CN115398341A - 感光性转印材料、树脂图案的制造方法、电路配线的制造方法以及感光性转印材料用临时支承体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种感光性转印材料及其应用,所述感光性转印材料具有临时支承体以及上述临时支承体上的感光性树脂层,在60℃下加热处理3小时前后,上述临时支承体的与上述感光性树脂层相对的面的相反一侧的面相对于不锈钢的动摩擦系数的变化率为0%~10%。

Description

感光性转印材料、树脂图案的制造方法、电路配线的制造方法 以及感光性转印材料用临时支承体
技术领域
本发明涉及一种感光性转印材料、树脂图案的制造方法、电路配线的制造方法以及感光性转印材料用临时支承体。
背景技术
具备触摸面板(例如,静电电容型输入装置)的显示装置(例如,有机电致发光显示装置及液晶显示装置)在触摸面板内部具有图案状导电层。作为图案状导电层,例如,可以举出与视觉辨认部的传感器相当的电极图案及配线(例如,周边配线及引出配线)。
在图案状导电层的形成中,由于用于得到所需图案形状的工序数少,因此广泛采用使用感光性转印材料的方法(例如,专利文献1)。例如,可以通过使用感光性转印材料在基板上设置感光性树脂层,接着,通过对上述感光性树脂层具有期望图案的掩模进行曝光后,进行显影和蚀刻处理,从而形成图案状导电层。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2019-128445号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
在使用感光性转印材料形成图案的方法中,通过将感光性转印材料与粘附体(是指贴附在感光性转印材料的对象物(例如基板)。以下相同。)贴合,在粘附体上设置感光性树脂层。在感光性转印材料与粘附体的贴合中,感光性转印材料例如被贴附在粘附体的单面或双面上。为了提高图案的分辨率,有时会通过对由感光性转印材料与粘附体的贴合而得到的层叠体(以下,有时简称为“层叠体”。)进行加热和加压来去除存在于感光性转印材料与粘附体之间的气泡(以下,将通过加热和加压来去除气泡的处理称为“脱泡处理”。)。例如,在辊对辊(Roll to Roll)方式中,将通过感光性转印材料与粘附体的贴合而得到的层叠体卷绕成辊状后,对卷绕的层叠体实施脱泡处理。另一方面,如果对卷绕的层叠体实施脱泡处理,则上下重叠的层叠体与层叠体的粘接性增加,从而通过辊对辊方式再次输送卷绕的层叠体时的输送性降低。在将感光性转印材料贴附在粘附体的双面时,上下重叠的层叠体与层叠体的粘接性尤其增大。
本发明是鉴于上述情况而完成的。
本发明的一方式的目的在于提供一种对通过感光性转印材料与粘附体的贴合而得到的层叠体实施脱泡处理时抑制层叠体彼此之间的粘接的感光性转印材料。
本发明的另一方式的目的在于提供一种使用对通过感光性转印材料与粘附体的贴合而得到的层叠体实施脱泡处理时抑制层叠体彼此之间的粘接的感光性转印材料的树脂图案的制造方法。
本发明的另一方式的目的在于提供一种使用对通过感光性转印材料与粘附体的贴合而得到的层叠体实施脱泡处理时抑制层叠体彼此之间的粘接的感光性转印材料的电路配线的制造方法。
本发明的另一方式的目的在于提供一种用于对通过感光性转印材料与粘附体的贴合而得到的层叠体实施脱泡处理时抑制层叠体彼此之间的粘接的感光性转印材料的临时支承体。
用于解决技术课题的手段
本发明包括以下方式。
<1>一种感光性转印材料,其具有临时支承体以及上述临时支承体上的感光性树脂层,在60℃下加热处理3小时前后,上述临时支承体的与上述感光性树脂层相对的面的相反一侧的面相对于不锈钢的动摩擦系数的变化率为0%~10%。
<2>根据<1>所述的感光性转印材料,其中,在60℃下加热处理3小时前,上述临时支承体的与上述感光性树脂层相对的面的相反一侧的面相对于不锈钢的动摩擦系数为0.50以下。
<3>根据<1>或<2>所述的感光性转印材料,其中,在60℃下加热处理3小时前,上述临时支承体的与上述感光性树脂层相对的面的相反一侧的面相对于不锈钢的动摩擦系数为0.10以上。
<4>根据<1>至<3>中任一项所述的感光性转印材料,其中,上述临时支承体的平均厚度为20μm以下。
<5>根据<1>至<4>中任一项所述的感光性转印材料,其中,上述感光性树脂层的平均厚度为6μm以下。
<6>根据<1>至<5>中任一项所述的感光性转印材料,其中,上述临时支承体的雾度小于1.00%。
<7>根据<1>至<6>中任一项所述的感光性转印材料,其中,上述临时支承体的剥离力为0.05mN/mm以上。
<8>根据<1>至<7>中任一项所述的感光性转印材料,其中,上述临时支承体的与上述感光性树脂层相对的面的相反一侧的面的算术平均粗糙度Ra为10nm以下。
<9>一种树脂图案的制造方法,其依次包括如下工序:将<1>至<8>中任一项所述的感光性转印材料与基板贴合,在上述基板上配置感光性树脂层;对上述感光性树脂层进行图案曝光;以及将上述感光性树脂层显影而形成树脂图案。
<10>一种电路配线的制造方法,其依次包括如下工序:将<1>至<8>中任一项所述的感光性转印材料与具有导电层的基板贴合,在上述基板上配置感光性树脂层;对上述感光性树脂层进行图案曝光;将上述感光性树脂层显影而形成树脂图案;以及对位于未配置有上述树脂图案的区域的上述导电层进行蚀刻处理而形成电路配线。
<11>一种感光性转印材料用临时支承体,其中,在60℃下加热处理3小时前后相对于不锈钢的动摩擦系数的变化率为0%~10%。
发明效果
根据本发明的一方式,可以提供一种对通过感光性转印材料与粘附体的贴合而得到的层叠体实施脱泡处理时抑制层叠体彼此之间的粘接的感光性转印材料。
根据本发明的另一方式,可以提供一种使用对通过感光性转印材料与粘附体的贴合而得到的层叠体实施脱泡处理时抑制层叠体彼此之间的粘接的感光性转印材料的树脂图案的制造方法。
根据本发明的另一方式,可以提供一种使用对通过感光性转印材料与粘附体的贴合而得到的层叠体实施脱泡处理时抑制层叠体彼此之间的粘接的感光性转印材料的电路配线的制造方法。
根据本发明的另一方式,可以提供一种用于对通过感光性转印材料与粘附体的贴合而得到的层叠体实施脱泡处理时抑制层叠体彼此之间的粘接的感光性转印材料的临时支承体。
附图说明
图1是表示感光性转印材料的结构的一例的概略侧视图。
图2是表示触摸面板制造用掩模的图案的一例的概略俯视图。
图3是表示触摸面板制造用掩模的图案的另一例的概略俯视图。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行详细说明。本发明并不限于以下实施方式,可以在本发明的目的的范围内进行适当变更来实施。
在参考附图说明本发明的实施方式的情况下,对于在附图中重复的构成要素及符号,有时会省略说明。附图中由相同符号表示的构成要素意味着是相同的构成要素。附图中的尺寸比率不一定表示实际尺寸的比率。
在本发明中,用“~”表示的数值范围表示将记载于“~”前后的数值分别作为下限值和上限值而包含的范围。在本发明阶段性记载的数值范围内,以某一数值范围记载的上限值或下限值可以替换为其他阶段性记载的数值范围的上限值或下限值。并且,在本发明记载的数值范围内,以某一数值范围记载的上限值或下限值可以替换为实施例中示出的值。
在本发明中,当组合物中存在多个对应于各成分的物质时,除非另有说明,否则组合物中的各成分的量是指存在于组合物中的多个物质的总量。
在本发明中,术语“工序”不仅包含独立的工序,即使在无法与其他工序明确区别的情况下,只要能够实现工序所期望的目的,则也包含于本术语中。
在本发明中,“质量%”与“重量%”含义相同,“质量份”与“重量份”含义相同。
在本发明中,更优选的方式是组合2个以上的优选方式。
在本发明中,未记载取代及未经取代的基团(原子团)包含不具有取代基的基团及具有取代基的基团。例如,“烷基”这一表述不仅包含不具有取代基的烷基(即,未经取代烷基),还包含具有取代基的烷基(即,取代烷基)。
在本发明中,“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸、甲基丙烯酸、或者丙烯酸和甲基丙烯酸两者。
在本发明中,“(甲基)丙烯酰基”是指丙烯酰基、甲基丙烯酰基、或者丙烯酰基和甲基丙烯酰基两者。
在本发明中,“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、或者丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯两者。
在本发明中,“碱溶性”是指在22℃的液温下碳酸钠在水溶液(100g,碳酸钠的浓度:1质量%)中的溶解度为0.1g以上的性质。
在本发明中,化学结构式有时通过省略了氢原子的结构式来记载。
在本发明中,只要没有特别说明,“曝光”不仅包括使用光的曝光,还包括使用粒子束(例如,电子束和离子束)的描绘。作为曝光中使用的光,例如可以举出活性光线(还称为活性能量射线。)。作为活性光线,例如,可以举出汞灯的明线光谱、以准分子激光为代表的远紫外线、极紫外线(EUV(Extre me ultraviolet lithography:极紫外光刻)光)以及X射线。
在本发明中,除非另有说明,否则重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)是通过使用“TSKgel GMHxL”、“TSKgel G4000HxL”及“TSKgel G2000HxL”(均为由Tosoh Corporation制造的商品名)柱的凝胶渗透色谱(GPC:Gel Permeation Chromatography)分析装置,通过差示折射计检测THF(四氢呋喃)中的化合物,并使用聚苯乙烯作为标准物质换算的分子量。
在本发明中,“固体成分”是指从对象物的全部成分中去除溶剂而得的成分。
本发明中,序数词(例如,“第1”和“第2”)是用于区分构成要素的术语,并且不限制构成要素的数量和构成要素的优劣。
本发明中,标记于名称的符号(例如,“A”和“B”)是用于区分构成要素的符号,并且不限制构成要素的种类、构成要素的数量及构成要素的优劣。
在本发明中,除非另有说明,否则折射率是使用椭偏仪在波长550nm处测定出的值。
<感光性转印材料>
本发明所涉及的感光性转印材料具有临时支承体以及上述临时支承体上的感光性树脂层,在60℃下加热处理3小时前后,上述临时支承体的与上述感光性树脂层相对的面的相反一侧的面相对于不锈钢的动摩擦系数的变化率为0%~10%。根据本发明所涉及的感光性转印材料,对通过感光性转印材料与粘附体的贴合而得到的层叠体实施脱泡处理时可以抑制层叠体彼此之间的粘接。
本发明所涉及的感光性转印材料发挥上述效果的理由推测如下。本发明所涉及的感光性转印材料中的临时支承体能够形成通过感光性转印材料与粘附体的贴合而得到的层叠体的表层。例如,将本发明所涉及的感光性转印材料贴附到粘附体的单面或双面时,临时支承体形成得到的层叠体的单侧或双侧的表层。然后,在通过卷绕层叠体的方法将层叠体重叠时,在上下重叠的层叠体与层叠体的界面中,临时支承体的与感光性树脂层相对的面的相反一侧的面与在层叠方向上相邻的层叠体的表面接触。在上下重叠的层叠体与层叠体的界面中,例如,下侧层叠体中的临时支承体与上侧层叠体中的临时支承体接触,或者下侧层叠体中的临时支承体与上侧层叠体中的基板接触。在本发明所涉及的感光性转印材料中,通过使在60℃下加热处理3小时前后临时支承体的与感光性树脂层相对的面的相反一侧的面相对于不锈钢的动摩擦系数的变化率为0%~10%,能够抑制临时支承体的与感光性树脂层相对的面的相反一侧的面的摩擦特性在脱泡处理的前后发生变化。其结果,能够抑制上下重叠的层叠体与层叠体的界面处的粘接性因脱泡处理而增大。因此,根据本发明所涉及的感光性转印材料,对通过感光性转印材料与粘附体的贴合而得到的层叠体实施脱泡处理时可以抑制层叠体彼此之间的粘接。
《构成要素》
本发明所涉及的感光性转印材料具有临时支承体和上述临时支承体上的感光性树脂层。感光性树脂层可以直接或通过任意层层叠在临时支承体上。在本发明所涉及的感光性转印材料中,可以在感光性树脂层上层叠有任意层。作为任意层,例如可以举出后述的其他层。以下,具体说明本发明所涉及的感光性转印材料的构成要素。
[临时支承体]
本发明所涉及的感光性转印材料具有临时支承体。临时支承体是能够从感光性转印材料剥离的支承体。临时支承体至少可以支承感光性树脂层。临时支承体的结构可以是单层结构或多层结构。具有多层结构的临时支承体的层结构没有限制。具有多层结构的临时支承体可以具有涂覆层或功能层。作为具有多层结构的临时支承体,例如可以举出具有基材、涂覆层或功能层的临时支承体。作为基材,例如可以举出在下述“组成”项中说明的材料(例如,玻璃基板、树脂薄膜以及纸)。涂覆层是复盖任意层(例如基材)表面的一部分或全部的层。作为功能层,例如可以举出粘接层(密合层)、剥离层、滑动性赋予层、抗静电层、防止成分从支承体渗出的层、平滑性赋予层以及硬涂层。涂覆层可以是功能层。并且,具有多层结构的临时支承体通过涂布法或共挤出形成。
(动摩擦系数)
在60℃下加热处理3小时前后,临时支承体的与感光性树脂层相对的面的相反一侧的面相对于不锈钢的动摩擦系数的变化率为0%~10%。在本发明中,“临时支承体的与感光性树脂层相对的面”是指临时支承体的表面中朝向感光性树脂层的面。例如,在临时支承体与感光性树脂层相邻的情况下,临时支承体的与感光性树脂层相对的面是临时支承体的表面中与感光性树脂层接触的面。以下,有时将“临时支承体的与感光性树脂层相对的面”称为“第1面”。以下,有时将“临时支承体的与感光性树脂层相对的面的相反一侧的面”称为“第2面”。通过使临时支承体的第2面相对于不锈钢的动摩擦系数的变化率为0%~10%,在对通过感光性转印材料与粘附体的贴合而得到的层叠体实施脱泡处理时层叠体彼此之间的粘接得到抑制。上述动摩擦系数的变化率优选为8%以下,更优选为4%以下。
在将加热处理前动摩擦系数设为C1、加热处理后动摩擦系数设为C2时,动摩擦系数的变化率按照下式求出。在下式中,“|C2-C1|”表示C2与C1之差的绝对值。
式:动摩擦系数的变化率(%)=(|C2-C1|)/C1×100
通过按照“JIS K 7125(1999)”的方法,使用由TORAY INDUSTRIES,IN C.制造的滑动测试仪(200G-15C)来测定动摩擦系数。具体的测定方法如下所示。从临时支承体上准备2片长度为100mm、宽度为75mm的试验片。将第1片试验片在25℃、50%RH(相对湿度)的气氛下静放24小时。将第2片试验片在60℃气氛下静放3小时后,在25℃、50%RH(相对湿度)的气氛下静放24小时。在平滑的不锈钢板(SUS304)上,依次层叠试验片及滑动片(对试验片施加载荷的物体,质量:200g,底面积:50mm×50mm,底面形状:正方形)。在不锈钢上配置试验片时,使与临时支承体的第2面对应的试验片的表面与不锈钢表面接触。与试验片接触的不锈钢板的表面粗糙度Ra设为30μm以下。沿试验片的长度方向以100mm/分钟的速度取出试验片,测定试验片的移动所需的力。摩擦力分为在试验片开始滑动的临界点观测到的静摩擦力和在试验片滑动后的稳定区域观测到的动摩擦力。在本发明中,从图表读取动摩擦力R(g),并通过由“动摩擦系数μd=R(g)/200(g)”表示的式计算动摩擦系数。将进行3次上述测定而得到的测定值的平均作为本发明中规定的动摩擦系数。将使用第1片试验片得到的动摩擦系数设为“加热处理前的动摩擦系数(C1)”。将使用第2片试验片得到的动摩擦系数设为“加热处理后的动摩擦系数(C2)”。
从抑制层叠体彼此之间的粘接的观点出发,在60℃下加热处理3小时前,临时支承体的第2面相对于不锈钢的动摩擦系数优选为0.80以下,更优选为0.50以下,尤其优选为0.40以下。从输送性的观点出发,在60℃下加热处理3小时前,临时支承体的第2面相对于不锈钢的动摩擦系数优选为0.05以上,更优选为0.10以上,尤其优选为0.20以上。
作为调整临时支承体的第2面相对于不锈钢的动摩擦系数(包括动摩擦系数的变化率。以下,在本段落中相同。)的方法,可以利用公知的方法。临时支承体的第2面相对于不锈钢的动摩擦系数例如根据临时支承体的组成和临时支承体的表面粗糙度发生变化。例如,通过使用后述的蜡作为临时支承体的成分,可以调整临时支承体的第2面相对于不锈钢的动摩擦系数。并且,通过改变用作临时支承体的原料的树脂的组成,或者添加消光剂或无机填料作为临时支承体的成分,可以调整临时支承体的第2面相对于不锈钢的动摩擦系数。
与上述动摩擦系数相关的性质至少在临时支承体的第2面显现即可。临时支承体的第1面可以具有与上述临时支承体的第2面的性质相同的性质。
(雾度)
临时支承体的雾度优选小于1.00%,更优选为0.50%以下,尤其优选为0.25%以下。通过使临时支承体的雾度在上述范围内,能够提高经由临时支承体的感光性树脂层的曝光而形成的图案的分辨率。临时支承体的雾度的下限没有限制。在设定临时支承体的雾度的下限时,临时支承体的雾度在0%以上的范围内确定即可。在本发明中规定的临时支承体的雾度是加热处理前的临时支承体的雾度。
使用雾度计(例如,NDH-2000,NIPPON DENSHOKU INDUSTRIES Co.,Ltd.)通过按照“JIS K 7105”的方法测定临时支承体的雾度。
(剥离力)
临时支承体的剥离力优选为0.02mN/m以上,更优选为0.05mN/m以上,尤其优选为0.07mN/m以上。进而,临时支承体的剥离力优选为0.1mN/m以上,更优选为0.2mN/m以上,进一步优选为0.5mN/m以上,尤其优选为0.7mN/m以上。通过使临时支承体的剥离力在上述范围,能够增大感光性转印材料中与临时支承体相邻的层(例如感光性树脂层)与临时支承体的密合性。其结果,例如,在通过辊对辊方式再次输送卷绕的层叠体时,能够抑制因上下堆积的层叠体与层叠体的粘接引起的临时支承体的剥离。临时支承体的剥离力的上限没有限制。在设定临时支承体的剥离力的上限时,临时支承体的剥离力例如在10mN/m以下的范围内确定即可。临时支承体的剥离力的上限例如可以是5mN/m、2mN/m、或1mN/m。在本发明中规定的临时支承体的剥离力是加热处理前的临时支承体的剥离力。
临时支承体的剥离力通过以下方法来测定。测定装置使用Tensilon拉伸试验机(ORIENTEC CORPORATION,型号名:“RTM500”)。使用刀具将感光性转印材料切断成宽25mm、长80mm的矩形形状。将得到的试验片的长度方向沿着铅垂方向(重力方向)固定。在固定的试验片中剥离临时支承体的下方前端部。用Tensilon拉伸试验机的卡盘(是指用于夹持试验片的夹具。)夹持剥离的临时支承体的前端部。使夹持着临时支承体前端部的卡盘以100mm/分钟的拉伸速度向上(即,与铅垂方向相反一侧的方向)移动,测定将临时支承体剥离180度时的力(粘结力)。其中,测定开始后,忽略最初30mm长度的测定值。将从临时支承体的剥离开始到剥离结束期间测定的力进行平均而得到的值用作粘结力。通过将粘结力除以试验片的宽度(25mm),求出临时支承体的剥离力(mN/mm)。
(粗糙度)
临时支承体的第2面的算术平均粗糙度Ra优选为10nm以下,更优选为6nm以下,尤其优选为4nm以下。算术平均粗糙度Ra的下限没有限制。当设定算术平均粗糙度Ra的下限时,临时支承体的第2面的算术平均粗糙度Ra例如可以在0nm以上的范围内确定。
临时支承体的第1面的算术平均粗糙度Ra没有限制。也可以在上述临时支承体的第2面的算术平均粗糙度Ra的范围内调整临时支承体的第1面的算术平均粗糙度Ra。
算术平均粗糙度Ra通过以下方法来测定。使用三维光学轮廓仪(New View7300,Zygo公司),在以下条件下得到测定对象物的表面轮廓。作为测定及分析软件,使用MetroPro ver8.3.2的微处理应用程序(Microscope Application)。接着,使用上述软件显示Surface Map画面,在Surface Map画面中得到直方图数据。根据得到的直方图数据,得到测定对象物的表面的算术平均粗糙度Ra。另外,在测定对象物的表面与其他层的表面接触的情况下,测定通过从其他层剥离测定对象物而露出的测定对象物的表面的算术平均粗糙度Ra即可。
(厚度)
从提高经由临时支承体的感光性树脂层的曝光而形成的图案的分辨率的观点出发,临时支承体的平均厚度优选为20μm以下,更优选为18μm以下,尤其优选为16μm以下。从耐热性、处理容易性及通用性的观点出发,临时支承体的平均厚度优选为5μm以上,更优选为10μm以上。
临时支承体的平均厚度通过以下方法来测定。使用扫描型电子显微镜(SEM),观察与临时支承体的主表面垂直的方向(即,厚度方向)的截面。根据得到的观察图像,测定10点临时支承体的厚度。通过对测定值进行算术平均,求出临时支承体的平均厚度。另外,上述测定方法不限于具有单层结构的临时支承体,也适用于具有多层结构的临时支承体。
(透光性)
临时支承体优选具有透光性。由于临时支承体具有透光性,因此在曝光感光性树脂层时,能够通过临时支承体曝光感光性树脂层。在本发明中,“具有透光性”是指在图案曝光中使用的波长的光的透射率为50%以上。在临时支承体中,从提高感光性树脂层的曝光灵敏度的观点出发,在图案曝光中使用的波长(优选波长365nm)的光的透射率优选为60%以上,更优选为70%以上。在本发明中,“透射率”是指穿过作为测定对象的层而射出的出射光的强度相对于在与作为测定对象的层的主表面垂直的方向(即,厚度方向)上射入光时的入射光的强度的比率。透射率使用由Otsuka Electronics Co.,Ltd.制造的MCPD Series来测定。
(组成)
作为临时支承体,例如可以举出玻璃基板、树脂薄膜以及纸。从强度、挠性以及透光性的观点出发,临时支承体优选为树脂薄膜。
作为树脂薄膜,例如,可以举出聚对苯二甲酸乙二酯薄膜(即,PET薄膜)、三乙酸纤维素薄膜、聚苯乙烯薄膜及聚碳酸酯薄膜。树脂薄膜优选为PET薄膜,更优选为双轴延伸PET薄膜。
作为临时支承体,例如,可以举出膜厚16μm的双轴延伸聚对苯二甲酸乙二酯薄膜、膜厚12μm的双轴延伸聚对苯二甲酸乙二酯薄膜、以及膜厚9μm的双轴延伸聚对苯二甲酸乙二酯薄膜。
临时支承体优选含有蜡。通过使临时支承体含有蜡,能够抑制低聚物之类的成分在临时支承体的表面析出,因此能够抑制临时支承体的表面相对于不锈钢的动摩擦系数在加热前后发生变化。从与上述相同的观点出发,临时支承体优选具有含有蜡的层,更优选具有含有蜡的表层(涂覆层)。
作为蜡,可以使用公知的蜡。作为蜡,例如可以举出天然蜡及合成蜡。
作为天然蜡,例如可以举出植物系蜡(例如,巴西棕榈蜡、小烛树蜡及木蜡)、石油系蜡(例如,石蜡及微晶蜡)、矿物系蜡(例如,褐煤蜡)、动物系蜡(例如,蜂蜡及羊毛脂)等。
作为合成蜡,例如可以举出烯烃系蜡(例如,聚乙烯蜡及聚丙烯蜡)、合成烃系蜡(例如,费托蜡)、氢化蜡(例如,固化蓖麻油、固化蓖麻油衍生物)。作为合成蜡,例如,还可以举出硬脂酸、油酸、芥酸、月桂酸、山嵛酸、十六烷酸或己二酸的酯、酰胺、双酰胺、酮或金属盐、以及它们的衍生物。
蜡的分子量没有限制。从耐摩擦性的观点出发,蜡的分子量优选为100以上,更优选为300以上。从赋予滑动性的观点出发,蜡的分子量优选为5,000以下,更优选为3,000以下。当蜡具有分子量分布时,“蜡的分子量”是指蜡的重均分子量。
临时支承体可以单独含有1种蜡,也可以含有2种以上。
相对于临时支承体的总质量,蜡的含量优选为0.0001质量%以上,更优选为0.005质量%以上,尤其优选为0.001质量%以上。相对于临时支承体的总质量,蜡的含量优选为0.05质量%以下,更优选为0.03质量%以下,尤其优选为0.01质量%以下。通过使蜡含有率在上述范围内,能够抑制临时支承体的表面相对于不锈钢的动摩擦系数在加热前后发生变化。
(其他性质)
临时支承体(特别是树脂薄膜)例如优选没有变形(例如,褶皱)、划痕及缺陷。从通过临时支承体进行图案曝光时的图案形成性以及临时支承体的透明性的观点出发,优选临时支承体中所含的微粒、异物、缺陷及析出物的数量少。在临时支承体中,直径为1μm以上的微粒、异物及缺陷的数量优选为50个/10mm2以下,更优选为10个/10mm2以下,进一步优选为3个/10mm2以下,尤其优选为0个/10mm2
关于临时支承体的优选方式,例如,在日本特开2014-85643号公报的段落0017~段落0018、日本特开2016-27363号公报的段落0019~段落0026、国际公开第2012/081680号的段落0041~段落0057、国际公开第2018/179370号的段落0029~段落0040、及日本特开2019-101405号公报的段落0012~段落0032中有记载。这些公报的内容通过参考纳入本说明书中。
[感光性树脂层]
本发明所涉及的感光性转印材料具有感光性树脂层。感光性树脂层优选为通过曝光使曝光部对显影液的溶解性降低,并且通过显影去除非曝光部的负型感光性树脂层。但是,感光性树脂层不限于负型感光性树脂层,也可以是通过曝光提高曝光部对显影液的溶解性,并且通过显影去除曝光部的正型感光性树脂层。
在某一实施方式中,感光性树脂层优选含有聚合物A、聚合性化合物B及光聚合引发剂。在某一实施方式中,相对于上述感光性树脂层的总质量,感光性树脂层优选含有10质量%~90质量%的聚合物A、5质量%~70质量%的聚合性化合物B及0.01质量%~20质量%的光聚合引发剂。关于聚合物A、聚合性化合物B及光聚合引发剂,将在后面叙述。
(聚合物A)
感光性树脂层优选含有聚合物A。聚合物A优选为碱溶性高分子。碱溶性高分子包含容易溶解于碱物质的高分子。
从通过抑制显影液引起的感光性树脂层的溶胀而使分辨率更优异的观点出发,聚合物A的酸值优选为220mgKOH/g以下,更优选小于200mgKOH/g,尤其优选小于190mgKOH/g。酸值的下限没有限制。从显影性更优异的观点出发,聚合物A的酸值优选为60mgKOH/g以上,更优选为120mgKOH/g以上,进一步优选为150mgK0H/g以上,尤其优选为170mgKOH/g以上。聚合物A的酸值例如可以通过构成聚合物A的结构单元的种类、及含有酸基的结构单元的含量来调整。
在本发明中,酸值是中和1g试样所需的氢氧化钾的质量(mg)。在本发明中,酸值的单位记载为mgKOH/g。酸值例如可以由化合物中酸基的平均含量计算出。
聚合物A的重均分子量(Mw)优选为5,000~500,000。从提高分辨率及显影性的观点出发,优选将重均分子量设为500,000以下。聚合物A的重均分子量更优选为100,000以下,进一步优选为60,000以下,尤其优选为50,000以下。另一方面,从控制显影凝聚物的特性、边缘熔丝(edge fuse)性及切屑(cut chip)性的观点出发,优选将重均分子量设为5,000以上。聚合物A的重均分子量更优选为10,000以上,进一步优选为20,000以上,尤其优选为30,000以上。边缘熔丝性是指将感光性转印材料卷绕成辊状时,感光性树脂层从辊的端面溢出容易性的程度。切屑性是指用刀具切断未曝光膜时,芯片的飞溅容易程度。例如,如果芯片附着在感光性转印材料的表面,则在曝光工序中芯片会转印到掩模上,成为瑕疵品的原因。
聚合物A的分散度优选为1.0~6.0,更优选为1.0~5.0,进一步优选为1.0~4.0,尤其优选为1.0~3.0。在本发明中,分散度是重均分子量与数均分子量之比(重均分子量/数均分子量)。
从抑制曝光时的焦点位置偏移时的线宽变粗以及分辨率恶化的观点出发,聚合物A优选具有来源于具有芳香族烃基的单体的结构单元。
作为芳香族烃基,例如,可以举出取代或未取代的苯基以及取代或未取代的芳烷基。
相对于聚合物A的总质量,聚合物A中来源于具有芳香族烃基的单体的结构单元的含有比例优选为20质量%以上,更优选为30质量%以上,进一步优选为40质量%以上,尤其优选为45质量%以上,最优选为50质量%以上。来源于具有芳香族烃基的单体的结构单元的含有比例的上限没有限制。相对于聚合物A的总质量,聚合物A中来源于具有芳香族烃基的单体的结构单元的含有比例优选为95质量%以下,更优选为85质量%以下。另外,在感光性树脂层含有多种聚合物A的情况下,将来源于具有芳香族烃基的单体的结构单元的含有比例作为重量平均值来求出。
作为具有芳香族烃基的单体,例如,可以举出具有芳烷基的单体、苯乙烯及可聚合的苯乙烯衍生物(例如,甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、叔丁氧基苯乙烯、乙酰氧基苯乙烯、4-乙烯基苯甲酸、苯乙烯二聚体及苯乙烯三聚体)。具有芳香族烃基的单体优选为具有芳烷基的单体或苯乙烯。
