马来酸、富马酸、衣康酸等二元羧酸类;2-甲基丙烯酰氧乙基琥珀酸、2-甲基丙烯酰氧基乙基马来酸、2-甲基丙烯酰氧基乙基邻苯二甲酸、2-甲基丙烯酰氧基乙基六氢邻苯二甲酸等具有羧基和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、富马酸二丁酯等二元羧酸二酯类;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有乙烯基的芳香族化合物类;乙酸乙烯酯等含有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、偏氯乙烯等含氯的聚合性化合物;丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺等含有酰胺键的聚合性化合物类。
如上所述,丙烯酸树脂(B3)也可以包含源自具有上述一元羧酸类或二元羧酸类这样的羧基的聚合性化合物的结构单元。然而,从容易形成包括截面形状良好的矩形的非抗蚀剂部的抗蚀剂图案的观点来看,丙烯酸树脂(B3)优选为实质上不含有源自具有羧基的聚合性化合物的结构单元。具体而言,丙烯酸树脂(B3)中的源自具有羧基的聚合性化合物的结构单元的比率优选为20质量%以下,更优选为15质量%以下,特别优选为5质量%以下。
在丙烯酸树脂(B3)中,优选为,包含较多量的源自具有羧基的聚合性化合物的结构单元的丙烯酸树脂与仅含有少量或者不含源自具有羧基的聚合性化合物的结构单元的丙烯酸树脂并用。
此外,作为聚合性化合物,能够例举具有酸非解离性的脂肪族多环式基的(甲基)丙烯酸酯类、含乙烯基芳香族化合物类等。从工业上容易获得等观点来看,作为酸非解离性的脂肪族多环式基特别优选为三环癸基、金刚烷基、四环十二烷基、异冰片基、降冰片基等。这些脂肪族多环式基可以具有碳原子数为1以上5以下的直链状或支链状的烷基作为取代基。
作为具有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,能够例示下述式(b8-1)~(b8-5)的结构的化合物。
【化63】
上述式(b8-1)~(b8-5)中,R25b表示氢原子或甲基。
在丙烯酸树脂(B3)包含含有含-SO2-环式基或含内酯环式基的结构单元(b-3)的情况下,丙烯酸树脂(B3)中的结构单元(b-3)的含量优选为5质量%以上,更优选为10质量%以上,特别优选为10质量%以上50质量%以下,最优选为10质量%以上30质量%以下。感光性树脂组合物在含有上述范围内的量的结构单元(b-3)的情况下,容易兼顾良好的显影性和良好的图案形状。
另外,丙烯酸树脂(B3)优选含有5质量%以上的、以上述式(b5)~(b7)表示的结构单元,更优选含有10质量%以上,特别优选含有10质量%以上50质量%以下。
丙烯酸树脂(B3)优选为含有源自上述的具有醚键的聚合性化合物的结构单元。丙烯酸树脂(B3)中,源自具有醚键的聚合性化合物的结构单元的含量优选为0质量%以上50质量%以下,更优选为5质量%以上30质量%以下。
丙烯酸树脂(B3)优选含有源自上述的具有酸非解离性的脂肪族多环式基的(甲基)丙烯酸酯类的结构单元。丙烯酸树脂(B3)中的、源自具有酸非解离性的脂肪族多环式基的(甲基)丙烯酸酯类的结构单元的含量优选为0质量%以上50质量%以下,更优选为5质量%以上30质量%以下。
以上说明的树脂(B)的基于GPC(凝胶渗透色谱法)的聚苯乙烯换算质均分子量(以下也称为“质均分子量”)优选为10000以上600000以下,更优选为20000以上400000以下,进一步优选为30000以上300000以下,特别优选为40000以上300000以下。通过这样地设定质均分子量,能够使感光性树脂层从基板剥离的剥离性不降低,并能够保持感光性树脂层的充分的强度,进而能够进一步防止镀覆时的外形(profile)的膨胀或者裂纹的产生。
此外,树脂(B)的分子量分布系数优选为1.05以上。在此,分子量分布系数是指将质均分子量除以数均分子量得到的值。通过设定这样的分子量分布系数,能够得到所期望的相对于镀覆的应力抗性或者能够进一步避免通过镀覆处理得到的金属层变得容易膨胀的问题。
树脂(B)的含量相对于感光性树脂组合物的总固体成分量优选设为5质量%以上98质量%以下,更优选设为5质量%以上85质量%以下。
<含酚性羟基的低分子化合物(C)>
感光性树脂组合物优选含有含酚性羟基的低分子化合物(C)。
酚性羟基是指与苯环直接键合的羟基(OH)。由于含酚性羟基的低分子化合物(C)具有酚性羟基,因此是碱可溶性的化合物。碱可溶性的化合物是指在2.38质量%的TMAH水溶液中溶解的物质。
低分子化合物是指非聚合物的化合物,例如是分子量1500以下的化合物。
含酚性羟基的低分子化合物(C)能够增加曝光部的溶解速度,提高灵敏度。
含酚性羟基的低分子化合物(C)的种类在不妨碍本发明的目的的范围内没有特别限定。作为含酚性羟基的低分子化合物(C),优选具有2个以上的酚性羟基的化合物。作为含酚性羟基的低分子化合物(C)的具体例,可例举下述化合物。
【化64】
此外,作为含酚性羟基的低分子化合物(C),可例举以下化合物:2,3,4-三羟基二苯甲酮、2,3,4,4’-四羟基二苯甲酮等聚羟基二苯甲酮类;三(4-羟基苯基)甲烷、双(4-羟基-3-甲基苯基)-2-羟基苯基甲烷、双(4-羟基-2,3,5-三甲基苯基)-2-羟基苯基甲烷、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)-4-羟基苯基甲烷、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)-3-羟基苯基甲烷、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)-2-羟基苯基甲烷、双(4-羟基-2,5-二甲基苯基)-4-羟基苯基甲烷、双(4-羟基-2,5-二甲基苯基)-3-羟基苯基甲烷、双(4-羟基-2,5-二甲基苯基)-2-羟基苯基甲烷、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)-3,4-二羟基苯基甲烷、双(4-羟基-2,5-二甲基苯基)-3,4-二羟基苯基甲烷、双(4-羟基-2,5-二甲基苯基)-2,4-二羟基苯基甲烷、双(4-羟基苯基)-3-甲氧基-4-羟基苯基甲烷、双(5-环己基-4-羟基-2-甲基苯基)-4-羟基苯基甲烷、双(5-环己基-4-羟基-2-甲基苯基)-3-羟基苯基甲烷、双(5-环己基-4-羟基-2-甲基苯基)-2-羟基苯基甲烷、双(5-环己基-4-羟基-2-甲基苯基)-3,4-二羟基苯基甲烷、4,4’-[(3,4-二羟基苯基)亚甲基]双(2-环己基-5-甲基苯酚)等三酚型化合物;2,4-双(3,5-二甲基-4-羟基苄基)-5-羟基苯酚、2,6-双(2,5-二甲基-4-羟基苄基)-4-甲基苯酚等线性3核酚化合物;1,1-双〔3-(2-羟基-5-甲基苄基)-4-羟基-5-环己基苯基〕异丙烷、双[2,5-二甲基-3-(4-羟基-5-甲基苄基)-4-羟基苯基]甲烷、双[2,5-二甲基-3-(4-羟基苄基)-4-羟基苯基]甲烷、双[3-(3,5-二甲基-4-羟基苄基)-4-羟基-5-甲基苯基]甲烷、双[3-(3,5-二甲基-4-羟基苄基)-4-羟基-5-乙基苯基]甲烷、双[3-(3,5-二乙基-4-羟基苄基)-4-羟基-5-甲基苯基]甲烷、双[3-(3,5-二乙基-4-羟基苄基)-4-羟基-5-乙基苯基]甲烷、双[2-羟基-3-(3,5-二甲基-4-羟基苄基)-5-甲基苯基]甲烷、双[2-羟基-3-(2-羟基-5-甲基苄基)-5-甲基苯基]甲烷、双[4-羟基-3-(2-羟基-5-甲基苄基)-5-甲基苯基]甲烷、双[2,5-二甲基-3-(2-羟基-5-甲基苄基)-4-羟基苯基]甲烷等线性4核酚化合物;2,4-双[2-羟基-3-(4-羟基苄基)-5-甲基苄基]-6-环己基苯酚、2,4-双[4-羟基-3-(4-羟基苄基)-5-甲基苄基]-6-环己基苯酚、2,6-双[2,5-二甲基-3-(2-羟基-5-甲基苄基)-4-羟基苄基]-4-甲基苯酚等线性5核酚化合物等线性多酚化合物;双(2,3,4-三羟基苯基)甲烷、双(2,4-二羟基苯基)甲烷、2,3,4-三羟基苯基-4’-羟基苯基甲烷、2-(2,3,4-三羟基苯基)-2-(2’,3’,4’-三羟基苯基)丙烷、2-(2,4-二羟基苯基)-2-(2’,4’-二羟基苯基)丙烷、2-(4-羟基苯基)-2-(4’-羟基苯基)丙烷、2-(3-氟-4-羟基苯基)-2-(3’-氟-4’-羟基苯基)丙烷、2-(2,4-二羟基苯基)-2-(4’-羟基苯基)丙烷、2-(2,3,4-三羟基苯基)-2-(4’-羟基苯基)丙烷、2-(2,3,4-三羟基苯基)-2-(4’-羟基-3’,5’-二甲基苯基)丙烷等双酚型化合物;1-[1-(3-甲基-4-羟基苯基)异丙基]-4-[1,1-双(3-甲基-4-羟基苯基)乙基]苯等多核支链型化合物;1,1-双(4-羟基苯基)环己烷等缩合型酚化合物或双酚A、邻苯三酚单甲醚、邻苯三酚-1,3-二甲醚等。这些能够单独使用1种,或者组合地使用2种以上。
在感光性树脂组合物所含的树脂的合计为100质量份的情况下,感光性树脂组合物含有含酚性羟基的低分子化合物(C)的情况下的含酚性羟基的低分子化合物(C)的含量优选为1质量份以上20质量份以下,更优选为3质量份以上15质量份以下。
