CN115729045A - 具有导体图案的层叠体的制造方法、转印膜 - Google Patents
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Abstract
本发明提供即使在镀敷处理前对抗蚀图案实施了用酸性溶液的清洗处理的情况下,也能制造期望形状的导体图案的具有导体图案的层叠体的制造方法及转印膜。一种具有导体图案的层叠体的制造方法,其依次具有:贴合工序,以转印膜的与临时支承体侧相反的一侧的表面与表面具有金属层的基板的金属层接触的方式将转印膜与基板进行贴合;曝光工序,对感光性组合物层进行图案曝光;显影工序,实施显影处理而形成抗蚀图案;加热工序,对抗蚀图案进行加热;清洗工序,用酸性溶液对经加热的抗蚀图案进行清洗;镀敷工序,进行镀敷处理;剥离工序,剥离抗蚀图案;及去除工序,去除因剥离工序而露出的金属层并在基板上形成导体图案,感光性组合物层包含热交联剂。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有导体图案的层叠体的制造方法及转印膜。
背景技术
使用转印膜在任意的基板上配置感光性组合物层并经由掩模对该感光性组合物层进行曝光之后进行显影的方法,由于用于得到规定图案的工序数少而被广泛使用。
在专利文献1中,公开有如下方法:将包含规定成分的感光性树脂层层叠于支承体上并将该感光性树脂层转印到基材上,通过曝光处理及显影处理而形成抗蚀图案,进而实施镀敷处理,从而制造电路基板。
专利文献1:日本特开2016-139154号公报
最近,要求导体图案的形状的进一步微细化,其形状控制的要求性进一步变高。
本发明人等参考专利文献1中所记载的方法,为了在镀敷处理之前去除抗蚀图案的污垢而实施基于酸性溶液的清洗处理来实施了镀敷处理,其结果,发现了所得到的导体图案的形状由所期望的形状发生了变形,需要进行改良。
发明内容
本发明的课题在于提供一种即使在镀敷处理之前对抗蚀图案实施了用酸性溶液的清洗处理的情况下,也能够制造所期望的形状的导体图案的具有导体图案的层叠体的制造方法。
并且,本发明的课题还在于提供一种转印膜。
本发明人等对上述课题进行了深入研究的结果,发现了通过以下的构成能够解决上述课题。
(1)一种具有导体图案的层叠体的制造方法,其依次具有:
贴合工序,以具有临时支承体和负型的感光性组合物层的转印膜的与临时支承体侧相反的一侧的表面与表面具有金属层的基板的金属层接触的方式,将转印膜与基板进行贴合;
曝光工序,对感光性组合物层进行图案曝光;
显影工序,对经曝光的感光性组合物层实施显影处理而形成抗蚀图案;
加热工序,对抗蚀图案进行加热;
清洗工序,用酸性溶液清洗经加热的抗蚀图案;
镀敷工序,对位于未配置有抗蚀图案的区域的金属层进行镀敷处理;
剥离工序,剥离抗蚀图案;及
去除工序,去除因剥离工序而露出的金属层,在基板上形成导体图案,
在贴合工序与曝光工序之间或曝光工序与显影工序之间还具有剥离临时支承体的临时支承体剥离工序,
感光性组合物层包含热交联剂。
(2)根据(1)所述的具有导体图案的层叠体的制造方法,其中,
通过加热工序加热的抗蚀图案的与基板侧相反的一侧的表面的弹性模量为5.0GPa以上。
(3)根据(1)或(2)所述的具有导体图案的层叠体的制造方法,其中,
将通过加热工序加热的抗蚀图案的与基板侧相反的一侧的表面的弹性模量设为弹性模量X,
将通过加热工序加热的抗蚀图案的基板侧附近的弹性模量设为弹性模量Y时,
满足X/Y≤1.2。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的具有导体图案的层叠体的制造方法,其中,
感光性组合物层包含聚合性化合物及聚合引发剂。
(5)根据(4)所述的具有导体图案的层叠体的制造方法,其中,
聚合性化合物具有环氧烷改性双酚结构。
(6)根据(1)至(5)中任一项所述的具有导体图案的层叠体的制造方法,其中,
热交联剂包含封端异氰酸酯化合物。
(7)根据(1)至(6)中任一项所述的具有导体图案的层叠体的制造方法,其中,
临时支承体的雾度为1.0%以下。
(8)根据(1)至(7)中任一项所述的具有导体图案的层叠体的制造方法,其中,
临时支承体的厚度为50μm以下。
(9)根据(1)至(8)中任一项所述的具有导体图案的层叠体的制造方法,其中,
转印膜在临时支承体与感光性组合物层之间具有中间层。
(10)根据(9)所述的具有导体图案的层叠体的制造方法,其中,
中间层为水溶性树脂层。
(11)根据(1)至(10)中任一项所述的具有导体图案的层叠体的制造方法,其中,
曝光工序为经由光掩模进行图案曝光的工序。
(12)根据(1)至(10)中任一项所述的具有导体图案的层叠体的制造方法,其中,
曝光工序为使用投影了光掩模的图像的光化射线并经由透镜对感光性组合物层进行图案曝光的工序。
(13)根据(1)至(10)中任一项所述的具有导体图案的层叠体的制造方法,其中,
在贴合工序与曝光工序之间具有临时支承体剥离工序,
曝光工序为使剥离临时支承体而露出的表面与光掩模接触而对感光性组合物层进行图案曝光的工序。
(14)一种转印膜,其具有临时支承体和负型的感光性组合物层,其中,
感光性组合物层包含热交联剂,
临时支承体的雾度为1.0%以下。
(15)根据(14)所述的转印膜,其中,
临时支承体的厚度为50μm以下。
(16)根据(14)或(15)所述的转印膜,其中,
感光性组合物层包含聚合性化合物及聚合引发剂。
(17)根据(16)所述的转印膜,其中,
聚合性化合物具有环氧烷改性双酚结构。
(18)根据(14)至(17)中任一项所述的转印膜,其在临时支承体与感光性组合物层之间具有中间层。
(19)根据(18)所述的转印膜,其中,
中间层为水溶性树脂层。
发明效果
根据本发明,能够提供即使在镀敷处理之前对抗蚀图案实施了用酸性溶液的清洗处理的情况下,也能够制造所期望的形状的导体图案的具有导体图案的层叠体的制造方法。
并且,根据本发明,能够提供转印膜。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的转印膜的层结构的一例的概略图。
具体实施方式
以下,对本发明进行详细说明。
以下所记载的构成要件的说明有时根据本发明的代表性实施方式而进行,但本发明并不限于这种实施方式。
以下示出本说明书中的各记载的含义。
在本说明书中,使用“~”表示的数值范围是指将记载于“~”前后的数值作为下限值及上限值而包含的范围。
在本说明书中,在阶段性地记载的数值范围中,以某一数值范围记载的上限值或下限值可以被替换为其他阶段地记载的数值范围的上限值或下限值。并且,在本说明书中所记载的数值范围中,以某一数值范围记载的上限值或下限值也可以被替换为实施例所示的值。
在本说明书中,术语“工序”不仅包括独立的工序,即使在无法与其他工序明确地区分的情况下,只要可实现该工序的预期目的,则也包括在本术语中。
在本说明书中,“透明”是指波长400~700nm的可见光的平均透射率为80%以上,优选为90%以上。
在本说明书中,可见光的平均透射率为使用分光光度计测定的值,例如能够使用Hitachi,Ltd.制造的分光光度计U-3310进行测定。
在本说明书中,只要没有特别指定,则重均分子量(Mw)及数均分子量(Mn)为作为柱而使用TSKgel GMHxL、TSKgel G4000HxL或TSKgel G2000HxL(均为TOSOH CORPORATION制造的商品名)、作为洗脱液而使用THF(四氢呋喃)、作为检测器而使用差示折射仪及作为标准物质而使用聚苯乙烯并利用凝胶渗透色谱(GPC)分析装置测定的使用标准物质的聚苯乙烯换算的值。
在本说明书中,只要没有特别指定,则具有分子量分布的化合物的分子量为重均分子量(Mw)。
在本说明书中,只要没有特别指定,则金属元素的含量为使用电感耦合等离子体(ICP:Inductively Coupled Plasma)分光分析装置测定的值。
在本说明书中,只要没有特别指定,则折射率为在波长550nm下使用椭圆偏振仪测定的值。
在本说明书中,只要没有特别指定,则色相为使用色差计(CR-221,Mino lta Co.,Ltd.制造)测定的值。
在本说明书中,“(甲基)丙烯酸基”为包含丙烯酸基及甲基丙烯酸基这两个的概念,“(甲基)丙烯酰氧基”为包含丙烯酰氧基及甲基丙烯酰氧基这两个的概念。
另外,在本说明书中,“碱溶性”是指在22℃下对于碳酸钠的1质量%水溶液100g的溶解度为0.1g以上。
在本说明书中,“水溶性”是指对于液温为22℃的pH7.0的水100g的溶解度为0.1g以上。因此,例如,水溶性树脂是指满足上述溶解度条件的树脂。