作为芳烷基,可以举出取代或未取代的苯基烷基(苄基除外)及取代或未取代的苄基,优选取代或未取代的苄基。
作为具有苯基烷基的单体,例如,可以举出(甲基)丙烯酸苯基乙酯。
作为具有苄基的单体,可以举出具有苄基的(甲基)丙烯酸酯(例如,(甲基)丙烯酸苄酯及(甲基)丙烯酸氯苄酯)、具有苄基的乙烯基单体(例如,乙烯基苄基氯及乙烯基苄基醇)。具有苄基的单体优选为(甲基)丙烯酸苄酯。
在某一实施方式中,在聚合物A中来源于具有芳香族烃基的单体的结构单元为来源于(甲基)丙烯酸苄酯的结构单元的情况下,相对于聚合物A的总质量,聚合物A中来源于(甲基)丙烯酸苄酯单体的结构单元的含有比例优选为50质量%~95质量%,更优选为60质量%~90质量%,进一步优选为70质量%~90质量%,尤其优选为75质量%~90质量%。
在某一实施方式中,在聚合物A中来源于具有芳香族烃基的单体的结构单元为来源于苯乙烯的结构单元的情况下,相对于聚合物A的总质量,聚合物A中来源于苯乙烯的结构单元的含有比例优选为20质量%~60质量%,更优选为25~55质量%,进一步优选为30质量%~50质量%。另外,在感光性树脂层含有多种聚合物A的情况下,具有芳香族烃基的结构单元的含有率作为重量平均值来求出。
在某一实施方式中,具有来源于具有芳香族烃基的单体的结构单元的聚合物A优选为通过将具有芳香族烃基的单体与选自后述的第一单体和后述的第二单体中的至少一种聚合而得到的共聚物。所述共聚物具有来源于具有芳香族烃基的单体的结构单元、以及选自来源于第一单体的结构单元和来源于第二单体的结构单元中的至少一种。
聚合物A也可以是不具有来源于具有芳香族烃基的单体的结构单元的聚合物。不具有来源于具有芳香族烃基的单体的结构单元的聚合物A优选为通过将后述的第一单体(具有芳香族烃基的单体除外。)中的至少一种聚合而得到的聚合物,更优选为通过将后述的第一单体(具有芳香族烃基的单体除外。)中的至少一种与后述的第二单体(具有芳香族烃基的单体除外。)中的至少一种聚合而得到的共聚物。
在某一实施方式中,聚合物A优选为通过将后述的第一单体中的至少-种聚合而得到的聚合物,更优选为通过将后述的第一单体中的至少一种与后述的第二单体中的至少一种聚合而得到的共聚物。上述共聚物具有来源于第一单体的结构单元和来源于第二单体的结构单元。
第一单体是分子中具有羧基和聚合性不饱和基团的单体。第一单体也可以是分子中不具有芳香族烃基的单体。作为第一单体,例如,可以举出(甲基)丙烯酸、富马酸、肉桂酸、巴豆酸、衣康酸、4-乙烯基苯甲酸、马来酸酐及马来酸半酯。第一单体优选为(甲基)丙烯酸。
相对于聚合物A的总质量,聚合物A中来源于第一单体的结构单元的含有比例优选为5质量%~50质量%,更优选为10质量%~40质量%,尤其优选为15质量%~30质量%。
第二单体是非酸性且分子中具有至少一个聚合性不饱和基团的单体。第二单体也可以是分子中不具有芳香族烃基的单体。作为第二单体,例如,可以举出(甲基)丙烯酸酯化合物、乙烯醇的酯化合物及(甲基)丙烯腈。在本发明中,“(甲基)丙烯腈”包含丙烯腈、甲基丙烯腈、或丙烯腈和甲基丙烯腈两者。
作为(甲基)丙烯酸酯化合物,例如,可以举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸环己酯及(甲基)丙烯酸2-乙基己酯。
作为乙烯醇的酯化合物,例如,可以举出乙酸乙烯酯。
第二单体优选为选自(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯及(甲基)丙烯酸正丁酯中的至少一种,更优选为(甲基)丙烯酸甲酯。
相对于聚合物A的总质量,聚合物A中来源于第二单体的结构单元的含有比例优选为5质量%~60质量%,更优选为15质量%~50质量%,尤其优选为20质量%~45质量%。
从抑制曝光时的焦点位置偏移时的线宽变粗以及分辨率恶化的观点出发,聚合物A优选含有选自来源于具有芳烷基的单体的结构单元、以及来源于苯乙烯的结构单元中的至少一种。例如,聚合物A优选为选自含有来源于甲基丙烯酸的结构单元、来源于甲基丙烯酸苄酯的结构单元和来源于苯乙烯的结构单元的共聚物、以及含有来源于甲基丙烯酸的结构单元、来源于甲基丙烯酸甲酯的结构单元、来源于甲基丙烯酸苄酯的结构单元和来源于苯乙烯的结构单元的共聚物中的至少一种。
在某一实施方式中,聚合物A优选为含有25质量%~60质量%的来源于具有芳香族烃基的单体的结构单元、20质量%~55质量%的来源于第一单体的结构单元、以及15质量%~55质量%的来源于第二单体的结构单元的聚合物。聚合物A更优选为含有25质量%~40质量%的来源于具有芳香族烃基的单体的结构单元、20质量%~35质量%的来源于第一单体的结构单元、以及15质量%~45质量%的来源于第二单体的结构单元的聚合物。
在某一实施方式中,聚合物A优选为含有70质量%~90质量%的来源于具有芳香族烃基的单体的结构单元、以及10质量%~25质量%的来源于第一单体的结构单元的聚合物。
重合体(A)也可以在侧链具有支链结构或脂环结构。通过使用含有在侧链具有支链结构的基团的单体、或者含有在侧链具有脂环结构的基团的单体,能够在聚合物(A)的侧链导入支链结构或脂环结构。
作为含有在侧链具有支链结构的基团的单体,例如,可以举出(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸叔戊酯、(甲基)丙烯酸仲戊酯、(甲基)丙烯酸2-辛酯、(甲基)丙烯酸3-辛酯及(甲基)丙烯酸叔辛酯。上述化合物中,优选(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸异丁酯或甲基丙烯酸叔丁酯,更优选甲基丙烯酸异丙酯或甲基丙烯酸叔丁酯。
作为含有在侧链具有脂环结构的基团的单体,例如,可以举出具有碳原子数为5个~20个脂环式烃基的(甲基)丙烯酸酯。作为上述化合物的具体例,可以举出(甲基)丙烯酸(双环〔2.2.1〕庚基-2)、(甲基)丙烯酸-1-金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸-2-金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸-3-甲基-1-金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸-3,5-二甲基-1-金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸-3-乙基金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸-3-甲基-5-乙基-1-金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸-3,5,8-三乙基-1-金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸-3,5-二甲基-8-乙基-1-金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸2-甲基-2-金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸2-乙基-2-金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸3-羟基-1-金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸八氢-4,7-甲基茚-5-基、(甲基)丙烯酸八氢-4,7-甲基茚-1-基甲基、(甲基)丙烯酸-1-甲基、(甲基)丙烯酸三环癸烷、(甲基)丙烯酸-3-羟基-2,6,6-三甲基-双环〔3.1.1〕庚酯、(甲基)丙烯酸-3,7,7-三甲基-4-羟基-双环〔4.1.0〕庚酯、(甲基)丙烯酸(降)冰片酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸-2,2,5-三甲基环己酯及(甲基)丙烯酸环己酯。上述化合物中,优选(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸(降)冰片酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸-1-金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸-2-金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸1-甲基或(甲基)丙烯酸三环癸烷,更优选(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸(降)冰片酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸-2-金刚烷基酯或(甲基)丙烯酸三环癸烷。
聚合物A的玻璃化转变温度(Tg)优选为30℃~135℃。在感光性树脂层中聚合物A的Tg为135℃以下,从而能够抑制曝光时的焦点位置偏移时的线宽变粗以及分辨率恶化。从上述观点出发,聚合物A的Tg更优选为130℃以下,进一步优选为120℃以下,尤其优选为110℃以下。并且,从提高耐边缘熔丝性的观点出发,聚合物A的Tg优选为30℃以上。从上述观点出发,聚合物A的Tg更优选为40℃以上,进一步优选为50℃以上,尤其优选为60℃以上,最优选为70℃以上。
聚合物A可以是市售品或合成品。聚合物A的合成例如优选通过在用溶剂(例如,丙酮、甲基乙基酮或异丙醇)稀释了上述至少一种单体的溶液中适量添加自由基聚合引发剂(例如,过氧化苯甲酰或偶氮异丁腈),然后通过加热搅拌来进行。并且,也有一边将混合物的一部分滴加到反应液中一边进行合成的情况。反应结束后,有时还加入溶剂,调整到所需浓度。作为合成方法,除了溶液聚合以外,还可以使用块状聚合、悬浮聚合或乳液聚合。
感光性树脂层可以单独含有1种聚合物A,也可以含有2种以上。在感光性树脂层含有2种以上的聚合物A的情况下,感光性树脂层优选含有具有来源于具有芳香族烃基的单体的结构单元的2种以上的聚合物A,或者含有具有来源于具有芳香族烃基的单体的结构单元的聚合物A和不具有来源于具有芳香族烃基的单体的结构单元的聚合物A。在后者情况下,相对于聚合物A的总质量,具有来源于具有芳香族烃基的单体的结构单元的聚合物A的含有比例优选为50质量%以上,更优选为70质量%以上,进一步优选为80质量%以上,尤其优选为90质量%以上。
相对于感光性树脂层的总质量,聚合物A的含有比例优选为10质量%~90质量%,更优选为30质量%~70质量%,尤其优选为40质量%~60质量%。从控制显影时间的观点出发,优选将聚合物A相对于感光性树脂层的含有比例设为90质量%以下。另一方面,从提高耐边缘熔丝性的观点出发,优选将聚合物A相对于感光性树脂层的含有比例设为10质量%以上。
(聚合性化合物B)
感光性树脂层优选含有具有聚合性基团的聚合性化合物B。在本发明中,“聚合性化合物”是指在聚合引发剂的作用下聚合的化合物。另外,聚合性化合物B是与上述聚合物A不同的化合物。
聚合性化合物B中的聚合性基团只要是参与聚合反应的基团就没有限制。作为聚合性化合物B中的聚合性基团,例如,可以举出含有烯属不饱和键的基团(例如,乙烯基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、苯乙烯基及马来酰亚胺基)、及阳离子性聚合性基团(例如,环氧基及氧杂环丁烷基)。聚合性基团优选为含有烯属不饱和键的基团(以下,有时称为“烯属不饱和基团”。),更优选为丙烯酰基或甲基丙烯酰基。
从感光性树脂层的感光性更优异的观点出发,聚合性化合物B优选为一分子中具有1个以上烯属不饱和基团的化合物(即,烯属不饱和化合物),更优选为一分子中具有2个以上烯属不饱和基团的化合物(即,多官能烯属不饱和化合物)。并且,从分辨率和剥离性更优异的观点出发,一分子的烯属不饱和化合物中所含的烯属不饱和基团的数量优选为6个以下,更优选为3个以下,尤其优选为2个以下。
烯属不饱和化合物优选为一分子中具有1个以上(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸酯化合物。
从感光性树脂层中的感光性、分辨率及剥离性的平衡更优异的观点出发,聚合性化合物B优选为选自一分子中具有2个烯属不饱和基团的化合物(即,2官能烯属不饱和化合物)及一分子中具有3个烯属不饱和基团的化合物(即,3官能烯属不饱和化合物)中的至少一种,更优选为一分子中具有2个烯属不饱和基团的化合物。
从感光性树脂层的剥离性优异的观点出发,在感光性树脂层中,2官能烯属不饱和化合物的含量相对于聚合性化合物B的含量的比例优选为60质量%以上,更优选为超过70质量%,尤其优选为90质量%以上。2官能烯属不饱和化合物相对于聚合性化合物B的含量的含有比例的上限没有限制,可以为100质量%。即,感光性树脂层中所含的聚合性化合物B也可以全部是2官能烯属不饱和化合物。
-聚合性化合物B1-
感光性树脂层优选含有在一分子中具有1个以上芳香环及2个烯属不饱和基团的聚合性化合物B1。聚合性化合物B1是上述聚合性化合物B中的一分子中具有1个以上芳香环的2官能烯属不饱和化合物。
从分辨率更优异的观点出发,在感光性树脂层中,聚合性化合物B1的含量相对于聚合性化合物B的含量的比例优选为40质量%以上,更优选为50质量%以上,进一步优选为55质量%以上,尤其优选为60质量%以上。聚合性化合物B1的含量相对于聚合性化合物B的含量的比例的上限没有限制。从剥离性的观点出发,聚合性化合物B1的含量相对于聚合性化合物B的含量的比例优选为99质量%以下,更优选为95质量%以下,进一步优选为90质量%以下,尤其优选为85质量%以下。
作为聚合性化合物B1中的芳香环,例如,可以举出芳香族烃环(例如,苯环、萘环及蒽环)、芳香族杂环(例如,噻吩环、呋喃环、吡咯环、咪唑环、三唑环及吡啶环)及它们的稠环。芳香环优选为芳香族烃环,更优选为苯环。另外,芳香环可以具有取代基。
从通过抑制显影液引起的感光性树脂层的溶胀来提高分辨率的观点出发,聚合性化合物B1优选具有双酚结构。作为双酚结构,例如,可以举出来源于双酚A(即,2,2-双(4-羟基苯基)丙烷)的双酚A结构、来源于双酚F(即,2,2-双(4-羟基苯基)甲烷)的双酚F结构、及来源于双酚B(即,2,2-双(4-羟基苯基)丁烷)的双酚B结构。双酚结构优选为双酚A结构。
作为具有双酚结构的聚合性化合物B1,例如,可以举出具有双酚结构和键合到上述双酚结构的两端的2个聚合性基团(优选(甲基)丙烯酰基)的化合物。各聚合性基团可以直接键合到双酚结构。各聚合性基团也可以通过1个以上的亚烷基氧基键合到双酚结构。加成在双酚结构的两端的亚烷基氧基优选为乙烯氧基或丙烯氧基,更优选为乙烯氧基。加成到双酚结构的亚烷基氧基的加成数量没有限制,但优选为每分子4个~16个,更优选为6个~14个。
关于具有双酚结构的聚合性化合物B1,记载于日本特开2016-224162号公报的段落0072~段落0080中。上述公报的内容通过参考纳入本说明书中。
聚合性化合物B1优选为具有双酚A结构的2官能烯属不饱和化合物,更优选为2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基聚烷氧基)苯基)丙烷。
作为2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基聚烷氧基)苯基)丙烷,例如,可以举出2,2-双(4-(甲基丙烯酰氧基二乙氧基)苯基)丙烷(FA-324M,Hitachi Chemical Co.,Ltd.)、2,2-双(4-(甲基丙烯酰氧基乙氧基丙氧基)苯基)丙烷、2,2-双(4-(甲基丙烯酰氧基五乙氧基)苯基)丙烷(BPE-500,SHIN-NAKAMURA CHEMICAL Co.,Ltd.)、2,2-双(4-(甲基丙烯酰氧基十乙氧基四丙氧基)苯基)丙烷(FA-3200MY,Hitachi Chemical Co.,Ltd.)、2,2-双(4-(甲基丙烯酰氧基十五乙氧基)苯基)丙烷(BPE-1300,SHIN-NAKAMURA CHEMICAL Co.,Ltd.)、2,2-双(4-(甲基丙烯酰氧基二乙氧基)苯基)丙烷(BPE-200,SHIN-NAKAMURA CHEMICAL Co.,Ltd.)、及乙氧基化(10)双酚A二丙烯酸酯(NK酯A-BPE-10,SHIN-NAKAMURA CHEMICAL Co.,Ltd.)。
作为聚合性化合物B1,还可以举出由下述通式(I)表示的化合物。
[化学式1]
Figure BDA0003871914850000211
通式(I)中,R1及R2分别独立地表示氢原子或甲基,A表示C2H4,B表示C3H6,n1及n3分别独立地为1~39的整数,n1+n3为2~40的整数,n2及n4分别独立地为0~29的整数,n2+n4为0~30的整数,-(A-O)-及-(B-O)-的重复单元的排列可以是随机的或嵌段的。嵌段情况下,-(A-O)-及-(B-O)-中的任一个可以是联苯基侧。n2+n4优选为0~10的整数,更优选为0~4的整数,进一步优选为0~2的整数,尤其优选为0。n1+n2+n3+n4优选为2~20的整数,更优选为2~16的整数,尤其优选为4~12的整数。
感光性树脂层可以单独含有1种聚合性化合物B1,也可以含有2种以上。
从分辨率更优异的观点出发,相对于感光性树脂层的总质量,感光性树脂层中的聚合性化合物B1的含有比例优选为10质量%以上,更优选为20质量%以上。聚合性化合物B1的含有比例的上限没有限制。从转印性及耐边缘熔丝性的观点出发,相对于感光性树脂层的总质量,感光性树脂层中的聚合性化合物B1的含有比例优选为70质量%以下,更优选为60质量%以下。
感光性树脂层也可以含有聚合性化合物B1、以及除聚合性化合物B1以外的聚合性化合物B。作为除聚合性化合物B1以外的聚合性化合物B,例如,可以举出单官能烯属不饱和化合物(即,一分子中具有1个烯属不饱和基团的化合物)、不具有芳香环的2官能烯属不饱和化合物(即,一分子中不具有芳香环且具有2个烯属不饱和基团的化合物)及3官能以上的烯属不饱和化合物(即,一分子中具有3个以上烯属不饱和基团的化合物)。
作为单官能烯属不饱和化合物,例如,可以举出(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸乙基己酯、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基琥珀酸酯、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯及(甲基)丙烯酸苯氧乙酯。
作为不具有芳香环的2官能烯属不饱和化合物,例如,可以举出亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯二(甲基)丙烯酸酯及三羟甲基丙烷二丙烯酸酯。
作为亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯,例如,可以举出三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯(A-DCP,SHIN-NAKAMURA CHEMICAL Co.,Ltd.)、三环癸烷二甲醇二甲基丙烯酸酯(DCP,SHIN-NAKAMURA CHEMICAL Co.,Ltd.)、1,9-壬二醇二丙烯酸酯(A-NOD-N,SHIN-NAKAMURACHEMICAL Co.,Ltd.)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(A-HD-N,SHIN-NAKAMURA CHEMICAL Co.,Ltd.)、乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,10-癸二醇二丙烯酸酯及新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯。
作为聚亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯,例如,可以举出聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯及聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯。
作为氨基甲酸酯二(甲基)丙烯酸酯,例如,可以举出环氧丙烷改性氨基甲酸酯二(甲基)丙烯酸酯、以及环氧乙烷和环氧丙烷改性氨基甲酸酯二(甲基)丙烯酸酯。作为市售品,例如,可以举出8UX-015A(Taisei Fine Chemic al Co.,Ltd.)、UA-32P(SHIN-NAKAMURACHEMICAL Co.,Ltd.)及UA-1100H(SHIN-NAKAMURA CHEMICAL Co.,Ltd.)。
作为3官能以上的烯属不饱和化合物,例如,可以举出二季戊四醇(三/四/五/六)(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇(三/四)(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯(例如,由SHIN-NAKAMURA CHEMICAL Co.,Ltd.制造的A-TMPT)、二三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、异氰脲酸三(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯以及它们的环氧烷改性物。在本发明中,“(三/四/五/六)(甲基)丙烯酸酯”是包含三(甲基)丙烯酸酯、四(甲基)丙烯酸酯、五(甲基)丙烯酸酯及六(甲基)丙烯酸酯的概念。在本发明中,“(三/四)(甲基)丙烯酸酯”是包含三(甲基)丙烯酸酯及四(甲基)丙烯酸酯的概念。
作为3官能以上的烯属不饱和化合物的环氧烷改性物,可以举出己内酯改性(甲基)丙烯酸酯化合物(例如,由Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造的KAYARAD(注册商标)DPCA-20及由SHIN-NAKAMURA CHEMICAL Co.,Ltd.制造的A-9300-1CL)、环氧烷改性(甲基)丙烯酸酯化合物(例如,由Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造的KAYARAD RP-1040、由SHIN-NAKAMURACHEMICAL Co.,Ltd.制造的ATM-35E、由SHIN-NAKAMURA CHEMICAL Co.,Ltd.制造的A-9300及由DAICEL-ALLNEX LTD.制造的EBECRYL(注册商标)135)、乙氧基化甘油三丙烯酸酯(例如,由SHIN-NAKAMURA CHEMICAL Co.,Ltd.制造的A-GLY-9E)、ARONIX(注册商标)TO-2349(TOAGOSEI CO.,LTD.)、ARONIX M-520(TOAGOSEICO.,LTD.)、ARONIX M-510(TOAGOSEI CO.,LTD.)及SR454(Arkema公司)。
作为除聚合性化合物B1以外的聚合性化合物B,还可以举出日本特开2004-239942号公报的段落0025~段落0030中记载的具有酸基的聚合性化合物。
在某一实施方式中,感光性树脂层优选含有聚合性化合物B1及3官能以上的烯属不饱和化合物,更优选含有聚合性化合物B1及2种以上3官能以上的烯属不饱和化合物。在上述实施方式中,聚合性化合物B1与3官能以上的烯属不饱和化合物的质量比([聚合性化合物B1的总质量]∶[3官能以上的烯属不饱和化合物的总质量])优选为1∶1~5∶1,更优选为1.2∶1~4∶1,尤其优选为1.5∶1~3∶1。在某一实施方式中,感光性树脂层优选含有聚合性化合物B1及2种以上3官能的烯属不饱和化合物。
聚合性化合物B的分子量(聚合性化合物B具有分子量分布时是指重均分子量(Mw)。)优选为200~3,000,更优选为280~2,200,尤其优选为300~2,200。
从分辨率及直线性的观点出发,感光性树脂层中的烯属不饱和化合物的含量Mm与聚合物A的含量Mb之比Mm/Mb的值优选为1.0以下,更优选为0.9以下,尤其优选为0.5以上且0.9以下。
并且,从固化性及分辨率的观点出发,感光性树脂层中的烯属不饱和化合物优选含有(甲基)丙烯酸化合物,更优选含有(甲基)丙烯酸酯化合物。
此外,从固化性、分辨率及直线性的观点出发,感光性树脂层中的烯属不饱和化合物含有(甲基)丙烯酸化合物,并且丙烯酸化合物相对于感光性树脂层中所含的上述(甲基)丙烯酸化合物的总质量的含量更优选为60质量%以下。
感光性树脂层可以单独含有1种聚合性化合物B,也可以含有2种以上。
相对于感光性树脂层的总质量,感光性树脂层中的聚合性化合物B的含有比例优选为10质量%~70质量%,更优选为20质量%~60质量%,尤其优选为20质量%~50质量%。
(任意成分)
感光性树脂层也可以含有除上述成分以外的成分(以下,有时称为“任意成分”。)。作为任意成分,可以举出光聚合引发剂、色素、表面活性剂及除上述成分以外的添加剂。
-光聚合引发剂-
感光性树脂层优选含有光聚合引发剂。光聚合引发剂是接受活性光线(例如,紫外线、可见光线及X射线)而引发聚合性化合物(例如,聚合性化合物B)聚合的化合物。
作为光聚合引发剂,没有限制,可以使用公知的光聚合引发剂。作为光聚合引发剂,例如,可以举出光自由基聚合引发剂及光阳离子聚合引发剂,优选光自由基聚合引发剂。
作为光自由基聚合引发剂,例如,可以举出具有肟酯结构的光聚合引发剂、具有α-氨基烷基苯酮结构的光聚合引发剂、具有g-羟基烷基苯酮结构的光聚合引发剂、具有酰基氧化膦结构的光聚合引发剂及具有N-苯基甘氨酸结构的光聚合引发剂。
从感光性、曝光部的视觉辨认性、非曝光部的视觉辨认性及分辨率的观点出发,感光性树脂层优选含有选自2,4,5-三芳基咪唑二聚体和2,4,5-三芳基咪唑二聚体的衍生物中的至少一种作为光自由基聚合引发剂。另外,2,4,5-三芳基咪唑二聚体及其衍生物中的2个2,4,5-三芳基咪唑结构可以相同,也可以不同。
作为2,4,5-三芳基咪唑二聚体的衍生物,例如,可以举出2-(邻氯苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体、2-(邻氯苯基)-4,5-二(甲氧基苯基)咪唑二聚体、2-(邻氟苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体、2-(邻甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体及2-(对甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体。
作为光自由基聚合引发剂,例如,还可以举出日本特开2011-95716号公报的段落0031~段落0042及日本特开2015-14783号公报的段落0064~段落0081中记载的聚合引发剂。
作为光自由基聚合引发剂,例如,可以举出二甲基氨基苯甲酸乙酯(DBE、CASNo.10287-53-3)、安息香甲醚、茴香基(p,p’-二甲氧基苄基)及二苯甲酮。