<碱可溶性树脂(D)>
为了提高碱可溶性,感光性树脂组合物优选还含有碱可溶性树脂(D)。在此,碱可溶性树脂是指:利用树脂浓度20质量%的树脂溶液(溶剂:丙二醇单甲基醚乙酸酯)在基板上形成膜厚1μm的树脂膜,在2.38质量%的TMAH(四甲基氢氧化铵)水溶液中浸渍1分钟时溶解0.01μm以上的树脂,且是指不属于上述(B)成分的树脂(典型地,是指即使通过酸的作用,碱可溶性实质上也不变动的树脂)。作为碱可溶性树脂(D),优选为从酚醛清漆树脂(D1)、聚羟基苯乙烯树脂(D2)及丙烯酸树脂(D3)构成的组中选择的至少1种树脂。
[酚醛清漆树脂(D1)]
酚醛清漆树脂例如是由具有酚性羟基的芳香族化合物(以下,简称为“酚类”)与醛类在酸催化剂下加成聚合而得。
作为上述酚类,例如可例举苯酚、邻甲酚、间甲酚、对甲酚、邻乙基苯酚、间乙基苯酚、对乙基苯酚、邻丁基苯酚、间丁基苯酚、对丁基苯酚、2,3-二甲苯酚、2,4-二甲苯酚、2,5-二甲苯酚、2,6-二甲苯酚、3,4-二甲苯酚、3,5-二甲苯酚、2,3,5-三甲基苯酚、3,4,5-三甲基苯酚、对苯基苯酚、间苯二酚、对苯二酚、对苯二酚单甲醚、连苯三酚、间苯三酚、羟基联苯、双酚A、没食子酸、没食子酸酯、α-萘酚、β-萘酚等。
作为上述醛类,可例举例如甲醛、糠醛、苯甲醛、硝基苯甲醛、乙醛等。
加成聚合反应时的催化剂没有特别地限定,可使用例如酸催化剂中的盐酸、硝酸、硫酸、甲酸、草酸、乙酸等。
另外,通过使用邻甲酚、将树脂中羟基的氢原子取代为其它的取代基、或者使用体积大的醛类,可进一步提高酚醛清漆树脂的柔软性。
酚醛清漆树脂(D1)的质均分子量只要为不阻碍本发明的目的的范围,则并无特别地限定,但优选为1500以上50000以下。
[聚羟基苯乙烯树脂(D2)]
作为构成聚羟基苯乙烯树脂(D2)的羟基苯乙烯类化合物(羟基苯乙烯、羟基苯乙烯衍生物),可例举对羟基苯乙烯、α-甲基羟基苯乙烯、α-乙基羟基苯乙烯等。
进而,聚羟基苯乙烯树脂(D2)优选是与苯乙烯树脂的共聚物。作为这样的构成苯乙烯树脂的苯乙烯类化合物,可例举苯乙烯、氯苯乙烯、氯甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯等。
聚羟基苯乙烯树脂(D2)的质均分子量只要在不阻碍本发明的目的的范围就没有特别地限定,但优选为1500以上50000以下。
[丙烯酸树脂(D3)]
作为丙烯酸树脂(D3),优选包括由具有醚键的聚合性化合物衍生的结构单元及由具有羧基的聚合性化合物衍生的结构单元。
作为上述具有醚键的聚合性化合物,能够例示2-甲氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、甲氧基三甘醇(甲基)丙烯酸酯、3-甲氧基丁基(甲基)丙烯酸酯、乙基卡必醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸四氢糠基酯等具有醚键及酯键的(甲基)丙烯酸衍生物等。上述具有醚键的聚合性化合物优选是2-甲氧基乙基丙烯酸酯、甲氧基三甘醇丙烯酸酯。这些聚合性化合物可以单独地使用,也可以将2种以上组合使用。
作为上述具有羧基的聚合性化合物,能够例示丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸等一元羧酸类;马来酸、富马酸、衣康酸等二元羧酸类;2-甲基丙烯酰氧基乙基琥珀酸、2-甲基丙烯酰氧基乙基马来酸、2-甲基丙烯酰氧基乙基邻苯二甲酸、2-甲基丙烯酰氧基乙基六氢邻苯二甲酸等具有羧基及酯键的化合物等。上述具有羧基的聚合性化合物优选是丙烯酸、甲基丙烯酸。这些聚合性化合物可以单独使用,也可以将2种以上组合使用。
丙烯酸树脂(D3)的质均分子量在不妨碍本发明的目的的范围内没有特别地限定,但优选是50000以上800000以下。
在将感光性树脂组合物的总固体成分设为100质量份的情况下,碱可溶性树脂(D)的含量优选是3质量份以上70质量份以下,更优选是5质量份以上50质量份以下。通过将碱可溶性树脂(D)的含量设为上述的范围,容易提高碱可溶性。
<含硫化合物(E)>
由于感光性树脂组合物用于形成在金属基板上的图案,因此感光性树脂组合物优选包含含硫化合物(E)。含硫化合物(E)是包含能够与金属配位的硫原子的化合物。另外,关于能够产生2个以上的互变异构体的化合物,在至少1个互变异构体包含与构成金属基板的表面的金属进行配位的硫原子的情况下,该化合物属于含硫化合物。
在由Cu等金属构成的表面上形成作为镀覆用的铸模来使用的抗蚀剂图案的情况下,容易产生底脚等截面形状的不良情况。但是,在感光性树脂组合物包含含硫化合物(E)的情况下,即使在基板的由金属构成的表面上形成抗蚀剂图案的情况下,也容易抑制底脚等截面形状的不良情况的发生。另外,“底脚”是指由于抗蚀剂部在基板表面和抗蚀剂图案的接触面附近向非抗蚀剂部侧伸出,从而在非抗蚀剂部中底部的宽度相比于顶部的宽度变窄的现象。
能够与金属配位的硫原子例如作为巯基(-SH)、硫代羧基(-CO-SH)、二硫代羧基(-CS-SH)及硫代羰基(-CS-)等包含于含硫化合物中。
从容易与金属配位、使底脚的抑制效果优异的方面来看,含硫化合物优选具有巯基。
作为具有巯基的含硫化合物的优选例,可例举以下述式(e1)表示的化合物。
【化65】
(式中,Re1及Re2分别独立地表示氢原子或烷基,Re3表示单键或亚烷基,Re4表示可包含除碳以外的原子的u价的脂肪族基,u表示2以上4以下的整数。)
在Re1及Re2为烷基的情况下,该烷基可以为直链状,也可以为支链状,优选为直链状。在Re1及Re2为烷基的情况下,该烷基的碳原子数只要在不阻碍本发明的目的的范围就没有特别限定。作为该烷基的碳原子数,优选为1以上4以下,特别优选为1或2,最优选为1。作为Re1与Re2的组合,优选的是一方为氢原子而另一方为烷基,特别优选的是一方为氢原子而另一方为甲基。
在Re3为亚烷基的情况下,该亚烷基可以为直链状,也可以为支链状,优选为直链状。在Re3为亚烷基的情况下,该亚烷基的碳原子数只要在不阻碍本发明的目的的范围就没有特别限定。作为该亚烷基的碳原子数,优选为1以上10以下,更优选为1以上5以下,特别优选为1或2,最优选为1。
Re4为可包含除碳以外的原子的2价以上4价以下的脂肪族基。作为Re4可包含的除碳以外的原子,可例举氮原子、氧原子、硫原子、氟原子、氯原子、溴原子及碘原子等。作为Re4的脂肪族基的结构可以为直链状,也可以为支链状,也可以为环状,还可以为将这些结构组合而得的结构。
在以式(e1)表示的化合物中,更优选以下述式(e2)表示的化合物。
【化66】
(式(e2)中,Re4及u与式(e1)同义。)
在以上述式(e2)表示的化合物中,优选下述的化合物。
【化67】
以下述式(e3-L1)~(e3-L7)表示的化合物也被例举为具有巯基的含硫化合物的优选例。
【化68】
(式(e3-L1)~(e3-L7)中,R’、s”、A”及r与对于丙烯酸树脂(B3)所述的式(b-L1)~(b-L7)同样。)
作为以上述式(e3-L1)~(e3-L7)表示的巯基化合物优选的具体例,可例举下述的化合物。
【化69】
以下述式(e3-1)~(e3-4)表示的化合物也被例举为具有巯基的含硫化合物的优选例。
【化70】
(关于式(e3-1)~(e3-4)中的简写符号的定义,与关于丙烯酸树脂(B3)所述的、对于式(3-1)~(3-4)所述的内容相同。)
作为以上述式(e3-1)~(e3-4)表示的巯基化合物优选的具体例,可例举下述的化合物。
【化71】
此外,作为具有巯基的化合物的优选的例子,可例举以下述式(e4)表示的化合物。
【化72】
(在式(e4)中,Re5为从羟基、碳原子数为1以上4以下的烷基、碳原子数为1以上4以下的烷氧基、碳原子数为1以上4以下的烷硫基、碳原子数为1以上4以下的羟基烷基、碳原子数为1以上4以下的巯基烷基、碳原子数为1以上4以下的卤代烷基及卤素原子构成的组中选择的基团,n1为0以上3以下的整数,n0为0以上3以下的整数,在n1为2或3的情况下,Re5可以相同也可以不同。)
作为Re5为碳原子数为1以上4以下的可以具有羟基的烷基时的具体例,可例举甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基及叔丁基。在这些烷基中,优选为甲基、羟基甲基及乙基。
作为Re5为碳原子数为1以上4以下的烷氧基时的具体例,可例举甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基及叔丁氧基。在这些烷氧基中,优选为甲氧基及乙氧基,更优选为甲氧基。
作为Re5为碳原子数为1以上4以下的烷硫基时的具体例,可例举甲硫基、乙硫基、正丙硫基、异丙硫基、正丁硫基、异丁硫基、仲丁硫基及叔丁硫基。在这些烷硫基中,优选为甲硫基及乙硫基,更优选为甲硫基。
作为Re5为碳原子数为1以上4以下的羟基烷基时的具体例,可例举羟基甲基、2-羟基乙基、1-羟基乙基、3-羟基正丙基及4-羟基正丁基等。在这些羟基烷基中,优选为羟基甲基、2-羟基乙基及1-羟基乙基,更优选为羟基甲基。
作为Re5为碳原子数为1以上4以下的巯基烷基时的具体例,可例举巯基甲基、2-巯基乙基、1-巯基乙基、3-巯基正丙基及4-巯基正丁基等。在这些巯基烷基中,优选为巯基甲基、2-巯基乙基及1-巯基乙基,更优选为巯基甲基。
