CN115141552A - 接合剂层形成用组合物、层叠体、层叠体的制造方法及层叠体的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及接合剂层形成用组合物、层叠体、层叠体的制造方法及层叠体的处理方法。本发明提供一种容易通过355nm的激光照射产生被粘物的剥离,且被粘物对接合剂层的接合性及耐溶剂性良好的接合剂层形成用组合物。本发明涉及一种接合剂层形成用组合物,其用以形成“接合支撑体与被粘物,且可通过照射光而使前述支撑体与前述被粘物分离的接合剂层”。前述组合物包含(A)含不饱和基的聚合性化合物、(B)紫外线吸收剂、及(F)溶剂;相对于固体成分的全部质量,前述(B)紫外线吸收剂的含量为10质量%以上80质量%以下。
Description
技术领域
本发明涉及一种接合剂层形成用组合物、层叠体、层叠体的制造方法及层叠体的处理方法。
背景技术
(有关第1揭示的现有技术)
近年,随着数码机器等的高功能化,正进行着被搭载的可挠性显示器及半导体芯片(chip)等的薄型化。然而,却难以将因薄型化而强度降低的可挠性显示器及半导体芯片(chip)等以熟知的自动输送进行输送。
因此,已研究一种用以安全且容易输送经薄型化的可挠性显示器及半导体芯片(chip)等的方法。例如,在玻璃基板等的光穿透性的支撑体上隔着接合剂层而制作成固定有可挠性显示器及半导体芯片(chip)等被粘物的层叠体,并已研究一种输送该层叠体整个即上述可挠性显示器及半导体芯片(chip)等的方法。此时,就上述接合剂层而言,有时使用一种若照射光进行变质或分解而接合力降低的组合物。若使用上述接合剂层,在输送后,可通过从支撑体侧朝向接合剂层而照射光,使被粘物从支撑体分离(剥离),而转印至例如其它的基板上(激光剥除制程,以下也仅称为“LLO制程”。)。
就使LLO制程成为可能的接合剂用的组合物而言,在专利文献1已记载使9,9’–二苯基芴(卡多结构,Cardo)结构及具有不饱和基的硬化性树脂溶解于溶剂的组合物。在专利文献1中,已记载使该组合物涂布于玻璃支撑体上,并进行加热所形成的接合层,可通过具有308nm的波长的激光的照射而从被粘物容易地将玻璃支撑体剥离。另外,在专利文献1中,已记载使具有苯并三唑结构的树脂溶解于溶剂的组合物涂布于玻璃支撑体上,并进行加热所形成的接合层,可通过具有355nm的波长的激光的照射而容易地从被粘物将玻璃支撑体剥离。
另外,就上述接合剂用的组合物而言,在专利文献2已记载一种感光性组合物,其具有:含有Cardo结构及不饱和基的硬化性树脂、光聚合性单体、及光吸收剂(炭黑)。在专利文献2中,已记载该感光性组合物涂布于玻璃支撑体上,并进行加热所形成的硬化膜的对被粘物的接合性优异。
(有关第2揭示的现有技术)
另外,在数码相机、附相机的移动电话等的影像装置中,已搭载一种CCD(电荷耦合装置charge coupled device)影像感测器或CMOS(互补式金属氧化物半导体,complementaly metal–oxide semiconductor)影像感测器等的固体影像元件。上述影像感测器是以聚光率的提升作为目的,具有微细的聚光透镜(微透镜)。在近年来,上述影像感测器被要求高像素化、高灵敏度化、微细化,并已进行可对应于这些的微透镜用材料的开发。
例如,在专利文献3已揭示一种使用于微透镜图案的形成的树脂组合物,其包含玻璃转移温度(Tg)为70℃以下的碱可溶性树脂及感光剂。若依据专利文献3,上述树脂组合物即使通过低温(60至100℃)的热流,也可形成微细的点图案。在专利文献3中,已记载上述树脂组合物可通过去除曝光部的正型的图案形成,以形成微透镜图案。
另外,在专利文献4已揭示一种硅氧烷树脂组合物,其包含硅氧烷树脂、含金属的粒子、及具有乙烯性不饱和双键的聚合性化合物。若依据专利文献4,上述硅氧烷树脂组合物是通过使在含金属的粒子所含有的Ti与Zr的比率设为特定的范围,可维持硅氧烷树脂组合物的硬化物的高折射率,同时并可更提高耐光性。在专利文献4中,已记载上述硅氧烷树脂组合物是通过去除未曝光部的负型的图案形成,可形成微透镜图案。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本特开2012–106486号公报
[专利文献2]日本特开2018–001604号公报
[专利文献3]日本特开2020–100793号公报
[专利文献4]日本特开2019–173016号公报。
发明内容
[发明所欲解决的课题]
(第1课题)
以往,使用于LLO制程的接合剂的开发是以能够以能量高且加工性优异的短波长激光(波长248nm及266nm等)产生被粘物的剥离的组成为中心而开始进行研究。然而,为了以这些波长的激光进行加工,必须使用短波长区域的穿透性高的石英玻璃或蓝宝石基板等由昂贵的材料所构成的支撑体。因此,在熟知的LLO制程有所谓运营成本升高的问题。因此,为了变得可使用更廉价的透明玻璃,被要求开发出一种可以更长波长的激光(例如355nm等)所产生的被粘物的剥离的接合剂层。
然而,以往所知的接合剂组合物在355nm的穿透率高,难以通过激光照射产生被粘物的剥离。另外,在专利文献1中虽然已记载可通过355nm的激光的照射而剥离被粘物的组合物,但若依据本发明人等的知识,该组合物有所谓被粘物对接合剂层的接合强度低,或硬化膜的耐溶剂性低的问题。
有关本说明书中的第1揭示的发明是有鉴于如此的点而构成,目的在于提供一种容易以355nm的激光照射产生被粘物的剥离,且被粘物对接合剂层的接合性及耐溶剂性为良好的接合剂层形成用组合物、使用该接合剂层形成用组合物而接合支撑体与被粘物而成的层叠体、以及该层叠体的制造方法及处理方法。
[解决课题的手段]
用以解决有关上述第1揭示的课题的本发明的一态样,是有关一种接合剂层形成用组合物,是用以形成“接合支撑体与被粘物,且可通过照射光而使前述支撑体与前述被粘物分离的接合剂层”。前述组合物包含(A)含不饱和基的聚合性化合物、(B)紫外线吸收剂、及(F)溶剂,且相对于固体成分的全部质量,前述(B)紫外线吸收剂的含量为10质量%以上80质量%以下。
用以解决有关上述第1揭示的课题的本发明的另一态样,是有关一种层叠体,其具有支撑体、被粘物、及配置于前述支撑体与前述被粘物之间的包含前述接合剂层形成用组合物的硬化物的接合剂层。
用以解决有关上述第1揭示的课题的本发明的再另一态样,是有关一种层叠体的制造方法,其包含下列步骤:对支撑体及被粘物的至少一者的表面,赋予前述接合剂层形成用组合物而形成接合剂层的步骤,及隔着前述所形成的接合剂层,接合前述支撑体与前述被粘物的步骤。
用以解决有关上述第1揭示的课题的本发明的再另一态样,是有关一种层叠体的处理方法,其具有下列步骤:准备前述层叠体的步骤、及对前述接合剂层照射光而使前述支撑体与前述被粘物分离的步骤。
用以解决有关上述第2揭示的课题的本发明的另一态样,是有关一种具备上述微透镜的固体影像元件。
用以解决有关上述第2揭示的课题的本发明的另一态样,是有关一种具有上述固体影像元件的影像装置。
[发明效果]
依据有关本说明书的第1揭示的发明,可提供一种容易通过以355nm的激光照射产生被粘物的剥离,且被粘物对接合剂层的接合性及耐溶剂性为良好的接合剂层形成用组合物;使用该接合剂层形成用组合物而接合支撑体与被粘物而成的层叠体;以及,该层叠体的制造方法及处理方法。
依据有关本说明书的第2揭示的发明,可提供一种可使用的树脂的限定少且显影时不易产生残渣的微透镜形成用组合物、使用该组合物的微透镜的制造方法、使该组合物硬化而成的硬化膜、具备该微透镜的固体影像元件及具有该固体影像元件的影像装置。
具体实施方式
以下,虽然说明本发明的实施方式,但本发明不受以下的实施方式所限定。另外,在本发明中,对于各成分的含量,小数第一位为0时有时会省略小数点以下的表记。另外,在此以后所例示的化合物或官能团或者结构只要无特别言明,在所例示的例子之中可仅使用1种类,也可并用多种。
用以解决上述第1课题的本说明书中的第1揭示,是关于一种硬化性的接合剂层形成用组合物,其包含:
(A)含不饱和基的聚合性化合物、
(B)紫外线吸收剂、及
(F)溶剂,
其中,相对于固体成分的全部质量,(B)紫外线吸收剂的含量为10质量%以上80质量%以下。
另外,用以解决后述的第2课题的本说明书中的第2揭示,是有关一种微透镜形成用组合物,其包含:
(A1)属于碱可溶性树脂的含不饱和基的聚合性化合物、
(A2)不含有碱可溶性基的含不饱和基的聚合性化合物、
(B)紫外线吸收剂、
(C)具有2个以上的环氧基的环氧化合物、
(D)光聚合引发剂、及
(F)溶剂,
其中,相对于固体成分的全部质量,(B)紫外线吸收剂的含量为3质量%以上20质量%以下。
这些的组合物因使用的材料为共通,故首先,说明有关使用的材料,在此之后,说明有关使用该材料的各别的组合物的较优选的态样。
1.材料
1–1.(A)含不饱和基的聚合性化合物
(A)含不饱和基的聚合性化合物(以下,也仅称为“(A)成分”。)是具有聚合性不饱和基,并通过热及光等的刺激使聚合性不饱和基产生聚合反应并进行硬化的化合物。
(A)成分提高使各别的组合物进行硬化而成的硬化膜的对被粘物或基材的接合性及耐溶剂性。
(A)成分只要为可确保对被粘物或基材的接合性及耐溶剂性的成分即可,可设为碱可溶性树脂或丙烯酸树脂等公开已知的含不饱和基的聚合性化合物。
(A)成分大致区分为属于碱可溶性树脂的(A1)成分、及属于不具有碱可溶性基的其它的含不饱和基的聚合性化合物的(A2)成分。
属于(A1)成分的碱可溶性树脂较优选为在1分子中具有聚合性不饱和基(较优选为(甲基)丙烯酰基)、及用以显现碱可溶性的酸性基(碱可溶性基),更优选为含有聚合性不饱和基与羧基的两者。只要为上述树脂,并无特别限定,可广泛使用。上述碱可溶性树脂因一并具有聚合性不饱和基与羧基,必须为各别的组合物的图案化时,除了赋予优异的光硬化性以外,尚赋予良好的显影性及图案化特性。
有关本实施方式的属于(A1)成分的碱可溶性树脂,较优选为使具有2个以上的环氧基的环氧化合物与(甲基)丙烯酸的反应物,再与多质子酸羧酸或其酸酐反应所得到的含聚合性不饱和基的碱可溶性树脂。制造上述碱可溶性树脂时,以羟基与多质子酸羧酸的反应生成聚酯,但其平均的聚合度是以2至500左右的低分子量为较优选。另外,所谓“(甲基)丙烯酸”是丙烯酸及甲基丙烯酸的总称,“(甲基)丙烯酰基”是丙烯酰基及甲基丙烯酰基的总称,意指这些中的一者或两者。
上述环氧化合物较优选为具有2个以上的环氧基的环氧化合物。如此的环氧化合物的例包含:双酚A型环氧化合物、双酚F型环氧化合物、双酚芴型环氧化合物、酚酚醛清漆型环氧化合物、甲酚酚醛清漆型环氧化合物(例如,EPPN–501H:日本化药股份有限公司制)、酚芳烷基型环氧化合物、包含萘骨架的酚酚醛清漆化合物(例如,NC–7000L:日本化药股份有限公司制)、联苯基型环氧化合物(例如,jER YX4000:三菱化学股份有限公司制)、萘酚芳烷基型环氧化合物、参酚甲烷型环氧化合物、肆酚乙烷型环氧化合物、多元醇的缩水甘油基醚、多元羧酸的缩水甘油基酯、包含以甲基丙烯酸与甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物为代表的(甲基)丙烯酸缩水甘油酯作为单元的具有(甲基)丙烯酸基的单体的共聚物、3’,4’–环氧基环己基甲基3,4–环氧基环己烷羧酸酯(例如,Celloxide 2021P:DAICEL股份有限公司制)、丁烷四羧酸四(3,4–环氧基环己基甲基)修饰ε–己内酯(例如,Epolead GT401:DAICEL股份有限公司制)、四国化成工业股份有限公司制的以HiREM–1为代表的具有环氧基环己基的环氧化合物、具有二环戊二烯骨架的多官能环氧化合物(例如,HP7200系列:DIC股份有限公司制)、2,2–双(羟基甲基)–1–丁醇的1,2–环氧基–4–(2–环氧乙氧基)环己烷加成物(例如,EHPE3150:DAICEL股份有限公司制)、环氧化聚丁二烯(例如,NISSO–PB·JP–100:日本曹达股份有限公司制)、及具有聚硅氧骨架的环氧化合物等。
属于(A1)成分的碱可溶性树脂较优选为使用丙烯酸共聚物。
在丙烯酸共聚物的例中,有(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯等的共聚物,且包含具有(甲基)丙烯酰基及羧基的树脂。在上述树脂的例中,包含:在溶剂中使含有(甲基)丙烯酸缩水甘油基酯的(甲基)丙烯酸酯类共聚合所得到的共聚物、与(甲基)丙烯酸反应,最后使二羧酸或三羧酸的酐反应所得到的含聚合性不饱和基的碱可溶性树脂。上述共聚物可参考在日本特开2014–111722号公报所示的共聚物,其是使两端的羟基被(甲基)丙烯酸经酯化的源自二酯丙三醇的重复单元20至90摩尔%、及源自于可与此共聚合的1种类以上的聚合性不饱和化合物的重复单元10至80摩尔%所构成,数均分子量(Mn)为2000至20000且酸价为35至120mgKOH/g的共聚物;及,在日本特开2018–141968号公报所示的含聚合性不饱和基的碱可溶性树脂,其包含源自(甲基)丙烯酸酯化合物的单元、与具有(甲基)丙烯酰基及二或三羧酸残基的单元的属于重均分子量(Mw)3000至50000、酸价30至200mg/KOH的聚合物。
从更提高硬化膜的耐热性、耐溶剂性及对被粘物或基材的密合性的观点而言,(A1)成分较优选为具有多个芳香环,更优选为具有包含芴(fluorene)结构的重复单元的碱可溶性树脂,再更优选为具有包含双芳基芴骨架的重复单元的碱可溶性树脂。例如,(A1)成分是以下述通式(1)所示的树脂为较优选。