作为光自由基聚合引发剂的市售品,例如,可以举出TAZ-110(Midori KagakuCo.,Ltd.)、TAZ-111(Midori Kagaku Co.,Ltd.)、2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.及Hampford公司)、1-[4-(苯硫基)苯基]-1,2-辛二酮-2-(O-苯甲酰肟)(商品名:IRGACURE(注册商标)OXE-01,BASF公司)、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]乙酮-1-(O-乙酰肟)(商品名:[RGACURE OXE-02,BASF公司)、IRGACURE OXE-03(BASF公司)、IRGACURE OXE-04(BASF公司)、2-(二甲基氨基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮(商品名:Omnirad 379EG,IGMResins B.V.公司)、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉代丙烷-1-酮(商品名:Omnirad907,IGM Re sins B.V.公司)、2-羟基-1-{4-[4-(2-羟基-2-甲基丙酰基)苄基]苯基}-2-甲基丙烷-1-酮(商品名:Omnirad 127,IGM Resins B.V.公司)、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)丁酮-1(商品名:Omnirad 369,IGM Resins B.V.公司)、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮(商品名:Omnirad 1173,IGM Resins B.V.公司)、1-羟基环己基苯基酮(商品名:Omnirad 184,IGM Re sins B.V.公司)、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮(商品名:Omnirad 651,IGM Resins B.V.公司)、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(商品名:Omnirad TPO H,IGM Resins B.V.公司)、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦(商品名:Omnirad 819,IGM Resins B.V.公司)及肟酯系光聚合引发剂(商品名:Lunar 6,DKSHManagement Ltd.)。
光阳离子聚合引发剂(即,光产酸剂)是接受活性光线而产生酸的化合物。作为光阳离子聚合引发剂,优选对波长300nm以上、优选对波长300nm~450nm的活性光线敏感而产生酸的化合物。其中,光阳离子聚合引发剂的化学结构没有限制。并且,对于对波长300nm以上的活性光线不直接敏感的光阳离子聚合引发剂,只要是通过与增感剂并用而对波长300nm以上的活性光线敏感而产生酸的化合物,也可以优选与增感剂组合使用。
光阳离子聚合引发剂优选为产生pKa为4以下的酸的光阳离子聚合引发剂,更优选为产生pKa为3以下的酸的光阳离子聚合引发剂,尤其优选为产生pKa为2以下的酸的光阳离子聚合引发剂。pKa的下限没有限制。由光阳离子聚合引发剂产生的酸的pKa例如优选为-10.0以上。
作为光阳离子聚合引发剂,可以举出离子性光阳离子聚合引发剂及非离子性光阳离子聚合引发剂。
作为离子性光阳离子聚合引发剂,例如,可以举出鎓盐化合物(例如,二芳基碘盐化合物及三芳基锍盐化合物)及季铵盐化合物。
作为离子性光阳离子聚合引发剂,还可以举出日本特开2014-85643号公报的段落0114~段落0133中记载的离子性光阳离子聚合引发剂。
作为非离子性光阳离子聚合引发剂,例如,可以举出三氯甲基-s-三嗪化合物、重氮甲烷化合物、酰亚胺磺酸酯化合物及肟磺酸酯化合物。作为三氯甲基-s-三嗪化合物、重氮甲烷化合物及酰亚胺磺酸酯化合物,例如,可以举出日本特开2011-221494号公报的段落0083~段落0088中记载的化合物。并且,作为肟磺酸酯化合物,例如,可以举出国际公开第2018/179640号的段落0084~段落0088中记载的化合物。
感光性树脂层优选含有光自由基聚合引发剂,更优选含有选自2,4,5-三芳基咪唑二聚体及2,4,5-三芳基咪唑二聚体的衍生物中的至少一种。
感光性树脂层可以单独含有1种光聚合引发剂,也可以含有2种以上。
相对于感光性树脂层的总质量,感光性树脂层中的光聚合引发剂的含有比例优选为0.1质量%以上,更优选为0.5质量%以上,尤其优选为1.0质量%以上。光聚合引发剂的含有比例的上限没有限制。相对于感光性树脂层的总质量,光聚合引发剂的含有比例优选为10质量%以下,更优选为7质量%以下。
-色素-
从曝光部的视觉辨认性、非曝光部的视觉辨认性、显影后的图案视觉辨认性及分辨率的观点出发,感光性树脂层优选含有显色时的波长范围即400nm~780nm中的最大吸收波长为450nm以上,并且最大吸收波长通过酸、碱或自由基而变化的色素(以下,有时称为“色素N”。)。详细机理尚不清楚,但通过感光性树脂层含有色素N,与感光性树脂层相邻的层(例如,临时支承体及中间层)的密合性提高,分辨率更优异。
在本发明中,关于色素使用的术语“最大吸收波长通过酸、碱或自由基而变化”是指处于显色状态的色素通过酸、碱或自由基而脱色的方式、处于脱色状态的色素通过酸、碱或自由基而显色的方式及处于显色状态的色素变化为其他色相的显色状态的方式中的任一方式。
具体而言,色素N可以是通过曝光从脱色状态变化而显色的化合物,或者也可以是通过曝光从显色状态变化而脱色的化合物。在上述方式中,色素N也可以是通过曝光产生,并通过酸、碱或自由基的作用从而显色或脱色的状态发生变化的色素。并且,色素N也可以是通过曝光产生,并通过酸、碱或自由基而感光性树脂层内的状态(例如pH)发生变化,从而显色或脱色的状态发生变化的色素。另一方面,色素N也可以是不经曝光而直接接受酸、碱或自由基作为刺激,从而显色或脱色的状态发生变化的色素。
从曝光部的视觉辨认性、非曝光部的视觉辨认性及分辨率的观点出发,色素N优选为最大吸收波长通过酸或自由基而变化的色素,更优选为最大吸收波长通过自由基而变化的色素。
从曝光部的视觉辨认性、非曝光部的视觉辨认性及分辨率的观点出发,感光性树脂层优选含有最大吸收波长通过自由基而变化的色素及光自由基聚合引发剂这两者作为色素N。
从曝光部的视觉辨认性、非曝光部的视觉辨认性的观点出发,色素N优选为通过酸、碱或自由基而显色的色素。
作为色素N的显色机构的例子,可以举出以下方式,即,通过对含有光自由基聚合引发剂、光阳离子聚合引发剂(即,光产酸剂)或光产碱剂的感光性树脂层进行曝光,并且在由光自由基聚合引发剂、光阳离子聚合引发剂或光产碱剂产生的自由基、酸或碱的作用下,自由基反应性色素、酸反应性色素或碱反应性色素(例如无色色素)显色的方式。
在色素N中,从曝光部的视觉辨认性及非曝光部的视觉辨认性的观点出发,显色时的波长范围即400nm~780nm中的极大吸收波长优选为550nm以上,更优选为550nm~700nm,尤其优选为550~650nm。
并且,色素N也可以具有1个或2个以上的显色时的波长范围即400nm~780nm中的极大吸收波长。在色素N具有2个以上的显色时的波长范围即400nm~780nm中的极大吸收波长的情况下,2个以上的极大吸收波长中吸光度最高的极大吸收波长为450nm以上即可。
色素N的极大吸收波长是在大气气氛下,使用分光光度计(UV3100,SHIM ADZUCORPORATION)在400nm~780nm的范围内测定含有色素N的溶液(液温25℃)的透射光谱,然后通过检测光的强度变为极小的波长(极大吸收波长)来测定的。
作为通过曝光而显色或脱色的色素,例如可以举出无色化合物。作为通过曝光而脱色的色素,例如,可以举出无色化合物、二芳基甲烷系色素、噁嗪系色素、呫吨系色素、亚氨基萘醌系色素、偶氮甲碱系色素及蒽醌系色素。从曝光部的视觉辨认性及非曝光部的视觉辨认性的观点出发,色素N优选为无色化合物。
作为无色化合物,例如,可以举出具有三芳基甲烷骨架的无色化合物(三芳基甲烷系色素)、具有螺环吡喃骨架的无色化合物(螺环吡喃系色素)、具有荧烷骨架的无色化合物(荧烷系色素)、具有二芳基甲烷骨架的无色化合物(二芳基甲烷系色素)、具有罗丹明内酰胺骨架的无色化合物(罗丹明内酰胺系色素)、具有吲哚苯酞(indolylphthalide)骨架的无色化合物(吲哚苯酞系色素)及具有无色金胺(Auramine)骨架的无色化合物(无色金胺系色素)。无色化合物优选为三芳基甲烷系色素或荧烷系色素,更优选为具有三苯基甲烷骨架的无色化合物(三苯基甲烷系色素)或荧烷系色素。
从曝光部的视觉辨认性及非曝光部的视觉辨认性的观点出发,无色化合物优选具有内酯环、芦丁环或磺内酯环。通过使无色化合物中所含的内酯环、芦丁环或磺内酯环与由光自由基聚合引发剂产生的自由基或由光阳离子聚合引发剂产生的酸反应,能够使无色化合物变化为闭环状态而脱色,或者使无色化合物变化为开环状态而显色。无色化合物优选为具有内酯环、芦丁环或磺内酯环,并且内酯环、芦丁环或磺内酯环通过自由基或酸开环而显色的化合物,更优选为具有内酯环,并且内酯环通过自由基或酸开环而显色的化合物。
作为无色化合物的具体例,可以举出p,p’,p”-六甲基三氨基三苯基甲烷(无色结晶紫)、Pergascript Blue SRB(Ciba Geigy公司)、结晶紫内酯、孔雀石绿内酯、苯甲酰无色亚甲蓝、2-(N-苯基-N-甲基氨基)-6-(N-对甲苯基-N-乙基)氨基荧烷、2-苯胺基-3-甲基-6-(N-乙基-对甲苯胺基)荧烷、3,6-二甲氧基荧烷、3-(N,N-二乙基氨基)-5-甲基-7-(N,N-二苄基氨基)荧烷、3-(N-环己基-N-甲基氨基)-6-甲基-7-苯胺基荧烷、3-(N,N-二乙基氨基)-6-甲基-7-苯胺基荧烷、3-(N,N-二乙基氨基)-6-甲基-7-二甲苯基荧烷、3-(N,N-二乙基氨基)-6-甲基-7-氯荧烷、3-(N,N-二乙基氨基)-6-甲氧基-7-氨基荧烷、3-(N,N-二乙基氨基)-7-(4-氯苯胺基)荧烷、3-(N,N-二乙基氨基)-7-氯荧烷、3-(N,N-二乙基氨基)-7-苄基氨基荧烷、3-(N,N-二乙基氨基)-7,8-苯并荧烷、3-(N,N-二丁基氨基)-6-甲基-7-苯胺基荧烷、3-(N,N-二丁基氨基)-6-甲基-7-二甲苯基荧烷、3-哌啶基-6-甲基-7-苯胺基荧烷、3-吡咯烷基-6-甲基-7-苯胺基荧烷、3,3-双(1-乙基-2-甲基吲哚-3-基)苯酞、3,3-双(1-正丁基-2-甲基吲哚-3-基)苯酞、3,3-双(对二甲基氨基苯基)-6-二甲基氨基苯酞、3-(4-二乙基氨基-2-乙氧基苯基)-3-(1-乙基-2-甲基吲哚-3-基)-4-氮杂苯酞、3-(4-二乙基氨基苯基)-3-(1-乙基-2-甲基吲哚-3-基)苯酞及3’,6’-双(二苯基氨基)螺异苯并呋喃-1(3H),9’-[9H]呫吨-3-酮。
作为色素N,例如,还可以举出染料。作为染料的具体例,可以举出亮绿、乙基紫、甲基绿、结晶紫、碱性品红、甲基紫2B、奎宁红、玫瑰红、甲基黄、麝香草酚磺酞、二甲苯酚蓝、甲基橙、对甲基红、刚果红、苯并红紫(BenzoPurpurine)4B、g-萘基红、尼罗蓝2B、尼罗蓝A、甲基紫、孔雀石绿、副品红(Parafuchsin)、维多利亚纯蓝-萘磺酸盐、维多利亚纯蓝BOH(Hodogaya Chemical Co.,Ltd.)、油蓝#603(ORIENT CHEMICAL INDUSTRIES CO.,LTD.)、油粉红#312(ORIENT CHEMICAL INDUSTRIES CO.,LTD.)、油红5B(ORIENT CHEMICALINDUSTRIES CO.,LTD.)、二号苏丹红#308(ORIENT CHEMICAL INDUSTRIES CO.,LTD.)、油红OG(ORIENT CHEMICAL INDUSTRIES CO.,LTD.)、油红RR(ORIENT CHEMICAL INDUSTRIESCO.,LTD.)、油绿#502(ORIENT CHEMICAL INDUSTRIES CO.,LTD.)、Spilon Red BEHSpecial(Hodogaya Chemical Co.,Ltd.)、间甲酚紫、甲酚红、罗丹明B、罗丹明6G、磺基罗丹明B、金胺、4-对二乙基氨基苯基亚氨基萘醌、2-羧基苯胺基-4-对二乙基氨基苯基亚氨基萘醌、2-羧基硬脂基氨基-4-对N,N-双(羟乙基)氨基-苯基亚氨基萘醌、1-苯基-3-甲基-4-对二乙基氨基苯基亚氨基-5-吡唑啉酮及1-β-萘基-4-对二乙基氨基苯基亚氨基-5-吡唑啉酮。
从曝光部的视觉辨认性、非曝光部的视觉辨认性、显影后的图案视觉辨认性及分辨率的观点出发,色素N优选为最大吸收波长通过自由基而变化的色素,更优选为通过自由基而显色的色素。
色素N优选为无色结晶紫、结晶紫内酯、亮绿或维多利亚纯蓝-萘磺酸盐。
感光性树脂层可以单独含有1种色素N,也可以含有2种以上。
从曝光部的视觉辨认性、非曝光部的视觉辨认性、显影后的图案视觉辨认性及分辨率的观点出发,相对于感光性树脂层的总质量,色素N的含有比例优选为0.1质量%以上,更优选为0.1质量%~10质量%,进一步优选为0.1质量%~5质量%,尤其优选为0.1质量%~1质量%。
色素N的含有比例是指使感光性树脂层中所含的色素N的全部处于显色状态时的色素的含有比例。以下,以通过自由基而显色的色素为例,说明色素N的含有比例的定量方法。制备在甲基乙基酮(100mL)中分别溶解有色素(0.001g)及色素(0.01g)的2种溶液。向得到的各溶液中加入IRGACURE OXE-01(BASF公司)作为光自由基聚合引发剂后,通过照射365nm的光而产生自由基,使所有色素处于显色状态。接着,在大气气氛下,使用分光光度计(UV3100,SHIMADZU CORPORATION)测定液温为25℃的各溶液的吸光度,制作校准曲线。接着,将感光性树脂层(3g)溶解在甲基乙基酮中来代替色素,除此以外,通过与上述相同的方法测定使色素全部显色的溶液的吸光度。由得到的含有感光性树脂层的溶液的吸光度,根据校准曲线计算感光性树脂层中所含的色素的含量。
-表面活性剂-
从厚度均匀性的观点出发,感光性树脂层优选含有表面活性剂。作为表面活性剂,例如,可以举出阴离子性表面活性剂、阳离子性表面活性剂、非离子性(nonionic)表面活性剂及两性表面活性剂,优选非离子性表面活性剂。
作为非离子性表面活性剂,例如,可以举出聚氧乙烯高级烷基醚化合物、聚氧乙烯高级烷基苯基醚化合物、聚氧乙二醇的高级脂肪酸二酯化合物、硅酮系非离子性表面活性剂及氟系非离子性表面活性剂。
从分辨率更优异的观点出发,感光性树脂层优选含有氟系非离子性表面活性剂。认为是因为感光性树脂层含有氟系非离子性表面活性剂,从而抑制蚀刻液向感光性树脂层的渗透,减少侧面蚀刻。作为氟系非离子性表面活性剂的市售品,例如,可以举出Megafac(注册商标)F-551、F-552(DIC CORPORATION)及Megafac F-554(DIC CORPORATION)。
作为表面活性剂,例如,还可以举出国际公开第2018/179640号的段落0120~段落0125中记载的表面活性剂、日本专利第4502784号公报的段落0017中记载的表面活性剂及日本特开2009-237362号公报的段落0060~段落0071中记载的表面活性剂。
并且,作为表面活性剂,优选非离子系表面活性剂、氟系表面活性剂或硅酮系表面活性剂。
作为非离子系表面活性剂,可以举出甘油、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷及它们的乙氧基化物及丙氧基化物(例如,甘油丙氧基化物、甘油乙氧基化物等)、聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯油醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯、Pluronic(商品名)L10、L31、L61、L62、10R5、17R2、25R2(以上,由BASF公司制造)、Tetronic(商品名)304、701、704、901、904、150R1(以上,由BASF公司制造)、Solsperse(商品名)20000(以上,由Lubrizol JapanLimited制造)、NCW-101、NCW-1001、NCW-1002(以上,由FUJIFILM Wako Pure ChemicalCorporation制造)、PIONIN(商品名)D-6112、D-6112-W、D-6315(以上,由TAKEMOTO OIL&FATCo.,Ltd.制造)、OLFINEE1010、Surfynol 104、400、440(以上,由Nissin ChemicalIndustry Co.,Ltd.制造)等。
作为氟系表面活性剂的市售品,例如,可以举出Megafac(商品名)F-171、F-172、F-173、F-176、F-177、F-141、F-142、F-143、F-144、F-437、F-444、F-475、F-477、F-479、F-482、F-551-A、F-552、F-554、F-555-A、F-556、F-557、F-558、F-559、F-560、F-561、F-565、F-563、F-568、F-575、F-780、EXP、MFS-330、MFS-578、MFS-579、MFS-586、MFS-587、R-41、R-41-LM、R-01、R-40、R-40-LM、RS-43、TF-1956、RS-90、R-94、RS-72-K、DS-21(以上,由DIC CORPORATION制造)、Fluorad(商品名)FC430、FC431、FC171(以上,由Sumitomo 3M Limited制造)、Surflon(商品名)S-382、SC-101、SC-103、SC-104、SC-105、SC-1068、SC-381、SC-383、S-393、KH-40(以上,由AGC Inc.制造)、PolyFox(商品名)PF636、PF656、PF6320、PF6520、PF7002(以上,由OMNOVA公司制造)、Ftergent(商品名)710FL、710FM、610FM、601AD、601ADH2、602A、215M、245F、251、212M、250、209F、222F、208G、710LA、710FS、730LM、650AC、681、683(以上,由NEOS COMPANY LIMITED制造)等。
并且,氟系表面活性剂也可以优选使用包含具有含有氟原子的官能团的分子结构,并且加热时含有氟原子的官能团的部分被切断而氟原子挥发的丙烯酸系化合物。作为这种氟系表面活性剂,可以举出由DIC CORPORATION制造的Megafac(商品名)DS系列(化学工业日报(2016年2月22日)、日经产业新闻(2016年2月23日))、例如Megafac(商品名)DS-21。
并且,作为氟系表面活性剂,还优选使用具有氟化烷基或氟化亚烷基醚基的含氟原子的乙烯基醚化合物与亲水性乙烯基醚化合物的聚合物。
作为氟系表面活性剂,也可以使用嵌段聚合物。氟系表面活性剂还可以优选使用包含来源于具有氟原子的(甲基)丙烯酸酯化合物的结构单元、以及来源于具有2以上(优选5以上)亚烷基氧基(优选乙烯氧基、丙烯氧基)的(甲基)丙烯酸酯化合物的结构单元的含氟高分子化合物。
作为氟系表面活性剂,也可以使用在侧链具有烯属不饱和基团的含氟聚合物。可以举出Megafac(商品名)RS-101、RS-102、RS-718K、RS-72-K(以上,由DIC CORPORATION制造)等。
作为氟系表面活性剂,例如,可以使用具有碳原子数为7以上的直链状全氟烷基的化合物。其中,从提高环境适应性的观点出发,优选使用全氟辛酸(PFOA)或全氟辛烷磺酸(PFOS)的替代材料作为氟系表面活性剂。
作为硅酮系表面活性剂,可以举出由硅氧烷键构成的直链状聚合物以及在侧链或末端导入了有机基团的改性硅氧烷聚合物。
作为硅酮系表面活性剂的具体例,可以举出DOWSIL(商品名)8032 ADDITIVE、TORAY Silicone DC3PA、TORAY Silicone SH7PA、TORAY Silicone DC11 PA、TORAYSilicone SH21PA、TORAY Silicone SH28PA、TORAY Silicone SH2 9PA、TORAY SiliconeSH30PA、TORAY Silicone SH8400(以上,由Toray Dow Corning公司制造)以及X-22-4952、X-22-4272、X-22-6266、KF-351A、K354L、KF-355A、KF-945、KF-640、KF-642、KF-643、X-22-6191、X-22-4515、KF-6004、KP-341、KF-6001、KF-6002(以上,由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造)、F-4440、TSF-4300、TSF-4445、TSF-4460、TSF-4452(以上,由Momentiveperformance Materials Inc.制造)、BYK307、BYK323、BYK330(以上,由BYK Co.,LTD制造)等。
感光性树脂层可以单独含有1种表面活性剂,也可以含有2种以上。
相对于感光性树脂层的总质量,表面活性剂的含有比例优选为0.001质量%~10质量%,更优选为0.01质量%~3质量%。
-添加剂-
感光性树脂层除了上述成分以外,根据需要也可以含有公知的添加剂。作为添加剂,例如,可以举出热交联性化合物、自由基阻聚剂、增感剂、增塑剂、杂环状化合物、苯并三唑化合物、羧基苯并三唑化合物、除聚合物A以外的树脂及溶剂。感光性树脂层可以单独含有1种添加剂,也可以含有2种以上。
从得到的固化膜的强度以及得到的未固化膜的粘合性的观点出发,感光性树脂层优选含有热交联性化合物。另外,在本说明书中,后述的具有烯属不饱和基团的热交联性化合物不作为烯属不饱和化合物处理,而是作为热交联性化合物处理。
作为热交联性化合物,可以举出羟甲基化合物及封端异氰酸酯化合物。其中,从得到的固化膜的强度以及得到的未固化膜的粘合性的观点出发,优选封端异氰酸酯化合物。
封端异氰酸酯化合物由于与羟基和羧基反应,因此例如在聚合物A和/或烯属不饱和化合物具有羟基和羧基中的至少一者的情况下,所形成的膜的亲水性降低,将感光性树脂层固化而成的膜用作保护膜时的功能有被强化的倾向。
另外,封端异氰酸酯化合物是指“具有用封端剂保护异氰酸酯的异氰酸酯基(所谓的掩模)的结构的化合物”。
封端异氰酸酯化合物的解离温度没有特别限制,但优选为100℃~160℃,更优选为130℃~150℃。
封端异氰酸酯的解离温度是指“使用差示扫描热量计,通过DSC(Differe ntialscanning calorimetry:差示扫描量热法)分析测定时伴随封端异氰酸酯脱保护反应的吸热峰的温度”。
作为差示扫描热量计,例如,可以优选使用由Seiko Instruments Inc.制造的差示扫描热量计(型式:DSC6200)。其中,差示扫描热量计并不限定于此。
作为解离温度为100℃~160℃的封端剂,可以举出活性亚甲基化合物〔丙二酸二酯(丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、丙二酸二正丁酯、丙二酸二2-乙基己酯等)〕、肟化合物(甲醛肟、乙醛肟、乙酰肟、甲基乙基酮肟及环己酮肟等分子内具有由-C(=N-0H)-表示的结构的化合物)。
它们之中,作为解离温度为100℃~160℃的封端剂,例如从保存稳定性的观点出发,优选含有肟化合物。
例如从膜的脆性改良、与被转印体的密合力提高等观点出发,封端异氰酸酯化合物优选具有异氰脲酸酯结构。
具有异氰脲酸酯结构的封端异氰酸酯化合物例如通过将六亚甲基二异氰酸酯异氰脲酸酯化来保护而得到。
在具有异氰脲酸酯结构的封端异氰酸酯化合物中,从与不具有肟结构的化合物相比更容易使解离温度处于优选范围、且容易减少显影残渣的观点出发,优选使用肟化合物作为封端剂的具有肟结构的化合物。
封端异氰酸酯化合物可以具有聚合性基团。
作为聚合性基团,没有特别限制,可以使用公知的聚合性基团,优选自由基聚合性基团。
作为聚合性基团,可以举出(甲基)丙烯酰氧基、(甲基)丙烯酰胺基、苯乙烯基等烯属不饱和基团、以及缩水甘油基等具有环氧基的基团。
其中,作为聚合性基团,优选烯属不饱和基团,更优选(甲基)丙烯酰氧基,进一步优选丙烯酰氧基。
作为封端异氰酸酯化合物,可以使用市售品。
作为封端异氰酸酯化合物的市售品的例子,可以举出Karenz(注册商标)AOI-BM、Karenz(注册商标)MOI-BM、Karenz(注册商标)MOI-BP等(以上,由SHOWA DENKO K.K.制造)、封端型Duranate系列(例如,Duranate(注册商标)TPA-B80E、Duranate(注册商标)WT32-B75P等,由Asahi Kasei Chemicals Corporation制造)。
并且,作为封端异氰酸酯化合物,也可以使用下述结构的化合物。
[化学式2]
Figure BDA0003871914850000351
热交联性化合物可以单独使用1种,也可以使用2种以上。
在感光性树脂层含有热交联性化合物的情况下,相对于感光性树脂层的总质量,热交联性化合物的含量优选为1质量%~50质量%,更优选为5质量%~30质量%。
感光性树脂层可以含有自由基阻聚剂。作为自由基阻聚剂,例如,可以举出日本专利第4502784号公报的段落0018中记载的热聚合抑制剂。自由基阻聚剂优选为吩噻嗪、吩噁嗪或4-甲氧基苯酚。作为除上述以外的自由基阻聚剂,例如,可以举出萘胺、氯化亚铜、亚硝基苯基羟胺铝盐及二苯基亚硝胺。为了不损害感光性树脂层的灵敏度,优选使用亚硝基苯基羟胺铝盐作为自由基阻聚剂。
感光性树脂层可以含有苯并三唑化合物。作为苯并三唑化合物,例如,可以举出1,2,3-苯并三唑、1-氯-1,2,3-苯并三唑、双(N-2-乙基己基)氨基亚甲基-1,2,3-苯并三唑、双(N-2-乙基己基)氨基亚甲基-1,2,3-甲苯基三唑及双(N-2-羟乙基)氨基亚甲基-1,2,3-苯并三唑。
感光性树脂层可以含有羧基苯并三唑化合物。作为羧基苯并三唑化合物,例如,可以举出4-羧基-1,2,3-苯并三唑、5-羧基-1,2,3-苯并三唑、N-(N,N-二-2-乙基己基)氨基亚甲基羧基苯并三唑、N-(N,N-二-2-羟乙基)氨基亚甲基羧基苯并三唑及N-(N,N-二-2-乙基己基)氨基乙烯羧基苯并三唑。作为羧基苯并三唑化合物的市售品,例如,可以举出CBT-1(JOHOKU CHEMICAL CO.,LTD)。
相对于感光性树脂层的总质量,自由基阻聚剂、苯并三唑化合物及羧基苯并三唑化合物的总含量的比例优选为0.01质量%~3质量%,更优选为0.05质量%~1质量%。从赋予感光性树脂层保存稳定性的观点出发,优选将上述各成分的总含量的比例设为0.01质量%以上。另一方面,从维持灵敏度、抑制染料脱色的观点出发,优选将上述各成分的总含量的比例设为3质量%以下。
感光性树脂层可以含有增感剂。作为增感剂,没有限制,可以使用公知的增感剂。并且,作为增感剂,也可以使用染料和颜料。作为增感剂,例如,可以举出二烷基氨基二苯甲酮化合物、吡唑啉化合物、蒽化合物、香豆素化合物、呫吨酮化合物、噻吨酮化合物、吖啶酮化合物、噁唑化合物、苯并噁唑化合物、噻唑化合物、苯并噻唑化合物、三唑化合物(例如,1,2,4-三唑)、芪化合物、三嗪化合物、噻吩化合物、萘酰亚胺化合物、三芳基胺化合物及氨基吖啶化合物。
感光性树脂层可以单独含有1种增感剂,也可以含有2种以上。
在感光性树脂层含有增感剂的情况下,增感剂的含有比例可以根据目的而适当选择,但从提高对光源的灵敏度以及通过聚合速度和链转移的平衡提高固化速度的观点出发,相对于感光性树脂层的总质量,优选为0.01质量%~5质量%,更优选为0.05质量%~1质量%。
感光性树脂层也可以含有选自增塑剂及杂环状化合物中的至少一种。作为增塑剂及杂环状化合物,例如,可以举出国际公开第2018/179640号的段落0097~段落0103及段落0111~段落0118中记载的化合物。
感光性树脂层也可以含有除聚合物A以外的树脂。作为除聚合物A以外的树脂,可以举出丙烯酸树脂、苯乙烯-丙烯酸共聚物(其中,不限于苯乙烯含有率为40质量%以下的共聚物。)、聚氨酯树脂、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛、聚酰胺树脂、聚酯树脂、环氧树脂、聚缩醛树脂、多羟基苯乙烯树脂、聚酰亚胺树脂、聚苯并噁唑树脂、聚硅氧烷树脂、聚乙烯亚胺、聚烯丙胺及聚亚烷基二醇。
感光性树脂层可以含有溶剂。在通过不含溶剂的感光性树脂组合物形成感光性树脂层的情况下,有时在感光性树脂层中残留溶剂。关于溶剂将在后面叙述。
感光性树脂层也可以含有例如选自金属氧化物粒子、抗氧化剂、分散剂、酸增殖剂、显影促进剂、导电性纤维、热自由基聚合引发剂、热产酸剂、紫外线吸收剂、增稠剂、交联剂、有机沉淀抑制剂及无机沉淀抑制剂中的至少一种作为添加剂。关于添加剂,例如,记载于日本特开2014-85643号公报的段落0165~段落0184中。上述公报的内容通过参考纳入本说明书中。
(杂质等)