在Re5为碳原子数为1以上4以下的卤代烷基的情况下,作为卤代烷基中所含的卤素原子,可例举氟、氯、溴、碘等。作为Re5为碳原子数为1以上4以下的卤代烷基时的具体例,可例举氯甲基、溴甲基、碘甲基、氟甲基、二氯甲基、二溴甲基、二氟甲基、三氯甲基、三溴甲基、三氟甲基、2-氯乙基、2-溴乙基、2-氟乙基、1,2-二氯乙基、2,2-二氟乙基、1-氯-2-氟乙基、3-氯正丙基、3-溴正丙基、3-氟正丙基及4-氯正丁基等。在这些卤代烷基中,优选为氯甲基、溴甲基、碘甲基、氟甲基、二氯甲基、二溴甲基、二氟甲基、三氯甲基、三溴甲基及三氟甲基,更优选为氯甲基、二氯甲基、三氯甲基及三氟甲基。
作为Re5为卤素原子时的具体例,可例举氟、氯、溴或碘。
在式(e4)中,n1为0以上3以下的整数,更优选为1。在n1为2或3的情况下,多个Re5可以相同也可以不同。
在以式(e4)表示的化合物中,苯环上的Re5的取代位置并无特别地限定。苯环上的Re5的取代位置优选相对于-(CH2)n0-SH的键合位置为间位或对位。
作为以式(e4)表示的化合物,优选至少具有1个从烷基、羟基烷基及巯基烷基构成的组中选择的基团作为Re5的化合物,更优选具有1个从烷基、羟基烷基及巯基烷基构成的组中选择的基团作为Re5的化合物。在以式(e4)表示的化合物具有1个从烷基、羟基烷基及巯基烷基构成的组中选择的基团作为Re5的情况下,烷基、羟基烷基或巯基烷基的苯环上的取代位置优选相对于-(CH2)n0-SH的键合位置为间位或对位,更优选为对位。
在式(e4)中,n0为0以上3以下的整数。从化合物的制备、容易获得的方面来看,n0优选为0或1,更优选为0。
作为以式(e4)表示的化合物的具体例,可例举对巯基苯酚、对硫代甲酚、间硫代甲酚、4-(甲硫基)苯硫醇、4-甲氧基苯硫醇、3-甲氧基苯硫醇、4-乙氧基苯硫醇、4-异丙氧基苯硫醇、4-叔丁氧基苯硫醇、3,4-二甲氧基苯硫醇、3,4,5-三甲氧基苯硫醇、4-乙基苯硫醇、4-异丙基苯硫醇、4-正丁基苯硫醇、4-叔丁基苯硫醇、3-乙基苯硫醇、3-异丙基苯硫醇、3-正丁基苯硫醇、3-叔丁基苯硫醇、3,5-二甲基苯硫醇、3,4-二甲基苯硫醇、3-叔丁基-4-甲基苯硫醇、3-叔-4-甲基苯硫醇、3-叔丁基-5-甲基苯硫醇、4-叔丁基-3-甲基苯硫醇、4-巯基苄醇、3-巯基苄醇、4-(巯基甲基)苯酚、3-(巯基甲基)苯酚、1,4-二(巯基甲基)苯酚、1,3-二(巯基甲基)苯酚、4-氟苯硫醇、3-氟苯硫醇、4-氯苯硫醇、3-氯苯硫醇、4-溴苯硫醇、4-碘苯硫醇、3-溴苯硫醇、3,4-二氯苯硫醇、3,5-二氯苯硫醇、3,4-二氟苯硫醇、3,5-二氟苯硫醇、4-巯基儿茶酚、2,6-二叔丁基-4-巯基苯酚、3,5-二叔丁基-4-甲氧基苯硫醇、4-溴-3-甲基苯硫醇、4-(三氟甲基)苯硫醇、3-(三氟甲基)苯硫醇、3,5-双(三氟甲基)苯硫醇、4-甲硫基苯硫醇、4-乙硫基苯硫醇、4-正丁硫基苯硫醇及4-叔丁硫基苯硫醇等。
此外,作为具有巯基的含硫化合物,可例举包含被巯基取代而得的含氮芳香族杂环的化合物及包含被巯基取代而得的含氮芳香族杂环的化合物的互变异构体。
作为含氮芳香族杂环的优选的具体例,可例举咪唑、吡唑、1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、噁唑、噻唑、吡啶、嘧啶、哒嗪、吡嗪、1,2,3-三嗪、1,2,4-三嗪、1,3,5-三嗪、吲哚、吲唑、苯并咪唑、苯并噁唑、苯并噻唑、1H-苯并三唑、喹啉、异喹啉、噌啉、酞嗪、喹唑啉、喹喔啉及1,8-萘啶(naphthyridine)。
作为适宜为含硫化合物的含氮杂环化合物及含氮杂环化合物的互变异构体的优选的具体例,可例举以下的化合物。
【化73】
在感光性树脂组合物包含含硫化合物(E)的情况下,其使用量相对于上述树脂(B)及所述碱可溶性树脂(D)的合计质量100质量份优选为0.01质量份以上5质量份以下,更优选为0.02质量份以上3质量份以下,特别优选为0.05质量份以上2质量份以下。
<酸扩散抑制剂(F)>
为了提高作为铸模使用的抗蚀剂图案的形状、或感光性树脂膜的静置稳定性等,感光性树脂组合物优选还含有酸扩散抑制剂(F)。作为酸扩散抑制剂(F),优选含氮化合物(F1),能够根据需要进一步含有有机羧酸、或者磷的含氧酸或其衍生物(F2)。
[含氮化合物(F1)]
作为含氮化合物(F1),能够例举三甲胺、二乙胺、三乙胺、二正丙胺、三正丙胺、三正戊胺、三苄胺、二乙醇胺、三乙醇胺、正己胺、正庚胺、正辛胺、正壬胺、乙二胺、N,N,N’,N’-四甲基乙二胺、四亚甲基二胺、己二胺、4,4’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基二苯醚、4,4’-二氨基二苯甲酮、4,4’-二氨基二苯胺、甲酰胺、N-甲基甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、乙酰胺、N-甲基乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、丙酰胺、苯甲酰胺、吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮、甲基脲、1,1-二甲基脲、1,3-二甲基脲、1,1,3,3-四甲基脲、1,3-二苯基脲、咪唑、苯并咪唑、4-甲基咪唑、8-羟基喹啉、吖啶、嘌呤、吡咯烷、哌啶、2,4,6-三(2-吡啶基)均三嗪、吗啉、4-甲基吗啉、哌嗪、1,4-二甲基哌嗪、1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷、吡啶等。它们可以单独使用,也可以将2种以上组合使用。
此外,也能够将ADK STAB LA-52、ADK STAB LA-57、ADK STAB LA-63P、ADK STABLA-68、ADK STAB LA-72、ADK STAB LA-77Y、ADK STAB LA-77G、ADK STAB LA-81、ADK STABLA-82及ADK STAB LA-87(均为ADEKA公司制)或4-羟基-1,2,2,6,6-五甲基哌啶衍生物等市售的受阻胺化合物或者2,6-二苯基吡啶及2,6-二叔丁基吡啶等2,6-位被烃基等取代基取代而得的吡啶作为含氮化合物(F1)使用。
含氮化合物(F1)相对于上述树脂(B)及上述碱可溶性树脂(D)的合计质量100质量份,通常以0质量份以上5质量份以下的范围来使用,特别优选以0质量份以上3质量份以下的范围来使用。
[有机羧酸、或者磷的含氧酸或其衍生物(F2)]
在有机羧酸、或者磷的含氧酸或其衍生物(F2)中,作为有机羧酸,具体而言,优选为丙二酸、柠檬酸、苹果酸、琥珀酸、苯甲酸、水杨酸等,特别优选为水杨酸。
作为磷的含氧酸或其衍生物,可例举磷酸、磷酸二正丁酯、磷酸二苯酯等磷酸及它们的酯的衍生物;膦酸、膦酸二甲酯、膦酸二正丁酯、苯基膦酸、膦酸二苯酯、膦酸二苄酯等膦酸及它们的酯的衍生物;次膦酸、苯基次膦酸等次膦酸及它们的酯的衍生物等。在这些之中,特别优选为膦酸。它们可以单独使用,也可以将2种以上组合使用。
有机羧酸、或者磷的含氧酸或其衍生物(F2)相对于上述树脂(B)及上述碱可溶性树脂(D)的合计质量100质量份,通常以0质量份以上5质量份以下的范围来使用,特别优选以0质量份以上3质量份以下的范围来使用。
此外,为了形成盐而使其稳定化,有机羧酸、或者磷的含氧酸或其衍生物(F2)优选使用与上述含氮化合物(F1)同等的量。
<有机溶剂(S)>
感光性树脂组合物优选含有有机溶剂(S)。在不妨碍本发明的目的的范围内,有机溶剂(S)的种类没有特别地限定,能够从以往的用于正型的感光性树脂组合物的有机溶剂中适当地选择并使用。
作为有机溶剂(S)的具体例,能够例举丙酮、甲基乙基酮、环己酮、甲基异戊酮、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;二恶烷等环式醚类;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、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-甲氧基丁基乙酸酯等酯类;甲苯、二甲苯等芳香族烃类等。它们可以单独使用,也可以将2种以上混合使用。
在不妨碍本发明的目的的范围内,有机溶剂(S)的含量没有特别地限定。在将感光性树脂组合物用于如使利用旋涂法等得到的感光性树脂层的膜厚达到5μm以上那样的厚膜用途的情况下,优选以使感光性树脂组合物的固体成分浓度达到30质量%以上70质量%以下的范围来使用有机溶剂(S)。
<其它成分>
为了提高可塑性,感光性树脂组合物也可以还含有聚乙烯树脂。作为聚乙烯树脂的具体例,可例举聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚羟基苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯基苯甲酸、聚乙烯基甲基醚、聚乙烯基乙基醚、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基苯酚及它们的共聚物等。从玻璃化转变点较低的观点来看,聚乙烯树脂优选是聚乙烯基甲基醚。