在本说明书中,组合物的“固体成分”是指形成使用组合物来形成的组合物层的成分,当组合物包含溶剂(有机溶剂、水等)时,是指除溶剂以外的所有成分。并且,若为形成组合物层的成分,则液态的成分也视为固体成分。
作为本发明的具有导体图案的层叠体的制造方法的特征点,可以举出如下点:感光性组合物层包含热交联剂。
本发明人等在以往技术中对产生上述课题的原因进行了研究的结果,发现了用酸性溶液清洗抗蚀图案时会产生抗蚀图案的剥离或分解,其结果,无法得到所期望的形状的导体图案。因此,发现通过在感光性组合物层中包含热交联剂且在显影处理之后实施加热处理而使抗蚀图案交联,从而对酸性溶液的耐性提高,其结果,可得到所期望的形状的导体图案。
<具有导体图案的层叠体的制造方法>
本发明的具有导体图案的层叠体的制造方法依次包括:
贴合工序,以具有临时支承体和负型的感光性组合物层的转印膜的与临时支承体侧相反的一侧的表面与表面具有金属层的基板的金属层接触的方式,将转印膜与基板进行贴合;
曝光工序,对感光性组合物层进行图案曝光;
显影工序,对经曝光的感光性组合物层实施显影处理而形成抗蚀图案;
加热工序,对抗蚀图案进行加热;
清洗工序,用酸性溶液清洗经加热的抗蚀图案;
镀敷工序,对位于未配置有抗蚀图案的区域的金属层进行镀敷处理;
剥离工序,剥离抗蚀图案;及
去除工序,去除因剥离工序而露出的金属层并在基板上形成导体图案,
在贴合工序与曝光工序之间或曝光工序与显影工序之间还具有剥离临时支承体的临时支承体剥离工序。
以下,对各工序进行详细叙述。
[贴合工序]
贴合工序为以具有临时支承体和负型的感光性组合物层的转印膜的与临时支承体侧相反的一侧的表面与表面具有金属层的基板的金属层接触的方式,将转印膜与基板进行贴合的工序。
通过实施本工序,能够得到依次具有基板、金属层、感光性组合物层及临时支承体的带有感光性组合物层的基板。
关于转印膜的结构,在后段进行详细叙述。
表面具有金属层的基板(带有金属层的基板)具有基板和配置于基板的表面的金属层。
作为基板,例如可以举出树脂基板、玻璃基板、陶瓷基板及半导体基板,优选国际公开第2018/155193号的[0140]段落中所记载的基板。
作为树脂基板的材料,优选聚对苯二甲酸乙二酯、环烯烃聚合物或聚酰亚胺。
树脂基板的厚度优选5~200μm,更优选10~100μm。
金属层为包含金属的层,作为金属,并不受特别限制,能够使用公知的金属。金属层优选为导电性层。
作为金属层的主成分(所谓的主金属),例如可以举出铜、铬、铅、镍、金、银、锡及锌。另外,“主成分”是指金属层中所包含的金属中含量最大的金属。
作为金属层的形成方法,并不受特别限制,例如可以举出涂布分散有金属微粒的分散液并对涂膜进行烧结的方法、溅射法及蒸镀法等公知的方法。
金属层的厚度并不受特别限制,优选50nm以上,更优选100nm以上。上限优选2μm以下。
基板上可以配置1层或2层以上的金属层。
当配置2层以上的金属层时,配置2层以上的金属层彼此可以相同或不同,优选为不同材质的金属层。
在上述贴合中,优选使转印膜的感光性组合物层侧(与临时支承体侧相反的一侧的表面)与基板上的金属层接触而使其压接。
作为上述压接的方法,并没有特别限制,能够使用公知的转印方法及层压方法。其中,优选将感光性组合物层的表面重叠于具有金属层的基板上并进行基于辊等的加压及加热。
贴合中能够使用真空层压机及自动切割层压机等公知的层压机。
作为层压温度,并不受特别限制,例如优选70~130℃。
[曝光工序]
曝光工序为对感光性组合物层进行图案曝光的工序。
“图案曝光”为以图案状曝光的方式,是指存在曝光部和未曝光部的方式的曝光。
图案曝光中的曝光部(曝光区域)与未曝光部(未曝光区域)的位置关系能够适当调整。曝光优选从感光性组合物层侧进行。
作为曝光工序中的曝光方式,例如可以举出掩模曝光、直接成像曝光及投影曝光,优选掩模曝光或投影曝光。
即,作为曝光工序,优选经由光掩模进行图案曝光的工序。
并且,作为曝光工序,也优选使用投影了光掩模的图像的光化射线并经由透镜对感光性组合物层进行图案曝光的工序。
当在贴合工序与曝光工序之间进行了后述的临时支承体剥离工序时,作为曝光工序,优选使剥离临时支承体而露出的表面与光掩模接触而进行图案曝光的曝光工序。换言之,优选使临时支承体己被剥离的层叠体的因剥离临时支承体而露出的露出面与光掩模接触而对感光性组合物层进行图案曝光的曝光工序。另外,作为上述露出面,当转印膜为临时支承体、中间层及感光性组合物层的3层结构时,中间层的表面对应于此。
若采用这种曝光工序,则可得到更高精细的抗蚀图案,最终可得到更高精细的导体图案。
尤其在贴合工序与曝光工序之间进行了后述的临时支承体剥离工序时,优选采用这种曝光工序。
另外,当在曝光工序与显影工序之间进行后述的临时支承体剥离工序时,作为曝光工序,优选使通过贴合工序得到的基板与转印膜的层叠体中的转印膜的与具有基板的一侧相反的一侧的表面与光掩模接触而进行图案曝光的曝光工序。
在进行图案曝光的曝光工序中,能够在感光性组合物层的曝光区域(相当于光掩模的开口部的区域)中产生感光性组合物层中所包含的成分的固化反应。通过在曝光之后实施显影工序,感光性组合物层的非曝光区域被去除而形成图案。
也优选本发明的方法在曝光工序与显影工序之间具有剥离曝光工序中所使用的光掩模的光掩模剥离工序。
作为光掩模剥离工序,例如可以举出公知的剥离工序。
作为图案曝光的光源,只要能够照射至少能够使感光性组合物层固化的波长区域的光(例如,365nm或405nm)即可,能够适当选定使用。其中,图案曝光的曝光光的主波长优选365nm。另外,主波长为强度最大的波长。
作为光源,例如可以举出各种激光、发光二极管(LED)、超高压汞灯、高压汞灯及金属卤化物灯。
曝光量优选5~200mJ/cm2,更优选10~200mJ/cm2。
作为曝光中使用的光源、曝光量及曝光方法的优选方式,例如在国际公开第2018/155193号的[0146]~[0147]段落中有记载,这些内容被编入本说明书中。
[临时支承体剥离工序]
在贴合工序与曝光工序之间或曝光工序与显影工序之间进行临时支承体剥离工序。
其中,优选在上述贴合工序与上述曝光工序之间具有临时支承体剥离工序。
临时支承体剥离工序为从转印膜与带有金属层的基板的层叠体剥离临时支承体的工序。
作为临时支承体的剥离方法,例如可以举出公知的剥离方法。具体而言,可以举出日本特开2010-072589号公报的[0161]~[0162]段落中所记载的覆盖膜剥离机构。
[显影工序]
显影工序为对经曝光的感光性组合物层实施显影处理而形成抗蚀图案的工序。
上述感光性组合物层的显影能够使用显影液来进行。
作为显影液,优选碱性水溶液。作为碱性水溶液中可以包含的碱性化合物,例如可以举出氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氢氧化四甲基铵、氢氧化四乙基铵、氢氧化四丙基铵、氢氧化四丁基铵及胆碱(2-羟基乙基三甲基氢氧化铵)。
进行显影处理时的显影液的液温优选10~50℃,更优选15~40℃,进一步优选20~35℃。
进行显影处理时的显影液的pH优选9以上,更优选10以上,进一步优选11以上。上限优选14以下,更优选小于13。pH能够使用公知的pH计并利用遵照JIS Z8802-1984的方法来测定。pH的测定温度设为25℃。
在显影液中,水的含量相对于显影液的总质量优选50质量%以上且小于100质量%,更优选90质量%以上且小于100质量%。
在显影液中,碱性化合物的含量相对于显影液的总质量优选0.01~20质量%,更优选0.1~10质量%。
作为显影的方式,例如可以举出旋覆浸没显影、喷淋显影、旋转显影及浸渍显影等方式。
作为在本说明书中优选使用的显影液,例如可以举出国际公开第2015/093271号的[0194]段落中所记载的显影液,作为优选使用的显影方式,例如可以举出国际公开第2015/093271号的[0195]段落中所记载的显影方式。
也优选在显影之后且转移到下一个工序之前,实施去除残留于带有金属层的基板上的显影液的冲洗处理。冲洗处理中能够使用水等。
在显影和/或冲洗处理之后,可以进行从带有导电层的基板上去除多余的液体的干燥处理。
形成于带有金属层的基板上的抗蚀图案的位置及大小并不受特别限制,但优选细线状。
具体而言,抗蚀图案的线宽优选20μm以下,更优选15μm以下,进一步优选10μm以下,尤其优选5μm以下。下限为1.0μm以上的情况多。
[加热工序]
加热工序为对抗蚀图案进行加热的工序。通过实施本工序,由后述的热交联剂在抗蚀图案中形成交联结构,可对抗蚀图案赋予针对在后述的清洗工序中实施的用酸性溶液的清洗的耐性。
加热温度并不受特别限制,但优选100~200℃,更优选120~150℃。
加热时间并不受特别限制,但优选10~60分钟,更优选20~40分钟。