感光性树脂层也可以含有规定量的杂质。作为杂质的具体例,可以举出钠、钾、镁、钙、铁、锰、铜、铝、钛、铬、钴、镍、锌、锡、卤素及它们的离子。上述之中,卤化物离子、钠离子及钾离子容易作为杂质混入,因此优选设为下述含量。
感光性树脂层中的杂质的含量以质量基准计,优选为80ppm以下,更优选为10ppm以下,进一步优选为2ppm以下。感光性树脂层中的杂质的含量以质量基准计,可以设为1ppb以上或0.1ppm以上。
作为使杂质在上述范围内的方法,可以举出选择杂质含量少的原料作为感光性树脂层的原料、在形成感光性树脂层时防止杂质的混入、以及清洗制造设备去除杂质。通过这种方法,可以使杂质量在上述范围内。
杂质可以通过例如ICP(Inductively Coupled Plasma:电感耦合等离子体)发光分光分析法、原子吸收分光法或离子色谱法等公知的方法来定量。
感光性树脂层中的苯、甲醛、三氯乙烯、1,3-丁二烯、四氯化碳、氯仿、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺及己烷的含量优选较少。作为上述化合物在感光性树脂层中的含量,以质量基准计,优选为100ppm以下,更优选为2Oppm以下,进一步优选为4ppm以下。上述化合物在感光性树脂层中的含量,以质量基准计,可以设为10ppb以上或100ppb以上。上述化合物可以通过与上述金属杂质相同的方法抑制含量。并且,可以通过公知的测定法来定量。
从提高可靠性及层压性的观点出发,感光性树脂层中的水的含量优选为0.01质量%~1.0质量%,更优选为0.05质量%~0.5质量%。
(残留单体)
感光性树脂层有时含有与上述聚合物A的各结构单元对应的残留单体。
从图案化性及可靠性的观点出发,相对于聚合物A的总质量,残留单体的含量优选为5,000质量ppm以下,更优选为2,000质量ppm以下,进一步优选为500质量ppm以下。下限并没有特别限制,但优选为1质量ppm以上,更优选为10质量ppm以上。
从图案化性及可靠性的观点出发,相对于感光性树脂层的总质量,聚合物A的各结构单元的残留单体优选为3,000质量ppm以下,更优选为600质量ppm以下,进一步优选为100质量ppm以下。下限并没有特别限制,但优选为0.1质量ppm以上,更优选为1质量ppm以上。
通过高分子反应合成聚合物A时的单体的残留单体量也优选在上述范围内。例如,在羧酸侧链与丙烯酸缩水甘油酯反应合成聚合物A的情况下,优选使丙烯酸缩水甘油酯的含量在上述范围内。
残留单体的量可以通过液相色谱及气相色谱等公知的方法来测定。
(厚度)
感光性树脂层的平均厚度通常为0.1μm~300μm。感光性树脂层的平均厚度优选为0.5μm以上,更优选为1μm以上,进一步优选为3μm以上。通过使感光性树脂层的平均厚度在上述范围内,感光性树脂层和与感光性树脂层相邻的层(例如,临时支承体)之间的密合力变大。感光性树脂层的平均厚度优选为100μm以下,更优选为50μm以下,进一步优选为15μm以下,尤其优选为10μm以下,最优选为6μm以下。通过使感光性树脂层的平均厚度在上述范围内,能够提高感光性树脂层的显影性,提高分辨率。感光性树脂层的平均厚度通过按照临时支承体的平均厚度测定方法的方法来测定。
(透射率)
从密合性更优异的观点出发,在感光性树脂层中,波长365nm的光的透射率优选为10%以上,更优选为30%以上,尤其优选为50%以上。透射率的上限没有限制。在感光性树脂层中,波长365nm的光的透射率优选为99.9%以下。
(形成方法)
感光性树脂层的形成方法只要是能够形成含有上述成分的层的方法就没有限制。作为感光性树脂层的形成方法,例如,可以举出在临时支承体的表面涂布感光性树脂组合物,接着使感光性树脂组合物的涂膜干燥的方法。
作为感光性树脂组合物,例如,可以举出含有聚合物A、聚合性化合物B、任意成分及溶剂的组合物。为了调节感光性树脂组合物的粘度,使感光性树脂层的形成变得容易,感光性树脂组合物优选含有溶剂。
作为溶剂,只要是能够溶解或分散聚合物A、聚合性化合物B及任意成分的溶剂就没有限制,可以使用公知的溶剂。作为溶剂,例如,可以举出亚烷基二醇醚溶剂、亚烷基二醇醚乙酸酯溶剂、醇溶剂(例如,甲醇及乙醇)、酮溶剂(例如,丙酮及甲基乙基酮)、芳香族烃溶剂(例如,甲苯)、非质子性极性溶剂(例如,N,N-二甲基甲酰胺)、环状醚溶剂(例如,四氢呋喃)、酯溶剂、酰胺溶剂及内酯溶剂。
感光性树脂组合物优选含有选自亚烷基二醇醚溶剂及亚烷基二醇醚乙酸酯溶剂中的至少一种。感光性树脂组合物更优选含有选自亚烷基二醇醚溶剂及亚烷基二醇醚乙酸酯溶剂中的至少一种、以及选自酮溶剂及环状醚溶剂中的至少一种。感光性树脂组合物尤其优选含有选自亚烷基二醇醚溶剂及亚烷基二醇醚乙酸酯溶剂中的至少一种、酮溶剂以及环状醚溶剂。
作为亚烷基二醇醚溶剂,例如,可以举出乙二醇单烷基醚、乙二醇二烷基醚、丙二醇单烷基醚、丙二醇二烷基醚、二乙二醇二烷基醚、二丙二醇单烷基醚及二丙二醇二烷基醚。
作为亚烷基二醇醚乙酸酯溶剂,例如,可以举出乙二醇单烷基醚乙酸酯、丙二醇单烷基醚乙酸酯、二乙二醇单烷基醚乙酸酯及二丙二醇单烷基醚乙酸酯。
作为溶剂,可以使用国际公开第2018/179640号的段落0092~段落0094中记载的溶剂及日本特开2018-177889号公报的段落0014中记载的溶剂。这些内容通过参考纳入本说明书中。
感光性树脂组合物可以单独含有1种溶剂,也可以含有2种以上。
相对于感光性树脂组合物中的总固体成分100质量份,感光性树脂组合物中的溶剂的含有比例优选为50质量份~1,900质量份,更优选为100质量份~900质量份。
感光性树脂组合物的制备方法没有限制。作为感光性树脂组合物的制备方法,例如,可以举出预先制备将各成分溶解于溶剂中而得到的溶液,将得到的各溶液以规定比例混合,从而制备感光性树脂组合物的方法。感光性树脂组合物优选在形成感光性树脂层之前,使用孔径为0.2μm~30μm的过滤器进行过滤。
作为感光性树脂组合物的涂布方法没有限制,可以使用公知的方法。作为涂布方法,例如,可以举出狭缝涂布、旋转涂布、帘式涂布及喷墨涂布。
并且,感光性树脂层也可以通过将感光性树脂组合物涂布在后述的覆盖膜上并干燥来形成。
[其他层]
本发明所涉及的感光性转印材料可以具有上述层以外的层(以下,称为“其他层”。)。作为其他层,可以举出覆盖膜、热塑性树脂、中间层及对比度增强层(也称为折射率调整层。)。
(覆盖膜)
本发明所涉及的感光性转印材料也可以具有覆盖膜(也称为保护膜。)。根据覆盖膜,可以保护与覆盖膜接触的层(例如,感光性树脂层)的表面。
在某一实施方式中,感光性转印材料优选依次包含临时支承体、感光性树脂层及覆盖膜。在上述感光性转印材料中,感光性树脂层可以直接或通过任意层层叠在临时支承体上。在上述感光性转印材料中,覆盖膜可以直接或通过任意层层叠在感光性树脂层上。作为上述感光性转印材料中的任意层,例如可以举出后述的其他层。
在某一实施方式中,感光性转印材料优选具有覆盖膜,该覆盖膜与感光性树脂层的与临时支承体相对的面的相反一侧的面接触。
作为覆盖膜,例如可以举出树脂薄膜以及纸。从强度以及挠性的观点出发,覆盖膜优选为树脂薄膜。
作为树脂薄膜,例如,可以举出聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚对苯二甲酸乙二酯薄膜、三乙酸纤维素薄膜、聚苯乙烯薄膜及聚碳酸酯薄膜。树脂薄膜优选为聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜或聚对苯二甲酸乙二酯薄膜。
覆盖膜的厚度没有限制。覆盖膜的平均厚度优选为5μm~100μm,更优选为10μm~50μm,尤其优选为10μm~20μm。覆盖膜的平均厚度通过按照临时支承体的平均厚度测定方法的方法来测定。
从分辨率更优异的观点出发,覆盖膜的配置有感光性树脂层一侧的面(即,覆盖膜的表面中朝向感光性树脂层的面)的算术平均粗糙度Ra优选为0.3μm以下,更优选为0.1μm以下,尤其优选为0.05μm以下。通过使覆盖膜的配置有感光性树脂层一侧的面的算术平均粗糙度在上述范围内,感光性树脂层及所形成的树脂图案的厚度的均匀性提高。算术平均粗糙度Ra的下限没有限制。覆盖膜的配置有感光性树脂层一侧的面的算术平均粗糙度Ra优选为0.001μm以上。覆盖膜的配置有感光性树脂层一侧的面的算术平均粗糙度Ra通过按照上述“临时支承体”项中说明的算术平均粗糙度Ra测定方法的方法来测定。
(热塑性树脂层)
本发明所涉及的感光性转印材料可以具有热塑性树脂层。在某一实施方式中,感光性转印材料优选在临时支承体与感光性树脂层之间具有热塑性树脂层。这是因为,感光性转印材料在临时支承体与感光性树脂层之间具有热塑性树脂层,从而在贴合到基板的工序中对基板的追随性提高,抑制基板与感光性转印材料之间的气泡的混入,结果层间密合性提高。
-碱溶性树脂-
热塑性树脂层优选含有碱溶性树脂作为热塑性树脂。
作为碱溶性树脂,例如,可以举出丙烯酸树脂、聚苯乙烯树脂、苯乙烯-丙烯酸共聚物、聚氨酯树脂、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛、聚酰胺树脂、聚酯树脂、环氧树脂、聚缩醛树脂、多羟基苯乙烯树脂、聚酰亚胺树脂、聚苯并噁唑树脂、聚硅氧烷树脂、聚乙烯亚胺、聚烯丙胺及聚亚烷基二醇。
从显影性及与热塑性树脂层相邻的层的密合性的观点出发,碱溶性树脂优选为丙烯酸树脂。在此,“丙烯酸树脂”是指具有选自来源于(甲基)丙烯酸的结构单元、来源于(甲基)丙烯酸酯的结构单元及来源于(甲基)丙烯酰胺的结构单元中的至少一种的树脂。
在丙烯酸树脂中,相对于丙烯酸树脂的总质量,来源于(甲基)丙烯酸的结构单元、来源于(甲基)丙烯酸酯的结构单元及来源于(甲基)丙烯酰胺的结构单元的总含量的比例优选为50质量%以上。在丙烯酸树脂中,相对于丙烯酸树脂的总质量,来源于(甲基)丙烯酸的结构单元及来源于(甲基)丙烯酸酯的结构单元的总含量的比例优选为30质量%~100质量%,更优选为50质量%~100质量%。
并且,碱溶性树脂优选为具有酸基的聚合物。作为酸基,例如可以举出羧基、磺基、磷酸基及膦酸基,优选羧基。
从显影性的观点出发,碱溶性树脂优选酸值为60mgKOH/g以上的碱溶性树脂,更优选酸值为60mgKOH/g以上的含羧基丙烯酸树脂。酸值的上限没有限制。碱溶性树脂的酸值优选为200mgKOH/g以下,更优选为150mgKOH/g以下。
作为酸值为60mgKOH/g以上的含羧基丙烯酸树脂没有限制,可以从公知的树脂中适当选择使用。作为酸值为60mgKOH/g以上的含羧基丙烯酸树脂,例如,可以举出日本特开2011-95716号公报的段落0025中记载的聚合物中酸值为60mgKOH/g以上的含羧基丙烯酸树脂、日本特开2010-237589号公报的段落0033~段落0052中记载的聚合物中酸值为60mgKOH/g以上的含羧基丙烯酸树脂、以及日本特开2016-224162号公报的段落0053~段落0068中记载的粘合剂聚合物中酸值为60mgKOH/g以上的含羧基丙烯酸树脂。
相对于含羧基丙烯酸树脂的总质量,含羧基丙烯酸树脂中的具有羧基的结构单元的含有比例优选为5质量%~50质量%,更优选为10质量%~40质量%,尤其优选为12质量%~30质量%。
从显影性以及与热塑性树脂层相邻的层的密合性的观点出发,碱溶性树脂尤其优选为具有来源于(甲基)丙烯酸的结构单元的丙烯酸树脂。
碱溶性树脂可以具有反应性基团。反应性基团例如可以是能够加成聚合的基团。作为反应性基团,例如,可以举出烯属不饱和基团、缩聚性基团(例如,羟基及羧基)及加聚反应性基团(例如,环氧基及(封端)异氰酸酯基)。
碱溶性树脂的重均分子量(Mw)优选为1,000以上,更优选为1万~10万,尤其优选为2万~5万。
热塑性树脂层可以单独含有1种碱溶性树脂,也可以含有2种以上。
从显影性及与热塑性树脂层相邻的层的密合性的观点出发,相对于热塑性树脂层的总质量,碱溶性树脂的含有比例优选为10质量%~99质量%,更优选为20质量%~90质量%,进一步优选为40质量%~80质量%,尤其优选为50质量%~70质量%。
-色素-
热塑性树脂层优选含有显色时的波长范围即400nm~780nm中的最大吸收波长为450nm以上,且最大吸收波长通过酸、碱或自由基而变化的色素(以下,有时称为“色素B”。)。色素B的优选方式除了后述的方面以外,与上述色素N的优选方式相同。
从曝光部的视觉辨认性、非曝光部的视觉辨认性及分辨率的观点出发,色素B优选为最大吸收波长通过酸或自由基而变化的色素,更优选为最大吸收波长通过酸而变化的色素。
从曝光部的视觉辨认性、非曝光部的视觉辨认性及分辨率的观点出发,热塑性层优选含有最大吸收波长通过酸而变化的色素作为色素B、以及通过后述的光产生酸的化合物。
热塑性树脂层可以单独含有1种色素B,也可以含有2种以上。
从曝光部的视觉辨认性、非曝光部的视觉辨认性的观点出发,相对于热塑性树脂层的总质量,色素B的含有比例优选为0.2质量%以上,更优选为0.2质量%~6质量%,进一步优选为0.2质量%~5质量%,尤其优选为0.25质量%~3.0质量%。
在此,色素B的含有比例是指使热塑性树脂层中所含的色素B全部处于显色状态时的色素的含有比例。以下,以通过自由基而显色的色素为例,说明色素B的含有比例的定量方法。制备在甲基乙基酮(100mL)中分别溶解有色素(0.001g)及色素(0.01g)的2种溶液。向得到的各溶液中加入IRGACURE OXE-01(BASF公司)作为光自由基聚合引发剂后,通过照射365nm的光而产生自由基,使所有色素处于显色状态。接着,在大气气氛下,使用分光光度计(UV3100,SHIMADZU CORPORATION)测定液温为25℃的各溶液的吸光度,制作校准曲线。接着,将热塑性树脂层(0.1g)溶解在甲基乙基酮中来代替色素,除此以外,通过与上述相同的方法测定使色素全部显色的溶液的吸光度。由得到的含有热塑性树脂层的溶液的吸光度,根据校准曲线计算热塑性树脂层中所含的色素的量。
-通过光产生酸、碱或自由基的化合物-
热塑性树脂层也可以含有通过光产生酸、碱或自由基的化合物(以下,有时称为“化合物C”。)。化合物C优选为接受活性光线(例如,紫外线及可见光线)而产生酸、碱或自由基的化合物。作为化合物C,可以举出公知的光产酸剂、光产碱剂及光自由基聚合引发剂(光自由基产生剂)。化合物C优选为光产酸剂。
〔光产酸剂〕
从分辨率的观点出发,热塑性树脂层优选含有光产酸剂。作为光产酸剂,可以举出上述感光性树脂层中可以含有的光阳离子聚合引发剂,除了后述的方面以外,优选方式也相同。
从灵敏度及分辨率的观点出发,光产酸剂优选含有选自鎓盐化合物及肟磺酸酯化合物中的至少一种,从灵敏度、分辨率及密合性的观点出发,更优选含有肟磺酸酯化合物。
并且,光产酸剂也优选为具有以下结构的光产酸剂。
[化学式3]
Figure BDA0003871914850000441
〔光产碱剂〕
热塑性树脂层可以含有光产碱剂。作为光产碱剂,例如,可以举出2-硝基苄基环己基氨基甲酸酯、三苯甲醇、O-氨基甲酰羟基酰胺基、O-氨基甲酰肟、[[(2,6-二硝基苄基)氧基]羰基]环己胺、双[[(2-硝基苄基)氧基]羰基]己烷1,6-二胺、4-(甲基硫苯甲酰基)-1-甲基-1-吗啉代乙烷、(4-吗啉代苯甲酰基)-1-苄基-1-二甲基氨基丙烷、N-(2-硝基苄氧基羰基)吡咯烷、六氨合钴(III)三(三苯基甲基硼酸盐)、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮、2,6-二甲基-3,5-二乙酰-4-(2-硝基苯基)-1,4-二氢吡啶及2,6-二甲基-3,5-二乙酰-4-(2,4-二硝基苯基)-1,4-二氢吡啶。
〔光自由基聚合引发剂〕
热塑性树脂层可以含有光自由基聚合引发剂。作为光自由基聚合引发剂,例如,可以举出上述感光性树脂层可以含有的光自由基聚合引发剂,优选方式也相同。
热塑性树脂层可以单独含有1种化合物C,也可以含有2种以上。
从曝光部的视觉辨认性、非曝光部的视觉辨认性及分辨率的观点出发,相对于热塑性树脂层的总质量,化合物C的含有比例优选为0.1质量%~10质量%,更优选为0.5质量%~5质量%。
-增塑剂-
从分辨率、与热塑性树脂层相邻的层的密合性及显影性的观点出发,热塑性树脂层优选含有增塑剂。
增塑剂的分子量(对于低聚物或聚合物的分子量,是指重均分子量(Mw)。以下,在本段落中相同。)优选小于碱溶性树脂的分子量。增塑剂的分子量优选为200~2,000。
增塑剂只要是与碱溶性树脂相溶而表现可塑性的化合物就没有限制。从赋予可塑性的观点出发,增塑剂优选为分子中具有亚烷基氧基的化合物,更优选为聚亚烷基二醇化合物。增塑剂中所含的亚烷基氧基优选具有聚乙烯氧基结构或聚丙烯氧基结构。
从分辨率及保存稳定性的观点出发,增塑剂优选含有(甲基)丙烯酸酯化合物。从相溶性、分辨率及与热塑性树脂层相邻的层的密合性的观点出发,碱溶性树脂为丙烯酸树脂,且增塑剂更优选含有(甲基)丙烯酸酯化合物。
作为用作增塑剂的(甲基)丙烯酸酯化合物,例如,可以举出上述“聚合性化合物B”项中记载的(甲基)丙烯酸酯化合物。在感光性转印材料中热塑性树脂层与感光性树脂层直接接触配置的情况下,热塑性树脂层及感光性树脂层优选分别含有相同的(甲基)丙烯酸酯化合物。这是因为热塑性树脂层及感光性树脂层分别含有相同的(甲基)丙烯酸酯化合物,从而抑制层间的成分扩散,保存稳定性提高。
在热塑性树脂层含有(甲基)丙烯酸酯化合物作为增塑剂的情况下,从与热塑性树脂层相邻的层的密合性的观点出发,在曝光后的曝光部中(甲基)丙烯酸酯化合物也优选不聚合。
在某一实施方式中,从分辨率、与热塑性树脂层相邻的层的密合性及显影性的观点出发,用作增塑剂的(甲基)丙烯酸酯化合物优选为一分子中具有2个以上(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸酯化合物。
在某一实施方式中,用作增塑剂的(甲基)丙烯酸酯化合物优选为具有酸基的(甲基)丙烯酸酯化合物或氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物。
热塑性树脂层可以单独含有1种增塑剂,也可以含有2种以上。
从分辨率、与热塑性树脂层相邻的层的密合性及显影性的观点出发,相对于热塑性树脂层的总质量,增塑剂的含有比例优选为1质量%~70质量%,更优选为10质量%~60质量%,尤其优选为20质量%~50质量%。
-表面活性剂-
从厚度均匀性的观点出发,热塑性树脂层优选含有表面活性剂。作为表面活性剂,例如可以举出上述感光性树脂层可以含有的表面活性剂,优选方式也相同。
热塑性树脂层可以单独含有1种表面活性剂,也可以含有2种以上。
相对于热塑性树脂层的总质量,表面活性剂的含有比例优选为0.001质量%~10质量%,更优选为0.01质量%~3质量%。
-增感剂-
热塑性树脂层可以含有增感剂。作为增感剂,例如,可以举出上述感光性树脂层可以含有的增感剂。
热塑性树脂层可以单独含有1种增感剂,也可以含有2种以上。
从提高对光源的灵敏度、曝光部的视觉辨认性及非曝光部的视觉辨认性的观点出发,相对于热塑性树脂层的总质量,增感剂的含有比例优选为0.01质量%~5质量%,更优选为0.05质量%~1质量%。
-添加剂-
热塑性树脂层除了上述成分以外,根据需要也可以含有公知的添加剂。
并且,关于热塑性树脂层,记载于日本特开2014-85643号公报的段落0189~段落0193中。上述公报的内容通过参考纳入本说明书中。
-厚度-
热塑性树脂层的厚度没有限制。从与热塑性树脂层相邻的层的密合性的观点出发,热塑性树脂层的平均厚度优选为1μm以上,更优选为2μm以上。热塑性树脂层的平均厚度的上限没有限制。从显影性及分辨率的观点出发,热塑性树脂层的平均厚度优选为20μm以下,更优选为10μm以下,尤其优选为5μm以下。热塑性树脂层的平均厚度通过按照临时支承体的平均厚度测定方法的方法来测定。
-形成方法-
热塑性树脂层的形成方法只要是能够形成含有上述成分的层的方法就没有限制。作为热塑性树脂层的形成方法,例如,可以举出在临时支承体的表面涂布热塑性树脂组合物,使热塑性树脂组合物的涂膜干燥的方法。
作为热塑性树脂组合物,例如,可以举出含有上述成分的组合物。为了调节热塑性树脂组合物的粘度,使热塑性树脂层的形成变得容易,热塑性树脂组合物优选含有溶剂。
作为热塑性树脂组合物中所含的溶剂,只要是能够溶解或分散热塑性树脂层中所含的成分的溶剂就没有限制。作为溶剂,可以举出上述感光性树脂组合物可以含有的溶剂,优选方式也相同。
热塑性树脂组合物可以单独含有1种溶剂,也可以含有2种以上。
相对于热塑性树脂组合物中的总固体成分100质量份,热塑性树脂组合物中的溶剂的含有比例优选为50质量份~1,900质量份,更优选为100质量份~900质量份。
对于热塑性树脂组合物的制备及热塑性树脂层的形成,按照上述感光性树脂组合物的制备方法及感光性树脂层的形成方法进行即可。例如,可以预先制备将热塑性树脂层中所含的各成分溶解在溶剂中而得到的溶液,将得到的各溶液以规定的比例混合,从而制备热塑性树脂组合物,然后将得到的热塑性树脂组合物涂布在临时支承体的表面,使热塑性树脂组合物的涂膜干燥,从而形成热塑性树脂层。并且,也可以在后述的覆盖膜上形成感光性树脂层之后,在感光性树脂层的表面形成热塑性树脂层。
(中间层)
本发明所涉及的感光性转印材料优选在热塑性树脂层与感光性树脂层之间具有中间层。根据中间层,能够抑制形成多个层时以及保存时的成分的混合。
从显影性以及抑制涂布多个层时和涂布后保存时的成分的混合的观点出发,中间层优选为水溶性层。在本发明中,“水溶性”是指在液温为22℃的pH7.0的水100g中溶解度为0.1g以上。
作为中间层,例如,可以举出在日本特开平5-72724号公报中记载为“分离层”的具有氧阻断功能的氧阻断层。通过使中间层为氧阻断层,提高曝光时的灵敏度,降低曝光机的时间负荷,结果生产率提高。用作中间层的氧阻断层可以从公知的层中适当选择。用作中间层的氧阻断层优选为显示低氧透过性、分散或溶解于水或碱水溶液(22℃的碳酸钠的1质量%水溶液)中的氧阻断层。
中间层优选含有树脂。作为中间层中所含的树脂,例如,可以举出聚乙烯醇系树脂、聚乙烯吡咯烷酮系树脂、纤维素系树脂、丙烯酰胺系树脂、聚环氧乙烷系树脂、明胶、乙烯基醚系树脂、聚酰胺树脂以及它们的共聚物。中间层中所含的树脂优选为水溶性树脂。
从抑制多个层间成分的混合的观点出发,中间层中所含的树脂优选为与感光性树脂层中所含的聚合物A、以及热塑性树脂层中所含的热塑性树脂(碱溶性树脂)中的任一种都不同的树脂。
从阻氧性以及抑制涂布多个层时和涂布后保存时的成分的混合的观点出发,中间层优选含有聚乙烯醇,更优选含有聚乙烯醇及聚乙烯吡咯烷酮。
中间层可以单独含有1种树脂,也可以含有2种以上。
从阻氧性以及抑制涂布多个层时和涂布后保存时的成分的混合的观点出发,相对于中间层的总质量,中间层中的树脂的含有比例优选为50质量%~100质量%,更优选为70质量%~100质量%,进一步优选为80质量%~100质量%,尤其优选为90质量%~100质量%。
并且,中间层可以根据需要而含有添加剂。作为添加剂,例如可以举出表面活性剂。
中间层的厚度没有限制。中间层的平均厚度优选为0.1μm~5μm,更优选为0).5μm~3μm。通过使中间层的厚度在上述范围内,能够在不降低阻氧性的情况下抑制形成多个层时以及保存时的成分的混合,并且能够抑制显影时中间层的去除时间的增加。中间层的平均厚度通过按照临时支承体的平均厚度测定方法的方法来测定。
中间层的形成方法只要是能够形成含有上述成分的层的方法就没有限制。作为中间层的形成方法,例如,可以举出在热塑性树脂层或感光性树脂层的表面涂布中间层用组合物之后,使中间层用组合物的涂膜干燥的方法。
作为中间层用组合物,例如,可以举出含有树脂及任意添加剂的组合物。为了调节中间层用组合物的粘度,使中间层的形成变得容易,中间层用组合物优选含有溶剂。作为溶剂,只要是能够溶解或分散树脂的溶剂就没有限制。溶剂优选为选自水及水混溶性有机溶剂中的至少一种,更优选为水或水与水混溶性有机溶剂的混合溶剂。
作为水混溶性有机溶剂,例如,可以举出碳原子数为1~3的醇、丙酮、乙二醇及甘油。水混溶性有机溶剂优选碳原子数为1~3的醇,更优选为甲醇或乙醇。
(对比度增强层)
本发明所涉及的感光性转印材料可以具有对比度增强层。关于对比度增强层,例如,记载于国际公开第2018/179640号的段落0134及日本特开2014-85643号公报的段落0194~段落0196中。这些公报的内容通过参考纳入本说明书中。
[临时支承体、感光性树脂层及覆盖膜的关系]
对于本发明所涉及的感光性转印材料,优选将感光性树脂层固化而成的固化膜在120℃下的断裂伸长率为15%以上,临时支承体的感光性树脂层侧的表面的算术平均粗糙度Ra为50nm以下,覆盖膜的感光性树脂层侧的表面的算术平均粗糙度Ra为150nm以下。
并且,本发明所涉及的感光性转印材料优选满足下述式(R1)。
X×Y<1,500: 式(R1)
在此,上述式(R1)中,X表示将感光性树脂层固化而成的固化膜在120℃下的断裂伸长率的值(%),Y表示临时支承体的感光性树脂层侧的表面的算术平均粗糙度Ra的值(nm)。
X×Y更优选为750以下。
相对于将感光性树脂层固化而成的固化膜在23℃下的断裂伸长率,120℃下的断裂伸长率优选大2倍以上。
断裂伸长率使用通过超高压汞灯以120mJ/cm2曝光厚度20μm的感光性树脂层并固化后,用高压汞灯以400mJ/cm2进一步追加曝光,在145℃下加热30分钟后的固化膜,并通过拉伸试验进行测定。
并且,本发明所涉及的感光性转印材料优选满足下述式(R2)。
Y≤Z: 式(R2)
在此,上述式(R2)中,Y表示临时支承体的感光性树脂层侧的表面的算术平均粗糙度Ra的值(nm),Z表示覆盖膜的感光性树脂层侧的表面的算术平均粗糙度Ra的值(nm)。
《平均厚度》
感光性转印材料的平均厚度优选为5μm~55μm,更优选为10μm~50μm,尤其优选为20μm~40μm。感光性转印材料的平均厚度通过按照临时支承体的平均厚度测定方法的方法来测定。
《形状》
本发明所涉及的感光性转印材料的形状没有限制。从通用性及搬运性的观点出发,本发明所涉及的感光性薄膜的形状优选为辊状。通过卷绕感光性转印材料,能够将感光性转印材料的形状制成辊状。
《制造方法》
在本发明所涉及的感光性转印材料的制造方法中,例如,可以使用在上述“构成要素”项中说明的各层的形成方法。以下,参考图1说明感光性转印材料的制造方法的优选一例。其中,感光性转印材料的制造方法不限于以下说明的方法。
图1是表示感光性转印材料的结构的一例的概略侧视图。作为图1所示的感光性转印材料100的制造方法,例如,可以举出如下方法,该方法包括如下工序:通过在临时支承体10上涂布感光性树脂组合物而形成感光性树脂层12;以及在上述感光性树脂层12上配置覆盖膜14。在上述方法中,也可以根据需要使涂布在临时支承体10上的感光性树脂组合物干燥。作为干燥方法,没有限制,可以利用公知的干燥方法。
作为在感光性树脂层12上配置覆盖膜14的方法,例如,可以举出将覆盖膜14压接在感光性树脂层12上的方法。
经过以上工序,从而能够制造具有临时支承体10、感光性树脂层12及覆盖膜14的感光性转印材料100。所制造的感光性转印材料100也可以卷绕成辊状。辊状感光性转印材料100例如能够用于通过辊对辊方式与基板贴合的工序。
《用途》
本发明所涉及的感光性转印材料例如能够用于树脂图案的形成及电路配线的形成。其中,本发明所涉及的感光性转印材料的用途不限于上述用途。本发明的感光性转印材料可以优选用于需要利用光刻进行精密微细加工的各种用途。在将感光性树脂层图案化之后,可以将感光性树脂层作为被膜进行蚀刻,或者也可以进行以电镀为主体的电铸。本发明所涉及的感光性转印材料可以优选用于例如半导体封装、印刷电路板、传感器基板的各种配线形成用途、触摸面板、电磁波屏蔽材料、薄膜加热器之类的导电薄膜、液晶密封材料、微机电领域中的结构物的形成等用途。
本发明所涉及的感光性转印材料例如也可以用作配线保护膜用感光性转印材料。作为优选用作配线保护膜用感光性转印材料的感光性转印材料的层结构,例如可以举出以下(1)及(2)。
(1)临时支承体/感光性树脂层/折射率调整层/覆盖膜
(2)临时支承体/感光性树脂层/覆盖膜
以下,对优选用作配线保护膜用感光性转印材料的感光性转印材料的构成要素进行说明。其中,优选用作配线保护膜用感光性转印材料的感光性转印材料的构成要素不限于以下所示的构成要素。
[临时支承体]
作为临时支承体,例如可以举出上述“构成要素”项中说明的临时支承体。临时支承体的优选方式与在上述“构成要素”项中说明的临时支承体的优选方式相同。
[覆盖膜]