此外,为了提高使用感光性树脂组合物形成的铸模与金属基板的粘接性,感光性树脂组合物还可以含有粘接助剂。
此外,为了提高涂布性、消泡性、流平性等,感光性树脂组合物可以还含有表面活性剂。作为表面活性剂,例如优选地使用氟类表面活性剂或有机硅类表面活性剂。
作为氟类表面活性剂的具体例,可例举BM-1000、BM-1100(均为BM化学公司制)、MEGAFAC F142D、MEGAFAC F172、MEGAFAC F173、MEGAFAC F183(均为大日本油墨化学工业公司制)、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(均为东丽有机硅公司制)等市售的氟类表面活性剂,但不限定于这些。
作为有机硅类表面活性剂,能够优选地使用未改性有机硅类表面活性剂、聚醚改性有机硅类表面活性剂、聚酯改性有机硅类表面活性剂、烷基改性有机硅类表面活性剂、芳烷基改性有机硅类表面活性剂及反应性有机硅类表面活性剂等。
作为有机硅类表面活性剂能够使用市售的有机硅类表面活性剂。作为市售的有机硅类表面活性剂的具体例,可例举PAINTADD M(东丽·道康宁公司制)、特皮卡(日文为トピカ)K1000、特皮卡K2000、特皮卡K5000(均为高千穗产业公司制)、XL-121(聚醚改性有机硅类表面活性剂、科莱恩公司制)、BYK-310(聚酯改性有机硅类表面活性剂、毕克化学公司制)等。
此外,为了进行对于显影液的溶解性的微调整,感光性树脂组合物也可以还含有酸、酸酐或者高沸点溶剂。
作为酸及酸酐的具体例,能够例举:乙酸、丙酸、正丁酸、异丁酸、正戊酸、异戊酸、苯甲酸、肉桂酸等一元羧酸类;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-羟基肉桂酸、3-羟基肉桂酸、4-羟基肉桂酸、5-羟基间苯二甲酸、丁香酸等羟基一元羧酸类;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-环己二羧酸、1,2,4-环己烷三羧酸、丁烷四羧酸、偏苯三酸、均苯四酸、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、十二烯基琥珀酸酐、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、纳迪克酸酐、1,2,3,4-丁烷四羧酸酐、环戊烷四羧酸二酐、邻苯二甲酸酐、均苯四酸酐、偏苯三酸酐、二苯甲酮四羧酸酐、乙二醇双偏苯三酸酐、甘油三偏苯三酸酐等酸酐等。
此外,作为高沸点溶剂的具体例,能够例举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-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、苄基乙基醚、二己基醚、丙酮基丙酮、异佛尔酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、苯甲醇、乙酸苄酯、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、乙二醇苯醚乙酸酯等。
此外,为了提高灵敏度,感光性树脂组合物还可以含有敏化剂。在本说明书中,敏化剂被定义为含酚性羟基的低分子化合物(C)以外的化合物。
在感光性树脂组合物中,作为树脂,包含树脂(B)作为必要成分,还根据需要包含碱可溶性树脂(D)等树脂(B)以外的树脂。另外,在本申请的说明书和权利要求书中,“树脂”是指具有超过1500的质均分子量的高分子化合物,且是单体化合物聚合而得的聚合物。质均分子量是基于GPC(凝胶渗透色谱法)进行聚苯乙烯换算的质均分子量。
并且,在感光性树脂组合物中,丙烯酸树脂相对于树脂(B)与树脂(B)以外的树脂的合计的比例为70质量%以上。丙烯酸树脂相对于树脂(B)与树脂(B)以外的树脂的合计的比例优选为80质量%以上,更优选为90质量%以上。
丙烯酸树脂可以是树脂(B)也可以是树脂(B)以外的树脂中的任一种,但优选树脂(B)包含丙烯酸树脂。树脂(B)所包含的丙烯酸树脂相对于树脂(B)的比例优选为70质量%以上。
“树脂(B)以外的树脂”是感光性树脂组合物所包含的树脂(B)以外的树脂,例如所述碱可溶性树脂(D)、作为增塑剂的聚乙烯树脂等属于“树脂(B)以外的树脂”。
“树脂(B)与树脂(B)以外的树脂的合计”是指感光性树脂组合物所包含的树脂的合计。例如,在感光性树脂组合物所包含的树脂仅为树脂(B)的情况下,“树脂(B)与树脂(B)以外的树脂的合计”仅为“树脂(B)”。此外,在感光性树脂组合物所包含的树脂为树脂(B)与所述碱可溶性树脂(D)的情况下,“树脂(B)与树脂(B)以外的树脂的合计”为“树脂(B)与碱可溶性树脂(D)的合计”。此外,感光性树脂组合物所包含的树脂为树脂(B)、所述碱可溶性树脂(D)、以及树脂(B)及碱可溶性树脂(D)以外的树脂的情况下,“树脂(B)与树脂(B)以外的树脂的合计”是树脂(B)、碱可溶性树脂(D)、树脂(B)及碱可溶性树脂(D)以外的树脂的合计。
如此,在包含通过照射活性光线或者放射线而产生酸的产酸剂(A)与对碱的溶解性因酸的作用而增大的树脂(B)的化学放大型正型感光性树脂组合物中,通过包含特定的产酸剂且将丙烯酸树脂相对于树脂(B)与树脂(B)以外的树脂的合计的含量设在特定范围内,如后述实施例所示地,成为可适用于利用h线的曝光且容易形成镀覆液抗性及裂纹抗性优异的抗蚀剂图案的化学放大型正型感光性树脂组合物。此外,抗蚀剂图案的截面形状也良好。
如此,可适用于利用h线的曝光且容易形成镀覆液抗性及裂纹抗性优异的抗蚀剂图案的本发明的感光性树脂组合物,为了制作在具有金属表面的基板上利用镀覆处理埋入金属从而形成镀覆造型物用的铸模而使用。
由于感光性树脂组合物是上述特定的组成,因此可适用于利用h线的曝光。因此,感光性树脂组合物能够优选地适用于制作用于在例如与晶圆相比通常面积较大的面板级别的基板上形成镀覆造型物的铸模。
在基板的面积较大的情况下,与基板的面积较小的情况相比,有时镀覆条件变得过于严苛。如果基板的面积较大,则存在施加于基板、铸模、镀覆造型物等的应力增大的倾向。对于面板级别的基板,适用了感光性树脂组合物的主面的形状大多为矩形状。在面板的形状为矩形状的情况下,与圆形状的情况相比,应力容易产生偏差。因此,在适用面积较大的基板或矩形状的基板的情况下,对感光性树脂组合物进一步要求镀覆液抗性及裂纹抗性。
由于感光性树脂组合物可适用于利用h线的曝光且镀覆液抗性及裂纹抗性优异,因此能够特别优选地作为如下化学放大型正型感光性树脂组合物使用:为了制作在面积较大的基板或矩形状的基板且具有金属表面的基板上利用镀覆处理埋入金属,从而形成镀覆造型物用的铸模而使用的化学放大型正型感光性树脂组合物。
<化学放大型正型感光性树脂组合物的制备方法>
以通常的方法将上述各成分混合、搅拌从而制备化学放大型正型感光性树脂组合物。作为能够在将上述各成分混合、搅拌时使用的装置,可例举溶解器、均化器、三辊研磨机等。在将上述各成分均匀地混合后,可进一步使用筛网、膜滤器等对得到的混合物进行过滤。
《感光性干膜》
感光性干膜具有基材薄膜与形成于该基材薄膜的表面的感光性树脂层,感光性树脂层由前述的感光性树脂组合物构成。
作为基材薄膜,优选具有透光性。具体而言,可例举聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚丙烯(PP)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜等,在使透光性及断裂强度的平衡优异的方面来看,优选聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜。
在基材薄膜上涂布所述感光性树脂组合物,从而形成感光性树脂层,由此制造感光性干膜。
在基材薄膜上形成感光性树脂层时,使用涂敷器、棒涂布器、线棒涂布器、辊涂布器、幕帘涂布器等来涂布感光性树脂组合物并使其干燥,从而使得基材薄膜上干燥后的膜厚优选达到0.5μm以上300μm以下,更优选达到1μm以上300μm以下,特别优选达到3μm以上100μm以下。
感光性干膜也可以在感光性树脂层上还具有保护薄膜。作为该保护薄膜,可例举聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚丙烯(PP)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜等。
《图案化的抗蚀剂膜以及带铸模基板的制造方法》
使用上述说明的感光性树脂组合物而在基板上形成图案化的抗蚀剂膜的方法并无特别地限定。所述图案化的抗蚀剂膜被用作用于形成镀覆造型物的铸模。
可例举包括以下工序的图案化的抗蚀剂膜的制造方法作为适宜的方法:
层叠工序,在基板上层叠由感光性树脂组合物构成的感光性树脂层;
曝光工序,对感光性树脂层位置选择性地照射活性光线或放射线来进行曝光;
显影工序,对曝光后的感光性树脂层进行显影。
具备用于形成镀覆造型物的铸模的带铸模基板的制造方法除了具有在具有金属表面的基板的金属表面上层叠感光性树脂层的工序、并且在显影工序中利用显影制作用于形成镀覆造型物的铸模以外,与图案化的抗蚀剂膜的制造方法相同。