式(1)中,Ar独立地为碳数6以上14以下的芳香族烃基,构成Ar的氢原子的一部分可被碳数1以上10以下的烷基、碳数6以上10以下的芳基或芳基烷基、碳数3以上10以下的环烷基或环烷基烷基、碳数1以上5以下的烷氧基、或卤素基取代。R1独立地为碳数2以上4以下的亚烷基。l独立地为0以上3以下的数值。G独立地为(甲基)丙烯酰基、或下述通式(2)或者下述通式(3)所示的取代基。Y为4价的羧酸残基。Z独立地为氢原子或下述通式(4)所示的取代基,Z的至少1个为下述通式(4)所示的取代基。n是平均值为1以上20以下的数值。
式(2)及(3)中,R2为氢原子或甲基,R3为碳数2以上10以下的亚烷基或烷基亚芳基,R4为碳数2以上20以下的饱和或不饱和的烃基,p为0以上10以下的数值。
式(4)中,W为2价或3价的羧酸残基,m为1或2的数值。
通式(1)所示的树脂可依以下的方法进行合成。
首先,使下述通式(5)所示的可在1分子内具有一些环氧烷改性基且具有双芳基芴骨架的环氧化合物(a–1)(以下,也仅称为“环氧化合物(a–1)”。)、与(甲基)丙烯酸、下述通式(6)所示的(甲基)丙烯酸衍生物、及下述通式(7)所示的(甲基)丙烯酸衍生物的至少1种反应,而获得属于环氧基(甲基)丙烯酸酯的二醇化合物。另外,上述双芳基芴骨架是以双萘酚芴骨架或双酚芴骨架为较优选。
式(5)中,Ar分别独立地为碳数6以上14以下的芳香族烃基,构成Ar的氢原子的一部分可被碳数1以上10以下的烷基、碳数6以上10以下的芳基或芳基烷基、碳数3以上10以下的环烷基或环烷基烷基、碳数1以上5以下的烷氧基、或卤素基取代。R1独立地为碳数2以上4以下的亚烷基。l独立地为0以上3以下的数值。
在式(6)、(7)中,R2为氢原子或甲基,R3为碳数2以上10以下的亚烷基或烷基亚芳基,R4为碳数2以上20以下的饱和或不饱和的烃基,p为0以上10以下的数值。
上述环氧化合物(a–1)与(甲基)丙烯酸或其衍生物的反应可使用公开已知的方法。例如,在日本特开平4–355450号公报中,已记载相对于具有2个环氧基的环氧化合物1摩尔,通过使用约2摩尔的(甲基)丙烯酸,可获得含有聚合性不饱和基的二醇化合物。在本实施方式中,在上述反应所得到的化合物含有下述通式(8)所示的聚合性不饱和基的二醇(d)(以下,也仅称为“二醇(d)”。)。
在式(8)中,Ar分别独立地为碳数6以上14以下的芳香族烃基,构成Ar的氢原子的一部分可被碳数1以上10以下的烷基、碳数6以上10以下的芳基或芳基烷基、碳数3以上10以下的环烷基或环烷基烷基、碳数1以上5以下的烷氧基、或卤素基取代。G各别独立地为(甲基)丙烯酰基、通式(2)或通式(3)所示的取代基,R1独立地为碳数2以上4以下的亚烷基。l独立地为0以上3以下的数值。
在式(2)及(3)中,R2为氢原子或甲基,R3为碳数2以上10以下的亚烷基或烷基亚芳基,R4为碳数2以上20以下的饱和或不饱和的烃基,p为0以上10以下的数值。
其次,使上述所得到的二醇(d)、二羧酸或者三羧酸或其酸一酐(b)、及四羧酸或其酸二酐(c)反应,可获得在通式(1)所示的1分子内具有羧基及聚合性不饱和基的含不饱和基的硬化性树脂。
上述酸成分为可与二醇(d)分子中的羟基反应的多元的酸成分。为了获得通式(1)所示的树脂,必须并用二羧酸或者三羧酸或其等的酸一酐(b)、与四羧酸或其酸二酐(c)。上述酸成分的羧酸残基可为饱和烃基或不饱和烃基的任一者。另外,在这些的羧酸残基可含有–O–、–S–、羰基等的杂元素的键结。
上述二羧酸或者三羧酸或其等的酸一酐(b)的例中,含有链式烃二羧酸或三羧酸、脂环式烃二羧酸或三羧酸、芳香族烃二羧酸或三羧酸、及这些的酸一酐等。
在上述链式烃二羧酸或三羧酸的例中,包含琥珀酸、乙酰基琥珀酸、马来酸、己二酸、衣康酸、壬二酸、柠苹酸(citramalic acid)、丙二酸、戊二酸、柠檬酸、酒石酸、侧氧戊二酸、庚二酸、癸二酸、辛二酸、及二甘醇酸等、以及经导入任意的取代基的这些的二羧酸或三羧酸等。
在上述脂环式烃二羧酸或三羧酸的例中,包含环丁烷二羧酸、环戊烷二羧酸、六氢酞酸、四氢酞酸、甲基四氢酞酸、甲基端亚甲基四氢酞酸、氯桥酸、六氢偏苯三甲酸及降莰烷二羧酸等、以及经导入任意的取代基的这些的二羧酸或三羧酸等。
在上述芳香族烃二羧酸或三羧酸的例中,包含酞酸、异酞酸、1,8–萘二羧酸、2,3–萘二羧酸、及偏苯三甲酸等、以及经导入任意的取代基的这些的二羧酸或三羧酸。
上述二羧酸或者三羧酸在这些之中,以琥珀酸、衣康酸、四氢酞酸、六氢偏苯三甲酸、酞酸、及偏苯三甲酸为较优选,以琥珀酸、衣康酸、及四氢酞酸为更优选。
上述二羧酸或三羧酸较优选为使用其酸一酐。
上述四羧酸或其酸二酐(c)的例中,包含链式烃四羧酸、脂环式烃四羧酸、芳香族烃四羧酸、及这些的酸二酐等。
在上述链式烃四羧酸的例中,包含丁烷四羧酸、戊烷四羧酸、己烷四羧酸、以及、经导入脂环式烃基及不饱和烃基等的取代基的这些的链式烃四羧酸等。
上述脂环式烃四羧酸的例中,包含环丁烷四羧酸、环戊烷四羧酸、环己烷四羧酸、环庚烷四羧酸、及降莰烷四羧酸、以及经导入链式烃基及不饱和烃基等的取代基的这些的脂环式四羧酸等。
在上述芳香族烃四羧酸的例中,包含均苯四甲酸、二苯甲酮四羧酸、联苯基四羧酸、二苯基醚四羧酸、二苯基砜四羧酸、萘–1,4,5,8–四羧酸、及萘–2,3,6,7–四羧酸等。
上述四羧酸在这些之中,以联苯基四羧酸、二苯甲酮四羧酸、及二苯基醚四羧酸为较优选,以联苯基四羧酸及二苯基醚四羧酸为更优选。
上述四羧酸较优选为使用其酸二酐。
另外,也可使用双偏苯三甲酸酐芳基酯类取代上述四羧酸或其酸二酐(c)。所谓双偏苯三甲酸酐芳基酯类是例如以记载于国际公开第2010/074065号的方法所制造的化合物,且结构上是芳香族二醇(萘二醇、联酚、及联三苯基二醇等)的2个羟基与2分子的偏苯三甲酸酐的羧基分别进行反应而经酯键结成的形式的酸二酐。
二醇(d)与酸成分(b)及(c)的反应方法并无特别限定,可采用公开已知的方法。例如,在日本特开平9–325494号公报已记载在反应温度为90至140℃使环氧基(甲基)丙烯酸酯与四羧酸二酐反应的方法。
此时,较优选为如化合物的末端成为羧基,以环氧(甲基)丙烯酸酯(二醇(d))、二羧酸或者三羧酸或其等的酸一酐(b)、及四羧酸二酐(c)的摩尔比成为(d):(b):(c)=1.0:0.01至1.0:0.2至1.0的方式使其反应。
例如,使用酸一酐(b)、酸二酐(c)时,较优选为以酸成分的量〔(b)/2+(c)〕对二醇(d)的摩尔比[〔(b)/2+(c)〕/(d)]成为大于0.5且1.0以下的方式使其反应。若上述摩尔比为1.0以下,通式(1)所示的含不饱和基的硬化性树脂的末端不会成为酸酐,故可抑制未反应酸二酐的含量增大,并可提高各别的组合物的经时稳定性。另外,若上述摩尔比大于0.5,可抑制含有聚合性不饱和基的二醇(d)之中未反应的成分的残存量增大,而提高各别的组合物的经时稳定性。另外,基于调整通式(1)所示的含不饱和基的硬化性树脂的酸价、分子量的目的,可使(b)、(c)及(d)的各成分的摩尔比在上述的范围任意地进行变更。
另外,二醇(d)的合成、以及继此的多元羧酸或其酸酐的反应通常是在溶剂中依需要而使用催化剂来进行。
在上述溶剂的例中,包含乙基溶纤剂乙酸酯、及丁基溶纤剂乙酸酯等的溶纤剂系溶剂、二甘二甲醚、乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、及丙二醇单甲基醚乙酸酯等的高沸点的醚系或酯系的溶剂、以及、环己酮、及二异丁基酮等的酮系溶剂等。另外,有关使用的溶剂、催化剂等的反应条件并无特别限制,但例如,较优选为使用不具有羟基而具有高于反应温度的沸点的溶剂作为反应溶剂。
另外,环氧基与羧基或羟基的反应较优选为使用催化剂来进行。就上述催化剂而言,在日本特开平9–325494号公报中已记载溴化四乙基铵、氯化三乙基苯甲基铵等的铵盐、三苯基膦、及参(2,6–二甲氧基苯基)膦等的膦类等。
通式(1)所示的含不饱和基的硬化性树脂较优选为酸价为50mgKOH/g以上200mgKOH/g,以60mgKOH/g以上150mgKOH/g以下为更优选。若酸价为50mgKOH/g以上,在碱显影时残渣不易残留,若为200mgKOH/g以下,碱显影液的渗透不会过早,故可抑制剥离显影。另外,酸价是使用电位差滴定装置“COM–1600”(平沼产业股份有限公司制)以1/10N–KOH水溶液进行滴定来求得。
(A1)成分的碱可溶性树脂的以凝胶渗透层析法(GPC)测定(HLC–8220GPC、TOSOH股份有限公司制)所得到的聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)是以1000以上40000以下为较优选,以1500以上30000以下为更优选,以2000以上15000以下为再更优选。若重均分子量(Mw)为1000以上,可提升支撑体与被粘物的密合性。另外,若重均分子量(Mw)为40000以下,容易调整成适合于涂布的组合物的溶液粘度,对支撑体或被粘物的表面的涂布不会过度耗费时间,对被粘物的接合性更容易升高。重视接合强度时,重均分子量(Mw)是以1000以上4500以下为较优选。
属于(A2)成分的其它的含不饱和基的聚合性化合物(以下,也仅称为“(A2)成分”。)是具有2个以上的聚合性不饱和基,且通过热及光等的刺激产生聚合反应的不具有碱可溶性基的化合物。
(A2)成分除了提高使各别的组合物硬化而成的硬化膜的对被粘物或基材的接合强度及耐溶剂性以外,尚可使曝光灵敏度及显影性为良好。(A2)成分只要具有至少2个以上的可与(A1)成分具有的聚合性不饱和基、或其它的(A2)成分的分子具有的聚合性不饱和基反应(聚合)的聚合性不饱和基即可。上述聚合性不饱和基较优选为在与(A1)成分并用时与(A1)成分具有的聚合性不饱和基为相同的官能团。具体而言,上述聚合性不饱和基是以(甲基)丙烯酰基为较优选。另外,(A2)成分可为单体,也可为低聚物、聚合物。与(A1)成分并用时,(A2)成分是以单体或低聚物为较优选。
在(A2)成分的例中,包含:
(甲基)丙烯酸2–羟基乙基酯、(甲基)丙烯酸2–羟基丙基酯等的具有羟基的(甲基)丙烯酸酯类;
乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四亚甲基二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙三醇(甲基)丙烯酸酯、丙三醇二(甲基)丙烯酸酯、丙三醇三(甲基)丙烯酸酯、山梨醇五(甲基)丙烯酸酯、山梨醇六(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯的(甲基)丙烯酸酯类;
季戊四醇三丙烯酸酯甲苯二异氰酸酯氨基甲酸酯预聚物、季戊四醇三丙烯酸酯六亚甲基异氰酸酯氨基甲酸酯预聚物、季戊四醇三丙烯酸酯异佛尔酮二异氰酸酯氨基甲酸酯预聚物、及二季戊四醇五丙烯酸酯六亚甲基二异氰酸酯氨基甲酸酯预聚物等氨基甲酸酯丙烯酸酯单体类;
双酚A型环氧基(甲基)丙烯酸酯、双酚F型环氧基(甲基)丙烯酸酯、双酚芴型环氧基(甲基)丙烯酸酯、二苯基芴型环氧基(甲基)丙烯酸酯、酚酚醛清漆型环氧基(甲基)丙烯酸酯、甲酚酚醛清漆型环氧基(甲基)丙烯酸酯、酚芳烷基型环氧基(甲基)丙烯酸酯等的环氧基(甲基)丙烯酸酯;以及
具有(甲基)丙烯酸基的作为具有乙烯性双键的化合物的树枝状聚合物等。
(A2)成分是以具有2个以上的(甲基)丙烯酰基为较优选,以具有3个以上的(甲基)丙烯酰基为更优选。通过上述(A2)成分具有2个以上的(甲基)丙烯酰基,提升交联密度,并提升硬化膜的耐溶剂性。
1–2.(B)紫外线吸收剂
[(B)成分]
(B)成分为紫外线吸收剂。
另外,在本说明书中,所谓紫外线吸收剂是意指在紫外线区域具有明确的吸收峰的化合物,具体而言是有机化合物。显示宽的吸收的炭黑等不包含于本说明书中的紫外线吸收剂之中。上述紫外线吸收剂因不吸收可见光区域的光,故不易产生着色残渣。另外,上述紫外线吸收剂容易溶解于碱剥离液,且剥离后容易洗涤。
(B)成分只要为在250nm以上450nm以下,较优选为在300nm以上450nm的波长之间具有吸收峰的化合物即可。
在(B)成分的例中,包含:苯并三唑结构、二苯甲酮结构、三嗪结构、水杨酸结构、苯甲酸酯结构、桂皮酸衍生物结构、萘衍生物结构、基于蒽及其衍生物的结构、具有二萘结构的结构、及具有啡啉结构的结构等的化合物。这些之中,因可有效率地吸收355nm的紫外线,故以具有苯并三唑结构、二苯甲酮结构及三嗪结构的化合物为较优选。
在具有苯并三唑结构的化合物的例中,包含2–(2’–羟基–5’–甲基苯基)苯并三唑、2–(2’–羟基–5’–叔丁基苯基)苯并三唑、2–(2’–羟基–3’,5’–二–叔丁基苯基)苯并三唑、2–(2’–羟基–3’–叔丁基–5’–甲基苯基)–5–氯苯并三唑、2–(2’–羟基–3’,5’–二–叔丁基苯基)–5–氯苯并三唑、2–(2’–羟基–3’,5’–二–叔戊基苯基)苯并三唑、2–(2’–羟基–4’–辛氧基苯基)苯并三唑、2–{2’–羟基–3’–(3”,4”,5”,6”–四氢酞酰亚胺甲基)–5’–甲基苯基}苯并三唑、C7–C9–烷基–3–[3–(2H–苯并三唑–2–基)–5–(1,1–二甲基乙基)–4–羟基苯基]丙酰基醚等。
具有二苯甲酮结构的化合物的例中,包含4–二羟基二苯甲酮、2–羟基–4–甲氧基二苯甲酮、2,2’–二羟基–4–甲氧基二苯甲酮、2–羟基–4–甲氧基–2’–羧基二苯甲酮、2–羟基–4–甲氧基–5–磺二苯甲酮三水合物、2,2’–二羟基–4,4’–二甲氧基二苯甲酮、2–羟基–4–辛基氧二苯甲酮、2–羟基–4–十八烷氧基二苯甲酮、钠2,2’–二羟基–4,4’–二甲氧基–5–磺二苯甲酮、2,2’,4,4’–四羟基二苯甲酮、4–十二烷氧基–2–羟基二苯甲酮、5–氯–2–羟基二苯甲酮、羟基十三烷基二苯甲酮等。