作为临时支承体,例如可以举出上述“构成要素”项中说明的覆盖膜。覆盖膜的优选方式与上述“构成要素”项中说明的覆盖膜的优选方式相同。
[感光性树脂层]
(碱溶性树脂)
感光性树脂层优选含有碱溶性树脂。
作为碱溶性树脂,例如,可以举出(甲基)丙烯酸树脂、苯乙烯树脂、环氧树脂、酰胺树脂、酰胺环氧树脂、醇酸树脂、酚醛树脂、酯树脂、聚氨酯树脂、通过环氧树脂与(甲基)丙烯酸反应而得到的环氧丙烯酸酯树脂、以及通过环氧丙烯酸酯树脂与酸酐反应而得到的酸改性环氧丙烯酸酯树脂。
作为碱溶性树脂的优选方式之一,从碱显影性及薄膜形成性优异的观点出发,可以举出(甲基)丙烯酸树脂。
另外,在本说明书中,(甲基)丙烯酸树脂是指具有来源于(甲基)丙烯酸化合物的结构单元的树脂。相对于(甲基)丙烯酸树脂的全部结构单元,来源于(甲基)丙烯酸化合物的结构单元的含量优选为50质量%以上,更优选为70质量%以上,进一步优选为90质量%以上。
(甲基)丙烯酸树脂可以仅由来源于(甲基)丙烯酸化合物的结构单元构成,也可以具有来源于除(甲基)丙烯酸化合物以外的聚合性单体的结构单元。即,相对于(甲基)丙烯酸树脂的全部结构单元,来源于(甲基)丙烯酸化合物的结构单元的含量的上限为100质量%以下。
作为(甲基)丙烯酸化合物,例如,可以举出(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺及(甲基)丙烯腈。
作为(甲基)丙烯酸酯,例如,可以举出(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸2,2,2-三氟乙酯以及(甲基)丙烯酸2,2,3,3-四氟丙酯,优选(甲基)丙烯酸烷基酯。
作为(甲基)丙烯酰胺,例如,可以举出二丙酮丙烯酰胺等丙烯酰胺。
作为(甲基)丙烯酸烷基酯,例如,可以举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯以及(甲基)丙烯酸十二烷基酯等具有碳原子数为1~12的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯。
作为(甲基)丙烯酸酯,优选具有碳原子数为1~4的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯,更优选(甲基)丙烯酸甲酯或(甲基)丙烯酸乙酯。
(甲基)丙烯酸树脂也可以具有除来源于(甲基)丙烯酸化合物的结构单元以外的结构单元。
作为形成上述结构单元的聚合性单体,只要是能够与(甲基)丙烯酸化合物共聚的除(甲基)丙烯酸化合物以外的化合物,就没有特别限制,例如,可以举出苯乙烯、乙烯基甲苯及α-甲基苯乙烯等可以在g位或芳香族环具有取代基的苯乙烯化合物、丙烯腈及乙烯基-正丁基醚等乙烯醇酯、马来酸、马来酸酐、马来酸单甲酯、马来酸单乙酯及马来酸单异丙酯等马来酸单酯、富马酸、肉桂酸、g-氰基肉桂酸、衣康酸、以及巴豆酸。
这些聚合性单体可以使用1种或组合2种以上使用。
并且,从使碱显影性更良好的观点出发,(甲基)丙烯酸树脂优选包含具有酸基的结构单元。作为酸基,例如,可以举出羧基、磺基、磷酸基及膦酸基。
其中,(甲基)丙烯酸树脂更优选包含具有羧基的结构单元,进一步优选具有来源于上述(甲基)丙烯酸的结构单元。
从显影性优异的观点出发,相对于(甲基)丙烯酸树脂的总质量,(甲基)丙烯酸树脂中的具有酸基的结构单元(优选来源于(甲基)丙烯酸的结构单元)的含量优选为10质量%以上。并且,上限值并没有特别限制,但从耐碱性优异的观点出发,优选为50质量%以下,更优选为40质量%以下。
并且,(甲基)丙烯酸树脂更优选具有来源于上述(甲基)丙烯酸烷基酯的结构单元。
相对于(甲基)丙烯酸树脂的全部结构单元,(甲基)丙烯酸树脂中的来源于(甲基)丙烯酸烷基酯的结构单元的含量优选为50质量%~90质量%,更优选为60质量%~90质量%,进一步优选为65质量%~90质量%。
作为(甲基)丙烯酸树脂,优选具有来源于(甲基)丙烯酸的结构单元及来源于(甲基)丙烯酸烷基酯的结构单元这两者的树脂,更优选仅由来源于(甲基)丙烯酸的结构单元及来源于(甲基)丙烯酸烷基酯的结构单元构成的树脂。
并且,作为(甲基)丙烯酸树脂,还优选具有来源于甲基丙烯酸的结构单元、来源于甲基丙烯酸甲酯的结构单元以及来源于丙烯酸乙酯的结构单元的丙烯酸树脂。
并且,从分辨率的观点出发,(甲基)丙烯酸树脂优选具有选自来源于甲基丙烯酸的结构单元及来源于甲基丙烯酸烷基酯的结构单元中的至少一种,优选具有来源于甲基丙烯酸的结构单元及来源于甲基丙烯酸烷基酯的结构单元这两者。
从分辨率的观点出发,相对于(甲基)丙烯酸树脂的全部结构单元,(甲基)丙烯酸树脂中的来源于甲基丙烯酸的结构单元及来源于甲基丙烯酸烷基酯的结构单元的总含量优选为40质量%以上,更优选为60质量%以上。上限没有特别限制,可以为100质量%以下,优选为80质量%以下。
并且,从分辨率的观点出发,(甲基)丙烯酸树脂还优选具有选自来源于甲基丙烯酸的结构单元及来源于甲基丙烯酸烷基酯的结构单元中的至少一种、以及选自来源于丙烯酸的结构单元及来源于丙烯酸烷基酯的结构单元中的至少一种。
从分辨率的观点出发,相对于来源于丙烯酸的结构单元及来源于丙烯酸烷基酯的结构单元的总含量,来源于甲基丙烯酸的结构单元及来源于甲基丙烯酸烷基酯的结构单元的总含量以质量比计优选为60/40~80/20。
从转印后的感光性树脂层的显影性优异的观点出发,(甲基)丙烯酸树脂优选在末端具有酯基。
另外,(甲基)丙烯酸树脂的末端部由来源于合成中使用的聚合引发剂的部位构成。在末端具有酯基的(甲基)丙烯酸树脂可以通过使用产生具有酯基的自由基的聚合引发剂来合成。
并且,从显影性的观点出发,碱溶性树脂例如优选为酸值60mgKOH/g以上的碱溶性树脂。
并且,例如从容易通过加热与交联成分热交联而形成牢固的膜的观点出发,碱溶性树脂更优选为具有酸值60mgKOH/g以上的羧基的树脂(所谓的含羧基树脂),进一步优选为具有酸值60mgKOH/g以上的羧基的(甲基)丙烯酸树脂(所谓的含羧基(甲基)丙烯酸树脂)。
碱溶性树脂为具有羧基的树脂时,例如通过添加封端异氰酸酯化合物等热交联性化合物进行热交联,能够提高三维交联密度。并且,具有羧基的树脂的羧基被无水化、疏水化时,湿热耐性可以得到改善。
作为酸值60mgKOH/g以上的含羧基(甲基)丙烯酸树脂,只要满足上述酸值的条件,就没有特别限制,可以从公知的(甲基)丙烯酸树脂中适当选择。
例如,可以优选使用日本特开2011-095716号公报的段落0025中记载的聚合物中酸值60mgKOH/g以上的含羧基丙烯酸树脂、日本特开2010-237589号公报的段落0033~0052中记载的聚合物中酸值60mgKOH/g以上的含羧基丙烯酸树脂等。
作为碱溶性树脂的其他优选方式,可以举出苯乙烯-丙烯酸共聚物。另外,在本说明书中,苯乙烯-丙烯酸共聚物是指具有来源于苯乙烯化合物的结构单元及来源于(甲基)丙烯酸化合物的结构单元的树脂,相对于上述共聚物的全部结构单元,来源于上述苯乙烯化合物的结构单元及来源于上述(甲基)丙烯酸化合物的结构单元的总含量优选为30质量%以上,更优选为50质量%以上。
并且,相对于上述共聚物的全部结构单元,来源于苯乙烯化合物的结构单元的含量优选为1质量%以上,更优选为5质量%以上,进一步优选为5质量%~80质量%。
并且,相对于上述共聚物的全部结构单元,来源于上述(甲基)丙烯酸化合物的结构单元的含量优选为5质量%以上,更优选为10质量%以上,进一步优选为20质量%~95质量%。
从得到的固化膜的透湿度及强度的观点出发,碱溶性树脂优选具有芳香环结构,更优选包含具有芳香环结构的结构单元。
作为形成具有芳香环结构的结构单元的单体,可以举出苯乙烯、叔丁氧基苯乙烯、甲基苯乙烯及g-甲基苯乙烯等苯乙烯化合物、以及(甲基)丙烯酸苄酯等。
其中,优选苯乙烯化合物,更优选苯乙烯。
并且,从得到的固化膜的透湿度及强度的观点出发,碱溶性树脂更优选具有由下述式(S)表示的结构单元(来源于苯乙烯的结构单元)。
[化学式4]
Figure BDA0003871914850000551
在碱溶性树脂包含具有芳香环结构的结构单元的情况下,从得到的固化膜的透湿度及强度的观点出发,相对于碱溶性树脂的全部结构单元,具有芳香环结构的结构单元的含量优选为5质量%~90质量%,更优选为10质量%~70质量%,进一步优选为20质量%~60质量%。
并且,从得到的固化膜的透湿度及强度的观点出发,相对于碱溶性树脂的全部结构单元,碱溶性树脂中的具有芳香环结构的结构单元的含量优选为5摩尔%~70摩尔%,更优选为10摩尔%~60摩尔%,进一步优选为20摩尔%~60摩尔%。
此外,从得到的固化膜的透湿度及强度的观点出发,相对于碱溶性树脂的全部结构单元,碱溶性树脂中的由上述式(S)表示的结构单元的含量优选为5摩尔%~70摩尔%,更优选为10摩尔%~60摩尔%,进一步优选为20摩尔%~60摩尔%,尤其优选为20摩尔%~50摩尔%。
另外,在本说明书中,以摩尔比规定“结构单元”的含量时,上述“结构单元”设为与“单体单元”含义相同。并且,在本说明书中,上述“单体单元”可以在聚合后通过高分子反应等进行修饰。以下也相同。
从显影残渣抑制性、得到的固化膜的强度以及得到的未固化膜的粘合性的观点出发,碱溶性树脂优选具有脂肪族烃环结构。即,碱溶性树脂优选包含具有脂肪族烃环结构的结构单元。其中,碱溶性树脂更优选具有2环以上的脂肪族烃环稠合而成的环结构。
作为构成具有脂肪族烃环结构的结构单元中的脂肪族烃环结构的环,可以举出三环癸烷环、环己烷环、环戊烷环、降冰片烷环及异硼环。
其中,从显影残渣抑制性、得到的固化膜的强度以及得到的未固化膜的粘合性的观点出发,优选2环以上的脂肪族烃环稠合而成的环,更优选四氢二环戊二烯环(三环[5.2.1.02,6]癸烷环)。
作为形成具有脂肪族烃环结构的结构单元的单体,可以举出(甲基)丙烯酸二环戊酯、(甲基)丙烯酸环己酯及(甲基)丙烯酸异冰片酯。
并且,从显影残渣抑制性、得到的固化膜的强度以及得到的未固化膜的粘合性的观点出发,碱溶性树脂更优选具有由下述式(Cy)表示的结构单元,更优选具有由上述式(S)表示的结构单元及由下述式(Cy)表示的结构单元。
[化学式5]
Figure BDA0003871914850000561
式(Cy)中,RM表示氢原子或甲基,RCy表示具有脂肪族烃环结构的1价基团。
式(Cy)中的RM优选为甲基。
从显影残渣抑制性、得到的固化膜的强度以及得到的未固化膜的粘合性的观点出发,式(Cy)中的RCy优选为具有碳原子数5~20的脂肪族烃环结构的1价基团,更优选为具有碳原子数6~16的脂肪族烃环结构的1价基团,进一步优选为具有碳原子数8~14的脂肪族烃环结构的1价基团。
式(Cy)的RCy中的脂肪族烃环结构可以是单环结构,也可以是多环结构。
并且,从显影残渣抑制性、得到的固化膜的强度以及得到的未固化膜的粘合性的观点出发,式(Cy)的RCy中的脂肪族烃环结构优选为环戊烷环结构、环己烷环结构、四氢二环戊二烯环结构、降冰片烷环结构或异硼环结构,更优选为环己烷环结构或四氢二环戊二烯环结构,进一步优选为四氢二环戊二烯环结构。
此外,从显影残渣抑制性、得到的固化膜的强度以及得到的未固化膜的粘合性的观点出发,式(Cy)的RCy中的脂肪族烃环结构优选为2环以上的脂肪族烃环稠合而成的环结构,更优选为2~4环的脂肪族烃环稠合而成的环。
此外,从显影残渣抑制性、得到的固化膜的强度以及得到的未固化膜的粘合性的观点出发,式(Cy)中的RCy优选为式(Cy)中的-C(=O)O-的氧原子与脂肪族烃环结构直接键合而成的基团即脂肪族烃环基,更优选为环己基或二环戊基,进一步优选为二环戊基。
碱溶性树脂可以单独具有1种具有脂肪族烃环结构的结构单元,也可以具有2种以上。
在碱溶性树脂包含具有脂肪族烃环结构的结构单元的情况下,从显影残渣抑制性、得到的固化膜的强度以及得到的未固化膜的粘合性的观点出发,相对于碱溶性树脂的全部结构单元,具有脂肪族烃环结构的结构单元的含量优选为5质量%~90质量%,更优选为10质量%~80质量%,进一步优选为20质量%~70质量%。
并且,从显影残渣抑制性、得到的固化膜的强度以及得到的未固化膜的粘合性的观点出发,相对于碱溶性树脂的全部结构单元,碱溶性树脂中的具有脂肪族烃环结构的结构单元的含量优选为5摩尔%~70摩尔%,更优选为10摩尔%~60摩尔%,进一步优选为20摩尔%~50摩尔%。
此外,从显影残渣抑制性、得到的固化膜的强度以及得到的未固化膜的粘合性的观点出发,相对于碱溶性树脂的全部结构单元,碱溶性树脂中的由上述式(Cy)表示的结构单元的含量优选为5摩尔%~70摩尔%,更优选为10摩尔%~60摩尔%,进一步优选为20摩尔%~50摩尔%。
在碱溶性树脂包含具有芳香环结构的结构单元及具有脂肪族烃环结构的结构单元的情况下,从显影残渣抑制性、得到的固化膜的强度以及得到的未固化膜的粘合性的观点出发,相对于碱溶性树脂的全部结构单元,具有芳香环结构的结构单元及具有脂肪族烃环结构的结构单元的总含量优选为10质量%~90质量%,更优选为20质量%~80质量%,进一步优选为40质量%~75质量%。
并且,从显影残渣抑制性、得到的固化膜的强度以及得到的未固化膜的粘合性的观点出发,相对于碱溶性树脂的全部结构单元,碱溶性树脂中的具有芳香环结构的结构单元及具有脂肪族烃环结构的结构单元的总含量优选为10摩尔%~80摩尔%,更优选为20摩尔%~70摩尔%,进一步优选为40摩尔%~60摩尔%。
此外,从显影残渣抑制性、得到的固化膜的强度以及得到的未固化膜的粘合性的观点出发,相对于碱溶性树脂的全部结构单元,碱溶性树脂中的由上述式(S)表示的结构单元及由上述式(Cy)表示的结构单元的总含量优选为10摩尔%~80摩尔%,更优选为20摩尔%~70摩尔%,进一步优选为40摩尔%~60摩尔%。
并且,从显影残渣抑制性、得到的固化膜的强度以及得到的未固化膜的粘合性的观点出发,碱溶性树脂中的由上述式(S)表示的结构单元的摩尔量nS与由上述式(Cy)表示的结构单元的摩尔量nCy优选满足下述式(SCy)所示的关系,更优选满足下述式(SCy-1),进一步优选满足下述式(SCy-2)。
0.2≤nS/(nS+nCy)≤0.8: 式(SCy)
0.30≤nS/(nS+nCy)≤0.75: 式(SCy-1)
0.40≤nS/(nS+nCy)≤0.70: 式(SCy-2)
从显影性以及与基板的密合性的观点出发,碱溶性树脂优选包含具有酸基的结构单元。
作为上述酸基,可以举出羧基、磺基、膦酸基及磷酸基,优选羧基。
作为上述具有酸基的结构单元,优选下述所示的来源于(甲基)丙烯酸的结构单元,更优选来源于甲基丙烯酸的结构单元。
[化学式6]
Figure BDA0003871914850000581
碱溶性树脂可以单独具有1种具有酸基的结构单元,也可以具有2种以上。
在碱溶性树脂包含具有酸基的结构单元的情况下,从显影性以及与基板的密合性的观点出发,相对于碱溶性树脂的全部结构单元,具有酸基的结构单元的含量优选为5质量%~50质量%,更优选为5质量%~40质量%,进一步优选为10质量%~30质量%。
并且,从显影性以及与基板的密合性的观点出发,相对于碱溶性树脂的全部结构单元,碱溶性树脂中的具有酸基的结构单元的含量优选为5摩尔%~70摩尔%,更优选为10摩尔%~50摩尔%,进一步优选为20摩尔%~40摩尔%。
此外,从显影性以及与基板的密合性的观点出发,相对于碱溶性树脂的全部结构单元,碱溶性树脂中的来源于(甲基)丙烯酸的结构单元的含量优选为5摩尔%~70摩尔%,更优选为10摩尔%~50摩尔%,进一步优选为20摩尔%~40摩尔%。
从固化性以及得到的固化膜的强度的观点出发,碱溶性树脂优选具有反应性基团,更优选包含具有反应性基团的结构单元。
作为反应性基团,优选自由基聚合性基团,更优选烯属不饱和基团。并且,在碱溶性树脂具有烯属不饱和基团的情况下,碱溶性树脂优选在侧链包含具有烯属不饱和基团的结构单元。
在本说明书中,“主链”表示构成树脂的高分子化合物的分子中相对最长的键链,“侧链”表示从主链分支的原子团。
作为烯属不饱和基团,更优选烯丙基或(甲基)丙烯酰氧基。
作为具有反应性基团的结构单元的一例,可以举出下述所示的结构单元,但不限于这些。
[化学式7]
Figure BDA0003871914850000591
碱溶性树脂可以单独具有1种具有反应性基团的结构单元,也可以具有2种以上。
在碱溶性树脂包含具有反应性基团的结构单元的情况下,从固化性以及得到的固化膜的强度的观点出发,相对于碱溶性树脂的全部结构单元,具有反应性基团的结构单元的含量优选为5质量%~70质量%,更优选为10质量%~50质量%,进一步优选为20质量%~40质量%。
并且,从固化性以及得到的固化膜的强度的观点出发,相对于碱溶性树脂的全部结构单元,碱溶性树脂中的具有反应性基团的结构单元的含量优选为5摩尔%~70摩尔%,更优选为10摩尔%~60摩尔%,进一步优选为20摩尔%~50摩尔%。
作为将反应性基团导入碱溶性树脂的方法,可以举出使诸如环氧化合物、封端异氰酸酯化合物、异氰酸酯化合物、乙烯基砜化合物、醛化合物、羟甲基化合物及羧酸酐等化合物与诸如羟基、羧基、伯氨基、仲氨基、乙酰乙酰基及磺基等官能团反应的方法。
作为将反应性基团导入碱溶性树脂的方法的优选例,可以举出通过聚合反应合成具有羧基的聚合物之后,通过高分子反应,使(甲基)丙烯酸缩水甘油酯与得到的树脂的羧基的一部分反应,从而将(甲基)丙烯酰氧基导入聚合物中的方法。通过该方法,能够得到在侧链具有(甲基)丙烯酰氧基的碱溶性树脂。
上述聚合反应优选在70℃~100℃的温度条件下进行,更优选在80℃~90℃的温度条件下进行。作为上述聚合反应中使用的聚合引发剂,优选偶氮系引发剂,例如,更优选由FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制造的V-601(商品名)或V-65(商品名)。上述高分子反应优选在80℃~110℃的温度条件下进行。在上述高分子反应中,优选使用铵盐等催化剂。
作为碱溶性树脂,从本发明中的效果更优异的观点出发,优选以下所示的树脂。另外,以下所示的各结构单元的含有比率(a~d)及重均分子量Mw等可以根据目的而适当变更。
[化学式8]
Figure BDA0003871914850000611
在上述树脂中,a优选为20质量%~60质量%,b优选为10质量%~50质量%,c优选为5.0质量%~25质量%,d优选为10质量%~50质量%。
[化学式9]
Figure BDA0003871914850000612
在上述树脂中,a优选为20质量%~60质量%,b优选为10质量%~50质量%,c优选为5.0质量%~25质量%,d优选为10质量%~50质量%。
[化学式10]
Figure BDA0003871914850000613
在上述树脂中,a优选为30质量%~65质量%,b优选为1.0质量%~20质量%,c优选为5.0质量%~25质量%,d优选为10质量%~50质量%。
[化学式11]
Figure BDA0003871914850000621
在上述树脂中,a优选为1.0质量%~20质量%,b优选为20质量%~60质量%,c优选为5.0质量%~25质量%,d优选为10质量%~50质量%。
并且,碱溶性树脂也可以含有包含具有羧酸酐结构的结构单元的聚合物(以下,也称为“聚合物X”。)。
羧酸酐结构可以是链状羧酸酐结构及环状羧酸酐结构中的任一种,但优选为环状羧酸酐结构。
作为环状羧酸酐结构的环,优选5元环~7元环,更优选5元环或6元环,进一步优选5元环。
具有羧酸酐结构的结构单元优选为主链中含有从由下述式P-1表示的化合物中去除2个氢原子而得到的2价基团的结构单元,或者从由下述式P-1表示的化合物中去除1个氢原子而得到的1价基团与主链直接或通过2价连结基团键合的结构单元。
[化学式12]
Figure BDA0003871914850000622
式P-1中,RA1a表示取代基,n1a个RA1a可以相同,也可以不同,Z1a表示形成含有-C(=O)-O-C(=O)-的环的2价基团,n1a表示0以上的整数。
作为由RA1a表示的取代基,例如,可以举出烷基。
作为Z1a,优选碳原子数2~4的亚烷基,更优选碳原子数2或3的亚烷基,进一步优选碳原子数2的亚烷基。
n1a表示0以上的整数。当Z1a表示碳原子数2~4的亚烷基时,n1a优选为0~4的整数,更优选为0~2的整数,进一步优选为0。
当n1a表示2以上的整数时,存在多个的RA1a可以相同,也可以不同。并且,存在多个的RA1a可以相互键合而形成环,但优选不相互键合而形成环。
作为具有羧酸酐结构的结构单元,优选来源于不饱和羧酸酐的结构单元,更优选来源于不饱和环式羧酸酐的结构单元,进一步优选来源于不饱和脂肪族环式羧酸酐的结构单元,尤其优选来源于无水马来酸或无水衣康酸的结构单元,最优选来源于无水马来酸的结构单元。
以下,可以举出具有羧酸酐结构的结构单元的具体例,但具有羧酸酐结构的结构单元并不限于这些具体例。下述的结构单元中,Rx表示氢原子、甲基、CH2OH基或CF3基,Me表示甲基。
[化学式13]
Figure BDA0003871914850000631
[化学式14]
Figure BDA0003871914850000641
聚合物X中的具有羧酸酐结构的结构单元可以单独为1种,也可以为2种以上。
相对于聚合物X的全部结构单元,具有羧酸酐结构的结构单元的总含量优选为0摩尔%~60摩尔%,更优选为5摩尔%~40摩尔%,进一步优选为10摩尔%~35摩尔%。
感光性树脂层可以仅含有1种聚合物X,也可以含有2种以上。
当感光性树脂层含有聚合物X时,从分辨率及显影性的观点出发,相对于感光性树脂层的总质量,聚合物X的含量优选为0.1质量%~30质量%,更优选为0.2质量%~20质量%,进一步优选为0.5质量%~20质量%,进一步优选为1质量%~20质量%。
从提高分辨率及显影性的观点出发,碱溶性树脂的重均分子量(Mw)优选为5,000以上,更优选为10,000以上,进一步优选为10,000~50,000,尤其优选为20,000~30,000。
碱溶性树脂的酸值优选为10mgKOH/g~200mgKOH/g,更优选为60mgKOH/g~200mgKOH/g,进一步优选为60mgKOH/g~150mgKOH/g,尤其优选为60mgKOH/g~110mgKOH/g。
另外,碱溶性树脂的酸值是按照JIS K0070:1992中记载的方法来测定的值。
从显影性的观点出发,碱溶性树脂的分散度(重均分子量/数均分子量)优选为1.0~6.0,更优选为1.0~5.0,进一步优选为1.0~4.0,尤其优选为1.0~3.0。
感光性树脂层可以仅含有1种碱溶性树脂,也可以含有2种以上。
从感光性、分辨率及显影性的观点出发,相对于感光性树脂层的总质量,碱溶性树脂的含量优选为10质量%~90质量%,更优选为20质量%~80质量%,进一步优选为30质量%~70质量%。
(聚合性化合物)
感光性树脂层也可以含有聚合性化合物。
聚合性化合物是具有聚合性基团的化合物。作为聚合性基团,例如,可以举出自由基聚合性基团及阳离子聚合性基团,优选自由基聚合性基团。
聚合性化合物优选含有具有烯属不饱和基团的聚合性化合物(以下,也简称为“烯属不饱和化合物”。)。
作为烯属不饱和基团,优选(甲基)丙烯酰氧基。
另外,本说明书中的烯属不饱和化合物是上述粘合剂聚合物以外的化合物,优选分子量小于5,000。
烯属不饱和化合物的优选方式与上述“感光性树脂层”项中说明的烯属不饱和化合物的优选方式相同。
作为烯属不饱和化合物的优选方式之一,可以举出由下述式(M)表示的化合物(也简称为“化合物M”。)。
Q2-R1-Q1: 式(M)
式(M)中,Q1及Q2分别独立表示(甲基)丙烯酰氧基,R1表示具有链状结构的二价连结基团。
从合成容易性的观点出发,式(M)中的Q1及Q2优选为相同的基团。
并且,从反应性的观点出发,式(M)中的Q1及Q2优选为丙烯酰氧基。
作为式(M)中的R1,从显影残渣抑制性、防锈性、得到的固化膜的耐弯曲性的观点出发,优选亚烷基、亚烷基氧基亚烷基(-L1-O-L1-)或聚亚烷基氧基亚烷基(-(L1=O)p-L1-),更优选碳原子数2~20的烃基或聚亚烷基氧基亚烷基,进一步优选碳原子数4~20的亚烷基,尤其优选碳原子数6~18的直链亚烷基。
上述烃基只要至少一部分具有链状结构即可,作为上述链状结构以外的部分,没有特别限制,例如,可以是支链链状、环状或碳原子数1~5的直链状亚烷基、亚芳基、醚键及它们的组合中的任一种,优选亚烷基或者将2个以上的亚烷基与1个以上的亚芳基组合而成的基团,更优选亚烷基,进一步优选直链亚烷基。
另外,上述L1分别独立表示亚烷基,优选亚乙基、亚丙基或亚丁基,更优选亚乙基或1,2-亚丙基。
p表示2以上的整数,优选为2~10的整数。
并且,从显影残渣抑制性、防锈性、得到的固化膜的耐弯曲性的观点出发,化合物M中的连接Q1与Q2之间的最短的连接链的原子数优选为3个~50个,更优选为4个~40个,进一步优选为6个~20个,尤其优选为8个~12个。
在本说明书中,“连接Q1与Q2之间的最短的连接链的原子数”是指将从与Q1连接的R1中的原子到与Q2连接的R1中的原子连接的最短的原子数。
作为化合物M的具体例,可以举出1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、四亚甲基二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,7-庚二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,8-辛二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,10-癸二醇二(甲基)丙烯酸酯、氢化双酚A的二(甲基)丙烯酸酯、氢化双酚F的二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚(乙二醇/丙二醇)二(甲基)丙烯酸酯及聚丁二醇二(甲基)丙烯酸酯。上述酯单体也可以作为混合物使用。
上述化合物之中,从显影残渣抑制性、防锈性、得到的固化膜的耐弯曲性的观点出发,优选为选自1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,10-癸二醇二(甲基)丙烯酸酯及新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯中的至少一种化合物,更优选为选自1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯及1,10-癸二醇二(甲基)丙烯酸酯中的至少一种化合物,进一步优选为选自1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯及1,10-癸二醇二(甲基)丙烯酸酯中的至少一种化合物。
并且,作为烯属不饱和化合物的优选方式之一,可以举出2官能以上的烯属不饱和化合物。
在本说明书中,“2官能以上的烯属不饱和化合物”是指一分子中具有2个以上烯属不饱和基团的化合物。
作为烯属不饱和化合物中的烯属不饱和基团,优选(甲基)丙烯酰基。
作为烯属不饱和化合物,优选(甲基)丙烯酸酯化合物。
作为2官能的烯属不饱和化合物,没有特别限制,可以从公知的化合物中适当选择。
作为上述化合物M以外的2官能的烯属不饱和化合物,可以举出三环癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯及1,4-环己二醇二(甲基)丙烯酸酯。
作为2官能的烯属不饱和化合物的市售品,可以举出三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯(商品名:NK酯A-DCP,由SHIN-NAKAMURA CHEMICAL Co.,Ltd.制造)、三环癸二甲醇二甲基丙烯酸酯(商品名:NK酯DCP,由SHIN-NAKAMURA CHEMICAL Co.,Ltd.制造)、1,9-壬二醇二丙烯酸酯(商品名:NK酯A-NOD-N,由SHIN-NAKAMURA CHEMICAL Co.,Ltd.制造)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(商品名:NK酯h-HD-N,由SHIN-NAKAMURA CHEMICA LCo.,Ltd.制造)。
作为3官能以上的烯属不饱和化合物,没有特别限制,可以从公知的化合物中适当选择。