作为层叠感光性树脂层的基板,可以使用具有金属表面的基板。作为构成金属表面的金属种类,优选为铜、金、铝,更优选为铜。
例如以如下的方式在基板上层叠感光性树脂层。即,在基板上涂布液状的感光性树脂组合物,通过加热去除溶剂,由此形成期望的膜厚的感光性树脂层。只要能够以期望的膜厚形成作为铸模的抗蚀剂图案,则对感光性树脂层的厚度没有特别地限定。感光性树脂层的膜厚没有特别地限定,优选是0.5μm以上,更优选是0.5μm以上300μm以下,特别优选是1μm以上150μm以下,最优选是3μm以上100μm以下。
作为向基板上涂布感光性树脂组合物的涂布方法,能够采用旋涂法、狭缝涂布法、辊涂法、筛网印刷法、涂敷器法等方法。优选是对感光性树脂层进行预烘烤。预烘烤的条件根据感光性树脂组合物中的各成分的种类、掺混比例、涂布膜厚等而不同,但通常是以70℃以上200℃以下、优选为以80℃以上150℃以下,进行2分钟以上120分钟以下左右。
对如上述那样形成的感光性树脂层,经由规定的图案的掩模,选择性地照射(曝光)活性光线或放射线、例如波长为300nm以上500nm以下的紫外线或可见光线。照射的活性光线或放射线优选包含波长405nm的光(h线),例如可例举包含h线的汞灯的宽带光、带通的h线单光、gh线。
通过使用上述化学放大型正型感光性树脂组合物,能够应用可适用于大面积的面板级别封装的h线来形成镀覆液抗性及裂纹抗性优异的抗蚀剂图案,上述化学放大型正型感光性树脂组合物包含从以式(a1-i)或式(a1-ii)表示的化合物、以式(a2-i)或式(a2-ii)表示的化合物及以式(a3-i)或式(a3-ii)表示的化合物中选择的至少1种作为产酸剂(A)与对碱的溶解性因酸的作用而增大的树脂(B),且丙烯酸树脂相对于树脂(B)与树脂(B)以外的树脂的合计的比例为70质量%以上。
作为放射线的线源,能够使用低压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯、金属卤化物灯、氩气激光等。此外,放射线中包括微波、红外线、可见光线、紫外线、X射线、γ射线、电子射线、质子射线、中子射线、离子射线等。放射线照射量根据感光性树脂组合物的组成、感光性树脂层的膜厚等而不同,例如在使用超高压汞灯的情况下,为100mJ/cm2以上10000mJ/cm2以下。此外,为了产生酸,放射线中包含使产酸剂(A)活化的光线。
曝光后,使用公知的方法加热感光性树脂层从而促进酸的扩散,在感光性树脂膜中被曝光的部分,使感光性树脂层的碱溶解性变化。
接着,将被曝光后的感光性树脂层按照以往已知的方法进行显影,溶解并去除不需要的部分,由此形成用于形成规定的抗蚀剂图案或镀覆造型物的铸模。此时,作为显影液,能够使用碱性水溶液。
作为显影液,能够使用例如氢氧化钠、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、四甲基氢氧化铵(羟化四甲铵)、四乙基氢氧化铵、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。另外,也能够将在上述碱类水溶液中添加有适当量的甲醇、乙醇等水溶性有机溶剂或表面活性剂的水溶液作为显影液使用。
显影时间根据感光性树脂组合物的组成、感光性树脂层的膜厚等而不同,通常为1分钟以上30分钟以下之间。显影方法可以是盛液法、浸渍法、静态(puddle)显影法、喷雾显影法等的任一种。
在显影后,进行30秒以上90秒以下的流动水清洗,使用空气枪、烤箱等进行干燥。像这样地,在具有金属表面的基板的金属表面上,形成图案化为期望的形状的抗蚀剂图案。此外,像这样地,能够在具有金属表面的基板的金属表面上,制作具备作为铸模的抗蚀剂图案的带铸模基板。
使用感光性树脂组合物所形成的抗蚀剂图案(图案化的抗蚀剂膜)的膜厚没有特别地限定,厚膜及薄膜均能够适用。感光性树脂组合物优选用于形成厚膜的抗蚀剂图案。使用感光性树脂组合物而形成的抗蚀剂图案的膜厚具体优选为0.5μm以上,更优选为0.5μm以上300μm以下,进一步优选为0.5μm以上200μm以下,特别优选为0.5μm以上150μm以下。
膜厚的上限值例如可以为100μm以下。膜厚的下限值例如可以为1μm以上,也可以为3μm以上。
《镀覆造型物的制造方法》
在利用上述的方法形成的带铸模基板的铸模中的非抗蚀剂部(被显影液去除的部分)中,利用镀覆埋入金属等导体,由此能够形成例如凸块及金属柱等连接端子、或如Cu再布线那样的镀覆造型物。另外,镀覆处理方法没有特别地限制,能够采用以往公知的各种方法。作为镀覆液,特别适宜使用焊接镀覆液、铜镀覆液、金镀覆液、镍镀覆液。剩下的铸模在最后根据通常的方法使用剥离液等去除。通过上述方法得到的抗蚀剂图案由于镀覆液抗性优异,因此能够抑制镀覆处理前后的抗蚀剂图案的形状的变化。因此,能够得到期望形状的镀覆造型物。
在制造镀覆造型物时,有时优选对在成为镀覆造型物形成用的铸模的抗蚀剂图案的非图案部中所露出的金属表面进行灰化处理。
具体而言,例如将使用包含含硫化合物(E)的感光性树脂组合物而形成的图案用作铸模来形成镀覆造型物的情况。在该情况下,有时容易损害镀覆造型物对金属表面的密合性。该不良情况在使用以所述的式(e1)表示的含硫化合物(E)或式(e4)表示的含硫化合物(E)时较为显著。
但是,若进行上述的灰化处理,则即使将使用包含含硫化合物(E)的感光性树脂组合物而形成的图案用作铸模,也容易形成与金属表面良好地密合的镀覆造型物。
另外,关于使用包含被巯基取代而得的含氮芳香族杂环的化合物作为含硫化合物(E)的情况,与镀覆造型物的密合性有关的上述的问题几乎不会发生或为轻度。因此,在使用包含被巯基取代而得的含氮芳香族杂环的化合物作为含硫化合物(E)的情况下,即使不进行灰化处理,也容易形成对金属表面的密合性良好的镀覆造型物。
灰化处理只要是不会造成在成为镀覆造型物形成用的铸模的抗蚀剂图案上无法形成所期望的形状的镀覆造型物的程度的损害的方法,则并无特别地限定。
作为优选的灰化处理方法可例举使用氧等离子体的方法。为了使用氧等离子体对基板上的金属表面进行灰化,只要使用公知的氧等离子体产生装置来产生氧等离子体,并且对基板上的金属表面照射该氧等离子体即可。
在用于产生氧等离子体的气体中,能够在不阻碍本发明的目的的范围内混合以往与氧气一起用于等离子体处理的各种气体。作为该气体,可例举例如氮气、氢气及CF4气体等。
使用氧等离子体的灰化条件只要是不阻碍本发明的目的的范围,则并无特别地限定,处理时间为例如10秒钟以上20分钟以下的范围,优选为20秒钟以上18分钟以下的范围,更优选为30秒钟以上15分钟以下的范围。
通过将采用氧等离子体的处理时间设定为上述的范围,从而容易在不给抗蚀剂图案的形状带来变化的前提下发挥使镀覆造型物的密合性改良的效果。
根据上述方法,由于能够应用可适用于大面积的面板级别封装的h线而将镀覆液抗性及裂纹抗性优异的抗蚀剂图案作为镀覆造型物形成用的铸模使用,因此不仅是晶圆级别上,还是大面积的面板级别上,或者不仅是适用具有圆形状的主面的基板,还是适用具有圆形状以外的形状例如矩形状的主面的基板,均能够制造所期望的形状的镀覆造型物。
实施例
以下,通过实施例对本发明更详细地进行说明,但是本发明并不限定于这些实施例。
〔制备例1〕
(巯基化合物T2的合成)
在制备例1中,合成了下述结构的巯基化合物T2作为含硫化合物(E)。
【化74】
向烧瓶内加入15.00g的7-杂氧二环(2.2.1)庚-5-烯-2,3-二羧酸酐与150.00g的四氢呋喃并进行搅拌。接着,向烧瓶内加入7.64g硫代乙酸(AcSH),并在室温下搅拌3.5小时。然后,对反应液进行浓缩,得到22.11g的5-乙酰基硫代-7-杂氧二环(2.2.1)庚烷-2,3-二羧酸酐。
将22.11g的5-乙酰基硫代-7-杂氧二环(2.2.1)庚烷-2,3-二羧酸酐与30.11g的浓度为10质量%的氢氧化钠水溶液加入到烧瓶内后,在室温下将烧瓶的内容物搅拌2小时。接着,向烧瓶内加入浓度20质量%的盐酸(80.00g),使反应液为酸性。然后,通过200g乙酸乙酯进行4次提取,得到含有巯基化合物T2的提取液。对于将提取液浓缩而回收的残渣,加入25.11g四氢呋喃(THF)使其溶解。向得到的THF溶液滴加庚烷从而析出巯基化合物T2,通过过滤回收析出的巯基化合物T2。巯基化合物T2的1H-NMR的测量结果记载如下。
1H-NMR(DMSO-d6):δ12.10(s,2H),4.72(d,1H),4.43(s,1H),3.10(t,1H),3.01(d,1H),2.85(d,1H),2.75(d,1H),2.10(t,1H),1.40(m,1H)
【化75】
〔实施例1~19及比较例1~5〕
在实施例1~19及比较例1~5中,使用下述式的化合物PAG1及PAG2作为产酸剂(A)。
【化76】
在实施例1~19中及比较例1~5中,使用以下的Acryl-1~Acryl-11、PHS-1及PHS-2作为对碱的溶解度因酸的作用而增大的树脂(树脂(B))。下述结构式中的各结构单元中的括弧的右下的数字表示各树脂中的结构单元的含量(摩尔%)。Acryl-1~Acryl-11包含70摩尔%以上由(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酸衍生物衍生的结构单元即丙烯结构单元,因此为丙烯酸树脂(B3)。此外,PHS-1及PHS-2为聚羟基苯乙烯树脂(B2)。