在具有三嗪结构的化合物的例中,包含2,4–双(2,4–二甲基苯基)–6–(2–羟基–4–异辛基氧苯基)–1,3,5–三嗪、2–[4((2–羟基–3–十三烷基氧丙基)–氧)–2–羟基苯基]–4,6–双(2,4–二甲基苯基)–1,3,5–三嗪、2–[4–((2–羟基–3–十三烷氧基丙基)–氧)–2–羟基苯基]–4,6–双(2,4–二甲基苯基)–1,3,5–三嗪、2–(2,4–二羟基苯基)–4,6–双(2,4–二甲基苯基)–1,3,5–三嗪等。
1–3.(C)具有2个以上的环氧基的环氧化合物
(C)具有2个以上的环氧基的环氧化合物是形成充分的交联结构,而提升硬化膜的耐药品性。
在(C)成分的例中,包含双酚A型环氧化合物、双酚F型环氧化合物、双酚芴型环氧化合物、双萘酚芴型环氧化合物、二苯基芴型环氧化合物、酚酚醛清漆型环氧化合物、甲酚酚醛清漆型环氧化合物、酚芳烷基型环氧化合物、包含萘骨架的酚酚醛清漆化合物(例如,NC–7000L:日本化药股份有限公司制)、联苯基型环氧化合物(例如,jER YX4000:三菱化学股份有限公司制、“jER”是同公司的注册商标)、萘酚芳烷基型环氧化合物、参酚甲烷型环氧化合物(例如,EPPN–501H:日本化药股份有限公司制)、肆酚乙烷型环氧化合物、多元醇的缩水甘油基醚、多元羧酸的缩水甘油基酯、包含以甲基丙烯酸与甲基丙烯酸缩水甘油基酯的共聚物为代表的(甲基)丙烯酸缩水甘油基酯作为单元的具有(甲基)丙烯酸基的单体的共聚物、3’,4’–环氧环己基甲基3,4–环氧基环己烷羧酸酯(例如,Celloxide 2021P:DAICEL股份有限公司制、“Celloxide”是同公司的注册商标)、丁烷四羧酸四(3,4–环氧基环己基甲基)修饰ε–己内酯(例如,Epolead GT401:DAICEL股份有限公司制、“Epolead”是同公司的注册商标)、具有环氧基环己基的环氧化合物(例如,HiREM–1:四国化成工业股份有限公司制)、具有二环戊二烯骨架的多官能环氧化合物(例如,HP7200系列:DIC股份有限公司制)、2,2–双(羟基甲基)–1–丁醇的1,2–环氧基–4–(2–环氧乙烷基)环己烷加成物(例如,EHPE3150:DAICEL股份有限公司制)、环氧化聚丁二烯(例如,NISSO–PB JP–100:日本曹达股份有限公司制、“NISSO–PB”是同公司的注册商标)、具有聚硅氧骨架的环氧化合物等。另外,这些的化合物可仅使用其1种类的化合物,也可并用2种以上。
(C)成分之中,较优选为双酚A型环氧化合物、双酚F型环氧化合物、双酚芴型环氧化合物、双萘酚芴型环氧化合物、酚酚醛清漆型环氧化合物、甲酚酚醛清漆型环氧化合物、联苯基型环氧化合物,更优选为联苯基型环氧化合物。通过使用联苯基型的环氧化合物,可兼具符合要求特性的硬化物的机械性强度或耐药品性、及光硬化时的微透镜形成用组合物的图案化性,以及,可增大设计微透镜形成用组合物的自由度。
(C)成分的环氧化合物的环氧当量较优选为100g/eq以上300g/eq以下,更优选为100g/eq以上250g/eq以下。另外,(C)成分的环氧化合物的数均分子量(Mn)是以100以上5000以下为较优选。上述环氧当量为100g/eq以上,若上述环氧化合物的数均分子量(Mn)为100以上,可成为具有良好的耐溶剂性的硬化膜,环氧当量为300g/eq以下,若数均分子量(Mn)为5000以下,在后续步骤使用碱性的药液时,也可维持充分的耐碱性。
另外,(C)成分的环氧化合物的环氧当量可使用电位差滴定装置“COM–1600”(平沼产业股份有限公司制)以1/10N–过氯酸溶液进行滴定而求得。另外,上述环氧化合物的数均分子量(Mn)例如,可以上述的凝胶渗透层析法(GPC)“HLC–8220GPC”(TOSOH股份有限公司制)求得。
使用(C)成分时,也可并用硬化剂及硬化促进剂。
在上述硬化剂的例中,包含胺系化合物、多元羧酸系化合物、酚树脂、氨基树脂、二氰二酰胺、及路易斯酸络合物等。
在上述硬化促进剂的例中,包含有助于环氧树脂的促进硬化的叔胺、季铵盐、叔膦、季鏻盐、硼酸酯、路易斯酸、有机金属化合物、及咪唑类等。在上述热聚合抑制剂及抗氧化剂的例中,包含氢醌、氢醌单甲基醚、邻苯三酚、叔丁基儿茶酚、酚噻嗪、及阻酚系化合物等。在上述塑化剂的例中,包含二丁基酞酸酯、二辛基酞酸酯、及磷酸三甲苯酯等。在上述充填剂的例中,包含玻璃纤维、二氧化硅、云母、及氧化铝等。在上述消泡剂及流平剂的例中,包含聚硅氧系、氟系、及丙烯酸系的化合物。在上述表面活性剂的例中,包含氟系表面活性剂、及聚硅氧系表面活性剂等。在上述偶联剂的例中,包含3–(缩水甘油基氧)丙基三甲氧基硅烷、3–丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3–异氰酸基丙基三乙氧基硅烷、及3–脲基丙基三乙氧基硅烷等。
1–4.(D)光聚合引发剂
(D)光聚合引发剂可使照射光的部分的反应充分进行,并使显影时经硬化的部分的溶解性降低而形成所希望的微细图案。
在(D)成分的例中,包含2–[4–(甲基硫)苯甲酰基]–2–(4–吗啉基)丙烷、2–(邻–氯苯基)–4,5–苯基双咪唑、2–(邻–氯苯基)–4,5–二(间–甲氧基苯基)双咪唑、2–(邻–氟苯基)–4,5–二苯基双咪唑、2–(邻–甲氧基苯基)–4,5–二苯基双咪唑、2,4,5–三芳基双咪唑、2,2’–双(2–氯苯基)–4,4’,5,5’–四苯基–1,2–双咪唑等的双咪唑系化合物类;2–三氯甲基–5–苯乙烯基–1,3,4–恶二唑、2–三氯甲基–5–(对–氰苯乙烯基)–1,3,4–恶二唑、2–三氯甲基–5–(对–甲氧基苯乙烯基)–1,3,4–恶二唑等的卤甲基噻唑化合物类;2,4,6–参(三氯甲基)–1,3,5–三嗪、2–甲基–4,6–双(三氯甲基)–1,3,5–三嗪、2–苯基–4,6–双(三氯甲基)–1,3,5–三嗪、2–(4–氯苯基)–4,6–双(三氯甲基)–1,3,5–三嗪、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–(4–甲氧基苯乙烯基)–4,6–双(三氯甲基)–1,3,5–三嗪、2–(3,4,5–三甲氧基苯乙烯基)–4,6–双(三氯甲基)–1,3,5–三嗪三嗪、2–(4–甲基硫苯乙烯基)–4,6–双(三氯甲基)–1,3,5–三嗪等的卤代甲基–s–三嗪系化合物类;1,2–辛烷二酮,1–[4–(苯基硫)苯基]–,2–(O–苯甲酰基肟)(IrgacureOXE01、BASF Japan公司制、“Irgacure”是同公司的注册商标)、1–(4–苯基氢硫基苯基)丁烷–1,2–二酮–2–肟–O–苯甲酸酯、1–(4–甲基氢硫基苯基)丁烷–1,2–二酮–2–肟–O–乙酸酯、1–(4–甲基氢硫基苯基)丁烷–1–酮肟–O–乙酸酯、1–[9–乙基–6–(2–甲基苯甲酰基)–9H–咔唑–3–基]–联环庚基–1–酮肟–O–乙酸酯、1–[9–乙基–6–(2–甲基苯甲酰基)–9H–咔唑–3–基]–金刚烷基甲烷–1–酮肟–O–苯甲酸酯、1–[9–乙基–6–(2–甲基苯甲酰基)–9H–咔唑–3–基]–金刚烷基甲烷–1–酮肟–O–乙酸酯、1–[9–乙基–6–(2–甲基苯甲酰基)–9H–咔唑–3–基]–四氢呋喃基甲烷–1–酮肟–O–苯甲酸酯、1–[9–乙基–6–(2–甲基苯甲酰基)–9H–咔唑–3–基]–四氢呋喃基甲烷–1–酮肟–O–乙酸酯、1–[9–乙基–6–(2–甲基苯甲酰基)–9H–咔唑–3–基]–硫苯基甲烷–1–酮肟–O–苯甲酸酯、1–[9–乙基–6–(2–甲基苯甲酰基)–9H–咔唑–3–基]–硫苯基甲烷–1–酮肟–O–乙酸酯、1–[9–乙基–6–(2–甲基苯甲酰基)–9H–咔唑–3–基]–吗啉基甲烷–1–酮肟–O–苯甲酸酯、1–[9–乙基–6–(2–甲基苯甲酰基)–9H–咔唑–3–基]–吗啉基甲烷–1–酮肟–O–乙酸酯、1–[9–乙基–6–(2–甲基苯甲酰基)–9H–咔唑–3–基]–乙烷–1–酮肟–O–联环庚烷羧酸酯、1–[9–乙基–6–(2–甲基苯甲酰基)–9H–咔唑–3–基]–乙烷–1–酮肟–O–三环癸烷羧酸酯、1–[9–乙基–6–(2–甲基苯甲酰基)–9H–咔唑–3–基]–乙烷–1–酮肟–O–金刚烷羧酸酯、1–[4–(苯基氢硫基)苯基]辛烷–1,2–二酮=2–O–苯甲酰基肟、1–[9–乙基–6–(2–甲基苯甲酰基)咔唑–3–基]乙酮–O–乙酰基肟、(2–甲基苯基)(7–硝基–9,9–二丙基–9H–芴–2–基)–乙酰基肟、乙酮,1–[7–(2–甲基苯甲酰基)–9,9–二丙基–9H–芴–2–基]–1–(o–乙酰基肟)、乙酮,1–(–9,9–二丁基–7–硝基–9H–芴–2–基)–1–O–乙酰基肟、乙酮,1–[9–乙基–6–(2–甲基苯甲酰基)–9H–咔唑–3–基]–,1–(O–乙酰基肟)(Irgacure OXE02)等的O–酰基肟系化合物类;苯甲基二甲基缩醛;2–乙基蒽醌、八甲基蒽醌、1,2–苯并蒽醌、2,3–二苯基蒽醌等的蒽醌类;偶氮双异丁腈、苯甲酰基过氧化物、异丙苯过氧化物等的有机过氧化物等。另外,这些光聚合引发剂可仅单独使用其1种,也可并用2种以上。
这些之中,(D)成分是以酰基肟系(包含酮肟)光聚合引发剂为较优选。酰基肟系光聚合引发剂因灵敏度高,故可充分提高硬化性树脂组合物的感光性,并可充分提高树脂硬化膜的显影性(分辨性)。
在酰基肟系光聚合引发剂的例中,包含通式(9)或通式(10)所示的O–酰基肟系光聚合引发剂。
式(9)中,R5、R6分别独立地表示碳数1至15的烷基、碳数6至18的芳基、碳数7至20的芳基烷基或碳数4至12的杂环基,R7表示碳数1至15的烷基、碳数6至18的芳基、碳数7至20的芳基烷基。在此,烷基及芳基可被碳数1至10的烷基、碳数1至10的烷氧基、碳数1至10的烷酰基、卤素取代,亚烷基部分可包含不饱和键结、醚键结、硫醚键结、酯键结。另外,烷基可为直链、分枝、或环状的任一者的烷基。
(式(10)中,R8及R9分别独立地为碳数1至10的直链状或者分枝状的烷基,或,碳数4至10的环烷基、环烷基烷基或者烷基环烷基,或者可被碳数1至6的烷基取代的苯基。R10分别独立地为碳数2至10的直链状或者分枝状的烷基或烯基,该烷基或烯基中的–CH2–基的一部分可被–O–基取代。另外,这些R8至R10的基中的氢原子的一部分可被卤素原子取代。)
在本说明书中,光聚合引发剂的摩尔吸光系数可使用紫外线可见光红外线分光光度计“UH4150”(日立High Tech Science股份有限公司制),为在光程长1cm石英格室中测定0.001重量%浓度的乙腈溶液的吸光度并求得的值。
1–5.(E)敏化剂
(E)敏化剂可更精度优选地控制以(D)光聚合引发剂所进行的硬化反应。
在(E)成分的例中,包含三乙醇胺、三异丙醇胺、二苯甲酮、4,4’–双二甲基氨基二苯甲酮(米其勒酮,Michler's ketone)、4–苯基二苯甲酮、4,4’–二氯二苯甲酮、羟基二苯甲酮、4,4’–二乙基氨基二苯甲酮等的二苯甲酮类;乙酰苯、2,2–二乙氧基乙酰苯、对–二甲基乙酰苯、对–二甲基氨基丙酰苯、二氯乙酰苯、三氯乙酰苯、对–叔丁基乙酰苯、苯甲基二甲基缩醛等的乙酰苯类;苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻异丙基醚、苯偶姻异丁基醚等的苯偶姻醚类、2–二甲基氨基乙基苯甲酸、4–二甲基氨基苯甲酸乙基、4–二甲基氨基苯甲酸(正–丁氧基)乙基、4–二甲基氨基苯甲酸异戊基、4–二甲基氨基苯甲酸2–乙基己基、2,4–二乙基硫杂蒽酮、2,4–二异丙基硫杂蒽酮、4–苯甲酰基–4’–甲基–二苯基硫醚、丙烯酸化二苯甲酮、3,3’,4,4’–四(叔丁基过氧化羰基)二苯甲酮、3,3’–二甲基–4–甲氧基二苯甲酮等的二苯甲酮系、硫杂蒽酮、2–氯硫杂蒽酮、2–甲基硫杂蒽酮、2–异丙基硫杂蒽酮、4–异丙基硫杂蒽酮、2,4–二甲基硫杂蒽酮、2,4–二乙基硫杂蒽酮、2,4–二氯硫杂蒽酮、1–氯–4–丙氧基硫杂蒽酮等的硫杂蒽酮系、4,4’–双二乙基氨基二苯甲酮等的氨基二苯甲酮系、10–丁基–2–氯吖啶酮、2–乙基蒽醌、9,10–菲醌、樟脑醌等。另外,这些敏化剂可仅单独使用其1种,也可并用2种以上。
1–6.(F)溶剂
(F)溶剂(以下,也仅称为“(F)成分”。)是使在各别的组合物所含有的各成分溶解或分散,并提高各别的组合物的涂布性。
在(F)成分的例中,包含甲醇、乙醇、正–丙醇、异丙醇、乙二醇、丙二醇、3–甲氧基–1–丁醇、乙二醇单丁基醚、3–羟基–2–丁酮、及二丙酮醇等的醇类;α–或者β–萜品醇等的萜烯类;丙酮、甲基乙基酮、环己酮、及N–甲基–2–吡咯烷酮(Methyl pyrrolidone)等的酮类;甲苯、二甲苯、及四甲基苯等的芳香族烃类;溶纤剂、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、卡必醇、甲基卡必醇、乙基卡必醇、丁基卡必醇、二乙二醇乙基甲基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、二丙二醇单甲基醚、二丙二醇单乙基醚、三乙二醇单甲基醚、及三乙二醇单乙基醚等的二醇醚类;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯、3–甲氧基丁基乙酸酯、3–甲氧基–3–丁基乙酸酯、3–甲氧基–3–甲基–1–丁基乙酸酯、溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、丁基溶纤剂乙酸酯、卡必醇乙酸酯、乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯、及丙二醇单乙基醚乙酸酯等的酯类等。通过使用这些而使其溶解、混合,可使各别的组合物形成均匀的溶液状。
1–7.其它的成分