作为3官能以上的烯属不饱和化合物,可以举出二季戊四醇(三/四/五/六)(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇(三/四)(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、异氰脲酸(甲基)丙烯酸酯及甘油三(甲基)丙烯酸酯骨架的(甲基)丙烯酸酯化合物。
作为烯属不饱和化合物,还可以举出(甲基)丙烯酸酯化合物的己内酯改性化合物(由Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造的KAYARAD(注册商标)DPCA-20,由SHIN-NAKAMURACHEMICAL Co.,Ltd.制造的A-9300-1CL等)、(甲基)丙烯酸酯化合物的环氧烷改性化合物(由Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造的KAYARAD(注册商标)RP-1040,由SHIN-NAKAMURACHEMICAL Co.,Ltd.制造的ATM-35E、A-9300、DAICEL-ALLNEX LTD.公司的EBECRYL(注册商标)135等)、乙氧基化甘油三丙烯酸酯(由SHIN-NAKAMURA CHEMICAL Co.,Ltd.制造的NK酯A-GLY-9E等)。
作为烯属不饱和化合物,还可以举出氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物。
作为氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯,可以举出氨基甲酸酯二(甲基)丙烯酸酯,例如,可以举出环氧丙烷改性氨基甲酸酯二(甲基)丙烯酸酯、以及环氧乙烷及环氧丙烷改性氨基甲酸酯二(甲基)丙烯酸酯。
并且,作为氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯,还可以举出3官能以上的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯。作为官能团数的下限,更优选6官能以上,进一步优选8官能以上。另外,作为官能团数的上限,优选20官能以下。作为3官能以上的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯,例如,可以举出8UX-015A(由Taisei Fine Chemical Co.,Ltd.制造)、UA-32P(由SHIN-NAKAMURACHEMICAL Co.,Ltd.制造)、U-15HA(由SHIN-NAKAMURA CHEMICAL Co.,Ltd.制造)、UA-1100H(由SHIN-NAKAMURA CHEMICAL Co.,Ltd.制造)、由KYOEISHA CHEMICAL Co.,LTD.制造的AH-600(商品名)、以及UA-306H、UA-306T、UA-306I、UA-510H及UX-5000(均为由Nippon KayakuCo.,Ltd.制造)等。
作为烯属不饱和化合物的优选方式之一,可以举出具有酸基的烯属不饱和化合物。
作为酸基,可以举出磷酸基、磺基及羧基。
它们之中,作为酸基,优选羧基。
作为具有酸基的烯属不饱和化合物,可以举出具有酸基的3官能~4官能的烯属不饱和化合物〔在季戊四醇三和四丙烯酸酯(PETA)骨架中导入了羧基的物质(酸值:80mgKOH/g~120mgKOH/g)〕、具有酸基的5官能~6官能的烯属不饱和化合物〔在二季戊四醇五和六丙烯酸酯(DPHA)骨架中导入了羧基的物质(酸值:25mgKOH/g~70mgKOH/g)〕等。
这些具有酸基的3官能以上的烯属不饱和化合物根据需要也可以与具有酸基的2官能的烯属不饱和化合物并用。
作为具有酸基的烯属不饱和化合物,优选选自具有羧基的2官能以上的烯属不饱和化合物及其羧酸酐中的至少一种。
具有酸基的烯属不饱和化合物为选自具有羧基的2官能以上的烯属不饱和化合物及其羧酸酐中的至少一种时,显影性及膜强度进一步提高。
具有羧基的2官能以上的烯属不饱和化合物没有特别限制,可以从公知的化合物中适当选择。
作为具有羧基的2官能以上的烯属不饱和化合物,可以举出ARONIX(注册商标)TO-2349(由TOAGOSEI CO.,LTD.制造)、ARONIX(注册商标)M-520(由TOAGOSEI CO.,LTD.制造)、ARONIX(注册商标)M-510(由TOAGOSEI CO.,LTD.制造)。
作为具有酸基的烯属不饱和化合物,优选日本特开2004-239942号公报的段落0025~0030中记载的具有酸基的聚合性化合物,该公报中记载的内容纳入本说明书中。
作为烯属不饱和化合物,例如,还可以举出使g,β-不饱和羧酸与多元醇反应而得到的化合物、使g,β-不饱和羧酸与含有缩水甘油基的化合物反应而得到的化合物、具有氨基甲酸酯键的(甲基)丙烯酸酯化合物等氨基甲酸酯单体、γ-氯-β-羟丙基-β’-(甲基)丙烯酰氧基乙基-邻苯二甲酸酯、β-羟乙基-β’-(甲基)丙烯酰氧基乙基-邻苯二甲酸酯及β-羟丙基-β’-(甲基)丙烯酰氧基乙基-邻苯二甲酸酯等邻苯二甲酸系化合物、以及(甲基)丙烯酸烷基酯。
这些可以单独使用或将2种以上组合使用。
作为使g,β-不饱和羧酸与多元醇反应而得到的化合物,例如,可以举出2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基聚乙氧基)苯基)丙烷、2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基聚丙氧基)苯基)丙烷及2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基聚乙氧基聚丙氧基)苯基)丙烷等双酚A系(甲基)丙烯酸酯化合物;环氧乙烷基的数量为2~14的聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烷基的数量为2~14的聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷基的数量为2~14且环氧丙烷基的数量为2~14的聚乙烯聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷乙氧基三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二乙氧基三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三乙氧基三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷四乙氧基三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷五乙氧基三(甲基)丙烯酸酯、二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯、四羟甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四(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、以及二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯。
其中,优选具有四羟甲基甲烷结构或三羟甲基丙烷结构的烯属不饱和化合物,更优选四羟甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯或二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯。
作为烯属不饱和化合物,还可以举出烯属不饱和化合物的己内酯改性化合物(例如,由Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造的KAYARAD(注册商标)DPCA-20,由SHIN-NAKAMURACHEMICAL Co.,Ltd.制造的A-9300-1CL等)、烯属不饱和化合物的环氧烷改性化合物(例如,由Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造的KAY ARAD RP-1040,由SHIN-NAKAMURA CHEMICAL Co.,Ltd.制造的ATM-35E、A-9300,由DAICEL-ALLNEX LTD.制造的EBECRYL(注册商标)135等)、乙氧基化甘油三丙烯酸酯(由SHIN-NAKAMURA CHEMICAL Co.,Ltd.制造的A-GLY-9E等)等。
作为烯属不饱和化合物,从显影性优异的观点出发,还优选含有酯键的化合物。
作为含有酯键的烯属不饱和化合物,只要是在分子内含有酯键的化合物就没有特别限制,但从固化性及显影性优异的观点出发,优选具有四羟甲基甲烷结构或三羟甲基丙烷结构的烯属不饱和化合物,更优选四羟甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯或二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯。
从赋予可靠性的观点出发,作为烯属不饱和化合物,优选含有具有碳原子数6~20的脂肪族基团的烯属不饱和化合物、以及具有上述四羟甲基甲烷结构或三羟甲基丙烷结构的烯属不饱和化合物。
作为具有碳原子数6以上的脂肪族结构的烯属不饱和化合物,可以举出1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,10-癸二醇二(甲基)丙烯酸酯及三环癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯。
作为烯属不饱和化合物的优选方式之一,可以举出具有脂肪族烃环结构的烯属不饱和化合物(优选2官能烯属不饱和化合物)。
作为上述烯属不饱和化合物,优选具有2环以上的脂肪族烃环稠合而成的环结构(优选选自三环癸烷结构及三环癸烯结构中的结构)的烯属不饱和化合物,更优选具有2环以上的脂肪族烃环稠合而成的环结构的2官能烯属不饱和化合物,进一步优选三环癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯。
作为上述脂肪族烃环结构,从得到的固化膜的透湿度及耐弯曲性、以及得到的未固化膜的粘合性的观点出发,优选环戊烷结构、环己烷结构、三环癸烷结构、三环癸烯结构、降冰片烷结构或异硼结构。
烯属不饱和化合物的分子量优选为200~3,000,更优选为250~2,600,进一步优选为280~2,200,尤其优选为300~2,200。
感光性树脂层中所含的烯属不饱和化合物中,相对于感光性树脂层中所含的全部烯属不饱和化合物的含量,分子量300以下的烯属不饱和化合物的含量的比例优选为30质量%以下,更优选为25质量%以下,进一步优选为20质量%以下。
作为感光性树脂层的优选方式之一,感光性树脂层优选含有2官能以上的烯属不饱和化合物,更优选含有3官能以上的烯属不饱和化合物,进一步优选含有3官能或4官能的烯属不饱和化合物。
并且,作为感光性树脂层的优选方式之一,感光性树脂层优选含有具有脂肪族烃环结构的2官能烯属不饱和化合物、以及包含具有脂肪族烃环的结构单元的碱溶性树脂。
并且,作为感光性树脂层的优选方式之一,感光性树脂层优选含有由式(M)表示的化合物及具有酸基的烯属不饱和化合物,更优选含有1,9-壬二醇二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯及具有羧酸基的多官能烯属不饱和化合物,进一步优选含有1,9-壬二醇二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯及二季戊四醇五丙烯酸酯的琥珀酸改性体。
并且,作为感光性树脂层的优选方式之一,感光性树脂层优选含有由式(M)表示的化合物、具有酸基的烯属不饱和化合物及后述的热交联性化合物,更优选含有由式(M)表示的化合物、具有酸基的烯属不饱和化合物及后述的封端异氰酸酯化合物。
并且,作为感光性树脂层的优选方式之一,从显影残渣抑制性及防锈性的观点出发,感光性树脂层优选含有2官能的烯属不饱和化合物(优选2官能的(甲基)丙烯酸酯化合物)及3官能以上的烯属不饱和化合物(优选3官能以上的(甲基)丙烯酸酯化合物)。
2官能的烯属不饱和化合物与3官能以上的烯属不饱和化合物的含量的质量比优选为10∶90~90∶10,更优选为30∶70~70∶30。
相对于全部烯属不饱和化合物的总量,2官能的烯属不饱和化合物的含量优选为20质量%~80质量%,更优选为30质量%~70质量%。
相对于感光性树脂层的总质量,感光性树脂层中的2官能的烯属不饱和化合物的含量优选为10质量%~60质量%,更优选为15质量%~40质量%。
并且,作为感光性树脂层的优选方式之一,从防锈性的观点出发,感光性树脂层优选含有化合物M及具有脂肪族烃环结构的2官能烯属不饱和化合物。
并且,作为感光性树脂层的优选方式之一,从基板密合性、显影残渣抑制性及防锈性的观点出发,感光性树脂层优选含有化合物M及具有酸基的烯属不饱和化合物,更优选含有化合物M、具有脂肪族烃环结构的2官能烯属不饱和化合物及具有酸基的烯属不饱和化合物,进一步优选含有化合物M、具有脂肪族烃环结构的2官能烯属不饱和化合物、3官能以上的烯属不饱和化合物及具有酸基的烯属不饱和化合物,尤其优选含有化合物M、具有脂肪族烃环结构的2官能烯属不饱和化合物、3官能以上的烯属不饱和化合物、具有酸基的烯属不饱和化合物及氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物。
并且,作为感光性树脂层的优选方式之一,从基板密合性、显影残渣抑制性及防锈性的观点出发,感光性树脂层优选含有1,9-壬二醇二丙烯酸酯及具有羧酸基的多官能烯属不饱和化合物,优选含有1,9-壬二醇二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯及具有羧酸基的多官能烯属不饱和化合物,进一步优选含有1,9-壬二醇二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯及具有羧酸基的烯属不饱和化合物,尤其优选含有1,9-壬二醇二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、具有羧酸基的烯属不饱和化合物及氨基甲酸酯丙烯酸酯化合物。
作为烯属不饱和化合物,感光性树脂层也可以含有单官能烯属不饱和化合物。
相对于感光性树脂层中所含的全部烯属不饱和化合物的总含量,上述烯属不饱和化合物中的2官能以上的烯属不饱和化合物的含量优选为60质量%~100质量%,更优选为80质量%~100质量%,进一步优选为90质量%~100质量%。
烯属不饱和化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
相对于感光性树脂层的总质量,感光性树脂层中的烯属不饱和化合物的含量优选为1质量%~70质量%,更优选为5质量%~70质量%,进一步优选为5质量%~60质量%,尤其优选为5质量%~50质量%。
(聚合引发剂)
感光性树脂层也可以含有聚合引发剂。
作为聚合引发剂,优选光聚合引发剂。
光聚合引发剂的优选方式与上述“感光性树脂层”项中说明的光聚合引发剂的优选方式相同。
聚合引发剂可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
相对于感光性树脂层的总质量,聚合引发剂的含量优选为0.1质量%以上,更优选为0.5质量%以上,进一步优选为1.0质量%以上。并且,作为其上限值,相对于感光性树脂层的总质量,优选为10质量%以下,更优选为5质量%以下。
(杂环化合物)
感光性树脂层也可以含有杂环化合物。
杂环化合物所具有的杂环可以是单环和多环中的任意杂环。
作为杂环化合物所具有的杂原子,可以举出氮原子、氧原子及硫原子。杂环化合物优选具有选自氮原子、氧原子及硫原子中的至少一种原子,更优选具有氮原子。
作为杂环化合物,例如,可以举出三唑化合物、苯并三唑化合物、四唑化合物、噻二唑化合物、三嗪化合物、罗丹宁(Rhodanine)化合物、噻唑化合物、苯并噻唑化合物、苯并咪唑化合物、苯并噁唑化合物及嘧啶化合物。
上述之中,作为杂环化合物,优选选自三唑化合物、苯并三唑化合物、四唑化合物、噻二唑化合物、三嗪化合物、罗丹宁化合物、噻唑化合物、苯并咪唑化合物及苯并噁唑化合物中的至少一种化合物,更优选选自三唑化合物、苯并三唑化合物、四唑化合物、噻二唑化合物、噻唑化合物、苯并噻唑化合物、苯并咪唑化合物及苯并噁唑化合物中的至少一种化合物。
以下示出杂环化合物的优选具体例。作为三唑化合物及苯并三唑化合物,可以例示以下化合物。
[化学式15]
Figure BDA0003871914850000741
[化学式16]
Figure BDA0003871914850000742
作为四唑化合物,可以例示以下化合物。
[化学式17]
Figure BDA0003871914850000743
[化学式18]
Figure BDA0003871914850000744
作为噻二唑化合物,可以例示以下化合物。
[化学式19]
Figure BDA0003871914850000751
作为三嗪化合物,可以例示以下化合物。
[化学式20]
Figure BDA0003871914850000752
作为罗丹宁化合物,可以例示以下化合物。
[化学式21]
Figure BDA0003871914850000753
作为噻唑化合物,可以例示以下化合物。
[化学式22]
Figure BDA0003871914850000754
作为苯并噻唑化合物,可以例示以下化合物。
[化学式23]
Figure BDA0003871914850000761
作为苯并咪唑化合物,可以例示以下化合物。
[化学式24]
Figure BDA0003871914850000762
[化学式25]
Figure BDA0003871914850000763
作为苯并噁唑化合物,可以例示以下化合物。
[化学式26]
Figure BDA0003871914850000771
杂环化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
当感光性树脂层含有杂环化合物时,相对于感光性树脂层的总质量,杂环化合物的含量优选为0.01质量%~20.0质量%,更优选为0.10质量%~10.0质量%,进一步优选为0.30质量%~8.0质量%,尤其优选为0.50质量%~5.0质量%。
(脂肪族硫醇化合物)
感光性树脂层也可以含有脂肪族硫醇化合物。
通过使感光性树脂层含有脂肪族硫醇化合物,在脂肪族硫醇化合物与烯属不饱和化合物之间进行烯-硫醇反应,从而可以抑制所形成的膜的固化收缩,应力得到缓和。
作为脂肪族硫醇化合物,优选单官能的脂肪族硫醇化合物或多官能的脂肪族硫醇化合物(即,2官能以上的脂肪族硫醇化合物)。
上述之中,作为脂肪族硫醇化合物,从所形成的图案的密合性(尤其是曝光后的密合性)的观点出发,更优选多官能的脂肪族硫醇化合物。
在本说明书中,“多官能的脂肪族硫醇化合物”是指分子内具有2个以上硫醇基(也称为“巯基”。)的脂肪族化合物。
作为多官能的脂肪族硫醇化合物,优选分子量为100以上的低分子化合物。具体而言,多官能的脂肪族硫醇化合物的分子量更优选为100~1,500,进一步优选为150~1,000。
作为多官能的脂肪族硫醇化合物的官能团数,例如,从所形成的图案的密合性的观点出发,优选为2官能~10官能,更优选为2官能~8官能,进一步优选为2官能~6官能。
作为多官能的脂肪族硫醇化合物,例如,可以举出三羟甲基丙烷三(3-巯基丁酸酯)、1,4-双(3-巯基丁氧基)丁烷、季戊四醇四(3-巯基丁酸酯)、1,3,5-三(3-巯基丁氧基乙基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、三羟甲基乙烷三(3-巯基丁酸酯)、三[(3-巯基丙酰基氧基)乙基]异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、四乙二醇双(3-巯基丙酸酯)、二季戊四醇六(3-巯基丙酸酯)、乙二醇双硫代丙酸酯、1,4-双(3-巯基丁氧基)丁烷、1,2-乙二硫醇、1,3-丙二硫醇、1,6-六亚甲基二硫醇、2,2’-(亚乙基二硫基)二乙硫醇、meso-2,3-二巯基琥珀酸及二(巯基乙基)醚。
上述之中,作为多官能的脂肪族硫醇化合物,优选选自三羟甲基丙烷三(3-巯基丁酸酯)、1,4-双(3-巯基丁氧基)丁烷及1,3,5-三(3-巯基丁氧基乙基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮中的至少一种化合物。
作为单官能的脂肪族硫醇化合物,例如,可以举出1-辛硫醇、1-十二硫醇、β-巯基丙酸、甲基-3-巯基丙酸酯、2-乙基己基-3-巯基丙酸酯、正辛酯-3-巯基丙酸酯、甲氧基丁基-3-巯基丙酸酯及硬脂基-3-巯基丙酸酯。
感光性树脂层可以单独含有1种脂肪族硫醇化合物,也可以含有2种以上的脂肪族硫醇化合物。
当感光性树脂层含有脂肪族硫醇化合物时,相对于感光性树脂层的总质量,脂肪族硫醇化合物的含量优选为5质量%以上,更优选为5质量%~50质量%,进一步优选为5质量%~30质量%,尤其优选为8质量%~20质量%。
(热交联性化合物)
从得到的固化膜的强度以及得到的未固化膜的粘合性的观点出发,感光性树脂层优选含有热交联性化合物。
作为热交联性化合物,例如,可以举出在上述“感光性树脂层”项中说明的热交联性化合物。
热交联性化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
在感光性树脂层含有热交联性化合物的情况下,相对于感光性树脂层的总质量,热交联性化合物的含量优选为1质量%~50质量%,更优选为5质量%~30质量%。
(表面活性剂)
感光性树脂层也可以含有表面活性剂。
作为表面活性剂,例如,可以举出在上述“感光性树脂层”项中说明的表面活性剂。
表面活性剂可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
当感光性树脂层含有表面活性剂时,相对于感光性树脂层的总质量,表面活性剂的含量优选为0.01质量%~3.0质量%,更优选为0.01质量%~1.0质量%,进一步优选为0.05质量%~0.80质量%。
(自由基阻聚剂)
感光性树脂层也可以含有自由基阻聚剂。
作为自由基阻聚剂,例如,可以举出在上述“感光性树脂层”项中说明的自由基阻聚剂。
自由基阻聚剂可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
当感光性树脂层含有自由基阻聚剂时,相对于感光性树脂层的总质量,自由基阻聚剂的含量优选为0.01质量%~3质量%,更优选为0.05质量%~1质量%。当含量为0.01质量%以上时,感光性树脂层的保存稳定性更优异。另一方面,当含量为3质量%以下时,维持灵敏度及抑制染料脱色更优异。
(供氢性化合物)
感光性树脂层也可以含有供氢性化合物。
供氢性化合物具有进一步提高光聚合引发剂对活性光线的灵敏度以及抑制氧对聚合性化合物的聚合阻碍等作用。
作为供氢性化合物,例如,可以举出胺类及氨基酸化合物。
作为胺类,例如,可以举出M.R.Sander等著“Journal of Polymer Society”第10卷3173页(1972)、日本特公昭44-020189号公报、日本特开昭51-082102号公报、日本特开昭52-134692号公报、日本特开昭59-138205号公报、日本特开昭60-084305号公报、日本特开昭62-018537号公报、日本特开昭64-033104号公报及Research Disclosure 33825号等中记载的化合物。更具体而言,可以举出4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮、三(4-二甲基氨基苯基)甲烷(别名:无色结晶紫)、三乙醇胺、对二甲基氨基苯甲酸乙酯、对甲酰二甲基苯胺及对甲硫基二甲基苯胺。
其中,从灵敏度、固化速度及固化性的观点出发,作为胺类,优选选自4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮及三(4-二甲基氨基苯基)甲烷中的至少一种。
作为氨基酸化合物,例如,可以举出N-苯基甘氨酸、N-甲基-N-苯基甘氨酸、N-乙基-N-苯基甘氨酸。
其中,从灵敏度、固化速度及固化性的观点出发,作为氨基酸化合物,优选N-苯基甘氨酸。
并且,作为供氢性化合物,例如,还可以举出日本特公昭48-042965号公报中记载的有机金属化合物(三丁基锡乙酸酯等)、日本特公昭55-034414号公报中记载的供氢体以及日本特开平6-308727号公报中记载的硫化合物(三噻烷等)。
供氢性化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
当感光性树脂层含有供氢性化合物时,从聚合生长速度与链转移的平衡带来的固化速度的提高的观点出发,相对于感光性树脂层的总质量,供氢性化合物的含量优选为0.01质量%~10.0质量%,更优选为0.01质量%~8.0质量%,进一步优选为0.03质量%~5.0质量%。
(杂质)
感光性树脂层也可以含有规定量的杂质。
作为杂质,例如,可以举出在上述“感光性树脂层”项中说明的杂质。
(残留单体)
感光性树脂层有时含有与上述聚合物A的各结构单元对应的残留单体。
作为感光性树脂层中的与聚合物A的各结构单元对应的残留单体,例如,可以举出与在上述“感光性树脂层”项中说明的聚合物A的各结构单元对应的残留单体。
(其他成分)
感光性树脂层也可以含有除上述成分以外的成分(以下,也称为“其他成分”。)。作为其他成分,例如,可以举出着色剂、抗氧化剂及粒子(例如,金属氧化物粒子)。并且,作为其他成分,还可以举出日本特开2000-310706号公报的段落0058~0071中记载的其他添加剂。
-粒子-
作为粒子,优选金属氧化物粒子。
金属氧化物粒子中的金属中也包括B、Si、Ge、As、Sb及Te等半金属。
例如从固化膜的透明性的观点出发,粒子的平均一次粒径优选为1nm~200nm,更优选为3nm~80nm。
粒子的平均一次粒径通过使用电子显微镜测定任意200个粒子的粒径,对测定结果进行算术平均来计算。另外,在粒子的形状不是球形的情况下,将最长边设为粒径。
当感光性树脂层含有粒子时,可以仅含有1种金属种类及大小等不同的粒子,也可以含有2种以上。
在感光性树脂层不含有粒子或者感光性树脂层含有粒子的情况下,优选粒子的含量相对于感光性树脂层的总质量超过0质量%且35质量%以下,更优选不含有粒子或者粒子的含量相对于感光性树脂层的总质量超过0质量%且10质量%以下,进一步优选不含有粒子或者粒子的含量相对于感光性树脂层的总质量超过0质量%且5质量%以下,进一步优选不含有粒子或者粒子的含量相对于感光性树脂层的总质量超过0质量%且1质量%以下,尤其优选不含有粒子。
-着色剂-
感光性树脂层也可以含有着色剂(颜料、染料等),例如,从透明性的观点出发,优选实质上不含有着色剂。
当感光性树脂层含有着色剂时,相对于感光性树脂层的总质量,着色剂的含量优选小于1质量%,更优选小于0.1质量%。
-抗氧化剂-
作为抗氧化剂,例如,可以举出1-苯基-3-吡唑啉酮(别名:苯基酮)、1-苯基-4,4-二甲基-3-吡唑啉酮及1-苯基-4-甲基-4-羟甲基-3-吡唑啉酮等3-吡唑啉酮类;对苯二酚、邻苯二酚、邻苯三酚、甲基对苯二酚及氯对苯二酚等多羟基苯类;对甲基氨基苯酚、对氨基苯酚、对羟基苯基甘氨酸及对苯二胺。
其中,从保存稳定性及固化性的观点出发,作为抗氧化剂,优选3-吡唑啉酮类,更优选1-苯基-3-吡唑啉酮。
当感光性树脂层含有抗氧化剂时,相对于感光性树脂层的总质量,抗氧化剂的含量优选为0.001质量%以上,更优选为0.005质量%以上,进一步优选为0.01质量%以上。上限并没有特别限制,但优选为1质量%以下。
(感光性树脂层的厚度)
感光性树脂层的厚度(层厚)没有特别限制,但从显影性及分辨率的观点出发,优选为30μm以下,更优选为20μm以下,进一步优选为15μm以下,尤其优选为10μm以下,最优选为5.0μm以下。作为下限,从使感光性树脂层固化而得到的膜的强度优异的观点出发,优选为0.60μm以上,更优选为1.5μm以上。