Acryl-1~Acryl-7的质均分子量Mw为40,000。Acryl-8~Acryl-11是与Acryl-1结构单元及组成比相同但质均分子量不同的树脂,Acryl-8的质均分子量为10,000、Acryl-9的质均分子量为20,000、Acryl-10的质均分子量为80,000、Acryl-11的质均分子量为120,000。另外,Acryl-1~Acryl-11的分子量分布系数(Mw/Mn)均为2.6。
此外,PHS-1的质均分子量Mw为10,000,分子量分布系数(Mw/Mn)为2.1。PHS-2的质均分子量Mw为11,500,分子量分布系数(Mw/Mn)为1.08。
【化77】
【化78】
【化79】
作为含酚性羟基的低分子化合物(C),使用了以下的化合物C1。
【化80】
作为碱可溶性树脂(D),使用了以下的PHS-3(聚羟基苯乙烯树脂)、Novolak-1(酚醛清漆树脂(间甲酚单独缩合物))。下述结构式中的各结构单元中的括弧的右下的数字表示各树脂中的结构单元的含量(摩尔%)。PHS-3的质均分子量(Mw)为2500,分子量分布系数(Mw/Mn)为2.4。Novolak-1的质均分子量(Mw)为8000。
【化81】
【化82】
作为含硫化合物(E),使用了以下的含硫化合物T1~T3。
【化83】
作为酸扩散抑制剂(F),使用了以下的Amine-1~Amine-3。
Amine-1:ADK STAB LA-63P(ADEKA公司制)
Amine-2:二苯基吡啶
Amine-3:三苯基吡啶
分别使表1及表2所记载的种类及量的、产酸剂(A)、树脂(B)、含酚性羟基的低分子化合物(C)、碱可溶性树脂(D)、含硫化合物(E)、酸扩散抑制剂(F)与表面活性剂(BYK310、毕克化学公司制)溶解于3-甲氧基丁基乙酸酯(MA),得到各实施例及比较例的感光性树脂组合物。另外,表面活性剂(BYK310、毕克化学公司制)以相对于树脂(B)及碱可溶性树脂(D)的合计量为0.05质量份的方式进行添加。实施例1~18及比较例1~5的感光性树脂组合物以固体成分浓度为40质量%的方式进行制备。此外,实施例19的感光性树脂组合物以固体成分浓度为53质量%的方式进行制备。此外,丙烯酸树脂相对于树脂(B)与树脂(B)以外的树脂的合计的比例记载在表1及表2的“丙烯酸树脂的比例(%质量)”一栏。
使用得到的感光性树脂组合物,按照以下的方法评价形成抗蚀剂图案、抗蚀剂图案的形状及裂纹抗性、浸渍于硫酸铜镀覆液后的形状。另外,对于实施例1~18及比较例1~5,进行了膜厚为7μm下的评价。另一方面,对于实施例19,进行了膜厚为55μm下的评价。这些评价结果记载于表1及表2。
(膜厚7μm下的评价用抗蚀剂图案的形成)
准备在直径500mm的玻璃基板的表面设置有溅射而得的铜层的基板,将实施例1~18及比较例1~5的感光性树脂组合物涂布在该基板的铜层上,形成了膜厚为7μm的感光性树脂层。接着,将感光性树脂层以130℃预烘烤5分钟。预烘烤后,使用线宽2μm、间距宽2μm的布线间距图案(line and space pattern)的掩模与安装有i线截滤器的曝光装置PrismaGHI5452(Ultratech公司制),利用gh线以可形成规定尺寸的图案的最低曝光量的1.2倍的曝光量进行图案曝光,直到形成2.5μm的间距为止。接着,将基板载置在加热板上以90℃进行1.5分钟的曝光后加热(PEB)。然后,重复进行共计2次以下操作:将四甲基氢氧化铵的2.38重量%水溶液(显影液,NMD-3,东京应化工业株式会社制)滴加到曝光后的感光性树脂层之后在23℃下静置30秒钟。之后,将抗蚀剂图案表面进行流动水清洗(冲洗)后,吹送氮气,得到抗蚀剂图案。
(膜厚55μm下的评价用抗蚀剂图案的形成)
准备在直径500mm的玻璃基板的表面设置有溅射而得的铜层的基板,将实施例19的感光性树脂组合物涂布在该基板的铜层上,形成了膜厚为55μm的感光性树脂层。接着,将感光性树脂层以100℃预烘烤5分钟。在预烘烤后,使用能够形成30μm×30μm的矩形的开口的正方形图案的掩模与安装有i线截滤器的曝光装置Prisma GHI5452(Ultratech公司制),以可形成规定的尺寸的图案的最低曝光量的1.2倍的曝光量,通过gh线进行图案曝光直到形成1边为35μm的矩形的开口为止。接着,将基板载置在加热板上以100℃进行3分钟的曝光后加热(PEB)。然后,重复进行共计4次以下操作:将四甲基氢氧化铵的2.38重量%水溶液(显影液,NMD-3,东京应化工业株式会社制)滴加到曝光后的感光性树脂层之后在23℃下静置60秒钟。之后,将抗蚀剂图案表面进行流动水清洗(冲洗)后,吹送氮气,得到抗蚀剂图案。
[抗蚀剂图案的形状的评价]
利用扫描型电子显微镜观察抗蚀剂图案的截面形状,并对图案的截面形状进行了评价。具体而言,在将抗蚀剂图案的与基板接触的面的相反面(顶面)的宽度设为Wt、并且将抗蚀剂图案截面的厚度方向中间部分的图案宽度设为Wm的情况下,将Wm为Wt的±10%以内的情况评价为○,将Wm为Wt的±10%的范围外的情况评价为×。另外,在所有的实施例中,抗蚀剂图案截面的厚度方向中间部分的图案宽度和抗蚀剂图案截面的与基板接触的面(底面)的宽度几乎相同。
[抗蚀剂图案的裂纹抗性的评价]
对于形成有抗蚀剂图案的基板,用冷热冲击设备(爱斯佩克公司TSA-103EL)进行将60℃5分钟、-5℃5分钟作为1个循环的冷热冲击试验,对抗蚀剂图案用光学显微镜以倍率10倍观察10处,将在第1次循环中观察到裂纹的情况设为×评价,在第2次循环中首次观察到裂纹的情况设为△评价,在第3次循环中首次观察到裂纹的情况设为○评价,在直到第4次循环为止未观察到裂纹的情况设为◎评价。
[抗蚀剂图案的镀覆液抗性的评价]
将抗蚀剂图案连同基板一起浸渍在28℃的硫酸铜镀覆液(石原化学公司制UTB-W30)中。利用扫描型电子显微镜观察浸渍后的抗蚀剂图案的截面形状,并对图案的截面形状进行了评价。
具体而言,将浸渍30分钟并在浸渍前后未观察到抗蚀剂图案的形状变化的情况设为◎评价,在15分钟的浸渍中未观察到抗蚀剂图案的形状变化但在30分钟的浸渍中抗蚀剂图案溶解于镀覆液的情况设为○评价,在15分钟的浸渍中抗蚀剂图案溶解于镀覆液的情况设为×评价。
【表1】
【表2】
根据实施例1~19可知,包含从以式(a1-i)或式(a1-ii)表示的化合物、以式(a2-i)或式(a2-ii)表示的化合物及以式(a3-i)或式(a3-ii)表示的化合物中选择的至少1种作为通过活性光线或放射线的照射而产生酸的产酸剂(A)和对碱的溶解性因酸的作用而增大的树脂(B),且丙烯酸树脂相对于树脂(B)与树脂(B)以外的树脂的合计的比例为70质量%以上的正型的感光性树脂组合物,可利用h线曝光形成抗蚀剂图案,并且形成的抗蚀剂图案的镀覆液抗性及裂纹抗性优异。此外,可知抗蚀剂图案的截面形状良好。
另一方面,根据比较例1~5可知,正型的感光性树脂组合物虽然包含式(a1-i)或者式(a2-i)作为产酸剂(A),但在丙烯酸树脂的比例小于70质量%的情况下,抗蚀剂图案的镀覆液抗性及裂纹抗性比实施例1~19差。
〔参考例(实施例)〕
在实施例1~21中,使用了下述式的化合物PAG1及PAG2作为产酸剂(A)。
【化84】
在参考例1~21中,使用以下的Resin-A1~Resin-A4作为对碱的溶解性因酸的作用而增大的树脂(树脂(B))。下述结构式中的各结构单元中的括弧的右下的数字表示各树脂中的结构单元的含量(质量%)。树脂Resin-A1的质均分子量Mw为80,000,分子量分布系数(Mw/Mn)为2.6。树脂Resin-A2的质均分子量Mw为80,000,分子量分布系数(Mw/Mn)为2.6。树脂Resin-A3的质均分子量Mw为98,000。树脂Resin-A4的质均分子量Mw为11,500,分子量分布系数(Mw/Mn)为1.08。
【化85】
作为含酚性羟基的低分子化合物(C),使用了以下的化合物C1。
【化86】
作为碱可溶性树脂(D),使用以下的Resin-B(聚羟基苯乙烯树脂)、Resin-C(酚醛清漆树脂(间甲酚单独缩合物))。下述结构式中的各结构单元中的括弧的右下的数字表示各树脂中的结构单元的含量(质量%)。树脂Resin-B的质均分子量(Mw)为2500,分子量分布系数(Mw/Mn)为2.4。树脂Resin-C的质均分子量(Mw)为8000。
【化87】
【化88】
作为含硫化合物(E),使用了以下的含硫化合物T1~T3。
【化89】
作为酸扩散抑制剂(F),使用了以下的Amine-1~Amine-3。
Amine-1:ADK STAB LA-63P(ADEKA公司制)
Amine-2:二苯基吡啶
Amine-3:三苯基吡啶
分别使表3及表4所记载的种类及量的、产酸剂(A)、树脂(B)、含酚性羟基的低分子化合物(C)、碱可溶性树脂(D)、含硫化合物(E)、酸扩散抑制剂(F)与表面活性剂(BYK310、毕克化学公司制)溶解于3-甲氧基丁基乙酸酯(MA)与丙二醇单甲醚乙酸酯(PM)的混合溶剂(MA/PM=6/4(质量比)),得到各参考例的感光性树脂组合物。另外,表面活性剂(BYK310、毕克化学公司制)以相对于树脂(B)及含酚性羟基的低分子化合物(C)的合计量为0.05质量份的方式进行添加。
在后述的膜厚55μm下的评价中使用的参考例1~9的感光性树脂组合物以固体成分浓度为50质量%的方式进行制备。在膜厚7μm下的评价中使用的参考例10~21的感光性树脂组合物以固体成分浓度为40质量%的方式进行制备。