各别的组合物可依需要而调配热聚合抑制剂、抗氧化剂、链转移剂、塑化剂、填充剂、流平剂、消泡剂、表面活性剂、及偶联剂等。
在热聚合抑制剂及抗氧化剂的例中,包含氢醌、氢醌单甲基醚、邻苯三酚、叔丁基儿茶酚、酚噻嗪、阻酚系化合物等。
在链转移剂的例中,包含2–氢硫基苯并咪唑、2–氢硫基苯并恶唑、2–氢硫基苯并噻唑、β–氢硫基丙酸、2–乙基己基–3–氢硫基丙酸酯、正–辛基–3–氢硫基丙酸酯、甲氧基丁基–3–氢硫基丙酸酯、硬脂基–3–氢硫基丙酸酯、三羟甲基丙烷参(3–氢硫基丙酸酯)、参–[(3–氢硫基丙酰氧基)–乙基]–三聚异氰酸酯、季戊四醇肆(3–氢硫基丁酸酯)、季戊四醇肆(3–氢硫基丙酸酯)、四乙二醇双(3–氢硫基丙酸酯)、二季戊四醇陆(3–氢硫基丙酸酯)、3,3’–硫二丙酸、二硫二丙酸、月桂基硫丙酸等的硫醇化合物等。
在塑化剂的例中,包含二丁基酞酸酯、二辛基酞酸酯、磷酸三甲苯酚等。在充填剂的例中,包含玻璃纤维、二氧化硅、云母、氧化铝等。
在消泡剂或流平剂的例中,包含聚硅氧系、氟系、丙烯酸系的化合物。
在表面活性剂的例中,包含氟系表面活性剂、聚硅氧系表面活性剂等。
在偶联剂的例中,包含3–(缩水甘油基氧)丙基三甲氧基硅烷、3–丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3–异氰酸基丙基三乙氧基硅烷、3–脲基丙基三乙氧基硅烷等。
2.第1揭示
2–1.组合物
在本说明书中的第1揭示是有关一种硬化性的接合剂层形成用组合物,其包含
(A)含不饱和基的聚合性化合物、
(B)紫外线吸收剂、及
(F)溶剂,
其中,相对于固体成分的全部质量,(B)紫外线吸收剂的含量为10质量%以上80质量%以下。上述接合剂层形成用组合物可依需要而包含(C)具有2个以上的环氧基的环氧化合物、(D)光聚合引发剂、(E)敏化剂等。
依据有关上述第1揭示的接合剂层形成用组合物,容易通过355nm的激光照射产生被粘物的剥离,且被粘物对接合剂层的接合性及耐溶剂性为良好。
另外,接合剂层形成用组合物可仅包含(A1)成分,也可仅包含(A2)成分,也可并用(A1)成分及(A2)成分。
2–1–1.适合于第1揭示的化合物
[(A2)成分]
使用(A2)时,从更提高硬化膜对被粘物的接合性的观点而言,(A2)成分较优选为经环氧烷改性或经内酯改性的化合物。认为这些的改性物是通过提高在与被粘物的界面的接合剂层形成用组合物的流动性,并掩埋被粘物与接合剂层形成用组合物之间的微小隙间而提高接触面积(接合面积),更提高硬化膜对被粘物的接合性。尤其,(B)成分为高分子量的化合物时,属于上述改性物的(A2)成分会补偿以(B)成分所得到的接合剂层形成用组合物的流动性的降低,因而上述接合性的提升效果很显着。
上述环氧烷改性物较优选为具有碳数2以上6以下的环氧烷基的化合物,更优选为具有碳数2以上4以下的环氧烷基的化合物,再更优选为具有碳数2以上3以下的环氧烷基的化合物。
上述内酯改性物较优选为具有碳数2以上6以下的内酯经开环的结构(–C(=O)–(CH2)k–O–、k是比内酯的碳数少1的数)的化合物,更优选为具有碳数4以上6以下的内酯经开环的结构的化合物,再更优选为具有碳数6的内酯经开环的结构的化合物。
上述环氧烷基及内酯经开环的结构可在分子内单独存在,也可2个以上6个以下的上述环氧烷基或内酯连接,但较优选为单独存在,或者2个的上述环氧烷基或内酯连接。
上述改性物例如,可为下述通式(11)所示的化合物。
式(11)中,V独立地具有环氧烷基或内酯经开环的结构的基。a至e独立地为0至6的整数,但,a至e之中至少1个为1至6的整数。a至e是以1或2为较优选。R11至R15独立地以(甲基)丙烯酰基或羟基为较优选,但,R11至R15的至少2个为(甲基)丙烯酰基。R5至R9是以全部为(甲基)丙烯酰基为较优选。T是取代或非取代的1至4价的烃基、选自由–O–及–S–所成组的基,以取代或非取代的2价的烃基、–O–及–S–为较优选,以–O–为更优选。q独立地为0或1,以0为较优选。r是与Z的价数为相同的1至4的整数,以2为较优选。
在通式(11)所示的改性物的例中,包含环氧乙烷改性二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇二己内酯六丙烯酸酯、二季戊四醇三己内酯六丙烯酸酯、二季戊四醇六己内酯六丙烯酸酯、二季戊四醇聚己内酯六丙烯酸酯(任一者皆为日本化药股份有限公司制)、三羟甲基丙烷环氧丙烷改性三丙烯酸酯、及三羟甲基丙烷环氧乙烷改性三丙烯酸酯(任一者皆为东亚合成股份有限公司制)等。
在通式(9)所示的化合物以外的上述改性物的例中,包含双酚F环氧乙烷改性二丙烯酸酯、双酚A环氧乙烷改性二丙烯酸酯、三聚异氰酸环氧乙烷改性二及三丙烯酸酯、二甘油环氧乙烷改性丙烯酸酯(任一者皆为东亚合成股份有限公司制)、以及膦氮烯(Phosphazene)的环氧烷改性六(甲基)丙烯酸酯等。
[(A)成分(与(A1)成分/(A2)成分共通)]
(A)成分可为通过聚合性不饱和基的聚合反应所得到的硬化物会吸收适量的电磁波(较优选为具有紫外线区域的波长的电磁波)而进行变质或分解的树脂。例如,(A)成分可为上述所得到的硬化物成为在分子内包含聚合性不饱和基、及具有苯环、缩合环及杂环等的共轭π电子系的重复结构的树脂的化合物。另外,上述苯环、缩合环及杂环可被取代。例如,(A)成分就上述硬化物而言,可为可获得具有包含芴结构的重复单元的树脂的化合物,也可为可获得在侧链具有二苯甲酮结构、二苯基亚砜结构、二苯基砜结构、二苯基结构、二苯基胺结构及苯并三唑结构等的树脂的化合物。
[(B)成分]
在第1揭示中,(B)成分(紫外线吸收剂)是在使接合剂层形成用组合物进行硬化而成的硬化膜中良好地吸收激光并进行发热。接着,通过该热而使(A)成分变质,而使硬化膜剥离。
(B)成分只要为在250nm以上450nm以下,较优选为300nm以上450nm的波长之间具有吸收峰的化合物即可,但从可形成能够以更长波长的激光(例如355nm等)所产生的被粘物的剥离的接合剂层的观点而言,(B)成分较优选为波长355nm的光的吸光度为0.10以上,以0.12以上为更优选,以0.15以上为再更优选。上述吸光度是使用紫外线可见光红外线分光光度计“UH4150”(日立High Tech Science股份有限公司制),可设为在光程长1cm石英格室中测定0.001重量%浓度的乙腈溶液的吸光度的值。另外,(B)成分不易溶解于乙腈时,取而代之,可测定溶解于丙二醇单甲基醚乙酸酯的溶液的吸光度。
另外,使用具有包含芴结构的重复单元的碱可溶性树脂作为(A1)成分时,因为与该(A1)成分的相溶性为良好并难以提高硬化膜的雾度值,且难以降低硬化膜的耐溶剂性,故以具有苯并三唑结构及二苯甲酮结构的化合物为较优选,以具有苯并三唑结构(羟基苯基苯并三唑结构)的化合物为更优选。
另外,使接合剂硬化时,从抑制来自硬化膜的(B)成分的渗出的观点而言,(B)成分较优选为重均分子量(Mw)为1000以上的高分子的紫外线吸收剂。上述高分子的紫外线吸收剂可设为具有上述结构(特别优选为苯并三唑结构)及聚合性不饱和基的化合物的均聚物、或化合物与其它的单体的共聚物。
另外,若依据本发明人等的见识,高分子的紫外线吸收剂虽然会提高硬化膜的耐热性,但另一方面,会有使接合剂层形成用组合物对被粘物的接合性(流动性)、或使硬化膜的耐溶剂性降低的倾向。相对于此,在本实施方式中,因通过(A)成分进行硬化而确保对被粘物的接合性,且确保耐溶剂性,故不易造成上述接合性及耐溶剂性降低的问题。上述接合性及耐溶剂性的效果确保是当(A)成分为交联性的化合物,且硬化时形成交联结构时显着奏效。另外,如上述,若(A2)成分为经环氧烷改性或内酯改性的改性物,因这些的改性物会补偿因高分子的紫外线吸收剂所造成的接合剂层形成用组合物的流动性的降低,故也明显改善对被粘物的硬化膜的接合性。
从更充分获得上述耐热性的效果提升的观点而言,属于高分子的紫外线吸收剂的(B)成分的重均分子量(Mw)是以1000以上100000以下为较优选,以5000以上90000以下为更优选,以10000以上80000以下为再更优选。
另外,上述重均分子量可设为通过凝胶渗透层析法(GPC)来测定,且进行聚苯乙烯换算所得到的值。例如,使用HLC–8220GPC(TOSOH股份有限公司制),通过使用导引管柱HZ–L、TSKgel Super HZM–M、TSKgel Super HZ4000、TSKgel Super HZ3000及TSKgel SuperHZ2000(任一者皆为TOSOH股份有限公司制)的任一个以上作为管柱而进行上述GPC。溶析液可使用THF(四氢呋喃)。
2–1–2.调配量
接合剂层形成用组合物中,相对于固体成分的全部质量,(A)成分的含量较优选为10质量%以上90质量%以下,更优选为20质量%以上80质量%以下,重视接合强度时是以40质量%以上80质量%以下为再更优选。若(A)成分的上述含量为10质量%以上,硬化膜对被粘物的接合性升高,且硬化膜会吸收所照射的激光(例如紫外线)而容易变质或分解,故更容易使支撑体与被粘物分离。另外,若为90质量%以下,因硬化后的接合剂层的硬度(交联密度)不过高,故照射光时容易剥蚀,不易产生残渣。
并用(A1)成分与(A2)成分时的在接合剂层形成用组合物中的(A2)成分的含量是以(A1)成分的全部质量作为100质量份时,以5质量份以上1000质量份以下为较优选,以10质量份以上600质量份以下为更优选,以20质量份以上300质量份以下为再更优选。若(A2)成分的上述含量为5质量份以上,因在树脂占有的聚合性不饱和基为充分,可形成充分的交联结构,故耐药品性会提高。另外,若为1000质量份以下,因硬化后的接合剂层的交联密度为充分,故照射光时,容易剥蚀,不易产生残渣。
当要求光加工性及耐热性时,以(A1)成分的全部质量作为100质量份时,(A2)成分的含量以20质量份以上100质量份以下为较优选。
要求在室温的粘合性时,单独使用(A2)成分,或者,以(A1)成分的全部质量作为100质量份时,与100质量份以上1000质量份以下的(A2)成分并用为较优选。
相对于固体成分的全部质量,(B)成分的含量为10质量%以上80质量%以下。若上述含量愈多,(B)成分吸收紫外线所产生的剥离性的提升效果愈升高。另一方面,上述含量愈少,在高温时的(B)成分的渗出或硬化膜的耐溶剂性的降低愈不易成为问题。从取得这些的均衡的观点而言,相对于固体成分的全部质量,(B)成分的含量较优选为20质量%以上65质量%以下,欲更重视接合强度时,以20质量%以上45质量%以下为较优选,欲更重视剥离性时,以35质量%以上65质量%以下为较优选。
相对于固体成分的全部质量,(C)成分的含量是以0质量份以上60质量份以下为较优选,以5质量份以上50质量份以下为更优选。若(C)成分的含量为5质量份以上,可形成充分的交联结构而更提高耐药品性。另外,若(C)成分的含量为60质量份以下,因硬化后的接合剂层的交联密度不会过高,故照射光时容易剥蚀,不易产生残渣。
(D)成分的含量是以(A)成分的全部质量作为100质量份时,以0.1质量份以上30质量份以下为较优选,以0.3质量份以上20质量份以下为更优选。若(D)成分的上述含量为0.1质量份以上,可促进光聚合而加快光聚合的速度。另外,若(D)成分的上述含量为30质量份以下,可抑制灵敏度的过度的升高,照射光而进行剥蚀时,可不易产生烧焦、剥离渣等。另外,接合剂层形成用组合物较优选为通过光蚀刻形成图案时,以含有(D)成分为较优选,但不形成图案时,或是以光蚀刻以外的方法形成图案时,可不含有(D)成分。
另外,在本揭示中,对接合剂层施予图案化时,(D)成分较优选为在365nm的摩尔吸光系数为10000L/mol·cm以上。如此的光聚合引发剂因灵敏度高,故即使为包含丙烯酸当量比较大的(A2)成分的硬化性树脂组合物,也可确保充分的感光性,并可充分地提高硬化性树脂组合物的显影性(分辨性)。在如此的光聚合引发剂的例中,包含Omnirad1312(IGMResins B.V.公司制、“Omnirad”是同公司的注册商标)、及ADEKA ARKLS NCI–831(ADEKA股份有限公司制、“ADEKA ARKLS”是同公司的注册商标)等。
以(D)成分的全部质量作为100质量份时,(E)成分的含量是以0.5质量份以上400质量份以下为较优选,以1质量份以上300质量份以下为更优选。若(E)成分的上述含量为0.5质量份以上,可提升(D)成分的灵敏度,而加快光聚合的速度。另外,若(E)成分的上述含量为400质量份以下,可抑制灵敏度的过剩的升高,照射光而进行剥蚀时,可不易产生烧焦、剥离渣等。
(F)成分的含量虽然是依据作为硬化性组合物的目标的粘度等而进行变化,但相对于硬化性组合物的全部质量以50质量%以上90质量%以下为较优选。
2―2.层叠体的制造方法
有关第1揭示的其它的实施方式的层叠体的制造方法包含(1)在支撑体及被粘物的至少一者的表面,赋予上述的接合剂层形成用组合物而形成接合剂层的步骤;及,(2)隔着所形成的接合剂层,使上述支撑体与上述被粘物接合的步骤。以下,说明各步骤。
[形成接合剂层的步骤]
接合剂层的形成步骤是在支撑体及被粘物的至少一者的表面上,形成包含上述的接合剂层形成用组合物的接合剂层的步骤。
(支撑体)
支撑体只要可在其表面形成接合剂层,其种类并无限定。
在本实施方式中,上述支撑体是以具有激光穿透性的支撑体为较优选。尤其,上述支撑体更优选为让10nm以上450nm以下的波长的光(激光)穿透,再更优选为让100nm以上450nm以下的波长的光(激光)穿透,特别优选为让350nm以上450nm以下的波长的光(激光)穿透。具有上述激光穿透性的支撑体的例中,包含玻璃基板、丙烯酸基板、蓝宝石基板、及石英玻璃基板等。然而,对于玻璃基板、丙烯酸基板,必须使用所使用的光的波长的穿透率为充分的组成的基板。在上述支撑体之中,从廉价而言,以玻璃基板为较优选。