通过加热工序加热的抗蚀图案的与基板侧相反的一侧的表面的弹性模量并不受特别限制,但在本发明的效果更优异的观点上,优选5.0GPa以上,更优选5.5GPa以上。上限并不受特别限制,但7.0GPa以下的情况多。
上述弹性模量的测定方法如下。
弹性模量利用原子力显微镜(AFM)进行测定。具体步骤如下。使用原子力显微镜(例如,Bruker公司制造的AFM Dimension Icon)在QNM模式下进行测定。作为探针,例如使用RTESPA-150(150KHz、5N/m)。以每1个视场1μm见方测定合计5个视场,并以每1个视场10个点测定共计50个点的力曲线(force curve),使用Hertz接触理论,由回程的力曲线的斜率(最大荷载的20%~90%的区域)算出弹性模量。另外,AFM探针的校正的具体例如下。预先测定石英基板的力曲线,由力曲线的斜率算出翘曲灵敏度。弹簧常数通过测定探针的热波动而算出。例如,使用Bruker公司制造的AFM的软件中所包含的热调(Thermal Tune)法算出弹簧常数。测定前端曲率校正用样品(RM-12M:Ti Roughness Sample)的形状,例如使用Bruker公司制造的AFM软件所附的图像分析模式(Tip Qualification)算出前端的曲率。
将通过加热工序加热的抗蚀图案的与基板侧相反的一侧的表面的弹性模量设为弹性模量X,将通过加热工序加热的抗蚀图案的基板侧附近的弹性模量设为弹性模量Y时,X/Y并不受特别限制,但在本发明的效果更优异的观点上,优选1.20以下,更优选1.10以下。下限并不受特别限制,但优选1.05以上。
上述弹性模量X的测定方法可以举出基于上述原子力显微镜(AFM)的方法。
上述弹性模量Y的测定方法如下。
沿着厚度方向,用切片机切削抗蚀图案,使抗蚀图案的垂直剖面露出,通过与上述弹性模量X相同的方法测定该垂直剖面中从基板起相对于抗蚀图案的整体厚度为0~20%的高度位置中的任一位置处的弹性模量,将其作为上述弹性模量Y。即,抗蚀图案的基板侧附近是指抗蚀图案的垂直剖面中从基板起相对于抗蚀图案的整体厚度为0~20%的高度位置的范围。
[清洗工序]
清洗工序为用酸性溶液清洗加热工序中所加热的抗蚀图案的工序。
作为酸性溶液,只要为包含酸的溶液,则不受特别限制。
作为酸性溶液中的酸,例如可以举出硫酸、硝酸、氯化氢、磷酸、氢氟酸、磺酰胺酸及草酸等。
酸性溶液中的酸的浓度并不受特别限制,但酸成分的浓度相对于酸性溶液总质量优选5~30质量%,更优选10~20质量%。
酸性溶液中预先包含溶剂。
作为溶剂,可以举出水及有机溶剂。
作为有机溶剂,例如可以举出醇类溶剂、酯类溶剂、酮类溶剂、酰胺类溶剂及烃类溶剂。
用酸性溶液清洗抗蚀图案的方法并不受特别限制,只要能够使抗蚀图案与酸性溶液接触即可。例如,可以举出在抗蚀图案上供给酸性溶液的方法及在酸性溶液中浸渍抗蚀图案的方法。
抗蚀图案与酸性溶液的接触时间并不受特别限制,但优选1~20分钟,更优选3~10分钟。
使抗蚀图案与酸性溶液接触时的酸性溶液的液温优选25~50℃,更优选30~40℃。
[镀敷工序]
镀敷工序为对位于未配置有抗蚀图案的区域的金属层进行镀敷处理的工序。
通过实施本工序,可在位于未配置有抗蚀图案的区域的金属层上形成镀敷层。
作为镀敷处理的方法,例如可以举出电解镀敷法及无电解镀敷法,从生产率的观点考虑,优选电解镀敷法。
若实施镀敷工序,则可得到在带有金属层的基板上具有与未配置有抗蚀图案的区域(抗蚀图案的开口部)相同的图案形状的镀敷层。
作为镀敷层中所包含的金属,例如可以举出公知的金属。
具体而言,可以举出铜、铬、铅、镍、金、银、锡及锌等金属以及这些金属的合金。
其中,从导体图案的导电性更优异的观点考虑,镀敷层优选包含铜或其合金。并且,从导体图案的导电性更优异的观点考虑,镀敷层优选包含铜作为主成分。
作为镀敷层的厚度,优选0.1μm以上,更优选1μm以上。上限优选20μm以下。
[剥离工序]
剥离工序为剥离抗蚀图案的工序。
作为剥离残余抗蚀图案的方法,并不受特别限制,可以举出通过化学处理去除的方法,优选使用剥离液去除的方法。
并且,也可以使用剥离液并通过喷涂法、喷淋法及旋覆浸没法等公知的方法来去除。
作为剥离液,例如可以举出将无机碱成分或有机碱成分溶解于水、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮或它们的混合溶液而成的剥离液。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,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。作为碱性有机化合物,优选氢氧化四甲基铵或烷醇胺化合物。剥离液也优选不溶解导电层。
作为抗蚀图案的剥离方法,可以举出在液温优选为30~80℃、更优选为50~80℃的搅拌中的剥离液中将具有残余抗蚀图案的基板浸渍1~30分钟的方法。
进行剥离处理时的剥离液的pH优选11以上,更优选12以上,进一步优选13以上。上限优选14以下,更优选13.8以下。pH能够使用公知的pH计并利用遵照JIS Z8802-1984的方法来测定。pH的测定温度设为25℃。
进行剥离处理时的剥离液的液温优选高于进行显影处理时的显影液的液温。具体而言,从上述剥离液的液温减去上述显影液的液温的值(上述剥离液的液温-上述显影液的液温)优选10℃以上,更优选20℃以上。上限优选100℃以下,更优选80℃以下。
进行剥离处理时的剥离液的pH优选高于进行显影处理时的显影液的pH。具体而言,从上述剥离液的pH减去上述显影液的pH的值(上述剥离液的pH-上述显影液的pH)优选1以上,更优选1.5以上。上限优选5以下,更优选4以下。
也优选在利用剥离液剥离抗蚀图案之后,实施去除残留于基板上的剥离液的冲洗处理。冲洗处理中能够使用水等。
基于剥离液的抗蚀图案的剥离和/或冲洗处理之后,可以进行从基板上去除多余的液体的干燥处理。
[去除工序]
去除工序为去除因剥离工序而露出的金属层并在基板上形成导体图案的工序。
在去除工序中,将通过镀敷工序形成的镀敷层用作蚀刻抗蚀剂而进行位于非图案形成区域(换言之,未被镀敷层保护的区域)的金属层的蚀刻处理。
作为去除金属层的一部分的方法,并不受特别限制,优选使用公知的蚀刻液。
作为公知的蚀刻液的一方式,例如可以举出氯化铁溶液、氯化铜溶液、氨碱溶液、硫酸-过氧化氢混合液及磷酸-过氧化氢混合液等。
若进行去除工序,则露出于表面的金属层从基板上被去除,并且具有图案形状的镀敷层(导体图案)残留,从而可得到具有导体图案的层叠体。
作为所形成的导体图案的线宽的上限值,优选8μm以下,更优选6μm以下。作为下限值,并不受特别限制,但1μm以上的情况多。
[其他工序]
具有导体图案的层叠体的制造方法可以包括除上述工序以外的任意的工序(其他工序)。
例如,可以举出国际公开第2019/022089号的[0172]段落中所记载的降低可见光线反射率的工序、国际公开第2019/022089号的[0172]段落中所记载的在绝缘膜上形成新的金属层的工序等,但并不限于这些工序。
-降低可见光线反射率的工序-
具有导体图案的层叠体的制造方法可以包括进行降低基材所具有的多个金属层的一部分或全部的可见光线反射率的处理的工序。
作为降低可见光线反射率的处理,可以举出氧化处理。当基材具有包含铜的金属层时,对铜进行氧化处理而使其成为氧化铜,并使金属层黑化,由此能够降低金属层的可见光线反射率。
关于降低可见光线反射率的处理,记载于日本特开2014-150118号公报的[0017]~[0025]段落以及日本特开2013-206315号公报的[0041]段落、[0042]段落、[0048]段落及[0058]段落,这些公报中所记载的内容被编入本说明书中。
-形成绝缘膜的工序、在绝缘膜的表面形成新的金属层的工序-
具有导体图案的层叠体的制造方法也优选包括在电路配线的表面形成绝缘膜的工序和在绝缘膜的表面形成新的金属层的工序。
通过上述工序,能够形成与第一电极图案绝缘的第二电极图案。
作为形成绝缘膜的工序,并不受特别限制,可以举出公知的形成永久膜的方法。并且,也可以使用具有绝缘性的感光性材料并通过光刻形成所期望的图案的绝缘膜。
具有导体图案的层叠体的制造方法中也优选使用在基材的两个表面分别具有多个金属层的基板并对形成于基材的两个表面的金属层逐次或同时形成电路。通过这种结构,能够形成在基材的一个表面形成有第一导体图案且在另一个表面形成有第二导体图案的触摸面板用电路配线。并且,也优选以卷对卷方式从基材的两面形成这种结构的触摸面板用电路配线。
<具有导体图案的层叠体的用途>