(感光性树脂层的折射率)
感光性树脂层的折射率优选为1.47~1.56,更优选为1.49~1.54。
(感光性树脂层的色彩)
感光性树脂层优选为无彩色。具体而言,全反射(入射角8°、光源:D-65(2°视场))在CIE1976(L*,a*,b*)色彩空间中,L*值优选为10~90,a*值优选为-1.0~1.0,b*值优选为-1.0~1.0。
另外,将感光性树脂层固化而得到的图案(感光性树脂层的固化膜)优选为无彩色。
具体而言,全反射(入射角8°、光源:D-65(2°视场))在CIE1976(L*,a*,b*)色彩空间中,图案的L*值优选为10~90,图案的a*值优选为-1.0~1.0,图案的b*值优选为-1.0~1.0。
(感光性树脂层的透湿度)
从防锈性的观点出发,将感光性树脂层固化而得到的图案(感光性树脂层的固化膜)的层厚40μm下的透湿度优选为500g/(m2·24hr)以下,更优选为300g/(m2·24hr)以下,进一步优选为100g/(m2·24hr)以下。
另外,透湿度是通过i线以曝光量300mJ/cm2曝光感光性树脂层之后,在145℃进行30分钟的后烘烤,从而用使感光性树脂层固化的固化膜来测定。
[折射率调整层]
感光性转印材料优选具有折射率调整层。
作为折射率调整层,可以适用公知的折射率调整层。作为折射率调整层中所含的材料,例如,可以举出碱溶性树脂、烯属不饱和化合物、金属盐及粒子。
控制折射率调整层的折射率的方法没有特别限制,例如,可以举出单独使用规定折射率的树脂的方法、使用树脂和粒子的方法以及使用金属盐与树脂的复合体的方法。
作为碱溶性树脂及烯属不饱和化合物,例如,可以举出在上述“感光性树脂层”项中说明的碱溶性树脂及烯属不饱和化合物。
作为粒子,例如,可以举出金属氧化物粒子及金属粒子。
金属氧化物粒子的种类没有特别限制,可以举出公知的金属氧化物粒子。金属氧化物粒子中的金属中也包括B、Si、Ge、As、Sb及Te等半金属。
例如从固化膜的透明性的观点出发,粒子的平均一次粒径优选为1nm~200nm,更优选为3nm~80nm。
粒子的平均一次粒径通过使用电子显微镜测定任意200个粒子的粒径,对测定结果进行算术平均来计算。另外,在粒子的形状不是球形的情况下,将最长边设为粒径。
作为金属氧化物粒子,具体而言,优选选自氧化锆粒子(ZrO2粒子)、Nb2O5粒子、氧化钛粒子(TO2粒子)、二氧化硅粒子(SiO2粒子)及它们的复合粒子中的至少一种。
它们之中,作为金属氧化物粒子,例如从容易调整折射率的观点出发,更优选选自氧化锆粒子及氧化钛粒子中的至少一种。
作为金属氧化物粒子的市售品,可以举出煅烧氧化锆粒子(由CIK NANOTEKCORPORATION制造,产品名:ZRPGM15WT%-F04)、煅烧氧化锆粒子(由CIK NANOTEKCORPORATION制造,产品名:ZRPGM15WT%-F74)、煅烧氧化锆粒子(由CIK NANOTEKCORPORATION制造,产品名:ZRPGM15WT%-F75)、煅烧氧化锆粒子(由CIK NANOTEKCORPORATION制造,产品名:ZRPGM15WT%-F76)、氧化锆粒子(NanoUse OZ-S30M,由NissanChemicalIndustries,Ltd.制造)及氧化锆粒子(NanoUse OZ-S30K,由Nissan ChemicalIndustries,Ltd.制造)。
粒子可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
相对于折射率调整层的总质量,折射率调整层中的粒子的含量优选为1质量%~95质量%,更优选为20质量%~90质量%,进一步优选为40质量%~85质量%。
在使用氧化钛作为金属氧化物粒子的情况下,相对于折射率调整层的总质量,氧化钛粒子的含量优选为1质量%~95质量%,更优选为20质量%~90质量%,进一步优选为40质量%~85质量%。
折射率调整层的折射率优选高于感光性树脂层的折射率。
折射率调整层的折射率优选为1.50以上,更优选为1.55以上,进一步优选为1.60以上,尤其优选为1.65以上。折射率调整层的折射率的上限优选为2.10以下,更优选为1.85以下,尤其优选为1.78以下。
折射率调整层的厚度优选为50nm~500nm,更优选为55nm~110nm,进一步优选为60nm~100nm。
折射率调整层例如使用折射率调整层形成。作为折射率调整层形成用组合物,优选含有形成上述折射率调整层的各种成分和溶剂。另外,在折射率调整层形成用组合物中,各成分相对于组合物的总固体成分的含量的优选范围与上述各成分相对于折射率调整层的总质量的含量的优选范围相同。
作为溶剂,只要能够溶解或分散折射率调整层中所含的成分,就没有特别限制,优选选自水及水混溶性有机溶剂中的至少一种,更优选水或水与水混溶性有机溶剂的混合溶剂。
作为水混溶性有机溶剂,例如,可以举出碳原子数1~3的醇、丙酮、乙二醇及甘油,优选碳原子数1~3的醇,更优选甲醇或乙醇。
溶剂可以单独使用1种,也可以使用2种以上。
相对于组合物的总固体成分100质量份,溶剂的含量优选为50质量份~2,500质量份,更优选为50质量份~1,900质量份,进一步优选为100质量份~900质量份。
折射率调整层的形成方法只要是能够形成含有上述成分的层的方法,就没有特别限制,例如,可以举出公知的涂布方法(狭缝涂布、旋转涂布、帘式涂布及喷墨涂布等)。
[临时支承体、感光性树脂层及覆盖膜的关系]
在优选用作配线保护膜用感光性转印材料的感光性转印材料中,也优选满足上述临时支承体、感光性树脂层及覆盖膜的关系。
<树脂图案的制造方法>
本发明所涉及的树脂图案的制造方法只要是使用本发明所涉及的感光性转印材料的树脂图案的制造方法,就没有限制。本发明所涉及的树脂图案的制造方法优选依次包括如下工序:将本发明所涉及的感光性转印材料与基板贴合,在上述基板上配置感光性树脂层(以下,有时称为“贴合工序”。);对感光性树脂层进行图案曝光(以下,有时称为“曝光工序”。);以及将感光性树脂层显影而形成树脂图案(以下,有时称为“显影工序”。)。根据上述方式,可以提供一种使用对通过感光性转印材料与粘附体的贴合而得到的层叠体实施脱泡处理时抑制层叠体彼此之间的粘接的感光性转印材料的树脂图案的制造方法。
优选本发明所涉及的树脂图案的制造方法通过辊对辊方式来进行。所谓辊对辊方式是指,包括使用能够卷绕和卷出的基板作为基板,在树脂图案的制造方法中包括的任一工序之前,卷出基板或包含基板的结构体的工序(也称为“卷出工序”。)、以及在任一工序之后卷绕基板或包含基板的结构体的工序(也称为“卷绕工序”。),并且一边输送基板或包含基板的结构体一边进行至少任一工序(优选所有工序或者除加热工序以外的所有工序)的方式。作为卷出工序中的卷出方法及卷绕工序中的卷绕方法,没有限制,在适用辊对辊方式的制造方法中使用公知的方法即可。
以下,对本发明所涉及树脂图案的制造方法中包括的各工序进行说明。
《贴合工序》
在贴合工序中,将本发明所涉及的感光性转印材料与基板贴合,在上述基板上配置感光性树脂层。配置在基板上的感光性树脂层为感光性转印材料中包含的感光性树脂层。在使用具有临时支承体和感光性树脂层的感光性转印材料的贴合工序中,通常在基板上依次配置感光性树脂层和临时支承体。
在贴合工序中,优选使感光性树脂层(具体而言是感光性树脂层的与临时支承体相对的面的相反一侧的面)与基板接触,从而使感光性转印材料与基板压接。根据上述方式,感光性树脂层与基板的密合性提高,因此能够将所形成的树脂图案优选用作抗蚀剂。在基板的表面设置有导电层的情况下,优选使感光性树脂层与导电层接触。
当感光性转印材料具有覆盖膜时,从感光性转印材料去除覆盖膜之后,将感光性转印材料与基板贴合即可。
在感光性转印材料中在感光性树脂层的与临时支承体相对的面的相反一侧的面上配置有除覆盖膜以外的层(例如,高折射率层和/或低折射率层)的情况下,可以通过上述覆盖膜以外的层将感光性树脂层与基板贴合。
作为将感光性转印材料与基板压接的方法,没有限制,可以使用公知的转印方法和层压方法。感光性转印材料与基板的贴合优选通过将感光性树脂层与基板重合,使用辊等手段实施加压及加热来进行。并且,贴合可以使用层压机、真空层压机以及能够进一步提高生产率的自动切割层压机。
[基板]
作为基板,没有限制,可以使用公知的基板。基板优选为具有导电层的基板,更优选为具有基材及在上述基材表面的一部分或整个面的导电层的基板。基板可以根据需要而具有除导电层以外的任意层。
作为基材,例如,可以举出玻璃、硅及薄膜。
基材优选是透明的。在本发明中,“透明”是指波长为400~700nm且光的透射率为80%以上。
基材的折射率优选为1.50~1.52。
作为透明玻璃基材,例如,可以举出以Corning Incorporated的大猩猩玻璃(Gorilla Glass)为代表的强化玻璃。并且,作为透明玻璃基材,例如,可以使用日本特开2010-86684号公报、日本特开2010-152809号公报及日本特开2010-257492号公报中使用的材料。
当使用薄膜基材作为基材时,优选使用光学变形小和/或透明度高的薄膜基材。作为如上所述薄膜基材,例如,可以举出聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、三乙酰纤维素及环烯烃聚合物。
构成在辊对辊方式中使用的基板的基材优选为薄膜基材。并且,在通过辊对辊方式制造触摸面板用电路配线的情况下,基材优选为片状树脂组合物。
作为导电层,可以举出一般的电路配线或触摸面板配线中使用的导电层。从导电性及细线形成性的观点出发,导电层优选为选自金属层、导电性金属氧化物层、石墨烯层、碳纳米管层及导电聚合物层中的至少一种,更优选为金属层,尤其优选为铜层或银层。
基板可以单独具有1层导电层,也可以具有2层以上。具有2层以上导电层的基板优选具有不同材质的多个导电层。
作为导电层的材料,例如可以举出金属及导电性金属氧化物。作为金属,例如,可以举出Al、Zn、Cu、Fe、Ni、Cr、Mo、Ag及Au。作为导电性金属氧化物,可以举出ITO(IndiumTinOxide:氧化铟锡)、IZO(Indium Zinc Oxide:氧化铟锌)及SiO2。在本发明中,“导电性”是指体积电阻率小于1×106Ωcm。导电性金属氧化物的体积电阻率优选小于1×104Ωcm。
在使用具有多个导电层的基板制造树脂图案的情况下,优选多个导电层中至少一个导电层含有导电性金属氧化物。
作为导电层,优选与在静电电容型触摸面板中使用的视觉辨认部的传感器相当的电极图案或周边引出部的配线。
导电层的优选方式例如记载于国际公开第2018/155193号的段落0141中,该内容通过参考纳入本说明书中。
作为具有导电层的基板,优选具有透明电极及迂回布线中的至少一者的基板。如上所述的基板可以优选用作触摸面板用基板。
透明电极可以适合作为触摸面板用电极发挥作用。透明电极优选由ITO(氧化铟锡)及IZO(氧化铟锌)等金属氧化膜、以及金属网及金属纳米线等金属细线构成。
作为金属细线,可以举出银、铜等细线。其中,优选银网、银纳米线等银导电性材料。
作为迂回布线的材质,优选金属。
作为迂回布线的材质的金属,可以举出金、银、铜、钼、铝、钛、铬、锌、锰、以及由这些金属元素中的2种以上构成的合金。作为迂回布线的材质,优选铜、钼、铝或钛,尤其优选铜。
<《曝光工序》
在曝光工序中,对感光性树脂层进行图案曝光。
图案曝光中的图案的详细配置以及具体尺寸没有限制。例如,图案的至少一部分(优选触摸面板的电极图案和/或引出配线的部分)优选包含宽度为20μm以下的细线,使得提高具备具有电路配线的输入装置的显示装置(例如触摸面板)的显示质量,并且减小引出配线所占的面积,更优选包含宽度为10μm以下的细线。
曝光中使用的光源只要是照射能够曝光感光性树脂层的波长的光(例如,365nm或405nm)的光源即可。作为具体的光源,例如,可以举出超高压汞灯、高压汞灯、金属卤化物灯及LED(Light Emitting Diode:发光二极管)。
曝光量优选为5mJ/cm2~200mJ/cm2,更优选为10mJ/cm2~100mJ/cm2
在曝光工序中,可以在从感光性树脂层剥离临时支承体之后进行图案曝光,或者也可以在通过临时支承体进行图案曝光之后剥离临时支承体。在曝光前剥离临时支承体的情况下,可以使掩模与感光性树脂层接触来进行曝光,或者也可以使掩模与感光性树脂层不接触而靠近来进行曝光。在不剥离临时支承体而进行曝光的情况下,可以使掩模与临时支承体接触来进行曝光,或者也可以使掩模与感光性树脂层不接触而靠近来进行曝光。为了防止感光性树脂层与掩模的接触引起的对掩模的污染、以及避免附着在掩模上的异物引起的对曝光的影响,优选不剥离临时支承体来进行图案曝光。另外,作为曝光方式,在接触曝光的情况下,可以适当选择使用接触曝光方式,在非接触曝光方式的情况下,可以使用接近式曝光方式、透镜系统或反射镜系统的投影式曝光方式、使用了曝光激光等的直接曝光方式。在透镜系统的反射镜的投影曝光的情况下,根据所需的分辨率和焦深,可以使用具有适当的透镜数值孔径(NA)的曝光机。在直接曝光方式的情况下,可以直接在感光树脂层上进行描绘,或者也可以通过透镜在感光树脂层上进行缩小投影曝光。并且,曝光不仅可以在大气下进行,也可以在减压或真空下进行。也可以使水等液体介于光源与感光性树脂层之间来进行曝光。
《显影工序》
在显影工序中,将感光性树脂层显影而形成树脂图案。
感光性树脂层的显影可以使用显影液进行。显影液的种类只要能够去除感光性树脂层的图像部(曝光部)或非图像部(非曝光部)即可,没有限制。作为显影液,可以使用公知的显影液(例如,日本特开平5-72724号公报中记载的显影液)。
显影液优选为以0.05mol/L~5mol/L的浓度含有pKa为7~13的化合物的碱水溶液系显影液。显影液也可以含有水溶性有机溶剂和/或表面活性剂。作为显影液,还优选国际公开第2015/093271号的段落0194中记载的显影液。
作为显影方式,没有特别限制,可以是旋覆浸没式显影、喷淋显影、喷淋和旋转显影、以及浸渍显影中的任一种。喷淋显影是指通过喷淋向曝光后的感光性树脂层喷射显影液,从而去除曝光部或非曝光部的显影处理。
在显影工序之后,优选通过喷淋喷射清洗剂,一边用刷子擦拭一边去除显影残渣。
显影液的液温没有限制。显影液的液温优选为20℃~40℃。
例如,在感光性转印材料含有热塑性树脂及中间层的情况下,在显影工序中,热塑性树脂和中间层也与感光性树脂层的图像部(曝光部)或非图像部(非曝光部)一起被去除。并且,在显影工序中,热塑性树脂层和中间层也可以通过溶解或分散在显影液中来去除。
《脱泡工序》
本发明所涉及的树脂图案的制造方法优选包括在贴合工序之后对基板进行加热或加压的工序(以下,有时称为“脱泡工序”。)。通过在贴合工序之后对基板进行加热或加压,能够去除感光性转印材料与基板之间的气泡。本发明所涉及的树脂图案的制造方法更优选在贴合工序与曝光工序之间包括脱泡工序。在本发明中,“对基板进行加热或加压”是指包含对基板进行加热、对基板进行加压或对基板进行加热及加压。脱泡工序不排除基板以外的层被加热或加压。例如,当基板被加热或加压时,可以将配置在基板上的感光性树脂层也加热或加压。在脱泡工序中,优选对通过感光性转印材料与基板的贴合而得到的层叠体进行加热或加压。本发明所涉及的树脂图案的制造方法更优选在贴合工序之后包括对基板进行加热及加压的工序,尤其优选对通过感光性转印材料与基板的贴合而得到的层叠体进行加热及加压。
对基板进行加热或加压的方法没有限制。作为对基板进行加热或加压的方法,例如可以举出使用高压釜装置的方法。作为高压釜装置,可以利用公知的高压釜装置。
对基板进行加热时的温度优选为25℃~80℃,更优选为30℃~70℃,尤其优选为30℃~60℃。
对基板进行加压时的压力优选为0.2MPa~3MPa,更优选为0.3MPa~1.0MPa,尤其优选为0.3MPa~0.8MPa。
对基板进行加热或加压的时间没有限制。对基板进行加热或加压的时间例如根据被处理物的大小及被处理物的成分来确定即可。作为对基板进行加热或加压的时间,例如可以举出0.5小时~5小时。
当本发明所涉及的树脂图案的制造方法通过辊对辊方式进行时,可以在将通过感光性转印材料与基板的贴合而得到的层叠体卷绕后,对卷绕的层叠体进行加热或加压。并且,也可以将通过感光性转印材料与基板的贴合而得到的层叠体层叠2片以上后,对层叠的2片以上的层叠体进行加热或加压。本发明所涉及的树脂图案的制造方法可以包括除上述工序以外的任意工序。作为除上述工序以外的工序,例如可以举出在下述“其他工序”中说明的工序。
<电路配线的制造方法>
本发明所涉及的电路配线的制造方法只要是使用本发明所涉及的感光性转印材料的电路配线的制造方法,就没有限制。本发明所涉及的电路配线的制造方法优选包括如下工序:准备依次具有基材、导电层及使用本发明所涉及的感光性转印材料形成的树脂图案的层叠体;以及在上述层叠体中,对位于未配置有上述树脂图案的区域的上述导电层进行蚀刻处理而形成电路配线(以下,有时称为“蚀刻工序”。)。上述层叠体例如可以通过在上述“树脂图案的制造方法”项中说明的树脂图案的制造方法来制造。本发明所涉及的电路配线的制造方法更优选依次包括如下工序:将本发明所涉及的感光性转印材料与具有导电层的基板贴合,在上述基板上配置感光性树脂层(以下,有时称为“贴合工序”。);对感光性树脂层进行图案曝光(以下,有时称为“曝光工序”。);将上述感光性树脂层显影而形成树脂图案(以下,有时称为“显影工序”。);以及对位于未配置有上述树脂图案的区域的上述导电层进行蚀刻处理而形成电路配线。根据上述方式,可以提供一种使用对通过感光性转印材料与粘附体的贴合而得到的层叠体实施脱泡处理时抑制层叠体彼此之间的粘接的感光性转印材料的电路配线的制造方法。
本发明所涉及的电路配线的制造方法优选通过辊对辊方式来进行。关于辊对辊方式,如上述“树脂图案的制造方法”项中所说明。
《贴合工序》
本发明所涉及的电路配线的制造方法中的贴合工序除了使用具有导电层的基板作为基板以外,与上述“树脂图案的制造方法”项中说明的贴合工序相同。本发明所涉及的电路配线的制造方法中的贴合工序的优选方式与上述“树脂图案的制造方法”项中说明的贴合工序的优选方式相同。
《曝光工序》
本发明所涉及的电路配线的制造方法中的曝光工序与上述“树脂图案的制造方法”项中说明的曝光工序相同。本发明所涉及的电路配线的制造方法中的曝光工序的优选方式与上述“树脂图案的制造方法”项中说明的曝光工序的优选方式相同。
《显影工序》
本发明所涉及的电路配线的制造方法中的显影工序与上述“树脂图案的制造方法”项中说明的显影工序相同。本发明所涉及的电路配线的制造方法中的显影工序的优选方式与上述“树脂图案的制造方法”项中说明的显影工序的优选方式相同。
《蚀刻工序》
在蚀刻工序中,对位于未配置有树脂图案的区域的导电层进行蚀刻处理而形成电路配线。“位于未配置有树脂图案的区域的导电层”是指未被树脂图案覆盖的导电层(即,露出的导电层)。
在蚀刻工序中,通过使用树脂图案作为抗蚀剂,进行导电层的蚀刻处理。作为蚀刻处理的方法,可以适用公知的方法。作为蚀刻处理的方法,例如,可以举出日本特开2017-120435号公报的段落0209~段落0210中记载的方法、日本特开2010-152155号公报的段落0048~段落0054中记载的方法、浸渍在蚀刻液中的湿蚀刻法以及基于干蚀刻(例如,等离子体蚀刻)的方法。
湿蚀刻法中使用的蚀刻液根据蚀刻对象适当选择酸性或碱性蚀刻液即可。
作为酸性蚀刻液,例如,可以举出选自盐酸、硫酸、硝酸、乙酸、氢氟酸、草酸及磷酸中的单独含有酸性成分的水溶液、以及酸性成分与选自氯化铁、氟化铵及高锰酸钾中的盐的混合水溶液。酸性成分可以是将多个酸性成分组合而成的成分。
作为碱性蚀刻液,例如,可以举出选自氢氧化钠、氢氧化钾、氨、有机胺及有机胺盐(例如,四甲基氢氧化铵)中的单独含有碱成分的水溶液、以及碱成分与盐(例如,高锰酸钾)的混合水溶液。碱成分可以是将多个碱成分组合而成的成分。
《去除工序》
本发明所涉及的电路配线的制造方法优选包括去除残留的树脂图案的工序(以下,有时称为“去除工序”。)。去除工序优选在蚀刻工序之后进行。
作为去除残留的树脂图案的方法,例如,可以举出通过药品处理去除残留的树脂图案的方法。去除残留的树脂图案的方法优选为使用去除液去除残留的树脂图案的方法。作为使用去除液的方法,例如,可以举出在液温优选为30℃~80℃、更优选为50℃~80℃的搅拌中的去除液中浸渍具有残留的树脂图案的基板1分钟~30分钟的方法。
作为去除液,例如,可以举出将无机碱成分或有机碱成分溶解在水、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮或它们的混合溶液中而得到的去除液。作为无机碱成分,例如可以举出氢氧化钠及氢氧化钾。作为有机碱成分,例如,可以举出伯胺化合物、仲胺化合物、叔胺化合物及季铵盐化合物。
使用去除液去除残留的树脂图案的方法不限于浸渍法,也可以是除浸渍法以外的公知的方法(例如,喷雾法、喷淋法及旋覆浸没法)。
《脱泡工序》
本发明所涉及的电路配线的制造方法优选包括在贴合工序之后对基板进行加热或加压的工序(以下,有时称为“脱泡工序”。)。本发明所涉及的电路配线的制造方法中的脱泡工序的优选方式与上述“树脂图案的制造方法”项中说明的脱泡工序的优选方式相同。
《其他工序》
本发明所涉及的电路配线的制造方法可以包括除上述工序以外的任意工序(以下,有时称为“其他工序”。)。作为可以适用于本发明所涉及的电路配线的制造方法的曝光工序、显影工序及其他工序,可以举出日本特开2006-23696号公报的段落0035~段落0051中记载的工序。并且,作为其他工序,可以举出以下所示的工序。其中,其他工序不限于以下所示的工序。
[降低可见光反射率的工序]
本发明所涉及的电路配线的制造方法可以包括进行降低基板中导电层的一部分或全部的可见光反射率的处理的工序。
作为降低导电层的可见光反射率的处理,例如可以举出氧化处理。在导电层含有铜的情况下,通过氧化处理将铜制成氧化铜并使导电层变黑,能够降低导电层的可见光反射率。
关于降低导电层的可见光反射率的处理,记载于日本特开2014-150118号公报的段落0017~段落0025、以及日本特开2013-206315号公报的段落0041、段落0042、段落0048及段落0058中。这些公报的内容通过参考纳入本说明书中。
[形成绝缘膜的工序及在绝缘膜的表面形成新导电层的工序]
本发明所涉及的电路配线的制造方法还优选包括在电路配线的表面上形成绝缘膜的工序以及在上述绝缘膜的表面形成新导电层的工序。通过上述工序,能够形成通过绝缘膜绝缘的2个电极图案。
形成绝缘膜的方法没有限制。在形成绝缘膜的工序中,例如,也可以通过形成公知的永久膜的方法来形成绝缘膜。并且,也可以使用具有绝缘性的感光性材料,通过光刻法形成期望图案的绝缘膜。
在绝缘膜上形成新导电层的工序中,例如也可以使用具有导电性的感光性材料,通过光刻法形成期望图案的新导电层。
在本发明所涉及的电路配线的制造方法中,还优选使用基材的两个表面分别具有导电层的基板,对每个上述导电层逐次或同时形成电路。根据上述方法,例如,能够形成在基材的一个表面形成有第一导电图案、在基材的另一个表面形成有第二导电图案的触摸面板用电路配线。并且,根据本发明所涉及的电路配线的制造方法,还优选通过辊对辊方式在基材的两面形成上述触摸面板用电路配线。
《电路配线的用途》
通过本发明所涉及的电路配线的制造方法制造的电路配线可以适用于各种装置。作为具备通过本发明所涉及的电路配线的制造方法制造的电路配线的装置,例如可以举出输入装置,优选触摸面板,更优选静电电容型触摸面板。并且,上述输入装置可以适用于各种显示装置(例如,有机EL显示装置及液晶显示装置)。
<触摸面板的制造方法>
本发明所涉及的触摸面板的制造方法只要是使用本发明所涉及的感光性转印材料的触摸面板的制造方法,就没有限制。
本发明所涉及的触摸面板的制造方法优选包括如下工序:准备依次具有基材、导电层及使用本发明所涉及的感光性转印材料形成的树脂图案的多层体;以及在上述多层体中,对位于未配置有上述树脂图案的区域的上述导电层进行蚀刻处理而形成触摸面板用配线。本发明所涉及的触摸面板的制造方法更优选依次包括如下工序:将本发明所涉及的感光性转印材料与具有导电层的基板贴合,在上述基板上配置感光性树脂层;对上述感光性树脂层进行图案曝光;将上述感光性树脂层显影而形成树脂图案;以及对位于未配置有上述树脂图案的区域的上述导电层进行蚀刻处理而形成触摸面板用配线。
关于本发明所涉及的触摸面板的制造方法中的各工序的方式,如上述“树脂图案的制造方法”项以及上述“电路配线的制造方法”项中的说明所述,优选方式也相同。关于本发明所涉及的触摸面板的制造方法,通过上述方法形成触摸面板用配线,除此以外,可以参考公知的触摸面板的制造方法。并且,本发明所涉及的触摸面板的制造方法可以包括除上述工序以外的任意工序。
参考图2和图3说明在制造触摸面板中使用的掩模的图案。图2是表示触摸面板制造用掩模的图案的一例的概略俯视图。图3是表示触摸面板制造用掩模的图案的另一例的概略俯视图。在图2和图3中,DL虚拟地表示对准框,G表示非图像部(遮光部)。在图2中,SL表示非图像部(遮光部)。在本发明所涉及的触摸面板的制造方法中,例如,通过具有图2所示的图案的掩模对感光性树脂层进行曝光,从而可以制造形成有具有与SL和G对应的图案的电路配线的触摸面板。具体而言,可以通过国际公开第2016/190405号的图1中记载的方法来制造触摸面板。在所制造的触摸面板的一例中,G是形成有透明电极(即,触摸面板用电极)的部分,SL是形成有周边取出部的配线的部分。
根据本发明所涉及的触摸面板的制造方法,制造至少具有触摸面板用配线的触摸面板。触摸面板优选具有透明基板、电极、绝缘层或保护层。
作为触摸面板中的检测方法,例如,可以举出电阻膜方式、静电电容方式、超声波方式、电磁感应方式及光学方式。检测方式优选为静电电容方式。
作为触摸面板型,可以举出所谓的内嵌型(例如,日本特表2012-517051号公报的图5、图6、图7及图8中记载的结构)、所谓的外嵌型(例如,日本特开2013-168125号公报的图19中记载的结构、以及日本特开2012-89102号公报的图1及图5中记载的结构)、OGS(OneGlass Solution:单片玻璃方案)型、TOL(Touch-on-Lens:覆盖层触摸)型(例如,日本特开2013-54727号公报的图2中记载的结构)、各种外挂型(例如,GG、G1·G2、GFF、GF2、GF1及G1F)及其他结构(例如,日本特开2013-164871号公报的图6中记载的结构)。
<感光性转印材料用临时支承体>
本发明所涉及的感光性转印材料用临时支承体中,在60℃下加热处理3小时前后相对于不锈钢的动摩擦系数的变化率为0%~10%。通过将本发明所涉及的感光性转印材料用临时支承体应用于感光性转印材料,对通过感光性转印材料与粘附体的贴合而得到的层叠体实施脱泡处理时可以抑制层叠体彼此之间的粘接。
本发明所涉及的感光性转印材料用临时支承体至少具有一个在60℃下加热处理3小时前后相对于不锈钢的动摩擦系数的变化率为0%~10%的面即可。在将本发明所涉及的感光性转印材料用临时支承体应用于感光性转印材料时,通过将感光性转印材料用临时支承体的表面中相对于不锈钢的动摩擦系数的变化率为0%~10%的面配置成与感光性树脂层相对的面的相反一侧的面(即,第2面),如上述“感光性转印材料”项中说明的那样,在对通过感光性转印材料与粘附体的贴合而得到的层叠体实施脱泡处理时能够抑制层叠体彼此之间的粘接。
在本发明所涉及的感光性转印材料用临时支承体中,上述动摩擦系数的变化率的优选范围与上述“感光性转印材料”项中说明的范围相同。上述动摩擦系数的变化率的测定方法与上述“感光性转印材料”项中说明的方法相同。
除上述事项以外的感光性转印材料用临时支承体的优选方式与上述“感光性转印材料”项中说明的临时支承体的优选方式相同。关于本发明所涉及的感光性转印材料用临时支承体的方式,可以参考上述“感光性转印材料”项中说明的临时支承体的方式。
实施例
以下,通过实施例详细说明本发明。但是,本发明不限于以下实施例。
<聚合物A-1的合成>
将丙二醇1-单甲醚(75.0g)加入到三口烧瓶中,在氮气气氛下将液温升温至90℃。用2小时将含有苯乙烯(52.0g)、甲基丙烯酸(29.0g)、甲基丙烯酸甲酯(19.0g)及丙二醇1-单甲醚(75.0g)的溶液滴加到维持在90℃±2℃的三口烧瓶内的液体中。滴加结束后,在90℃±2℃下搅拌混合液2小时,从而得到含有聚合物A-1的溶液(固体成分浓度:40.0质量%)。聚合物A-1的重均分子量(Mw)为60,000。