上述支撑体较优选为在350nm以上450nm以下的波长的光的穿透率在上述波长的全范围为70%以上的支撑体为较优选。具有上述穿透率的支撑体可使从支撑体侧所照射的长波长的激光(例如355nm等)充分穿透,而到达接合剂层。
上述穿透率可使用紫外线可见光红外线分光光度计“UH4150”(日立High TechScience股份有限公司制),以大气的穿透率作为基线时的数值进行测定。
(被粘物)
在被粘物的例中,包含半导体晶圆、半导体芯片(chip)、发光元件、光学系玻璃晶圆、金属箔、研磨垫、树脂涂膜、及配线层等。
(接合剂层)
接合剂层是使接合剂层形成用组合物赋予至上述的支撑体及上述的被粘物的至少一者的表面来形成。接合剂层形成用组合物的经硬化之后的硬化膜会充分吸收长波长的激光(例如355nm等)。因此,即使通过长波长的激光的照射,也可充分被剥蚀而容易剥离被粘物(激光加工性优异)。
在上述接合剂的赋予方法的例中,包含公开已知的溶液浸渍法、旋转涂布法、喷墨法、喷涂法、以及使用辊式涂布机、刀背涂布机(Land coater)、狭缝涂布机及旋转机的方法等。
以上述赋予方法赋予接合剂之后,通过使溶剂干燥(预烘烤),形成接合剂层。另外,预烘烤是通过烘箱、加热板等加热来进行。在预烘烤中的加热温度及加热时间是依照所使用的溶剂而适当选择,例如,在60至110℃的温度进行1至10分钟。
接合剂层的厚度可任意地选择。在本实施方式中,接合剂层的厚度是以0.1μm以上50μm以下为较优选,以0.5μm以上30μm以下为更优选。若接合剂层的厚度为0.1μm以上,接合剂层可具有用以接合被粘物的充分的保持力。另外,若为50μm以下,可通过光或热硬化而使接合剂层充分硬化。
另外,在本步骤中,在将接合剂赋予至上述的支撑体及上述的被粘物的任一者或两者的表面后,可具有用以对接合剂层施予图案化的曝光步骤及显影步骤。通过对接合剂层施予图案化,可仅在接合被粘物的部分形成接合剂层,并可抑制在使支撑体与被粘物分离的步骤(后述)中的被粘物的剥离不良或位置偏移。
使用于曝光步骤的光的例中,包含可见光线、紫外线、远紫外线、电子线、X射线等。上述光是以紫外线(波长250至400nm)为较优选。另外,在显影步骤是使用适于碱显影的显影液。在上述显影液的例中,包含碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钾、二乙醇胺、氢氧化四甲基铵等的水溶液。这些的显影液可符合树脂层的特性而适当选择,但也可依需要而添加表面活性剂。显影温度是以20℃以上35℃以下为较优选,使用市面贩卖的显影机或超声波洗涤机等而精密地形成微细的图像。另外,碱显影后通常是被水洗。就显影处理法而言,可适用淋浴显影法、喷洒显影法、浸渍(Dip)显影法、及桨式(盛液)显影法等。
[使支撑体及被粘物接合的步骤]
使支撑体及被粘物接合的步骤是隔着上述的接合剂层,而使上述的支撑体及被粘物接合的步骤。
使上述支撑体与上述被粘物接合的方法的例中,包含:在形成于支撑体的表面的接合剂层的表面,使被粘物(在与接合剂层接触的面赋予接合剂)接触而一边进行加热一边进行加压的方法。另外,支撑体与被粘物的接合条件是加压时的温度以室温以上200℃以下为较优选,以30℃以上150℃以下为更优选。接合时的压力是以0.01MPa以上20MPa以下为较优选,以0.03MPa以上15MPa以下为更优选。另外,也可依需要而在加压热压接结束后,在120℃以上250℃以下的温度使接合剂层热硬化。通过以上述条件使支撑体与被粘物接合,被粘物隔着接合剂层而在支撑体的表面更牢固地被固定。
另外,在上述接合的步骤中,能够通过光硬化使支撑体及被粘物接合。使接合剂层光硬化的方法的例,有使用高压水银灯而照射光的方法。另外,支撑体与被粘物的接合条件是进行照射的光的波长以200nm以上500nm以下为较优选。进行照射的光的曝光量是以25mJ/cm2以上3000mJ/cm2以下为较优选,以50mJ/cm2以上2000mJ/cm2以下为更优选。
如此方式,形成层叠体,该层叠体具有支撑体、被粘物、及配置于前述支撑体与前述被粘物之间的包含上述的接合剂层形成用组合物的硬化物的接合剂层。
2–3.层叠体的处理方法
有关本发明的一实施方式的层叠体的处理方法包含:(1)准备上述的层叠体的步骤、(2)在上述层叠体照射光而使上述支撑体与上述被粘物分离的步骤。以下,说明有关各步骤。
[准备层叠体的步骤]
准备层叠体的步骤如上述,准备形成层叠体,或、已经形成的层叠体的步骤。
[使支撑体与被粘物分离的步骤]
使支撑体被粘物分离的步骤是通过在接合剂层照射光,分离支撑体与被粘物分离的步骤。
所照射的光只要可分离支撑体与被粘物即可,并无特别限定。在本实施方式中,上述光是以紫外线为较优选。上述光的波长是以10nm以上450nm以下为更优选,以100nm以上450nm以下为更优选,以350nm以上450nm以下为特别优选。若上述光的波长为10nm以上,属于接合剂层的成分的聚合物会吸收光而进行变质或分解,使强度及接合力降低,故可使支撑体与被粘物容易分离。另外,若上述光的波长为450nm以下,加工部的接合剂层会吸收光,故可抑制硬化膜的残渣产生。另外,若上述紫外线的波长为350nm以上,因可使用廉价的玻璃基板及丙烯酸基板,尤其是使用玻璃基板,故可抑制运营成本。
在上述光的光源的例中,包含低水银灯、高压水银灯、超高压水银灯、金属卤素灯、远紫外线灯激光光源。上述光源是以照射激光的激光光源为较优选。
在上述激光的例中,包含固体激光、液体激光、气体激光。另外,在上述固体激光的例中,包含半导体激发激光等。在液体激光的例中,包含色素激光等。在气体激光的例中,包含准分子激光等。这些之中,上述激光是以半导体激发激光为较优选。
上述半导体激发激光的例中,包含Nd:YAG激光、Nd:YLF激光、Nd:玻璃激光、Nd:YVO4激光、Yb:YAG激光、Yb掺杂纤维激光、Er:YAG激光、Tm:YAG激光等。准分子激光的例中,包含KrF激光、XeCl激光、ArF激光、F2激光等。这些之中,上述激光是以Nd:YAG激光为较优选。
另外,照射于接合剂层的光的输出及累积光量是依光源等的种类而异,但照射的光为激光时,上述输出可使用0.1mW以上200W以下的输出。另外,上述累积光量是以1mJ/cm2以上50J/cm2以下为较优选。累积光量若为0.1mJ/cm2以上,不易产生剥蚀的时所产生的烧焦、剥离渣等。若为50J/cm2以下,可适当控制剥蚀的速度而进行适当的加工。
对接合剂层照射光(激光)时,较优选为从支撑体侧对接合剂层的全面照射激光。照射激光的方法并无特别限定,而可以公开已知的方法进行。
本实施方式是在使支撑体与被粘物分离的步骤前,可包含加工所准备的层叠体的步骤。
加工上述层叠体的方法中,包含切片、背面研磨等的被粘物的薄膜化、感光蚀刻加工、半导体芯片(chip)的层叠、各种元件的搭载、树脂封装等。
另外,本实施方式可包含下列步骤:使上述经加工处理的层叠体从某装置朝另一装置移动。使上述层叠体移动的方法包含利用机械手臂进行的移动方法等。
以如此方式,处理本实施方式的层叠体。
3.第2揭示
(第2课题)
如专利文献3及专利文献4记载,微透镜形成用的树脂组合物是已知可形成正型的图案的树脂组合物及可形成负型的图案的树脂组合物的两者。
然而,若依据本发明人等的见识,在专利文献3或专利文献4等记载的熟知的树脂组合物有显影时容易产生残渣的问题。另外,透镜间距离狭窄时,也有时因该残渣而使微透镜彼此间连接。另一方面,在微透镜形成用的树脂组合物也被要求所形成的微透镜图案具有对基板的良好的密合性。
在本说明书中的有关第2揭示的发明是有鉴于如此的点所构成,目的在于提供一种可使用的树脂的限定少,显影时不易产生残渣,且可形成对基板的密合性良好的微透镜图案的微透镜形成用组合物、使用该组合物的微透镜的制造方法、使该组合物硬化而成的硬化膜、具有该微透镜的固体影像元件及具有该固体影像元件的影像装置。
3–1.组合物
用以解决上述第2课题的本说明书中的第2揭示是有关一种微透镜形成用组合物,其包含
(A1)属于碱可溶性树脂的含不饱和基的聚合性化合物、
(A2)不具有碱可溶性基的含不饱和基的聚合性化合物、
(B)紫外线吸收剂、
(C)具有2个以上的环氧基的环氧化合物、
(D)光聚合引发剂、及
(F)溶剂,
相对于固体成分的全部质量,(B)紫外线吸收剂的含量为3质量%以上20质量%以下。
若依据有关上述第2揭示的微透镜形成用组合物,可使用的树脂的限定少,且显影时不易产生残渣,且可形成对基板的密合性良好的微透镜图案。
3–1–1.适合于第2揭示的化合物
[(B)成分]
在熟知的微透镜的制造时,形成负型的图案时,有时到达基材界面之后,通过沿着界面而扩展开的辐射线,在未照射辐射线的部位,组合物也会在与基材的界面进行硬化。认为据此,沿着基材界面而经硬化的树脂会扩展开来,该经扩展开的树脂成为残渣。相对于此,在第2揭示中,(B)成分(紫外线吸收剂)吸收所照射的辐射线,而抑制过剩的辐射线沿着基材界面扩展。因此,认为通过让微透镜形成用组合物包含(B)成分,可抑制在形成负型的图案时特有的残渣的发生。另外,认为通过残渣的抑制,也可抑制透镜间距离狭窄时产生的微透镜彼此间的连接。
(B)成分是以苯并三唑化合物、二苯甲酮化合物或三嗪化合物为较优选。这些的紫外线吸收剂可有效率地吸收辐射线(例如,紫外线)的能量,并可抑制过剩的辐射线沿着基材界面的扩展,而可降低在显影后产生图案端部的残渣。
另外,(B)成分是以具有感光性官能团的化合物为较优选,以具有感光性官能团的苯并三唑化合物、二苯甲酮化合物、三嗪化合物为更优选。从提高(A1)成分及(A2)成分的反应性的观点而言,上述感光性官能团是以乙烯性不饱和基为较优选。在上述乙烯性不饱和基的例中,包含丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基、烯丙基、苯乙烯基等。这些之中,以(A1)成分与(A2)成分的反应性高的丙烯酰基及甲基丙烯酰基为较优选。通过使用具有乙烯性不饱和基的紫外线吸收剂,紫外线吸收剂的感光性反应基、与(A1)成分或(A2)成分会进行反应,而可在树脂中摄入该紫外线吸收剂。据此,从降低对基材的热损伤的观点而言,例如,以如140℃的低温使组合物硬化时,也可抑制紫外线吸收剂对溶剂的渗出,而提高硬化物的耐药品性。另外,也可抑制因紫外线吸收剂的析出所造成的着色、或烘烤时的升华等。
在具有乙烯性不饱和基的苯并三唑化合物、二苯甲酮化合物及三嗪化合物的例中,包含2–[2–羟基–5–(甲基丙烯酰基氧乙基)苯基]–2H–苯并三唑等。
另外,在上述紫外线吸收剂的市面贩卖品的例中,包含RUVA–93(大冢化学股份有限公司制)等。
3–1–2.调配量
相对于固体成分的全部质量,(A1)成分的含量是以10质量%以上90质量%以下为较优选,以30质量%以上80质量%以下为更优选。通过(A1)成分的含量设为10质量%以上,即使为微细的图案,显影密合性也优异,并可抑制产生图案的剥离,通过设为90质量%以下,可显示良好的光硬化性,显影时的曝光部、未曝光部的对比优异,并获得充分的光蚀刻性。
相对于(A1)成分100质量份,(A2)成分的含量是以1质量份以上200质量份以下为较优选,以4质量份以上100质量份以下为更优选,以10质量份以上70质量份以下为再更优选。相对于(A1)成分100质量份,(A2)成分的含量为1质量份以上时,可充分发挥以(A2)成分所产生的曝光灵敏度及显影性的提升效果。另外,相对于(A1)成分100质量份,(A2)成分的含量为200质量份以下时,酸性官能团浓度非常高,可获得在曝光部中的对于碱显影液的良好溶解性,故可形成所希望的图案。
相对于固体成分的全部质量,(B)成分的含量为3质量%以上20质量%以下,以4质量%以上20质量%以下为较优选,以6质量份以上18质量份以下为更优选。通过使(B)成分的含量设为3质量%以上,可降低沿着基材界面而扩展的辐射线的量,并降低在显影后产生图案端部的残渣。通过使(B)成分的含量设为20质量%以下,可充分进行照射辐射线的部分的反应,故可使微透镜形成用组合物充分硬化。
相对于固体成分的全部质量,(C)成分的含量是以1质量份以上30质量份以下为较优选,以3质量份以上20质量份以下为更优选。通过使(C)成分的环氧化合物的含量设为1质量份以上,可更提高耐药品性,通过使(C)成分的环氧化合物的含量设为30质量份以下,可充分确保与基板的密合性。
相对于(A1)成分与(A2)成分的合计量100质量份,(D)成分的含量是以0.1质量份以上30质量份以下为较优选,以0.3质量份以上20质量份以下为更优选。(D)成分的含量为0.1质量份以上时,特别在组合物的上面(辐射线的照射侧)可更充分进行光聚合。另外,(D)成分的含量为30质量份以下时,硬化反应难以进行至涂膜深部,容易通过热流形成透镜形状。
相对于(D)成分的合计100质量份,(E)成分的含量是以0.5质量份以上200质量份以下为较优选,以1质量份以上100质量份以下为更优选。通过使(E)成分的含量设为0.5质量份以上,可通过光照射使光聚合引发剂充分活性化,通过设为200质量份以下,可精度更良好地控制以光聚合引发剂所产生的硬化反应。
相对于微透镜形成用组合物的全部质量,(F)成分的含量是以40质量%以上80质量%以下为较优选。(F)成分的含量若为40质量%以上,可形成为在基板上容易涂布微透镜形成用组合物的粘度,若为80质量%以下,可获得膜厚均匀性优异的涂膜。
2–2.微透镜用组合物的制造方法
以下说明有关在第2揭示中的微透镜用组合物的制造方法(1)至(3)。
[微透镜的制造方法(1)]