具有导体图案的层叠体的制造方法能够适用于触摸面板、透明加热器、透明天线、电磁波屏蔽材料及调光薄膜等导电膜的制造;印刷电路板及半导体封装的制造;半导体芯片或封装体之间的互连用柱及引脚的制造;金属掩模的制造;COF(Chip on Film:覆晶薄膜)及TAB(Tape Automated Bonding:卷带式自动接合)等带状基板的制造等。
并且,作为上述触摸面板,可以举出静电电容型触摸面板。本发明所涉及的层叠体的制造方法能够用于触摸面板中的导电膜或周边电路配线的形成。上述触摸面板例如能够适用于有机EL(electro-luminescence:电致发光)显示装置及液晶显示装置等显示装置。
<转印膜>
用于本发明的具有导体图案的层叠体的制造方法的转印膜具有临时支承体和负型的感光性组合物层,感光性组合物层包含热交联剂。
转印膜除了临时支承体及感光性组合物层以外,可以具有其他层。
作为其他层,例如可以举出后述的中间层。并且,转印膜可以具有后述的其他部件(例如,保护膜等)。
作为转印膜的实施方式,例如可以举出以下的结构(1)或(2),优选结构(2)。
(1)“临时支承体/感光性组合物层/保护膜”
(2)“临时支承体/中间层/感光性组合物层/保护膜”
转印膜优选具有中间层。
从抑制在上述贴合工序中产生气泡的观点考虑,转印膜的波纹的最大宽度优选300μm以下,更优选200μm以下,进一步优选60μm以下。另外,作为波纹的最大宽度的下限值,为0μm以上,优选0.1μm以上,更优选1μm以上。
转印膜的波纹的最大宽度为通过以下的工序测定的值。
首先,将转印膜沿着与主面垂直的方向剪裁为长20cm×宽20cm的尺寸而制作出试验样品。另外,当转印膜具有保护膜时,剥离保护膜。接着,在表面平滑且水平的工作台上,将上述试验样品以临时支承体的表面与工作台对置的方式静置。静置后,对试验样品的中心10cm见方的范围,用激光显微镜(例如,KEYENCE CORPORATION制造的VK-9700SP)扫描试验样品的表面而得到三维表面图像,从在所得到的三维表面图像中观察到的最大凸面高度减去最低凹面高度。对10个试验样品进行上述操作,将其算术平均值作为“转印膜的波纹最大宽度”。
在转印膜的感光性组合物层中,当在感光性组合物层的与临时支承体相反的一侧的表面还具有其他组合物层时,其他组合物层的合计厚度相对于感光性组合物层的合计厚度优选0.1~30%,更优选0.1~20%。
从密合性更优异的观点考虑,感光性组合物层的波长365nm的光的透射率优选10%以上,更优选30%以上,进一步优选50%以上。上限优选99.9%以下,更优选99.0%以下。
对转印膜的实施方式的例子进行说明。
图1所示的转印膜10依次具有临时支承体11、包括中间层13及感光性组合物层15的组合物层17以及保护膜19。
图1所示的转印膜10为具有中间层13及保护膜19的形态,但也可以不具有中间层13及保护膜19。
在图1中,将可以配置于临时支承体11上的除保护膜19以外的各层(例如,感光性组合物层及中间层等)也称为“组合物层”。
以下,关于转印膜,对各部件及各成分进行详细说明。
[临时支承体]
转印膜具有临时支承体。
临时支承体为支承感光性组合物层的部件,最终通过剥离处理而被去除。
临时支承体可以为单层结构及多层结构中的任一种。
作为临时支承体,优选薄膜,更优选树脂薄膜。并且,作为临时支承体,也优选具有挠性且在加压下或加压下及加热下不产生明显的变形、收缩或伸长的薄膜,也优选没有褶皱等变形及刮痕的薄膜。
作为薄膜,例如可以举出聚对苯二甲酸乙二酯薄膜(例如,双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二酯薄膜)、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、三乙酸纤维素薄膜、聚苯乙烯薄膜、聚酰亚胺薄膜及聚碳酸酯薄膜,优选聚对苯二甲酸乙二酯薄膜。
从能够经由临时支承体进行图案曝光的观点考虑,优选临时支承体的透明性高,365nm的透射率优选60%以上,更优选70%以上。
从经由临时支承体的图案曝光时的图案形成性及临时支承体的透明性的观点考虑,优选临时支承体的雾度小。具体而言,临时支承体的雾度的值优选2.0%以下,更优选1.0%以下,进一步优选0.5%以下。下限并不受特别限制,可以举出0.1%以上。
从经由临时支承体的图案曝光时的图案形成性及临时支承体的透明性的观点考虑,优选临时支承体中所包含的微粒、异物及缺陷的数量少。临时支承体中的直径1μm以上的微粒、异物及缺陷的数量优选50个/10mm2以下,更优选10个/10mm2以下,进一步优选3个/10mm2以下,尤其优选0个/10mm2。
临时支承体的厚度更优选5μm以上。上限优选200μm以下,从操作容易性及通用性的观点考虑,更优选150μm以下,进一步优选50μm以下,尤其优选20μm以下,最优选16μm以下。
临时支承体的厚度作为通过基于SEM(扫描式电子显微镜:ScanningElectronMicroscope)的剖面观察测定的任意5个点的平均值而算出。
从处理性的观点考虑,临时支承体可以在临时支承体的单面或两面具有包含微粒的层(润滑剂层)。
润滑剂层中所包含的微粒的直径优选0.05~0.8μm。
润滑剂层的厚度优选0.05~1.0μm。
从提高临时支承体与感光性组合物层的密合性的观点考虑,临时支承体的与感光性组合物层接触的面可以进行表面改性处理。
作为表面改性处理,例如可以举出使用UV照射、电晕放电及等离子体等的处理。
UV照射中的曝光量优选10~2000mJ/cm2,更优选50~1000mJ/cm2。
若曝光量在上述范围内,则灯输出及照度不受特别限制。
作为UV照射中的光源,例如可以举出发出150~450nm波长带的光的低压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯、碳弧灯、金属卤化物灯、氙灯、化学灯、无电极放电灯及发光二极管(LED)。
作为临时支承体,例如可以举出膜厚16μm的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二酯薄膜、膜厚12μm的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二酯薄膜及膜厚9μm的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二酯薄膜。
并且,作为临时支承体,例如还可以举出日本特开2014-085643号公报的[0017]~[0018]段落、日本特开2016-027363号公报的[0019]~[0026]段落、国际公开第2012/081680号的[0041]~[0057]段落及国际公开第2018/179370号的[0029]~[0040]段落,这些内容被编入本说明书中。
作为临时支承体的市售品,例如可以举出注册商标LUMIRROR 16KS40及注册商标LUMIRROR 16FB40(以上为TORAYINDUSTRIES,INC.制造);Cosmoshine A4100、CosmoshineA4300及Cosmoshine A8300(以上为Toyobo Co.,Ltd.制造)。
[感光性组合物层]
转印膜具有负型的感光性组合物层。
以下,按顺序对感光性组合物层中所包含的各成分进行说明。另外,以下从作为本发明的特征点之一的热交联剂开始进行说明。
(热交联剂)
感光性组合物层包含热交联剂。
作为热交联剂,可以举出羟甲基化合物及封端异氰酸酯化合物。其中,从所得到的固化膜的强度及所得到的未固化膜的粘结性的观点考虑,优选封端异氰酸酯化合物。
封端异氰酸酯化合物与羟基及羧基进行反应,因此例如当树脂和/或聚合性化合物等具有羟基及羧基中的至少一个时,所形成的膜的亲水性下降,具有将使负型感光性组合物层固化而成的膜用作保护膜时的功能增强的倾向。
另外,封端异氰酸酯化合物是指“具有用封端剂保护(所谓的掩蔽(mask))了异氰酸酯的异氰酸酯基的结构的化合物”。
封端异氰酸酯化合物的解离温度并不受特别限制,但优选100~160℃,更优选130~150℃。
封端异氰酸酯的解离温度是指“使用差示扫描量热计并通过DSC(Differentialscanning calorimetry:示差扫描热量法)分析测定时的伴随封端异氰酸酯的脱保护反应的吸热峰的温度”。
作为差示扫描量热计,例如能够优选使用Seiko Instruments Inc.制造的差示扫描量热计(型号:DSC6200)。但是,差示扫描量热计并不限定于此。
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、丙酮肟、甲基乙基酮肟及环己酮肟等在分子内具有-C(=N-OH)-所表示的结构的化合物)。