使用得到的感光性树脂组合物,按照以下的方法评价浸渍于硫酸铜镀覆液后的形状。另外,对于参考例1~9,进行了膜厚为55μm下的评价。另一方面,对于参考例10~21,进行了膜厚为7μm下的评价。这些评价结果记载于表3及表4。
[形状的评价]
(膜厚55μm下的评价)
准备在直径500mm的玻璃基板的表面设置有溅射而得的铜层的基板,将参考例的感光性树脂组合物涂布在该基板的铜层上,形成了膜厚为55μm的感光性树脂层。接着,将感光性树脂层以100℃预烘烤5分钟。在预烘烤后,使用能够形成30μm×30μm的矩形的开口的正方形图案的掩模与安装有i线截滤器的曝光装置Prisma GHI5452(Ultratech公司制),以可形成规定的尺寸的图案的最低曝光量的1.2倍的曝光量,通过gh线进行图案曝光直到形成1边为35μm的矩形的开口为止。接着,将基板载置在加热板上以100℃进行3分钟的曝光后加热(PEB)。然后,重复进行共计4次以下操作:将四甲基氢氧化铵的2.38重量%水溶液(显影液,NMD-3,东京应化工业株式会社制)滴加到曝光后的感光性树脂层之后在23℃下静置60秒钟。之后,将抗蚀剂图案表面进行流动水清洗(冲洗)后,吹送氮气,得到抗蚀剂图案。
将所得到的抗蚀剂图案与基板一起在28℃的硫酸铜镀覆液(石原化学公司制UTB-W30)中浸渍10分钟。利用扫描型电子显微镜观察浸渍后的抗蚀剂图案的截面形状,并对图案的截面形状进行了评价。
具体而言,将在浸渍前后抗蚀剂图案中完全没有观察到变化的情况评价为○,将抗蚀剂图案溶解于镀覆液而在抗蚀剂图案中观察到侵蚀的情况评价为×。
(膜厚7μm下的评价)
准备在直径500mm的玻璃基板的表面设置有溅射而得的铜层的基板,将参考例的感光性树脂组合物涂布在该基板的铜层上,形成了膜厚为7μm的感光性树脂层。接着,将感光性树脂层以130℃预烘烤5分钟。预烘烤后,使用线宽2μm、间距宽2μm的布线间距图案(line and space pattern)的掩模与安装有i线截滤器的曝光装置Prisma GHI5452(Ultratech公司制),利用gh线以可形成规定尺寸的图案的最低曝光量的1.2倍的曝光量进行图案曝光,直到形成2.2μm的间距为止。接着,将基板载置在加热板上以90℃进行1.5分钟的曝光后加热(PEB)。然后,重复进行共计2次以下操作:将四甲基氢氧化铵的2.38重量%水溶液(显影液,NMD-3,东京应化工业株式会社制)滴加到曝光后的感光性树脂层之后在23℃下静置30秒钟。之后,将抗蚀剂图案表面进行流动水清洗(冲洗)后,吹送氮气,得到抗蚀剂图案。
将所得到的抗蚀剂图案与基板一起在28℃的硫酸铜镀覆液(石原化学公司制UTB-W30)中浸渍10分钟。利用扫描型电子显微镜观察浸渍后的抗蚀剂图案的截面形状,并对图案的截面形状进行了评价。
具体而言,将在浸渍前后抗蚀剂图案中完全没有观察到变化的情况评价为○,将抗蚀剂图案溶解于镀覆液而在抗蚀剂图案中观察到侵蚀的情况评价为×。
【表3】
【表4】
根据参考例1~21可知,包含从以式(a1-i)或式(a1-ii)表示的化合物、以式(a2-i)或式(a2-ii)表示的化合物及以式(a3-i)或式(a3-ii)表示的化合物中选择的至少1种作为通过活性光线或放射线的照射而产生酸的产酸剂(A)、和丙烯酸树脂作为对碱的溶解性因酸的作用而增大的树脂(B)的正型感光性树脂组合物,可利用h线曝光形成抗蚀剂图案,并且形成的抗蚀剂图案的镀覆液抗性优异。并且,可预测与上述实施例同样裂纹抗性优异。此外,可预测与上述实施例同样抗蚀剂图案的截面形状良好。
Claims (21)
1.一种化学放大型正型感光性树脂组合物,为了制作在具有金属表面的基板上利用镀覆处理埋入金属从而形成镀覆造型物用的铸模而使用,含有:通过活性光线或放射线的照射而产生酸的产酸剂(A)、对碱的溶解性因酸的作用而增大的树脂(B),其特征在于,
所述产酸剂(A)包含从下述化合物中选择的至少一种化合物:以下述式(a1-i)或下述式(a1-ii)表示的化合物、以下述式(a2-i)或下述式(a2-ii)表示的化合物、以下述式(a3-i)或下述式(a3-ii)表示的化合物,
式(a1-i)或式(a1-ii):
【化1】
式(a1-i)及式(a1-ii)中,X1a是氧原子或硫原子,
R1a从以下基团构成的组中选择:
可被1个以上的卤素原子取代的碳原子数为1以上18以下的脂肪族基;
包含从-S-、-C(=O)-S-、-O-S(=O)2-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-C(=O)-NR10a-及-C(=O)-NR10aR11a构成的组中选择的至少1部分的、可被1个以上的卤素原子取代的、碳原子数为2以上18以下的脂肪族基;
以下述式(a11)表示的基团;
【化2】
-R3a-Ar (a11)
以下述式(a12)表示的基团;
【化3】
以及以下述式(a13)表示的基团,
【化4】
所述式(a11)中,R3a为单键或者可包含从-O-、-S-、-C(=O)-O-、-C(=O)-S-、-O-S(=O)2-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-O-C(=O)-NH-、-C(=O)-NR10a-及-C(=O)-NR10a-构成的组中选择的至少1部分的、碳原子数为1以上20以下的脂肪族基,
Ar是可具有从卤素原子、脂肪族基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、烷硫基、二烷基氨基、酰氧基、酰基硫基、酰基氨基、烷氧基羰基、烷基磺酰基、烷基亚磺酰基、芳基、烷基芳基、氰基及硝基构成的组中选择的1种以上的取代基的芳香族基团,
所述式(a12)中,R4a及R5a分别独立地为碳原子数为1以上5以下的脂肪族基,
Y1a为氧原子,
R6a为碳原子数为1以上10以下的脂肪族基,
R7a为包含从-O-、-S-、-C(=O)-S-、-O-S(=O)2-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-O-C(=O)-NH-、-C(=O)-NR10a-、-O-C(=O)-NR10a-及-C(=O)-NR10aR11a构成的组中选择的至少1部分的、碳原子数为1以上18以下的脂肪族基,
所述式(a13)中,R8a为可包含从-O-、-S-、-C(=O)-S-、-O-S(=O)2-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-O-C(=O)-NH-、-C(=O)-NR10a-及-O-C(=O)-NR10a-构成的组中选择的至少1部分的、碳原子数为2以上18以下的脂肪族基,
Y2a为氧原子,
R9a为包含从-O-、-S-、-C(=O)-O-、-C(=O)-S-、-O-S(=O)2-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-O-C(=O)-NH-、-C(=O)-NR10a-、-O-C(=O)-NR10a-及-C(=O)-NR10aR11a构成的组中选择的至少1部分的、碳原子数为1以上18以下的脂肪族基,
R10a及R11a分别为碳原子数为1以上10以下的脂肪族基,在-C(=O)-NR10aR11a中,R10a及R11a可以彼此相同也可以不同,且也可以互相键合而形成脂环式基,
R2a从以下基团构成的组中选择:
可被1个以上的卤素原子取代的碳原子数为1以上18以下的脂肪族基;
包含从-O-、-S-、-C(=O)-O-、-C(=O)-S-、-O-S(=O)2-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-O-C(=O)-NH-、-C(=O)-NR10a-、-O-C(=O)-NR10a-及-C(=O)-NR10aR11a构成的组中选择的至少1部分的、可被1个以上的卤素原子取代的、碳原子数为3以上18以下的脂肪族基;
可具有从卤素原子、脂肪族基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、烷硫基、二烷基氨基、酰氧基、酰基硫基、酰基氨基、烷氧基羰基、烷基磺酰基、烷基亚磺酰基、芳基、烷基芳基、氰基及硝基构成的组中选择的1种以上的取代基的、碳原子数为4以上18以下的芳香族基团;以及
被可具有从卤素原子、脂肪族基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、烷硫基、二烷基氨基、酰氧基、酰基硫基、酰基氨基、烷氧基羰基、烷基磺酰基、烷基亚磺酰基、芳基、烷基芳基、氰基及硝基构成的组中选择的1种以上的取代基的、碳原子数为4以上18以下的芳香族基团取代而得的烷基,
式(a2-i)或式(a2-ii):
【化5】
式(a2-i)~(a2-ii)中,R21a为
氢原子;
可被1个以上的卤素原子取代的碳原子数为1以上18以下的脂肪族基;或者