有关本发明的一实施方式的微透镜用组合物的制造方法包含:(i)涂膜层形成步骤,涂布上述的微透镜形成用组合物,并使其干燥,形成微透镜形成用组合物的涂膜;(ii)曝光步骤,在涂膜的一部分隔着光罩而照射辐射线;(iii)显影步骤,使照射辐射线的涂膜显影并去除未曝光部;(iv)热流步骤,在显影后的曝光部进行热流,将上述曝光部加工成微透镜形状,同时并进行加热硬化。以下,说明有关各步骤。
[涂膜层形成步骤]
涂膜层形成步骤是使上述的微透镜形成用组合物涂布于基材上,使其干燥,形成涂膜层的步骤。
上述基材可使用公开已知基材。在基材的例中,包含玻璃基板、硅晶圆、塑胶基板、及在这些的表面形成有着色阻剂、包覆层、抗反射膜、各种金属薄膜的基板等。在塑胶基板的例中,包含由聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚醚砜、聚碳酸酯、聚酰亚胺等的塑胶所构成的树脂基板等。在基板上也可设有光二极管等的受光元件、有机发光元件等的发光元件、彩色光滤光片等的含色素的元件等。
微透镜形成用组合物的涂布方法可使用公开已知的涂布方法。上述涂布方法的例中,包含公开已知的溶液浸渍法、喷涂法、辊式涂布机、刀背涂布机机(Land coater)、狭缝涂布机或旋转机的方法等。通过这些的方法,可使微透镜形成用组合物涂布成所希望的厚度。
以上述的方法所涂布的微透镜形成用组合物的干燥方法可使用公开已知的干燥方法。上述干燥方法可通过烘箱、热风送风机、加热板、红外线加热器等所产生的加热、真空干燥或这些的组合来进行。上述树脂膜的加热温度及加热时间可依照使用的溶剂而适当选择。上述加热温度及加热时间例如,以在80至120℃进行1至10分钟为较优选。
[曝光步骤]
曝光步骤是在上述的涂膜层的一部分隔着光罩而照射辐射线,并使上述涂膜(微透镜形成用组合物)的一部分光硬化的步骤。
上述光罩可使用公开已知光罩。在光罩的例中,包含半色调遮罩、灰色调遮罩等的多阶调遮罩。灰色调遮罩是在具有透光性的基板上,形成遮光部及绕射光栅(diffractiongrating)。绕射光栅的狭缝、点、网目等的光穿透区域的间隔为使用于曝光的光的分辨率极限以下的间隔,通过该构成,控制光的穿透率。半色调遮罩是在具有透光性的基板上,形成遮光部及半穿透部。通过半穿透部控制使用于曝光的光的穿透率。
所照射的辐射线的例中,包含可见光线、紫外线、远紫外线、电子线及X射线等。在上述辐射线之中,是以紫外线为较优选。另外,照射辐射线的装置中,可使用公开已知的曝光装置(超高压水银灯、高压水银灯、金属卤素灯、远紫外线灯等)。另外,进行照射的辐射线的波长是以250nm以上400nm以下为较优选。辐射线的曝光量是以25mJ/cm2以上3000mJ/cm2以下为较优选,以50mJ/cm2以上2000mJ/cm2以下为更优选。
[显影步骤]
显影步骤是使照射辐射线的涂膜进行碱显影,并去除未曝光部的涂膜的步骤。
在涂膜的显影方法的例中,包含淋浴显影法、喷涂显影法、浸渍(dip)显影法、及桨式(盛液)显影法等。另外,上述显影方法可使用市面贩卖的显影机或超声波洗涤机等来进行。
另外,适于显影的显影液的例中,包含氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂、硅酸钠、偏硅酸钠(sodium metasilicate)、氨、乙胺、正丙胺、二乙胺、二乙基氨基乙醇、二–正丙胺、三乙胺、甲基二乙胺、二甲基乙醇胺、三乙醇胺、氢氧化四甲基铵、氢氧化四乙基铵、吡咯、哌啶、1,8–二吖双环〔5.4.0〕–7–十一烯、1,5–二吖双环〔4.3.0〕–5–壬烷等的碱(碱性化合物)的水溶液等。显影条件是依微透镜形成用组合物而异,但以在20至30℃的温度进行10至120秒为较优选。
[热流步骤]
热流步骤是在显影后的曝光部(涂膜)进行热流,使其熔融流动,将上述曝光部加工成微透镜形状,同时并进行加热硬化的步骤。
在显影后的曝光部进行热流的方法可通过公开已知的方法(烘箱、热风送风机、加热板、红外线加热器等所进行的加热、真空干燥或这些的组合)来进行。热流的温度只要为涂膜进行熔融流动的温度,并无特别限制。热流的温度是以在140至250℃的温度进行10至120分钟为较优选,以在180至230℃的温度进行30至90分钟为更优选。
通过使用本发明的微透镜形成用组合物,即使进行以如制造方法(1)的负型的光蚀刻法所进行的微透镜的图案形成,也可抑制沿着基材界面的辐射线的扩展,而降低在显影后图案端部的残渣,故可抑制微透镜彼此间连接,并可形成更良好的形状的微透镜的图案。
[微透镜的制造方法(2)]
本发明的微透镜形成用组合物在上述制造方法(1)中可充分发挥残渣的抑制效果,但也可适合使用于以下的制造方法(2)或制造方法(3)所进行的微透镜的形成。
有关本发明的一实施方式的微透镜用组合物的制造方法包含:(i)树脂层形成步骤,涂布上述微透镜形成用组合物,照射辐射线,并使其干燥,形成微透镜形成用组合物的树脂层;(ii)在树脂层的表面形成蚀刻阻剂层的步骤;(iii)曝光步骤,在蚀刻阻剂层的一部分隔着光罩而照射辐射线;(iv)显影步骤,使照射辐射线的蚀刻阻剂层进行显影;(v)热流步骤,在显影后的曝光部进行热流,将曝光部加工成微透镜形状;(vi)转印步骤,将热流后的曝光部作为遮罩层而使树脂层进行干式蚀刻,并使上述遮罩层的形状转印至上述树脂层。
[树脂层形成步骤]
树脂层形成步骤是在基材表面上涂布上述微透镜形成用组合物,照射辐射线,并使其干燥,形成微透镜形成用组合物的树脂层的步骤。在上述步骤中,在涂布微透镜形成用组合物之前,在基材表面的凹凸以旋转涂布机涂布透明树脂并掩埋,将的平坦化。接着,在经平坦化的基材的表面涂布微透镜形成用组合物之后,照射辐射线(例如,紫外线),使其热硬化而形成树脂层。另外,涂布微透镜形成用组合物的方法;以及对经涂布的微透镜形成用组合物照射辐射线的方法可通过与以上述的制造方法(1)所使用的方法为相同的方法来进行。上述热硬化只要以使包含碱可溶性树脂及环氧树脂的组合物进行热硬化(后烘烤)的一般方法来进行即可。
[形成蚀刻阻剂层的步骤]
形成蚀刻阻剂层的步骤是在上述树脂层的表面形成蚀刻阻剂层的步骤。
蚀刻阻剂的成分只要在后述的转印步骤中使其形状转印至树脂层作为遮罩层即可,并无特别限制。蚀刻阻剂可为正型的阻剂,也可为负型的阻剂。另外,在树脂层的表面形成蚀刻阻剂层的方法可使用公开已知的方法。
[曝光步骤]
曝光步骤是在蚀刻阻剂层的一部分隔着光罩而照射辐射线,并使上述蚀刻阻剂层的一部分光硬化的步骤。另外,使蚀刻阻剂层进行曝光的方法是与在上述的制造方法(1)使用的方法为相同的方法,可使适合温度等的条件配合蚀刻阻剂的种类而变更来进行。
[显影步骤]
显影步骤是使经照射辐射线的蚀刻阻剂层进行碱显影的步骤。蚀刻阻剂为正型时是去除曝光部,蚀刻阻剂为负型时是去除未曝光部。碱显影的方法只要符合蚀刻阻剂的种类而从公开已知的方法适当选择即可。
[热流步骤]
热流步骤是在显影后的蚀刻阻剂层的曝光部进行热流,而使其熔融流动,将蚀刻阻剂层的曝光部加工成微透镜形状的步骤。另外,热流步骤是与在上述的制造方法(1)使用的方法为相同的方法,可使适合温度等的条件符合蚀刻阻剂的种类而变更来进行。
[转印步骤]
转印步骤是以热流后的蚀刻阻剂层的曝光部作为遮罩层而干式蚀刻上述树脂层,并使上述遮罩层的形状转印于上述树脂层的步骤。
上述干式蚀刻可使用公开已知的方法。在干式蚀刻方法的例中,包含等离子体蚀刻、离子蚀刻、反应性离子蚀刻、溅镀蚀刻等。另外,在干式蚀刻可使用公开已知的装置。可使用于干式蚀刻的气体的例中,包含CHF3、CF4、C2F6、C3F8、SF6等的氟系气体、Cl2、BCl3等的氯系气体、O2、O3等的氧系气体、H2、NH3、CO、CO2、CH4、C2H2、C2H4、C2H6、C3H4、C3H6、C3H8、HF、HI、HBr、HCl、NO、NH3、BCl3等的还原性气体、He、N2、Ar等的惰性气体等。这些的气体可混合而使用。
[微透镜的制造方法(3)]
有关本发明的一实施方式的微透镜用组合物的制造方法包含(i)涂膜形成步骤,于透镜材料层上涂布上述微透镜形成用组合物,并使其干燥,形成微透镜形成用组合物的涂膜;(ii)曝光步骤,在涂膜的一部分隔着光罩而照射辐射线;(ii i)显影步骤,使经照射辐射线的涂膜进行显影并去除未曝光部;(iv)遮罩层形成步骤,在上述显影后的涂膜进行热流,将上述涂膜加工成微透镜形状同时并进行加热硬化,而形成具有微透镜图案的遮罩层;(v)转印步骤,使透镜材料层及前述遮罩层进行干式蚀刻,并使上述涂膜层的形状转印至上述透镜材料层。
[涂膜形成步骤]
涂膜形成步骤是于透镜材料层上涂布上述微透镜形成用组合物,并使其干燥,形成微透镜形成用组合物的涂膜的步骤。此时,透镜材料层的表面是以与在微透镜的制造方法(2)所记载的方法为相同的方法被平坦化。另外,涂布微透镜形成用组合物的方法、使经涂布的微透镜形成用组合物干燥的方法是能够通过与在上述的制造方法(1)使用的方法为相同的方法来进行。
透镜材料层只要为以公开已知的透镜材料所得到的层即可。
[曝光步骤及显影步骤]
上述(ii)曝光步骤及(iii)显影步骤是能够通过与微透镜的制造方法(1)记载的方法为相同的方法来进行
[遮罩层形成步骤]
遮罩层形成步骤是在显影后的涂膜进行热流,而使其熔融流动,将上述涂膜加工成微透镜形状同时并进行加热硬化,形成具有微透镜图案的遮罩层的步骤。上述涂膜的热流可以与在上述的制造方法(1)使用的方法为相同的方法来进行。
[转印步骤]
转印步骤可以与在上述的制造方法(2)使用的方法为相同的干式蚀刻方法来进行
通过使用本发明的微透镜形成用组合物,如制造方法(3),即使为以微透镜形成用组合物作为阻剂材料的方法,也可抑制沿着透镜层与蚀刻阻剂层的界面的辐射线的扩展,而可抑制在阻剂图案的端部的残渣的发生。因此,若使用本发明的微透镜形成用组合物的硬化物作为遮罩,可精度优选地蚀刻透镜层,并可形成更良好的形状的微透镜的图案。
2–3.固体影像元件
在第2揭示中的固体影像元件具有上述的微透镜。本发明的固体影像元件由于具有上述的微透镜,故可让高像素化及高灵敏度化成为可能。
2–4.影像装置
在第2揭示中的影像装置具有上述的固体影像元件。本发明的影像装置可获得用以具有上述的固体影像元件的高画质的图像。
2–5.第2态样的例
就依据上述技术思想的第2态样而言,可例示以下的内容。
[1]一种微透镜形成用组合物,为用以形成微透镜图案的微透镜形成用组合物,且包含
(A1)属于碱可溶性树脂的含不饱和基的聚合性化合物、
(A2)不具有碱可溶性基的含不饱和基的聚合性化合物、
(B)紫外线吸收剂、
(C)具有2个以上的环氧基的环氧化合物、
(D)光聚合引发剂、及
(F)溶剂;
其中,相对于固体成分的全部质量,前述(B)紫外线吸收剂的含量为3质量%以上20质量%以下。
[2]如[1]所述的微透镜形成用组合物,其中,前述(A1)属于碱可溶性树脂的含不饱和基的聚合性化合物是下述通式(1)所示的树脂。
(式(1)中,Ar分别独立地为碳数6至14的芳香族烃基,键结的氢原子的一部分可被选自由碳数为1至10的直链或分枝链的烷基、碳数为6至10的芳基或芳基烷基、碳数为3至10的环烷基或环烷基烷基、碳数为1至5的烷氧基、及卤素基所成组的基取代。R1分别独立地为碳数为2至4的亚烷基,l分别独立地为0至3的数值。G分别独立地为(甲基)丙烯酰基、下述通式(2)或下述通式(3)所示的取代基,Y为4价的羧酸残基。Z分别独立地为氢原子或下述通式(4)所示的取代基,1个以上为下述通式(4)所示的取代基。n是平均值为1至20的数值。)
(式(2)、(3)中,R2为氢原子或甲基,R3是碳数为2至10的2价的亚烷基或烷基亚芳基,R4是碳数为2至20的2价的饱和或不饱和的烃基,p为0至10的数值。)
(式(4)中,W为2价或3价的羧酸残基,m为1或2的数值。)
[3]如[1]或[2]所述的微透镜形成用组合物,其中,前述(B)紫外线吸收剂是选自由苯并三唑化合物、二苯甲酮化合物及三嗪化合物所成组。
[4]如[1]至[3]中任一项所述的微透镜形成用组合物,其中,前述(B)紫外线吸收剂具有乙烯性不饱和基。
[5]如[1]至[4]中任一项所述的微透镜形成用组合物,其中,前述(A1)属于碱可溶性树脂的含不饱和基的聚合性化合物的重均分子量为1000以上40000以下,且酸价为50mgKOH/g以上200mgKOH/g以下。
[6]如[1]至[5]中任一项所述的微透镜形成用组合物,包含敏化剂作为(E)成分。
[7]一种微透镜的制造方法,包含:
涂膜层形成步骤,涂布[1]至[6]中任一项所述的微透镜形成用组合物,并使其干燥,形成微透镜形成用组合物的涂膜;
曝光步骤,在前述涂膜的一部分隔着光罩而照射辐射线;
显影步骤,使经照射前述辐射线的涂膜进行显影并去除未曝光部;
热流步骤,在前述显影后的曝光部进行热流,将前述曝光部加工成微透镜形状,同时并进行加热硬化。
[8]一种微透镜的制造方法包含:
树脂层形成步骤,涂布[1]至[6]中任一项所述的微透镜形成用组合物,照射辐射线,并使其干燥,形成微透镜形成用组合物的树脂层;
在前述树脂层的表面形成蚀刻阻剂层的步骤;
曝光步骤,在前述蚀刻阻剂层的一部分隔着光罩而照射辐射线;
显影步骤,使经照射前述辐射线的蚀刻阻剂层进行显影;
热流步骤,在前述显影后的曝光部进行热流,将前述曝光部加工成微透镜形状;
转印步骤,以前述热流后的前述曝光部作为遮罩层而干式蚀刻树脂层,并使前述遮罩层的形状转印至前述树脂层。
[9]一种微透镜的制造方法包含
涂膜形成步骤,于透镜材料层上涂布[1]至[6]中任一项所述的微透镜形成用组合物,并使其干燥,形成微透镜形成用组合物的涂膜;
曝光步骤,在前述涂膜的一部分隔着光罩而照射辐射线;
显影步骤,使经照射前述辐射线的涂膜进行显影并去除未曝光部;
遮罩层形成步骤,在前述显影后的涂膜进行热流,将前述涂膜加工成微透镜形状同时并进行加热硬化,形成具有微透镜图案的遮罩层;