在这些之中,作为解离温度为100~160℃的封端剂,例如从保存稳定性的观点考虑,优选选自肟化合物中的至少一种。
例如,从改良膜的脆性、提高与被转印体的密合力等观点考虑,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可通过将六亚甲基二异氰酸酯进行异氰脲酸酯化以对其加以保护而得到。
在具有异氰脲酸酯结构的封端异氰酸酯化合物之中,从与不具有肟结构的化合物相比,更容易将解离温度设在优选的范围,且容易减少显影残渣的观点考虑,优选具有将肟化合物用作封端剂的肟结构的化合物。
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,并没有特别限制,能够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)丙烯酰胺基及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,能够使用市售品。
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(以上为SHOWA DENKO K.K.制造)、封端型的Duranate系列(例如,Duranate(注册商标)TPA-B80E、Duranate(注册商标)WT32-B75P、Duranate(注册商标)SBB-70P等,ASAHI KASEI CORPORATION制造)。
并且,作为封端异氰酸酯化合物,也能够使用下述结构的化合物。
[化学式1]
热交联剂可以单独使用一种,也可以使用两种以上。
感光性组合物层中的热交联剂的含量相对于感光性组合物层的总质量优选0.01~10质量%,更优选0.1~5质量%。
(树脂)
感光性组合物层可以包含树脂。
感光性组合物层中所包含的树脂可以举出作为碱溶性树脂的树脂A。
从通过抑制由显影液引起的负型感光性组合物层的溶胀而分辨性更优异的观点考虑,树脂A的酸值优选220mgKOH/g以下,更优选小于200mgKOH/g,进一步优选小于190mgKOH/g。
树脂A的酸值的下限并不受特别限制,但从显影性更优异的观点考虑,更优选120mgKOH/g以上,进一步优选150mgKOH/g以上,尤其优选170mgKOH/g以上。
另外,酸值(mgKOH/g)为中和试样1g所需要的氢氧化钾的质量[mg]。酸值例如能够由化合物中的酸基的平均含量算出。树脂A的酸值利用构成树脂A的结构单元的种类及后述的包含酸基的结构单元的含量来调整即可。
树脂A的重均分子量并不受特别限制,优选5,000~500,000。当重均分子量为500,000以下时,从提高分辨性及显影性的观点考虑优选。重均分子量更优选100,000以下,进一步优选60,000以下。另一方面,当重均分子量为5,000以上时,从控制显影凝聚物的性状以及设为负型感光性树脂层叠体时的边缘熔融性及切屑性等未曝光膜的性状的观点考虑优选。重均分子量更优选10,000以上,进一步优选20,000以上,尤其优选30,000以上。
边缘熔融性是指将转印膜作为负型感光性树脂层叠体而卷取为卷状时负型感光性组合物层从卷的端面溢出的容易程度。切屑性是指用切刀切断未曝光膜时切屑飞散的容易程度。若该切屑附着于负型感光性树脂层叠体的上表面等,则在其后的曝光工序等中其转印到掩模而成为不良品的原因。
树脂A的分散度优选1.0~6.0,更优选1.0~5.0,进一步优选1.0~4.0,尤其优选1.0~3.0。在本发明中,分散度为重均分子量相对于数均分子量之比(重均分子量/数均分子量)。
在本发明中,重均分子量及数均分子量为使用凝胶渗透色谱测定的值。
树脂A的玻璃化转变温度Tg优选30~135℃。通过使用具有135℃以下的Tg的树脂A,能够抑制曝光时焦点位置偏移时的线宽粗细或分辨率的恶化。从该观点考虑,碱溶性聚合物的Tg更优选130℃以下,进一步优选120℃以下,尤其优选110℃以下。并且,从提高耐边缘熔融性的观点考虑,优选使用具有30℃以上的Tg的树脂A。从该观点考虑,树脂A的Tg更优选40℃以上,进一步优选50℃以上,尤其优选60℃以上,最优选70℃以上。
-源自具有芳香族烃基的单体的结构单元-
并且,从抑制曝光时焦点位置偏移时的线宽粗细或分辨率的恶化的观点考虑,树脂A优选包含源自具有芳香族烃基的单体的结构单元。另外,作为这种芳香族烃基,例如可以举出取代或未取代的苯基及取代或未取代的芳烷基。
树脂A中的源自具有芳香族烃基的单体的结构单元的含量相对于树脂A的所有结构单元优选20质量%以上,更优选30质量%以上。作为上限,并不受特别限定,但优选95质量%以下,更优选85质量%以下。另外,当包含多种树脂A时,优选源自具有芳香族烃基的单体的结构单元的含量的平均值在上述范围内。
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、苯乙烯及能够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、苯乙烯二聚物及苯乙烯三聚物等)。其中,优选具有芳烷基的单体或苯乙烯。
当具有芳香族烃基的单体为苯乙烯时,源自苯乙烯的结构单元的含量相对于树脂A的所有结构单元优选10~70质量%,更优选15~65质量%,进一步优选20~60质量%,尤其优选25~55质量%。另外,当感光性组合物层包含多种碱溶性聚合物时,源自具有芳香族烃基的单体的结构单元的含有率作为重量平均值而求出。
作为芳烷基,可以举出可以具有取代基的苯基烷基,优选可以具有取代基的苄基。
作为含有可以具有取代基的苯基烷基的单体,可以举出(甲基)丙烯酸苯基乙酯等。
作为含有可以具有取代基的苄基的单体,例如可以举出(甲基)丙烯酸苄酯及(甲基)丙烯酸氯苄酯等具有苄基的(甲基)丙烯酸酯;乙烯基苄基氯及乙烯基苄醇等具有苄基的乙烯基单体,优选具有苄基的(甲基)丙烯酸酯,更优选(甲基)丙烯酸苄酯。
当具有芳香族烃基的单体为(甲基)丙烯酸苄酯时,源自(甲基)丙烯酸苄酯的结构单元的含量相对于树脂A的所有结构单元优选10~90质量%,更优选15~85质量%。
-源自具有羧基的单体的结构单元-
树脂A可以具有源自具有羧基的单体的结构单元。
作为具有羧基的单体,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。在这些之中,优选(甲基)丙烯酸。
树脂A中的源自具有羧基的单体的结构单元的含量相对于树脂A的所有结构单元优选5~50质量%,更优选10~40质量%,进一步优选15~30质量%。
从显现良好的显影性的观点、控制边缘熔融性等的观点考虑,优选将上述含量设为5质量%以上。从抗蚀图案的高分辨性及卷边形状的观点考虑,进一步从抗蚀图案的耐化学性的观点考虑,优选将上述含量设为50质量%以下。
-非酸性的结构单元-
树脂A可以包含源自非酸性且在分子中具有至少1个聚合性不饱和基团的单体的非酸性的结构单元。
作为上述单体(非酸性的单体),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-乙基己酯等(甲基)丙烯酸酯类;乙酸乙烯酯等乙烯醇的酯类;以及(甲基)丙烯腈等。其中,优选(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯或(甲基)丙烯酸正丁酯,更优选(甲基)丙烯酸甲酯。
树脂A中的源自非酸性的单体的结构单元的含量相对于树脂A的所有结构单元优选1~60质量%,更优选2~50质量%,进一步优选2~40质量%。
树脂A可以在侧链中具有直链结构、分支结构及脂环结构中的任一种。
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合链,“侧链”表示从主链分支的原子团。
通过使用包含在侧链中具有分支结构的基团的单体或包含在侧链中具有脂环结构的基团的单体,能够将分支结构或脂环结构导入到碱溶性聚合物的侧链中。具有脂环结构的基团可以为单环或多环。
作为包含在侧链中具有分支结构的基团的单体的具体例,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)丙烯酸叔辛酯等。在这些之中,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。