<在双酚A两端分别加成了平均15摩尔环氧乙烷和平均2摩尔环氧丙烷的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯的合成>
将双酚A(22.83g、0.1mol)、作为溶剂的甲苯(30g)以及作为催化剂的三乙胺(0.3g)加入到内容量为500mL的耐压反应容器中。用氮气置换耐压反应容器内后,将氮气压力调节为0.2kg/cm2,一边搅拌混合物一边升温至80℃。一边依次导入环氧乙烷(132.15g、3.0mol)及环氧丙烷(23.24g、0.4mol),使其保持约2kg/cm2的压力,一边升温到150℃。将混合物在150℃下保持1小时,然后冷却。用草酸中和混合物,接着,向混合物中加入离子交换水(50g)并搅拌后,通过静放混合物提取分离的有机层。将得到的有机层用离子交换水(50g)清洗3次后,在50℃下减压至30Torr,去除溶剂,从而得到二元醇(105.1g)。向内容量为1L的三口烧瓶中加入二元醇(100.0g、0.044mol)、甲基丙烯酸(11.5g)、70质量%甲磺酸水溶液(0.9g)、对苯二酚(0.2g)及甲苯(200mL),接着在甲苯回流下进行酯化8小时。反应中生成的水通过迪安-斯脱克分水器(Dean-Stark Trap)去除。反应结束后,将混合物的温度冷却至室温,将得到的有机层用5%氢氧化钠水溶液(50g)清洗1次,接着用离子交换水(50g)清洗3次。在有机层中加入对苯二酚单甲醚(0.09g),在50℃下减压至30Torr并去除溶剂,从而得到在双酚A两端分别加成了平均15摩尔环氧乙烷和平均2摩尔环氧丙烷的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(90.0g)。
<临时支承体1的制造>
按照以下方法,在用作基材的聚酯薄膜的单面涂布涂覆层形成用涂布液,然后通过拉伸得到临时支承体1。
[涂覆层形成用涂布液的制备]
通过混合下述所示成分,得到涂覆层形成用涂布液。使用具有2.5μm孔径的过滤器(250PG,3M Japan Limited)对得到的涂布液进行过滤后进行了除气(SEPAREL EF-G5,DICCorporation)。
·丙烯聚合物(AS-563A,Daicel FineChem Co.,Ltd.,固体成分:27.5质量%):128.0质量份
·非离子系表面活性剂(NAROACTY CL95,Sanyo Chemical Industries,Ltd.制,固体成分:100质量%):0.7质量份
·阴离子系表面活性剂(RAPISOL A-90,NOF CORPORATION,固体成分1质量%的水稀释液):111.4质量份
·巴西棕榈蜡分散物(Cellosol 524,CHUKYO YUSHI CO.,LTD.,固体成分:30质量%):28.0质量份
·碳二亚胺化合物(CARBODILITE V-02-L2,Nisshinbo Chemical Inc.,固体成分10质量%的水稀释液):15.7质量份
·消光剂(SNOWTEX XL,Nissan Chemical Corporation,固体成分:40.5质量%):3.0质量份
·水:713质量份
[挤出成型]
将日本专利第5575671号公报中记载的使用钛化合物作为聚合催化剂合成的聚对苯二甲酸乙二酯的粒料干燥至含水率为50ppm以下。干燥后,将粒料投入直径为30mm的双螺杆混炼挤出机的料斗中,在280℃下熔融。使熔融体通过过滤器(孔径:2μm)后,从模具中挤出到25℃的冷却辊,从而得到未拉伸膜。从模具中挤出的熔融体使用静电施加法与冷却辊密合。
[拉伸和涂布]
通过以下方法对未拉伸膜逐次实施了双轴拉伸。
(a)纵向拉伸
使未拉伸膜通过圆周速度不同的两对夹持辊之间,沿纵向(输送方向)拉伸。具体而言,在将预热温度设为77℃、拉伸温度设为110℃、拉伸倍率设为3.0倍、拉伸速度设为1,300%/秒的条件下,拉伸了未拉伸膜。
(b)涂布
在纵向拉伸的薄膜上,用棒涂机涂布了涂覆层形成用涂布液。涂覆层形成用涂布液的涂布量设为5.6g/m2
(c)横向拉伸
对于涂布有涂覆层形成用涂布液的薄膜,使用拉幅机在下述条件下进行了横向拉伸。
-横向拉伸条件-
予热温度:110℃
拉伸温度:120℃
拉伸倍率:4.2倍
拉伸速度:50%/秒
[热定型和热松弛]
在下述条件下热定型了横向拉伸的薄膜。热定型后,缩短拉幅机宽度,在下述条件下进行了热松弛。
-热工序条件-
热定型温度:224℃
热定型时间:5秒
-热松弛条件-
热松弛温度:212℃
热松弛率:4%
[卷绕]
热松弛后,对薄膜的两端进行修整,接着在薄膜的两端部以10mm的宽度进行挤出加工(即滚花处理)后,以40kg/m的张力进行了卷取。得到的薄膜卷的宽度为1.2m。得到的薄膜卷的卷长为4,000m。将得到的薄膜卷作为实施例1的临时支承体(临时支承体1)。临时支承体1具有厚度为16μm的基材(聚酯薄膜)和厚度为40nm的涂覆层。通过在150℃下加热30分钟的临时支承体的基材的热收缩率MD(纵向:machine direction)为1.4%,TD(横向:Transverse Direction)为0.8%。
<临时支承体2的制造>
通过调整挤出成型中的挤出量,将基材(聚酯薄膜)的厚度变更为25μm,除此以外,通过与临时支承体1相同的步骤制造了临时支承体2。
<临时支承体3的制造>
通过调整挤出成型中的挤出量,将基材(聚酯薄膜)的厚度变更为38μm,除此以外,通过与临时支承体1相同的步骤制造了临时支承体2。
<临时支承体4的制造>
将巴西棕榈蜡分散物的添加量变更为5.3质量份,除此以外,通过与临时支承体1相同的步骤制造了临时支承体4。
<临时支承体5的制造>
通过调整挤出成型中的挤出量,将基材(聚酯薄膜)的厚度变更为12μm,以及将巴西棕榈蜡分散物的添加量变更为2.7质量份,除此以外,通过与临时支承体1相同的步骤制造了临时支承体5。
<临时支承体6的制造>
将巴西棕榈蜡分散物的添加量变更为2.7质量份,将消光剂(SNOWTEX XL)的添加量变更为2.5份,除此以外,通过与临时支承体1相同的步骤制造了临时支承体6。
<临时支承体7的制造>
将消光剂(SNOWTEX XL)变更为消光剂(SNOWTEX XL,Nissan ChemicalCorporation,固体成分:40.5质量%,添加量:2.95质量份)及消光剂(AEROSIL OX50,NIPPON AEROSIL CO.,LTD.,固体成分:10质量%,形态:水分散物,中值粒径:0.2μm,添加量:2.95质量份),除此以外,通过与临时支承体1相同的步骤制造了临时支承体6。
<临时支承体8的制造>
未添加巴西棕榈蜡分散物,除此以外,通过与临时支承体1相同的步骤制造了临时支承体8。
<临时支承体9的制造>
将巴西棕榈蜡分散物的添加量变更为21.0质量份,以及将消光剂(SNOWTEX XL)变更为消光剂(SNOWTEX XL,Nissan Chemical Corporation,固体成分:40.5质量%,添加量:2.95质量份)及消光剂(AEROSIL OX50,NIPPON AEROSIL CO.,LTD.,固体成分:10质量%,形态:水分散物,中值粒径:0.2μm,添加量:2.95质量份),除此以外,通过与临时支承体1相同的步骤制造了临时支承体9。
<感光性树脂组合物的制备>
混合了表1中记载的成分后,加入甲基乙基酮、1-甲氧基-2-丙醇及丙二醇单甲醚乙酸酯的混合溶剂(50/25/25,单位:质量%),从而制备了感光性树脂组合物(固体成分浓度:25质量%)。
[表1]
Figure BDA0003871914850000991
在表1中,“B-CIM”表示2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑。
<实施例1>
在临时支承体1的基材(聚酯薄膜)的表面,使用狭缝状喷嘴涂布了感光性树脂组合物,使干燥后的厚度为6μm。在95℃下用100秒干燥所形成的感光性树脂组合物的涂膜,从而形成了感光性树脂层。在所形成的感光性树脂层的表面压接聚乙烯薄膜(TAMAPOLY CO.,LTD.,GF-818,厚度:19μm)作为覆盖膜,从而制作了感光性转印材料。卷绕得到的感光性转印材料,从而制作了辊形态的感光性转印材料。
<实施例2~7及比较例1~3>
按照表2的记载适当变更了临时支承体的种类和感光性树脂层的厚度,除此以外,通过与实施例1的感光性转印材料相同的步骤制作了感光性转印材料。
<评价>
[分辨率]
通过溅射在厚度为100μm的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜上形成厚度为200nm的铜层,从而制作了带铜层的PET基板。从感光性转印材料剥离覆盖膜,通过使用了真空层压机(株式会社MCK,辊温度:120℃,线压:1.0MPa,线速度:0.5m/分钟)的辊对辊方式,贴合了感光性转印材料和带铜层的PET基板。得到的层叠体的层结构为PET薄膜/铜层/感光性树脂层/临时支承体。使用高压釜装置,在0.6MPa、60℃的条件下对得到的层叠体加压脱泡了3小时。使用超高压汞灯,在不剥离临时支承体的情况下,通过线和空间图案掩模(占空比(Duty比)为1∶1,线宽从1μm到20μm每隔1μm阶段性变化。)曝光了感光性树脂层。剥离临时支承体后,进行了显影。显影使用25℃的1.0质量%碳酸钠水溶液,通过淋浴显影进行了30秒。通过上述方法,求出了与掩模20μm的线和空间图案对应的树脂图案的线宽正好为20μ m的曝光量(以下,称为“基准曝光量”。)。接着,以基准曝光量曝光了感光性树脂层,除此以外,通过与上述方法相同的方法形成了树脂图案。使用扫描型电子显微镜(SEM)观察了树脂图案。将树脂图案没有剥离且树脂图案的空间部没有残渣的树脂图案的最小线宽作为分辨率进行了评价。值越小,分辨率越好。将评价结果示于表2。
[脱泡处理后的粘接性]
通过溅射在厚度为100μm的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜的两面分别形成厚度为200nm的铜层,从而制作了带铜层的PET基板。从感光性转印材料剥离覆盖膜,通过使用了真空层压机(株式会社MCK,辊温度:120℃,线压:1.0MPa,线速度:0.5m/分钟)的辊对辊方式,贴合了感光性转印材料和带铜层的PET基板。在贴合感光性转印材料与带铜层的PET基板时,在带铜层的PET基板的两面分别贴附了感光性转印材料。得到的层叠体的层结构为临时支承体/感光性树脂层/铜层/PET薄膜/铜层/感光性树脂层/临时支承体。将得到的层叠体卷绕后,使用高压釜装置,在0.6MPa、60℃的条件下脱泡了3小时。根据送出卷绕后的层叠体时的状态,按照以下基准评价了临时支承体表面的粘接性。粘接性的评价中,将A或B设为合格。将评价结果示于表2。
A:可以不发出声音地送出卷绕的层叠体。
B:有声音,但可以送出卷绕的层叠体。
C:有很大的声音,在剥离面(临时支承体的表面)产生粘接痕。
[表2]
Figure BDA0003871914850001011
通过上述方法测定了表2中“临时支承体”栏中记载的性质和平均厚度。表2中,“加热处理”是指在上述“临时支承体”项中说明的在60℃下加热3小时的处理。通过上述方法测定了表2中感光性树脂层的平均厚度。
根据表2所示的“脱泡处理后的粘接性”的评价,示出与比较例1~3相比,实施例1~7中层叠体彼此(即,临时支承体彼此)的粘接得到抑制。
<电路配线的形成>
使用实施例1~7的各感光性转印材料,通过以下步骤形成了电路配线。
(层压)
在PET薄膜上溅射铜而形成有厚度200μm的铜层的铜基板上,剥离感光性转印材料的覆盖膜,使感光性转印材料的剥离面与铜基板接触,在以下层压条件下进行层压而得到层叠体。
-层压条件-
铜基板温度:40℃
橡胶辊温度:110℃
线压:3N/cm
输送速度:2m/分钟
(曝光)
接着,使具有多个宽度的线和空间的曝光掩模真空密合于层叠体的层压有感光性转印材料一侧的临时支承体,通过曝光掩模,使用具有超高压汞灯的接近式曝光机(由Hitachi High-Tech Electronics Engineering Co.,Ltd.制造),以抗蚀剂图案的与基板侧相反一侧的最上部的宽度与掩模曝光部的宽度相同的曝光量进行曝光。
(显影)
然后,从曝光的层叠体剥离临时支承体,使用1.0质量%碳酸钠水溶液在26℃、30秒钟的显影条件下进行了显影处理。接着,使用纯水,以26℃、溶解时间的1.5倍的时间进行了显影处理。接着,向表面吹气去除水分,制作了具有树脂图案的基板。显影处理和清洗处理使用了喷淋式显影机,喷雾压为0.08MPa。
(蚀刻和剥离)
使用25℃的铜蚀刻液(由KANTO CHEMICAL CO.,INC.制造,Cu-02),对具有树脂图案的基板喷淋蚀刻了铜层60秒。然后,使用60℃的剥离液(由KANTO CHEMICAL CO.,INC.制造的KP-301)进行2分钟的喷淋剥离,从而去除树脂图案,得到了电路配线。
用光学显微镜观察使用实施例1~7的各感光性转印材料得到的电路配线,确认了配线上没有缺陷等。
<感光性树脂组合物的制备>
分别制备了具有下表所示的组成的感光性树脂组合物A-1~A-10。
[表3]
Figure BDA0003871914850001031
(化合物B)
以下示出化合物B的结构。
[化学式27]
Figure BDA0003871914850001041
(化合物C)
以下示出化合物C的结构。
[化学式28]
Figure BDA0003871914850001042
(准备P-1溶液)
作为P-1溶液,使用了具有下述结构的聚合物P-1的固体成分36.3质量%溶液(溶剂:丙二醇单甲醚乙酸酯)。聚合物P-1是碱溶性树脂。在聚合物P-1中,各结构单元右下的数值表示各结构单元的含有比率(摩尔%)。通过下述所示的聚合工序和加成工序准备了P-1溶液。
-聚合工序-
向2000mL的烧瓶中导入了丙二醇单甲醚乙酸酯(由SANWA KAGAKU SANGYOCo.,Ltd.制造,商品名PGM-Ac)(60g)、丙二醇单甲醚(由SANWA KAGAKU SANGYO Co.,Ltd.制造,商品名PGM)(240g)。以250rpm(每分钟转数;下同。)的搅拌速度,一边搅拌得到的液体一边升温至90℃。
作为滴加液(1)的制备,将甲基丙烯酸(由MITSUBISHI RAYON CO.,LTD.制造,商品名丙烯酸酯M)(107.1g)、甲基丙烯酸甲酯(由MITSUBISHI GAS CHEMICAL COMPANY,INC.制造,商品名MMA)(5.46g)以及甲基丙烯酸环己酯(由MITSUBISHI GAS CHEMICAL COMPANY,INC.制造,商品名CHMA)(231.42g)进行混合,用PGM-Ac(60g)稀释,从而得到了滴加液(1)。
作为滴加液(2)的制备,通过用PGM-Ac(136.56g)溶解二甲基2,2’一偶氮二(2-甲基丙酸酯)(由FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制造,商品名V-601)(9.637g),从而得到了滴加液(2)。
同时用3小时将滴加液(1)和滴加液(2)滴加到上述2000mL烧瓶(详细而言,是装有升温至90℃的液体的2000mL烧瓶)中。
接着,用PGM-Ac(12g)清洗滴加液(1)的容器,将清洗液滴加到上述2000mL烧瓶中。接着,用PGM-Ac(6g)清洗滴加液(2)的容器,将清洗液滴加到上述2000mL烧瓶中。在这些滴加中,将上述2000mL烧瓶内的反应液保持在90℃,以250rpm的搅拌速度进行了搅拌。此外,作为后反应,在90℃下搅拌了1小时。
作为向后反应后的反应液中第一次追加添加的引发剂,添加了V-601(2.401g)。此外,用PGM-Ac(6g)清洗V-601的容器,向反应液中导入了清洗液。然后,在90℃下搅拌了1小时。
接着,作为追加添加引发剂的第二次,向反应液中添加了V-601(2.401g)。此外,用PGM-Ac(6g)清洗V-601的容器,向反应液中导入了清洗液。然后,在90℃下搅拌了1小时。
接着,作为追加添加引发剂的第三次,向反应液中添加了V-601(2.401g)。此外,用PGM-Ac(6g)清洗V-601的容器,向反应液中导入了清洗液。然后,在90℃下搅拌了3小时。
-加成工序-
在90℃下搅拌3小时后,向反应液中导入了PGM-Ac(178.66g)。接着,向反应液中添加了四乙基溴化铵(由FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制造)(1.8g)和对苯二酚单甲醚(由FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制造)(0.8g)。此外,用PGM-Ac(6g)清洗各个容器,向反应液中导入了清洗液。然后,将反应液的温度升温至100℃。
接着,用1小时向反应液中滴加了甲基丙烯酸缩水甘油酯(由NOF CORPOR ATION制造,商品名BLEMMER G)(76.03g)。此外,用PGM-Ac(6g)清洗BLEMMER G的容器,向反应液中导入了清洗液。然后,作为加成反应,在100℃下搅拌了6小时。
接着,冷却反应液,用垃圾去除用网眼过滤器(100目)进行过滤,得到了聚合物P-1的溶液(1158g)(固体成分浓度36.3质量%)。得到的聚合物P-1的重均分子量为27000,数均分子量为15000,酸值为95mgKOH/g。以下示出聚合物P-1的结构。式中重复单元的摩尔比从左侧重复单元依次为51.5∶2∶26.5∶20。
[化学式29]
Figure BDA0003871914850001061
(准备P-2溶液)
按照以下方法,准备了聚合物P-2的固体成分36.5质量%溶液作为P-2溶液。聚合物P-2是碱溶性树脂。将82.4g丙二醇单甲醚装入烧瓶中,在氮气流下加热至90℃。用3小时向该液体中同时滴加了将苯乙烯38.4g、甲基丙烯酸二环戊酯30.1g、甲基丙烯酸34.0g溶解在丙二醇单甲醚20g中而得到的溶液、以及将聚合引发剂V-601(由FUIFILM Wako PureChemical Corporatio n制造)5.4g溶解在丙二醇单甲醚乙酸酯43.6g中而得到的溶液。滴加结束后,每隔1小时添加了3次0.75g的V-601。之后再反应3小时。然后用丙二醇单甲醚乙酸酯58.4g、丙二醇单甲醚11.7g稀释。在空气气流下,将反应液升温至100℃,添加了四乙基溴化铵0.53g、对甲氧基苯酚0.26g。用20分钟向其中滴加了甲基丙烯酸缩水甘油酯(由NOFCORPORATION制造,BLEMMER GH)25.5g。将其在100℃下反应7小时,得到了聚合物P-2的溶液。得到的溶液的固体成分浓度为36.5质量%。关于聚合物P-2,GPC中标准聚苯乙烯换算的重均分子量为17000,分散度为2.4,酸值为95mgKOH/g。相对于任一单体中聚合物P-2的固体成分,使用气相色谱法测定的残留单体量均小于0.1质量%。以下示出聚合物P-2的结构。式中重复单元的摩尔比从左侧重复单元依次为41.0∶15.2∶23.9∶19.9。
[化学式30]
Figure BDA0003871914850001062
(准备P-3溶液)
按照以下方法,准备了聚合物P-3的固体成分36.2质量%溶液作为P-3溶液。聚合物P-3是碱溶性树脂。将113.5g丙二醇单甲醚装入烧瓶中,在氮气流下加热至90℃。用3小时向该液体中同时滴加了将苯乙烯172g、甲基丙烯酸甲基4.7g、甲基丙烯酸112.1g溶解在丙二醇单甲醚30g中而得到的溶液、以及将聚合引发剂V-601(由FUJIFILM Wako PureChemical Corporation制造)27.6g溶解在丙二醇单甲醚57.7g中而得到的溶液。滴加结束后,每隔1小时添加了3次2.5g的V-601。之后再反应3小时。然后用丙二醇单甲醚乙酸酯160.7g、丙二醇单甲醚233.3g稀释。在空气气流下,将反应液升温至100℃,添加了四乙基溴化铵1.8g、对甲氧基苯酚0.86g。用20分钟向其中滴加了甲基丙烯酸缩水甘油酯(由NOFCORPORATION制造,BLEMMER G)71.9g。将其在100℃下反应7小时,得到了聚合物P-3的溶液。得到的溶液的固体成分浓度为36.2%。关于聚合物P-3,GPC中标准聚苯乙烯换算的重均分子量为18000,分散度为2.3,酸值为124mgKOH/g。相对于任一单体中聚合物P-3的固体成分,使用气相色谱法测定的残留单体量均小于0.1质量%。以下示出聚合物P-3的结构。式中重复单元的摩尔比从左侧重复单元依次为55.1∶26.5∶1.6∶16.8。
[化学式31]
Figure BDA0003871914850001071
(准备P-4溶液)
在聚合物P-3的合成中,通过变更单体的种类和量,准备了聚合物P-4的固体成分36.2质量%溶液(溶剂:丙二醇单甲醚乙酸酯)作为P-4溶液。聚合物P-4是碱溶性树脂。得到的聚合物P-4的重均分子量为18000,分散度为2.3,酸值为124mgKOH/g。以下示出聚合物P-4的结构。以下,式中重复单元的摩尔比从左侧重复单元依次为55.1∶24.6∶1.6∶17.0∶1.7。
[化学式32]
Figure BDA0003871914850001081
<折射率调整层形成用组合物的制备>
接着,分别制备了具有下表中记载的组成的折射率调整层形成用组合物B-1~B-4。下表中的数量值表示“质量份”。
[表4]
Figure BDA0003871914850001082
(聚合物A)
如下合成了上表中的聚合物A。
向1L的三口烧瓶中导入1-甲氧基丙醇(由Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造)(270.0g),一边搅拌一边在氮气流下升温至70℃。另一方面,将甲基丙烯酸烯丙酯(45.6g)(由FUJIFILM Wako Pure Chemical Corpo ration制造)和甲基丙烯酸(14.4g)(由FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制造)溶解在1-甲氧基丙醇(由TokyoChemical Industry Co.,Ltd.制造)(270.0g)中,再溶解V-65(由FUJIFILM Wako PureChemical Corporation制造)3.94g,从而制作了滴加液,用2.5小时向烧瓶中滴加了滴加液。原样保持搅拌状态下反应了2.0小时。
然后,将温度恢复到室温,滴加到搅拌状态的离子交换水(2.7L)中,实施再沉淀,得到了混浊溶液。用带有滤纸的吸滤器导入混浊溶液来进行过滤,再用离子交换水清洗过滤物,得到了湿润状态的粉体。经由45℃的送风干燥,确认达到恒量,以70%产率得到了聚合物A作为粉体。
得到的聚合物A的甲基丙烯酸/甲基丙烯酸烯丙酯的比率为76质量%/24质量%。重均分子量Mw为38000。
<实施例8~23>
在临时支承体1上,使用狭缝状喷嘴,将涂布量调整为干燥后的膜厚成为下表中记载的厚度的涂布量,涂布下表中记载的感光性树脂组合物A-1~A-10中的任一种,形成了感光性树脂层。在100℃的干燥区中使溶剂挥发后,使用狭缝状喷嘴,按照下表的组合使用折射率调整层形成用组合物B-1~B-4中的任一种,将涂布量调整为干燥后的膜厚成为下表中记载的膜厚的量并涂布在感光性树脂层上后,在80℃的干燥温度下干燥,形成了折射率调整层。在折射率调整层上压接保护膜(Lumirror 16KS40,由TORAY INDUSTRIES,INC.制造),制作了感光性转印材料1~16。
[表5]
Figure BDA0003871914850001091
<评价>
[分辨率]
通过溅射在厚度为100μm的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜上形成厚度为200nm的铜层,从而制作了带铜层的PET基板。从感光性转印材料剥离保护膜,通过使用了真空层压机(株式会社MCK,辊温度:120℃,线压:1.0MPa,线速度:0.5m/分钟)的辊对辊方式,贴合了感光性转印材料和带铜层的PET基板。得到的层叠体的层结构为PET薄膜/铜层/折射率调整层/感光性树脂层/临时支承体。使用高压釜装置,在0.6MPa、60℃的条件下对得到的层叠体加压脱泡了3小时。使用超高压汞灯,在不剥离临时支承体的情况下,通过线和空间图案掩模(占空比(Duty比)为1∶1,线宽从5μm到100μm每隔5μm阶段性变化。)曝光了感光性树脂层。剥离临时支承体后,进行了显影。显影使用33℃的1.0质量%碳酸钠水溶液,通过淋浴显影进行了45秒。通过上述方法,求出了与掩模70μm的线和空间图案对应的树脂图案的线宽正好为70μ m的曝光量(以下,称为“基准曝光量”。)。接着,以基准曝光量曝光了感光性树脂层,除此以外,通过与上述方法相同的方法形成了树脂图案。使用扫描型电子显微镜(SEM)观察了树脂图案。将树脂图案没有剥离且树脂图案的空间部没有残渣的树脂图案的最小线宽作为分辨率进行了评价。值越小,分辨率越好。将评价结果示于表6。
[脱泡处理后的粘接性]
通过与上述实施例1的评价方法相同的方法,评价了脱泡处理后的粘接性。将评价结果示于表6。
[表6]
Figure BDA0003871914850001111
2020年3月30日申请的日本专利申请2020-061101号、2020年10月12日申请的日本专利申请2020-172155号以及2020年12月15日申请的日本专利申请2020-207812号的发明,其全部内容通过参考纳入本说明书中。本说明书中所记载的所有文献、专利申请以及技术标准,以与具体且个别记载了通过参考纳入个别文献、专利申请以及技术标准的情况相同程度地,通过参考纳入本说明书中。
符号说明
10-临时支承体,12-感光性树脂层,14-覆盖膜,100-感光性转印材料,DL-对准框,G-非图像部(遮光部),SL-非图像部(遮光部)。

Claims (11)

1.一种感光性转印材料,其具有:
临时支承体;以及
所述临时支承体上的感光性树脂层,
在60℃下加热处理3小时前后,所述临时支承体的与所述感光性树脂层相对的面的相反一侧的面相对于不锈钢的动摩擦系数的变化率为0%~10%。
2.根据权利要求1所述的感光性转印材料,其中,
在60℃下加热处理3小时前,所述临时支承体的与所述感光性树脂层相对的面的相反一侧的面相对于不锈钢的动摩擦系数为0.50以下。
3.根据权利要求1或2所述的感光性转印材料,其中,
在60℃下加热处理3小时前,所述临时支承体的与所述感光性树脂层相对的面的相反一侧的面相对于不锈钢的动摩擦系数为0.10以上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的感光性转印材料,其中,
所述临时支承体的平均厚度为20μm以下。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的感光性转印材料,其中,
所述感光性树脂层的平均厚度为6μm以下。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的感光性转印材料,其中,
所述临时支承体的雾度小于1.00%。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的感光性转印材料,其中,
所述临时支承体的剥离力为0.05mN/m以上。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的感光性转印材料,其中,
所述临时支承体的与所述感光性树脂层相对的面的相反一侧的面的算术平均粗糙度Ra为10nm以下。
9.一种树脂图案的制造方法,其依次包括如下工序:
将权利要求1至8中任一项所述的感光性转印材料与基板贴合,在所述基板上配置感光性树脂层;
对所述感光性树脂层进行图案曝光;以及
将所述感光性树脂层显影而形成树脂图案。
10.一种电路配线的制造方法,其依次包括如下工序:
将权利要求1至8中任一项所述的感光性转印材料与具有导电层的基板贴合,在所述基板上配置感光性树脂层;
对所述感光性树脂层进行图案曝光;
将所述感光性树脂层显影而形成树脂图案;以及
对位于未配置有所述树脂图案的区域的所述导电层进行蚀刻处理而形成电路配线。
11.一种感光性转印材料用临时支承体,其中,
在60℃下加热处理3小时前后相对于不锈钢的动摩擦系数的变化率为0%~10%。
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