可包含从-O-、-S-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-C(=O)-S-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-O-C(=O)-NH-、-C(=O)-NR10a-、-O-C(=O)-NR10a-及-C(=O)-NR10aR11a构成的组中选择的至少1部分的、可被1个以上的卤素原子取代的、碳原子数为2以上18以下的脂肪族基,
R22a为从以下基团构成的组中选择的基团:
-CH3、-CH2F、-CHF2、-CF3、或者可被1个以上的卤素原子取代的碳原子数为2以上18以下的脂肪族基;
包含从-O-、-S-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-C(=O)-S-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-O-C(=O)-NH-、-C(=O)-NR10a-、-O-C(=O)-NR10a-及-C(=O)-NR10aR11a构成的组中选择的至少1部分的、可被1个以上的卤素原子取代的、碳原子数为2以上18以下的脂肪族基;
可具有从卤素原子、脂肪族基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、烷硫基、二烷基氨基、酰氧基、酰基硫基、酰基氨基、烷氧基羰基、烷基磺酰基、烷基亚磺酰基、芳基、烷基芳基、氰基及硝基构成的组中选择的1种以上的取代基的、碳原子数为4以上18以下的芳香族基团;以及
被可具有从卤素原子、脂肪族基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、烷硫基、二烷基氨基、酰氧基、酰基硫基、酰基氨基、烷氧基羰基、烷基磺酰基、烷基亚磺酰基、芳基、烷基芳基、氰基及硝基构成的组中选择的1种以上的取代基的、碳原子数为4以上18以下的芳香族基团取代而得的烷基,
其中,在R22a为-CF3的情况下,R21a为从以下基团构成的组中选择的基团:
氢原子;
可包含从-O-、-S-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-C(=O)-S-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-O-C(=O)-NH-、-C(=O)-NR10a-、-O-C(=O)-NR10a-及-C(=O)-NR10aR11a构成的组中选择的至少1部分的、可被1个以上的卤素原子取代的、碳原子数为2以上18以下的脂肪族基;
-CH2CH(CH3)2、-CH2CH=CHCH3或-CH2CH2CH=CH2;
以下述式(a21)表示的基团;
【化6】
-CH2-R23a (a21)
以及以下述式(a22)表示的基团,
【化7】
R10a及R11a分别为碳原子数为1以上10以下的脂肪族基,在-C(=O)-NR10aR11a中,R10a及R11a可以彼此相同也可以不同,且也可以互相键合而形成脂环式基,
所述式(a21)中,R23a为碳原子数为4以上18以下的脂肪族基,
所述式(a22)中,R24a为氢原子或者碳原子数为1以上10以下的烷基,na为1~5的整数,
式(a3-i)或式(a3-ii):
【化8】
式(a3-i)~(a3-ii)中,R31a及R32a分别独立地为从以下基团构成的组中选择的基团:
氢原子;
氰基;
可被1个以上的卤素原子取代的碳原子数为1以上18以下的脂肪族基;
包含从-O-、-S-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-C(=O)-S-、-OC(=O)-O-、-CN、-C(=O)-NH-、-C(=O)-NR10a-及-C(=O)-NR10aR11a构成的组中选择的至少1部分的、可被1个以上的卤素原子取代的、碳原子数为1以上18以下的脂肪族基;以及
可具有从卤素原子、脂肪族基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、烷硫基、二烷基氨基、酰氧基、酰基硫基、酰基氨基、烷氧基羰基、烷基磺酰基、烷基亚磺酰基、芳基、烷基芳基、氰基及硝基构成的组中选择的1种以上的取代基的、碳原子数为4以上18以下的芳香族基团,
R31a及R32a可以彼此相同也可以不同,且也可以互相键合而形成脂环式基或者杂环式基,
R33a从以下基团构成的组中选择:
可被1个以上的卤素原子取代的碳原子数为1以上18以下的脂肪族基;
包含从-O-、-S-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-C(=O)-S-、-O-C(=O)-O-、-CN、-C(=O)-NH-、-O-C(=O)-NH-、-C(=O)-NR10a-、-O-C(=O)-NR10a-及-C(=O)-NR10aR11a构成的组中选择的至少1部分的、可被1个以上的卤素原子取代的、碳原子数为1以上18以下的脂肪族基;以及
可具有从卤素原子、脂肪族基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、烷硫基、二烷基氨基、酰氧基、酰基硫基、酰基氨基、烷氧基羰基、烷基磺酰基、烷基亚磺酰基、芳基、烷基芳基、氰基及硝基构成的组中选择的1种以上的取代基的、碳原子数为4以上18以下的芳香族基团,
R10a及R11a分别为碳原子数为1以上10以下的脂肪族基,在-C(=O)-NR10aR11a中,R10a及R11a可以彼此相同也可以不同,且也可以互相键合而形成脂环式基,
该化学放大型正型感光性树脂组合物含有丙烯酸树脂,所述丙烯酸树脂为含有70摩尔%以上由(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酸衍生物衍生的结构单元即丙烯结构单元的树脂,
所述丙烯酸树脂相对于所述树脂(B)与所述树脂(B)以外的树脂的合计的比例为70质量%以上。
2.如权利要求1所述的化学放大型正型感光性树脂组合物,其特征在于,所述产酸剂(A)包含以所述式(a1-i)、所述式(a1-ii)、所述式(a2-i)或者所述式(a2-ii)表示的化合物。
3.如权利要求1或2所述的化学放大型正型感光性树脂组合物,其特征在于,所述树脂(B)包含所述丙烯酸树脂。
4.如权利要求3所述的化学放大型正型感光性树脂组合物,其特征在于,所述树脂(B)所包含的所述丙烯酸树脂相对于所述树脂(B)的比例为70质量%以上。
5.如权利要求1~4的任一项所述的化学放大型正型感光性树脂组合物,其特征在于,还含有碱可溶性树脂(D)。
6.如权利要求5所述的化学放大型正型感光性树脂组合物,其特征在于,所述碱可溶性树脂(D)包含酚醛清漆树脂(D1)。
7.如权利要求5或6所述的化学放大型正型感光性树脂组合物,其特征在于,所述碱可溶性树脂(D)包含聚羟基苯乙烯树脂(D2)。
8.如权利要求1~7的任一项所述的化学放大型正型感光性树脂组合物,其特征在于,还含有含酚性羟基的低分子化合物(C)。
9.如权利要求1~8的任一项所述的化学放大型正型感光性树脂组合物,其特征在于,还含有包含能与金属配位的硫原子的含硫化合物(E)。
10.如权利要求1~9的任一项所述的化学放大型正型感光性树脂组合物,其特征在于,用于h线曝光。
11.如权利要求1~10的任一项所述的化学放大型正型感光性树脂组合物,其特征在于,具有所述金属表面的基板的主面为矩形状。
12.一种感光性干膜,其特征在于,具有基材薄膜和形成于所述基材薄膜的表面的感光性树脂层,所述感光性树脂层由如权利要求1~11的任一项所述的化学放大型正型感光性树脂组合物构成。
13.一种感光性干膜的制造方法,其特征在于,包括在基材薄膜上涂布如权利要求1~11的任一项所述的化学放大型正型感光性树脂组合物从而形成感光性树脂层。
14.一种图案化的抗蚀剂膜的制造方法,其特征在于,包括:层叠工序,在基板上层叠由权利要求1~11的任一项所述的化学放大型正型感光性树脂组合物构成的感光性树脂层;
曝光工序,对所述感光性树脂层位置选择性地照射活性光线或放射线来进行曝光;
显影工序,对曝光后的所述感光性树脂层进行显影。
15.如权利要求14所述的图案化的抗蚀剂膜的制造方法,其特征在于,所述活性光线或所述放射线为h线。
16.如权利要求14或者15所述的图案化的抗蚀剂膜的制造方法,其特征在于,图案化后的所述抗蚀剂膜的厚度为1μm以上。
17.一种带铸模基板的制造方法,其特征在于,包括:层叠工序,在具有金属表面的基板上层叠由权利要求1~11的任一项所述的化学放大型正型感光性树脂组合物构成的感光性树脂层;
曝光工序,对所述感光性树脂层位置选择性地照射活性光线或放射线来进行曝光;
显影工序,将曝光后的所述感光性树脂层进行显影来制作用于形成镀覆造型物的铸模。
18.如权利要求17所述的带铸模基板的制造方法,其特征在于,所述活性光线或所述放射线为h线。
19.如权利要求17或者18所述的带铸模基板的制造方法,其特征在于,所述铸模的厚度为1μm以上。
20.如权利要求17~19的任一项所述的带铸模基板的制造方法,其特征在于,具有所述金属表面的基板的主面为矩形状。
21.一种镀覆造型物的制造方法,其特征在于,包括:镀覆工序,对通过权利要求17~20的任一项所述的带铸模基板的制造方法所制造的所述带铸模基板实施镀覆从而在所述铸模内形成镀覆造型物。
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