作为包含在侧链中具有脂环结构的基团的单体的具体例,可以举出具有单环的脂肪族烃基的单体及具有多环的脂肪族烃基的单体。并且,可以举出具有碳原子数5~20个的脂环式烃基的(甲基)丙烯酸酯。作为更具体的例子,可以举出(甲基)丙烯酸(双环[2.2.1]庚基-2)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-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-甲桥茚(methanoinden)-5-基酯、(甲基)丙烯酸八氢-4,7-甲桥茚-1-基甲酯、(甲基)丙烯酸-1-薄荷酯、(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)冰片基酯、(甲基)丙烯酸异冰片基酯、(甲基)丙烯酸葑酯、(甲基)丙烯酸-2,2,5-三甲基环己酯及(甲基)丙烯酸环己酯等。在这些(甲基)丙烯酸酯之中,优选(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸(降)冰片基酯、(甲基)丙烯酸异冰片基酯、(甲基)丙烯酸-1-金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸-2-金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸葑酯、(甲基)丙烯酸-1-薄荷酯或(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)冰片基酯、(甲基)丙烯酸异冰片基酯、(甲基)丙烯酸-2-金刚烷基酯或(甲基)丙烯酸三环癸烷。
-具有聚合性基团的结构单元-
树脂A可以具有聚合性基团,也可以含有具有聚合性基团的结构单元。
作为聚合性基团,优选自由基聚合性基团,更优选烯属不饱和基团。并且,当树脂A具有烯属不饱和基团时,树脂A优选含有在侧链中具有烯属不饱和基团的结构单元。
作为烯属不饱和基团,更优选烯丙基或(甲基)丙烯酰氧基。
作为具有聚合性基团的结构单元,优选式(P)所表示的结构单元。
[化学式2]
式(P)中,RP表示氢原子或甲基。LP表示2价的连接基。P表示聚合性基团。
RP表示氢原子或甲基。
作为RP,优选氢原子。
LP表示2价的连接基。
作为上述2价的连接基,例如可以举出-CO-、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NRN-、2价的烃基及将它们组合而成的2价的基团。RN表示取代基。
作为上述烃基,例如可以举出亚烷基、亚环烷基及亚芳基。
上述亚烷基可以为直链状及支链状中的任一种。上述亚烷基的碳原子数优选1~10,更优选2~8,进一步优选3~5。上述亚烷基可以具有杂原子,上述亚烷基中的亚甲基可以被杂原子取代。作为上述杂原子,优选氧原子、硫原子或氮原子,更优选氧原子。
上述亚环烷基可以为单环及多环中的任一种。上述亚环烷基的碳原子数优选3~20,更优选5~10,进一步优选6~8。
上述亚芳基可以为单环及多环中的任一种。上述亚芳基的碳原子数优选6~20,更优选6~15,进一步优选6~10。作为上述亚芳基,优选亚苯基。
上述亚环烷基及上述亚芳基可以具有杂原子作为环元原子。作为上述杂原子,优选氧原子、硫原子或氮原子,更优选氧原子。
上述烃基还可以具有取代基。
作为上述取代基,例如可以举出卤原子(例如,氟原子等)、羟基、硝基、氰基、烷基、烷氧基、烷氧基羰基及烯基,优选羟基。
作为LP,优选可以具有杂原子的亚烷基。
P表示聚合性基团。
上述聚合性基团如上所述。
作为具有聚合性基团的结构单元的一例,可以举出下述所示的结构单元,但并不限定于这些。
[化学式3]
上述结构单元中,Rx表示氢原子或甲基。并且,上述结构单元中,Ry表示氢原子或甲基。
树脂A可以单独包含一种具有聚合性基团的结构单元,也可以包含两种以上。
当树脂A含有具有聚合性基团的结构单元时,从本发明的效果更优异的观点考虑,具有聚合性基团的结构单元的含量相对于树脂A的所有结构单元优选5~70质量%,更优选10~50质量%,进一步优选20~40质量%。
并且,从本发明的效果更优异的观点考虑,树脂A中的具有聚合性基团的结构单元的含量相对于树脂A的所有结构单元优选5~70摩尔%,更优选10~60摩尔%,进一步优选20~50摩尔%。
作为将聚合性基团导入到树脂A中的方法,可以举出如下方法:使环氧化合物、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羟基、羧基、伯氨基、仲氨基、乙酰乙酰基(acetoacetyl group)及磺基等官能团进行反应。
作为将聚合性基团导入到树脂A中的方法的优选例,可以举出如下方法: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)丙烯酸缩水甘油酯酯等具有环氧基的(甲基)丙烯酸酯与所得到的聚合物的羧基的一部分进行反应而将(甲基)丙烯酰氧基导入到聚合物中。作为另一方法,可以举出如下方法:通过聚合反应合成具有羟基的聚合物之后,通过高分子反应使具有异氰酸酯基的(甲基)丙烯酸酯与所得到的聚合物的羟基的一部分进行反应而将(甲基)丙烯酰氧基导入到聚合物中。
通过该方法,能够得到在侧链中具有(甲基)丙烯酰氧基的树脂A。
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。作为用于上述聚合反应的聚合引发剂,优选偶氮类引发剂,例如更优选FUJIFILMWako 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。
树脂A可以单独使用一种,也可以使用两种以上。
当使用两种以上时,优选混合使用两种包含源自具有芳香族烃基的单体的结构单元的树脂A或者混合使用包含源自具有芳香族烃基的单体的结构单元的树脂A和不包含源自具有芳香族烃基的单体的结构单元的树脂A。在后者的情况下,包含源自具有芳香族烃基的单体的结构单元的树脂A的使用比例相对于树脂A的总质量优选50质量%以上,更优选70质量%以上,进一步优选80质量%以上,尤其优选90质量%以上。
树脂A的合成能够通过使用过氧化物类聚合引发剂(例如,过氧化苯甲酰)及偶氮类聚合引发剂(例如,偶氮二异丁腈)等自由基聚合引发剂使上述单个或多个单体聚合而进行。
树脂A的含量相对于感光性组合物层的总质量优选10~90质量%,更优选20~80质量%,进一步优选30~70质量%,尤其优选40~60质量%。从控制显影时间的观点考虑,优选将树脂A的含量设为90质量%以下。另一方面,从提高耐边缘熔融性的观点考虑,优选将树脂A的含量设为10质量%以上。
感光性组合物层可以包含除上述的树脂A以外的其他树脂。
作为其他树脂,可以举出丙烯酸树脂、苯乙烯-丙烯酸类共聚物、聚氨酯树脂、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛、聚酯树脂、环氧树脂、聚缩醛树脂、聚苯并噁唑树脂、聚硅氧烷树脂、聚乙烯亚胺、聚烯丙基胺及聚亚烷基二醇。
(聚合性化合物)
感光性组合物层可以包含具有聚合性基团的聚合性化合物。作为聚合性化合物,优选烯属不饱和化合物。
另外,在本说明书中,“聚合性化合物”是指接受后述的聚合引发剂的作用而聚合的与上述树脂A不同的化合物。
作为聚合性化合物所具有的聚合性基团,只要为参与聚合反应的基团即可,例如可以举出乙烯基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、苯乙烯基及马来酰亚胺基等具有烯属不饱和基团的基团;环氧基及氧杂环丁烷基等具有阳离子性聚合性基团的基团,优选具有烯属不饱和基团的基团,更优选丙烯酰基或甲基丙烯酰基。
作为烯属不饱和化合物所具有的烯属不饱和基团,可以举出乙烯基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、苯乙烯基及马来酰亚胺基等。作为烯属不饱和基团,优选丙烯酰基或甲基丙烯酰基。
作为除烯属不饱和化合物以外的聚合性化合物所具有的聚合性基团,只要为参与聚合反应的基团,则不受特别限制,例如可以举出环氧基及氧杂环丁烷基等具有阳离子性聚合性基团的基团。
以下,对烯属不饱和化合物进行说明。
从感光性更优异的观点考虑,烯属不饱和化合物优选在一个分子中具有2个以上的烯属不饱和基团的化合物(多官能烯属不饱和化合物)。
并且,从分辨性及剥离性更优异的观点考虑,烯属不饱和化合物在一个分子中所具有的烯属不饱和基团的数量优选6个以下,更优选3个以下,进一步优选2个以下。
从感光性组合物层的感光性与分辨性及剥离性的平衡更优异的观点考虑,优选包含在一个分子中具有2个或3个烯属不饱和基团的2官能或3官能烯属不饱和化合物,更优选包含在一个分子中具有2个烯属不饱和基团的2官能烯属不饱和化合物。
从剥离性优异的观点考虑,2官能烯属不饱和化合物相对于聚合性化合物的总质量的含量优选20质量%以上,更优选超过40质量%,进一步优选55质量%以上。上限并不受特别限制,可以为100质量%。即,聚合性化合物可以全部为2官能烯属不饱和化合物。