转印步骤,使前述透镜材料层及前述遮罩层进行干式蚀刻,并使前述涂膜层的形状转印至前述透镜材料层。
[10]一种硬化膜,为使[1]至[6]中任一项所述的微透镜形成用组合物硬化而成。
[11]一种微透镜,包括[10]所述的硬化膜。
[12]一种固体影像元件,具有[11]所述的微透镜。
[13]一种影像装置,具有[12]所述的固体影像元件。
[实施例]
以下,依据实施例及比较例,具体说明本发明的实施方式,但本发明不限定于这些。
首先,从属于(A1)成分的含不饱和基的碱可溶性树脂的合成例进行说明,在这些的合成例中的树脂的评估只要无特别言明,如以下进行。
另外,有关各种测定机器,使用相同的机种时,从第2处省略机器制造厂商名。另外,在实施例中,使用于附测定用硬化膜的基板的制作的玻璃基板是施予全部相同的处理而使用。另外,对于各成分的含量,小数第一位为0时,有时省略小数点以下的表记。
[固体成分浓度]
从使合成例中所得到的树脂溶液1g含浸于玻璃过滤器〔重量:W0(g)〕并秤量〔W1(g)〕、在160℃加热2小时后的重量〔W2(g)〕依下式求出。
固体成分浓度(重量%)=100×(W2–W0)/(W1–W0)
[酸价]
使树脂溶液溶解于二恶烷,使用电位差滴定装置“COM–1600”(平沼产业股份有限公司制)以1/10N–KOH水溶液滴定而求出。
[分子量]
以凝胶渗透层析法(GPC)“HLC–8220GPC”(TOSOH股份有限公司制、溶剂:四氢呋喃、管柱:TSKgelSuper H–2000(2根)+TSKgelSuperH–3000(1根)+TSKgelSuper H–4000(1根)+TSKgelSuper H–5000(1根)(TOSOH股份有限公司制)、温度:40℃、速度:0.6ml/min)进行测定,作为标准聚苯乙烯(TOSOH股份有限公司制、PS–低聚物套件)换算值而求出重均分子量(Mw)。
在合成例记载的简称是如以下所述。
BPFE:双酚芴型环氧树脂(在通式(5)中,Ar为苯环,l为0的环氧树脂,环氧当量256g/eq)
BNFE :双萘酚芴型环氧树脂(通式(1)所示的Ar为萘环,l为0的环氧树脂,环氧当量281g/eq)
BPDA :3,3’,4,4’–联苯基四羧酸二酐
THPA :1,2,3,6–四氢酞酸酐
TPP :三苯基膦
AA :丙烯酸
PGMEA :丙二醇单甲基醚乙酸酯
DCPMA :甲基丙烯酸二环戊基酯
GMA :甲基丙烯酸缩水甘油基酯
St :苯乙烯
AIBN :偶氮双异丁腈
TDMAMP :参二甲基氨基甲基酚
HQ :氢醌
SA :琥珀酸酐
TEA :三乙胺
[合成例1]
在附有回流冷却机的250mL四口烧瓶中,装填BPFE(50.00g、0.10mol)、AA(14.07g、0.20mol)、TPP(0.26g)、及PGMEA(40.00g),在100至105℃搅拌12小时,而获得反应生成物。在此之后,装填PGMEA(25.00g),调整固体成分成为50质量%。
然后,在所得到的反应生成物中装填BPDA(14.37g、0.05mol)及THPA(7.43g、0.05mol),在115至120℃搅拌6小时,获得含不饱和基的硬化性树脂(A1)–1。所得到的树脂溶液的固体成分浓度为57.0质量%,且酸价(换算固体成分)为96mgKOH/g,以GPC分析所得到的Mw为3600。
[合成例2]
在附有回流冷却机的250mL四口烧瓶中,装填BPFE(50.00g、0.10mol)、AA(14.07g、0.20mol)、TPP(0.26g)、及PGMEA(40.00g),在100至105℃搅拌12小时,获得反应生成物。在此之后,装填PGMEA(25.00g),调整固体成分成为50质量%。
然后,在所得到的反应生成物中装填BPDA(10.06g、0.03mol)及THPA(11.89g、0.08mol),在115至120℃搅拌6小时,获得含不饱和基的硬化性树脂(A1)–2。所得到的树脂溶液的固体成分浓度为57.0质量%,且酸价(换算固体成分)为98mgKOH/g,以GPC分析所得到的Mw为2300。
[合成例3]
在附有回流冷却机的250mL四口烧瓶中,装填BPFE(50.00g、0.10mol)、AA(14.07g、0.20mol)、TPP(0.26g)、及PGMEA(40.00g),在100至105℃搅拌12小时,获得反应生成物。在此之后,装填PGMEA(25.00g),调整固体成分成为50质量%。
然后,在所得到的反应生成物中装填BPDA(19.25g、0.07mol)及THPA(0.30g、0.002mol),在115至120℃搅拌6小时,获得含不饱和基的硬化性树脂(A1)–3。所得到的树脂溶液的固体成分浓度为56.3质量%,且酸价(换算固体成分)为97mgKOH/g,以GPC分析所得到的Mw为4700。
[合成例4]
在附有回流冷却机的250mL四口烧瓶中,装填BPFE(50.00g、0.09mol)、AA(12.82g、0.20mol)、TPP(0.23g)、及PGMEA(40.00g),在100至105℃搅拌12小时,获得反应生成物。在此之后,在上述反应生成物加入PGMEA(25.00g),调整固体成分成为50质量%。
然后,在所得到的反应生成物中装填BPDA(13.09g、0.04mol)及THPA(6.77g、0.04mol),在115至120℃搅拌6小时,获得含不饱和基的硬化性树脂(A1)–4。所得到的树脂溶液的固体成分浓度为56.1质量%,且酸价(换算固体成分)为91mgKOH/g,以GPC分析所得到的Mw为3500。
[合成例5]
在附有回流冷却机的1L四口烧瓶中,置入PGMEA(300g),在烧瓶系内经氮取代之后,升温至120℃。在烧瓶内从滴液漏斗以2小时滴入在单体混合物(DCPMA(77.1g、0.35mol)、GMA(49.8g、0.35mol)、St(31.2g、0.30mol))溶解有AIBN(10g)而成的混合物,再于120℃搅拌2小时,获得共聚物溶液。
然后,将烧瓶系统内置换成空气之后,在所得到的共聚物溶液中添加AA(24.0g、缩水甘油基的95%)、TDMAMP(0.8g)及HQ(0.15g),在120℃搅拌6小时,获得含聚合性不饱和基的共聚物溶液。在所得到的含聚合性不饱和基的共聚物溶液中加入SA(30.0g、AA添加摩尔数的90%)、TEA(0.5g),在120℃反应4小时,获得含不饱和基的硬化性树脂(A1)–5。树脂溶液的固体成分浓度46.0质量%,且酸价(换算固体成分)为76mgKOH/g,以GPC分析所得到的Mw为5300。
1.有关第1揭示的实施例/比较例
以在表1至表3记载的调配量(单位为质量%)调制接合剂层形成用组合物。在表1至表3所使用的调配成分如以下所述。
(含不饱和基的聚合性化合物)
(A1)–1:在合成例1所得到的树脂溶液(固体成分浓度57.0质量%)
(A1)–2:在合成例2所得到的树脂溶液(固体成分浓度57.0质量%)
(A1)–3:在合成例3所得到的树脂溶液(固体成分浓度56.3质量%)
(A1)–5:在合成例5所得到的树脂溶液(固体成分浓度46.0质量%)
(A2)–1:二季戊四醇五丙烯酸酯与六丙烯酸酯的混合物(KAYARAD DPHA、日本化药股份有限公司制、“KAYARAD”是同公司的注册商标)
(A2)–2:三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的环氧乙烷6摩尔加成物(ARONIX M–360、东亚合成股份有限公司制)
(A2)–3:二季戊四醇六丙烯酸酯的环氧乙烷12摩尔加成物(KAYARAD DPEA–12、日本化药股份有限公司制)
(A2)–4:二季戊四醇六丙烯酸酯的ε–己内酯6摩尔加成物(KAYARAD DPCA–60、日本化药股份有限公司制)
(紫外线吸收剂)
(B)–1:RUVA–93(2–(2’–羟基–5’–甲基丙烯酰基氧乙基苯基)–2–H–苯并三唑、大冢化学股份有限公司制、分子量:323.35、波长355nm的光的吸光度:0.25)
(B)–2:Tinuvin477(羟基苯基三嗪系紫外线吸收剂、BASF公司制、固体成分浓度80.0质量%、分子量:1100、波长355nm的光的吸光度:0.28)
(B)–3:UVA–5080(3–2H–1,2,3–苯并三唑–2–基)–4–羟基苯乙基=甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸甲酯的共聚物、新中村化学工业股份有限公司制、固体成分浓度41.0质量%、分子量:40000至60000、波长355nm的光的吸光度:0.16)
(B)–4:UVA–935LH(二苯甲酮系高分子共聚物、BASF公司制、固体成分浓度30.0质量%、波长355nm的光的吸光度:0.04)
(B)’–5:炭黑浓度25.0质量%、高分子分散剂浓度4.0质量%、分散树脂(合成例的碱可溶性树脂(A1)–1(固体成分9.0质量%))的PGMEA分散液(固体成分38.0质量%)
另外,上述吸光度是使用紫外线可见光红外线分光光度计“UH4150”(日立HighTech Science股份有限公司制),在光程长1cm石英格室中测定0.001重量%浓度的乙腈溶液的吸光度的值。另外,(B)成分不易溶解于乙腈时,取而代之,测定溶解于丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)的溶液的吸光度。
(溶剂)
(F):丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)
[表1]
[表2]
[表3]
[评估]
使用上述接合剂层形成用组合物硬化而成的硬化膜,进行以下的评估。
[穿透率/激光加工性评估用的附硬化膜的基板的制作]
将表1至表3所示的接合剂层形成用组合物,在预先以低压水银灯照射波长254nm的照度1000mJ/cm2的紫外线并洗涤表面的在125mm×125mm的合成石英玻璃基板(以下,称为“石英玻璃基板”)上,以加热硬化处理后的膜厚成为1.0μm的方式使用旋转涂布机涂布,使用加热板在90℃进行预烘烤3分钟而制作干燥膜。然后,使用热风干燥机在250℃进行正式硬化(后烘烤)30分钟,获得附硬化膜(涂膜)的基板。另外,上述合成石英玻璃基板的在350nm以上450nm以下的波长的光的穿透率是在上述波长的全范围为90%以上。
另外,上述穿透率是使用紫外线可见光红外线分光光度计“UH4150”(日立HighTech Science股份有限公司制),以石英玻璃单体的穿透率作为基线所测定出的值。
[穿透率评估]
使用紫外线可见光红外线分光光度计“UH4150”(日立High Tech Science股份有限公司制),测定正式硬化后的上述附硬化膜的基板在波长355nm及400nm的穿透率。
[激光加工性(剥离性)评估]
(评估方法)
对于正式硬化后的硬化膜,使用闪光激发Nd:YAG Q–SW激光发振器“Callisto”(VTechnology股份有限公司制),从石英玻璃基板侧照射激光(激光波长:355nm)。以100至600mJ/cm2的激光能量进行硬化膜的加工(去除涂膜),以光学显微镜观察经加工的硬化膜。另外,以△以上作为合格。
(评估基准)
◎:在400mJ/cm2以下时在激光照射部无涂膜残渣
○:在超过400mJ/cm2且500mJ/cm2以下时在激光照射部无涂膜残渣
△:在超过500mJ/cm2且600mJ/cm2以下时在激光照射部无涂膜残渣
×:在超过600mJ/cm2时在激光照射部有涂膜残渣
[接合强度评估用的附硬化膜的基板的制作]
在玻璃基板“#1737”上以加热硬化处理后的膜厚成为5.0μm的方式使用旋转涂布机涂布表1至表3所示的接合剂层形成用组合物,使用加热板在90℃进行预烘烤3分钟而制作干燥膜。然后,在干燥膜上放置切成2mm×2mm的玻璃基板“#1737”,在110℃的加热板上加热1分钟并暂时接合。在此之后,使用热风干燥机在230℃进行正式硬化(后烘烤)30分钟,获得附硬化膜的基板。
[接合强度(剪切强度)的评估]
(评估方法)
对于接合在硬化膜上的2mm×2mm的玻璃基板“#1737”,以芯片(chip)剪力测试机(ARC TECH公司制)实施接合强度的试验。另外,以△以上作为合格。
(评估基准)
◎:接合强度为10MPa以上
○:接合强度为8MPa以上、未达10MPa
△:接合强度为5MPa以上、未达8MPa
×:接合强度为未达5MPa
[耐热性评估/相溶性评估/耐药品性/洗涤性评估用的硬化膜的制作]
在玻璃基板“#1737”上以加热硬化处理后的膜厚成为5.0μm的方式使用旋转涂布机涂布表1至表3所示的接合剂层形成用组合物,使用加热板在90℃进行预烘烤3分钟而制作干燥膜。在此之后,使用热风干燥机在230℃进行正式硬化(后烘烤)30分钟,获得附硬化膜的基板。另外,在耐热性评估时,是削出所得到的硬化膜,使用于TG–DTA的测定。
[耐热性评估]
(评估方法)
使用TG–DTA装置“TG/DTA6200”(SEIKO INSTRUMENTS股份有限公司制)在空气中,使所得到的硬化膜的粉末从30℃以升温速度5℃/min升温至400℃为止,测定检体重量减少5%的温度。另外,以△以上作为合格。
(评估基准)
○:减少5%重量的温度为280℃以上
△:减少5%重量的温度为250℃以上、未达280℃
×:减少5%重量的温度为250℃
[相溶性评估]
(评估方法)
使用浊度计“NDH5000”(日本电色工业股份有限公司制)测定所得到的附硬化膜的基板的硬化膜(涂膜)的雾度值。另外,以△以上作为合格。
(评估基准)
○:附树脂硬化膜的基板的雾度值为10以下
△:附树脂硬化膜的基板的雾度值为超过10且50以下