并且,作为烯属不饱和化合物,优选具有(甲基)丙烯酰基作为聚合性基团的(甲基)丙烯酸酯化合物。
-聚合性化合物B1-
感光性组合物层也优选包含具有芳香环及2个烯属不饱和基团的聚合性化合物B1作为聚合性化合物。
在感光性组合物层中,从分辨性更优异的观点考虑,聚合性化合物B1的含量相对于聚合性化合物的总质量的质量比优选40%质量以上,更优选50质量%以上,进一步优选55质量%以上,尤其优选60质量%以上。上限并不受特别限制,但从剥离性的观点考虑,例如为100质量%以下,优选99质量%以下,更优选95质量%以下,进一步优选90质量%以下,尤其优选85质量%以下。
作为聚合性化合物B1所具有的芳香环,例如可以举出苯环、萘环、蒽环等芳香族烃环、噻吩环、呋喃环、吡咯环、咪唑环、三唑环、吡啶环等芳香族杂环以及它们的稠环,优选芳香族烃环,更优选苯环。另外,上述芳香环可以具有取代基。
聚合性化合物B1可以仅具有1个芳香环,也可以具有2个以上的芳香环。
从通过抑制由显影液引起的感光性组合物层的膨润而分辨性提高的观点考虑,聚合性化合物B1优选具有双酚结构。
作为双酚结构,例如可以举出源自双酚A(2,2-双(4-羟基苯基)丙烷)的双酚A结构、源自双酚F(2,2-双(4-羟基苯基)甲烷)的双酚F结构及源自双酚B(2,2-双(4-羟基苯基)丁烷)的双酚B结构,优选双酚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于该双酚结构的两端的2个聚合性基团(优选(甲基)丙烯酰基)的化合物。
双酚结构的两端与2个聚合性基团可以直接键合,也可以经由1个以上的亚烷氧基而键合,优选经由1个以上的亚烷氧基而键合。
作为加成于双酚结构的两端的亚烷氧基,优选亚乙氧基或亚丙氧基,更优选亚乙氧基。加成于双酚结构的亚烷氧基的加成数并不受特别限制,但在每1个分子中优选4~16个,更优选6~14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[0072]~[0080]段落,该公报中所记载的内容被编入本说明书中。
作为聚合性化合物B1,优选具有双酚A结构的2官能烯属不饱和化合物,更优选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.制造)、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.制造)、2,2-双(4-(甲基丙烯酰氧基十二乙氧基四丙氧基)苯基)丙烷(FA-3200MY,Hitachi Chemical Co.,Ltd.制造)、2,2-双(4-(甲基丙烯酰氧基十五乙氧基)苯基)丙烷(BPE-1300,Shin-Nakamura ChemicalCo.,Ltd.制造)、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.制造)、乙氧基化(10)双酚A二丙烯酸酯(NK Ester A-BPE-10,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)及乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯(BPE-100,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)。
聚合性化合物B1可以单独使用一种,也可以使用两种以上。
从分辨性更优异的观点考虑,聚合性化合物B1的含量相对于感光性组合物层的总质量优选10质量%以上,更优选20质量%以上。上限并不受特别限制,但从转印性及边缘熔融(感光性树脂从转印部件的端部渗出的现象)的观点考虑,优选70质量%以下,更优选60质量%以下。
作为聚合性化合物,优选具有环氧烷改性双酚结构的聚合性化合物,更优选下述通式(B1)所表示的化合物(也对应于上述聚合性化合物B1)。
[化学式4]
通式(B1)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各自独立地为1~39的整数,且n1+n3为2~40的整数。n2及n4分别独立地为0~29的整数,且n2+n4为0~30的整数。-(A-O)-及-(B-O)-的结构单元的排列可以为无规,也可以为嵌段。而且,在嵌段的情况下,-(A-O)-和-(B-O)-中的任一个可以在联苯基(bisphenyl)侧。
在一方式中,n1+n2+n3+n4优选2~20,更优选2~16,进一步优选4~12。并且,n2+n4优选0~10,更优选0~4,进一步优选0~2,尤其优选0。
感光性组合物层可以包含除上述聚合性化合物以外的其他聚合性化合物。
其他聚合性化合物并不受特别限制,能够从公知的化合物中适当选择。例如,可以举出在一个分子中具有1个烯属不饱和基团的化合物(单官能烯属不饱和化合物)、不具有芳香环的2官能烯属不饱和化合物及3官能以上的烯属不饱和化合物。
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)丙烯酸苯氧基乙酯。
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.制造)、三环癸烷二甲醇二甲基丙烯酸酯(DCP,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、1,9-壬二醇二丙烯酸酯(A-NOD-N,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(A-HD-N,Shin-NakamuraChemical Co.,Ltd.制造)、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(4G、9G、14G及23G等,Shin-NakamuraChemical Co.,Ltd.制造)、ARONIX(注册商标)M-220(TOAGOSEI CO.,LTD.制造)、ARONIX(注册商标)M-240(TOAGOSEI CO.,LTD.制造)、ARONIX(注册商标)M-270(TOAGOSEI CO.,LTD.制造)、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及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 Chemical Co.,Ltd.制造)、UA-32P(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)及UA-1100H(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)。
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、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)丙烯酸酯及它们的环氧烷改性物。
其中,“(三/四/五/六)(甲基)丙烯酸酯”为包含三(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,“(三/四)(甲基)丙烯酸酯”为包含三(甲基)丙烯酸酯及四(甲基)丙烯酸酯的概念。
在一方式中,感光性组合物层也优选包含上述聚合性化合物B1及3官能以上的烯属不饱和化合物,更优选包含上述聚合性化合物B1及两种以上的3官能以上的烯属不饱和化合物。在该情况下,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优选(聚合性化合物B1的合计质量∶(3官能以上的烯属不饱和化合物的合计质量)=1∶1~5∶1,更优选1.2∶1~4∶1,进一步优选1.5∶1~3∶1。
并且,在一方式中,感光性组合物层优选包含上述聚合性化合物B1及两种以上的3官能的烯属不饱和化合物。