×:附树脂硬化膜的基板的雾度值为超过50超
[耐溶剂性评估]
(评估方法)
使所得到的附硬化膜的基板的硬化膜(涂膜)浸渍于N–甲基吡咯烷酮(Methylpyrrolidone)10分钟之后,并洗涤/干燥。在此之后,使用触针式段差形状测定装置“P–17”(KLA TENCOR股份有限公司制)而测定试验后的硬化膜(涂膜)的膜厚。另外,以△以上作为合格。
在耐药品性评估中的残膜率是以试验前的膜厚作为L1,以试验后的膜厚作为L2,从下述式算出。
残膜率(%)=L2/L1×100
(评估基准)
○:残膜率为90%以上
△:残膜率为80%以上、未达90%
×:残膜率为未达80%
[洗涤性评估]
(评估方法)
使所得到的附硬化膜的基板的硬化膜(涂膜)在室温下浸渍于洗涤液“NK poleve480”(日本化药股份有限公司制)10分钟,进行硬化膜(涂膜)的洗涤。在此之后,洗涤试验后的玻璃基板并干燥,以光学显微镜确认出玻璃基板上有无残渣。另外,以△以上作为合格。
(评估基准)
○:在玻璃基板上看不到残渣
△:在玻璃基板上的一部分可看到残渣
×:在玻璃基板上的全面可看到残渣
将评估结果表示于表4至表6。
[表4]
[表5]
[表6]
如表4至表6所示,可知将上述的接合剂层形成用组合物使用于接合剂层的层叠体,在以波长355nm的激光所进行的加工性(剥离性)优异。认为这是因为(B)成分的添加,该波长的光有效率地被接合剂层吸收,接合剂层经变质并分解之故。
另外,可知使(B)成分的添加量相对于固体成分的全部质量设为10质量%以上80质量%以下,可确保良好的激光加工性(剥离性),同时并可获得接合强度、耐药品性优异的硬化膜。认为这是因为(A1)成分与(A2)成分的不饱和基进行聚合而热硬化,可提升硬化膜的强度以及抑制对溶剂的溶出之故。
就(A)成分而言,通过使用通式(1)所示的含不饱和基的硬化性树脂,可维持激光剥离性,同时并提升耐热性,可充分确保在层叠体的加工步骤中的制程毛利。认为这是通过通式(1)所示的含不饱和基的硬化性树脂具有许多芳香环,而热稳定性优异之故。
就(B)成分而言,可知通过使用波长355nm的光的吸光度为0.10以上的紫外线吸收剂,以波长355nm的激光所进行的加工性(剥离性)优异。认为这是因(B)成分更有效率地吸收光,促进接合剂层的变质并分解之故。
如实施例1、3至18所示,就(B)成分而言,可知包含重均分子量(Mw)为1000以上的紫外线吸收剂的接合剂层形成用组合物的耐热性及耐溶剂性优异。认为这是加热时的(B)成分的渗出或曝露于溶剂时对溶剂的溶出可受到抑制。
如实施例14至16所示,可知包含(甲基)丙烯酸酯的环氧烷改性体或己内酯改性体作为(A2)成分的接合剂层形成用组合物的接合强度优异。认为这是因为包含加热时的流动性高的化合物作为(A2)成分,提升加热接合时的干燥膜的流动性,并追随被粘物之故。
2.有关第2揭示的实施例/比较例
以在表7、8记载的调配量(单位为质量%)调制实施例21至31、比较例21至23的微透镜形成用组合物。在表7、8所使用的调配成分是如以下所述。
(含不饱和基的聚合性化合物)
(A1)–1:在合成例1所得到的树脂溶液(固体成分浓度57.0质量%)
(A1)–2:在合成例2所得到的树脂溶液(固体成分浓度57.0质量%)
(A1)–3:在合成例3所得到的树脂溶液(固体成分浓度56.3质量%)
(A1)–4:在合成例4所得到的树脂溶液(固体成分浓度56.1质量%)
(A1)–5:在合成例5所得到的树脂溶液(固体成分浓度46.0质量%)
(A2)–1:二季戊四醇五/六丙烯酸酯混合物(KAYARAD DPHA、日本化药股份有限公司制、“KAYARAD”是同公司的注册商标)
(紫外线吸收剂)
(B)–1:RUVA–93(大冢化学股份有限公司制)
(B)–6:Tinuvin 384–2(BASF JAPAN公司制、固体成分浓度95质量%、“Tinuvin”是同公司的注册商标)
(B)–7:Tinuvin 400(固体成分浓度85质量%)
(B)–8:ADEKASTAB 1413(ADEKA股份有限公司制、“ADEKASTAB”是同公司的注册商标)
(环氧化合物)
(C):联苯基型环氧树脂(jER YX4000、三菱化学股份有限公司制、“jER”是同公司的注册商标、环氧当量180至192g/eq)
(光聚合引发剂)
(D)–1:Omnirad 907(IGM Resins、B.V.公司制、“Omnirad”是同公司的注册商标)
(D)–2:Irgacure OXE–01(BASF公司制、“Irgacure”是同公司的注册商标)
(敏化剂)
(E):米其勒酮
(溶剂)
(F):丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)
[表7]
[表8]
[评估]
对于使表7、8所示的实施例21至31、比较例21至23的微透镜形成用组合物硬化而成的硬化膜,进行以下的评估。
(折射率测定用的附硬化膜的基板的制作)
在5英寸的基板(硅晶圆)上以加热硬化后的膜厚成为1.0μm的方式使用旋转涂布机涂布表7、8所示的微透镜形成用组合物,使用加热板在100℃进行预烘烤5分钟而制作干燥膜。然后,对上述干燥膜以超高压水银灯(波长365nm、照度30mW/cm2)照射500mJ/cm2的紫外线进行光硬化反应(曝光)后,使用热风干燥机在230℃进行正式硬化(后烘烤)30分钟,获得折射率测定用的附硬化膜的基板。
[折射率评估]
使用椭圆偏光计(J.A.Woollam公司制),测定正式硬化后的上述附硬化膜的基板在波长633nm的折射率。
(穿透率测定用的附硬化膜的基板的制作)
在125mm×125mm的玻璃基板“#1737”(CORNING公司制)(以下,称为“玻璃基板”)上以加热硬化后的膜厚成为1.0μm的方式使用旋转涂布机涂布表7、8所示的微透镜形成用组合物,使用加热板在100℃进行预烘烤5分钟而制作干燥膜。然后,对上述干燥膜以超高压水银灯(波长365nm、照度30mW/cm2)照射300mJ/cm2的紫外线进行光硬化反应(曝光)后,使用热风干燥机,通过在230℃进行正式硬化(后烘烤)30分钟,获得穿透率测定用的附硬化膜的基板。
[穿透率评估]
使用紫外线可见光红外线分光光度计“UH4150”(日立High Tech Science股份有限公司制),测定正式硬化后的上述附硬化膜的基板在波长400nm的穿透率。
(图案密合性及图案端部残渣评估用的附硬化膜的基板的制作)
在125mm×125mm的玻璃基板上以加热硬化处理后的膜厚成为2.0μm的方式使用旋转涂布机涂布表7、8所示的微透镜形成用组合物,使用加热板在100℃进行预烘烤5分钟而制作干燥膜。然后,对上述干燥膜以超高压水银灯(波长365nm、照度30mW/cm2)照射300mJ/cm2的紫外线而进行光硬化反应(曝光)。
继而,使上述经曝光的干燥膜(曝光膜)通过23℃的0.8%TMAH(氢氧化四甲基铵)显影液,以1kgf/cm2的淋浴压,从图案开始出现的显影时间(切断时间=BT)进行显影处理10秒之后,进行5kgf/cm2的喷洒水洗,通过去除上述曝光膜的未曝光部分,在玻璃基板上获得5μm直径的点图案。最后,通过使所得到的点图案使用热风干燥机通过在230℃进行正式硬化(后烘烤)30分钟,获得图案密合性及图案端部残渣评估用的附硬化膜的基板。
[图案密合性评估]
(评估方法)
在上述基板上的5μm直径的点图案(硬化膜)使用光学显微镜,观察点图案有无剥离。另外,以△以上作为合格。
(评估基准)
○:在点图案上未看到剥离
△:在点图案的一部分确认到剥离
×:全部的点图案已剥离
[图案端部的残渣评估]
(评估方法)
在上述基板上的5μm直径的点图案(硬化膜),使用扫描型电子显微镜(SEM),观察点图案端部有无残渣。另外,以△以上作为合格。
(评估基准)
○:在图案端部未看到残渣
△:在图案端部的一部分确认出残渣
×:在图案端部的残渣为显着
(耐药品性评估用的附硬化膜的基板的制作)
在玻璃基板上以加热硬化后的膜厚成为2.0μm的方式使用旋转涂布机涂布表7、8所示的微透镜形成用组合物,使用加热板在100℃进行预烘烤5分钟而制作干燥膜。然后,对上述干燥膜以超高压水银灯(波长365nm、照度30mW/cm2)照射300mJ/cm2的紫外线而进行光硬化反应(曝光)后,使用热风干燥机在180℃进行正式硬化(后烘烤)1小时,或者在230℃进行正式硬化(后烘烤)30分钟,获得耐药品性评估用的附硬化膜的基板。
[耐溶剂性评估]
(评估方法)
正式硬化(后烘烤)后的硬化膜的膜厚(L1)、及浸渍于丙酮10分钟之后,进行洗涤,使用各别触针式段差形状测定装置“P–17”(KLA TENCOR股份有限公司制)测定干燥后的上述硬化膜的膜厚(L2),从下述式算出残膜率(%)。另外,以△以上作为合格。
残膜率(%)=L2/L1×100
(评估基准)
○:残膜率为90%以上
△:残膜率为80%以上且未达90%
×:残膜率为未达80%
上述评估结果表示于表9、10。
[表9]
[表10]
如实施例21至31所示,可知通过使用本发明的微透镜形成用树脂组合物,可形成具有高折射率及高穿透率的硬化膜。
如实施例21至31所示,可知通过使用包含紫外线吸收剂的树脂组合物,在负型的图案形成时可抑制特有的残渣的发生。认为这是紫外线吸收剂吸收所照射的辐射线,可抑制过剩的辐射线沿着基材界面而扩展,在未照射辐射线的部位,可抑制组合物在与基材的界面进行硬化之故。
另外,如实施例24至31所示,可知通过使用具有乙烯性不饱和基的紫外线吸收剂,可抑制紫外线吸收剂对溶剂的渗出,并可提高硬化物的耐药品性。认为这是紫外线吸收剂的感光性反应基、与含不饱和基的碱可溶性树脂或者光聚合性单体进行反应,而在树脂中摄入紫外线吸收剂之故。
[产业上的利用可能性]
依据本发明的第1揭示,可提供一种具有在制造各式各样的制品时能使用的接合剂的层叠体。尤其,可提供一种就暂时置放在半导体晶圆等的支撑体而进行加工的步骤而言为适合的层叠体。
依据本发明的第2揭示,可提供一种微透镜形成用树脂组合物,其可使用于需要高像素化及高灵敏度化的固体影像元件。
Claims (12)
1.一种接合剂层形成用组合物,为用以形成接合剂层的组合物,该接合剂层是接合支撑体与被粘物,且可通过照射光而使所述支撑体与所述被粘物分离,且该组合物包含
(A)含不饱和基的聚合性化合物、
(B)紫外线吸收剂、及
(F)溶剂;
其中,相对于固体成分的全部质量,所述(B)紫外线吸收剂的含量为10质量%以上80质量%以下。
2.根据权利要求1所述的接合剂层形成用组合物,其中,所述(A)含不饱和基的聚合性化合物包含(A1)碱可溶性树脂,且
所述(A1)成分是重均分子量为1000以上40000以下的树脂。
3.根据权利要求1或2所述的接合剂层形成用组合物,其中,
所述(A1)碱可溶性树脂是下述通式(1)所示的树脂,
式(1)中,Ar独立地为碳数为6以上14以下的芳香族烃基,构成Ar的氢原子的一部分可被选自由碳数为1以上10以下的烷基、碳数6以上10以下的芳基或芳基烷基、碳数3以上10以下的环烷基或环烷基烷基、碳数1以上5以下的烷氧基、及卤素基所成组中的取代基取代,R1分别独立地为碳数2以上4以下的亚烷基,l分别独立地为0以上3以下的数值,G分别独立地为(甲基)丙烯酰基、或者下述通式(2)或下述通式(3)所示的取代基,Y为4价的羧酸残基;Z分别独立地为氢原子或下述通式(4)所示的取代基,Z的至少1个为下述通式(4)所示的取代基;n是平均值为1以上20以下的数值;
式(2)及(3)中,R2为氢原子或甲基,R3为碳数2以上10以下的亚烷基或烷基亚芳基,R4为碳数2以上20以下的饱和或不饱和的烃基,p为0以上10以下的数值;
式(4)中,W为2价或3价的羧酸残基,m为1或2的数值。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的接合剂层形成用组合物,其中,所述(A)含不饱和基的聚合性化合物包含(A2)不具有碱可溶性基的含不饱和基的聚合性化合物。
5.根据权利要求4所述的接合剂层形成用组合物,其中,所述(A2)不具有碱可溶性基的含不饱和基的聚合性化合物包含经环氧烷改性或内酯改性的具有(甲基)丙烯酰基的化合物。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的接合剂层形成用组合物,其中,所述(B)紫外线吸收剂的波长355nm的光的吸光度为0.10以上。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的接合剂层形成用组合物,其中,所述(B)紫外线吸收剂是重均分子量(Mw)为1000以上的化合物。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的接合剂层形成用组合物,其中,所述(B)紫外线吸收剂为具有苯并三唑结构的化合物。
9.一种层叠体,具有
支撑体、
被粘物、及
接合剂层,该接合剂层是配置于所述支撑体与所述被粘物之间的包含权利要求1至8中任一项所述的接合剂层形成用组合物的硬化物。
10.根据权利要求9所述的层叠体,其中,所述支撑体是350nm以上450nm以下的波长的光的穿透率为70%以上的支撑体。
11.一种层叠体的制造方法,包含:
对支撑体及被粘物的至少一者的表面,赋予权利要求1至8中任一项所述的接合剂层形成用组合物而形成接合剂层的步骤;
隔着所述所形成的接合剂层,使所述支撑体与所述被粘物接合的步骤。
12.一种层叠体的处理方法,具有:
准备权利要求9或10所述的层叠体的步骤;
对所述接合剂层照射光而使所述支撑体与所述被粘物分离的步骤。
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