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(Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造的KAYARAD(注册商标)DPCA-20、Shin-Nakamura ChemicalCo.,Ltd.制造的A-9300-1CL等)、乙氧基化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TOMOE Engineering Co.,Ltd.制造的SR454、SR499及SR502等)、环氧烷改性(甲基)丙烯酸酯化合物(Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造的KAYARAD RP-1040、Shin-Nakamura ChemicalCo.,Ltd.制造的ATM-35E及A-9300、DAICEL-ALLNEX LTD.制造的EBECRYL(注册商标)135等)、乙氧基化甘油三甲基丙烯酸酯(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造的A-GLY-9E等)、ARONIX(注册商标)T0-2349(TOAGOSEI CO.,LTD.制造)、ARONIX M-520(TOAGOSEI CO.,LTD.制造)及ARONIX M-510(TOA GOSEI CO.,LTD.制造)。
并且,作为聚合性化合物,可以使用具有酸基(羧基等)的聚合性化合物。上述酸基可以形成酸酐基。作为具有酸基的聚合性化合物,可以举出ARONIX(注册商标)TO-2349(TOAGOSEI CO.,LTD.制造)、ARONIX(注册商标)M-520(TOAGOSEI CO.,LTD.制造)及ARONIX(注册商标)M-510(TOAGOSEI CO.,LTD.制造)。
作为具有酸基的聚合性化合物,例如可以使用日本特开2004-239942号公报的[0025]~[0030]段落中所记载的具有酸基的聚合性化合物。
作为聚合性化合物(包括聚合性化合物B1)的分子量(当具有分子量分布时为重均分子量),优选200~3000,更优选280~2200,进一步优选300~2200。
聚合性化合物可以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。
聚合性化合物的含量相对于感光性组合物层的总质量优选0~70质量%,更优选10~70质量%,进一步优选20~60质量%。
(聚合引发剂)
感光性组合物层可以包含聚合引发剂。
作为聚合引发剂,例如能够根据聚合反应的形式使用公知的聚合引发剂。具体而言,可以举出热聚合引发剂及光聚合引发剂。
聚合引发剂可以为自由基聚合引发剂及阳离子聚合引发剂中的任一种。
感光性组合物层优选包含光聚合引发剂。
光聚合引发剂为接受紫外线、可见光线及X射线等光化射线而引发聚合性化合物的聚合的化合物。作为光聚合引发剂,并不受特别限制,能够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α-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。
并且,从感光性、曝光部及非曝光部的可见性以及分辨性的观点考虑,感光性组合物层优选包含选自2,4,5-三芳基咪唑二聚物及其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物及其衍生物中的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物的衍生物,例如可以举出2-(邻氯苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2-(邻氯苯基)-4,5-二(甲氧基苯基)咪唑二聚物、2-(邻氟苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2-(邻甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物及2-(对甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物。
作为光自由基聚合引发剂,例如可以使用日本特开2011-095716号公报的[0031]~[0042]段落及日本特开2015-014783号公报的[0064]~[0081]段落中所记载的聚合引发剂。
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)、苯偶姻甲醚、(p,p’-二甲氧基苄基)大茴香酯、TAZ-110(商品名:MidoriKagaku Co.,Ltd.制造)、二苯甲酮、4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮、TAZ-111(商品名:Midori Kagaku Co.,Ltd.制造)、IrgacUre OXE01、OXE02、OXE03、OXE04(BASF公司制造)、Omnirad651及369(商品名:IGM Resins B.V.公司制造)及2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造)。
作为光自由基聚合引发剂的市售品,例如可以举出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公司制造)、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:IRGACURE OXE-02,BASF公司制造)、IRGACURE OXE-03(BASF公司制造)、IRGACURE OXE-04(BASF公司制造)、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:Omnirad379EG,IGM Resins B.V.制造)、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基丙-1-酮(商品名:Omnirad 907,IGM Resins B.V.制造)、2-羟基-1-{4-[4-(2-羟基-2-甲基丙酰基)苄基]苯基}-2-甲基丙-1-酮(商品名:Omnirad 127,IGM Resins B.V.制造)、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)丁酮-1(商品名:Omnirad 369,IGM Resins B.V.制造)、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮(商品名:Omnirad 1173,IGM Resins B.V.制造)、1-羟基环己基苯基酮(商品名:Omnirad 184,IGM Resins B.V.制造)、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮(商品名:Omnirad 651,IGM Resins B.V.制造)、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.制造)、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.制造)、肟酯类的光聚合引发剂(商品名:Lunar 6,DKSHJapan K.K.制造)、2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑(2-(2-氯苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物)(商品名:B-CIM,Hampford公司制造)、2-(邻氯苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物(商品名:BCTB,Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造)、1-[4-(苯硫基)苯基]-3-环戊基丙烷-1,2-二酮-2-(O-苯甲酰肟)(商品名:TR-PBG-305,Changzhou Tronly NewElectronic Materials CO.,LTD.制造)、1,2-丙烷二酮,3-环己基-1-[9-乙基-6-(2-呋喃基羰基)-9H-咔唑-3-基1-,2-(O-乙酰肟)(商品名:TR-PBG-326,Changzhou Tronly NewElectronic Materials CO.,LTD.制造)及3-环己基-1-(6-(2-(苯甲酰氧基亚氨基)辛酰基)-9-乙基-9H-咔唑-3-基)-丙烷-1,2-二酮-2-(0-苯甲酰肟)(商品名:TR-PBG-391,Changzhou Tronly New Electronic Materials CO.,LTD.制造)。
光阳离子聚合引发剂(光产酸剂)为接受光化射线而产生酸的化合物。作为光阳离子聚合引发剂,优选为感应于波长300nm以上、优选波长300nm~450nm的光化射线而产生酸的化合物,但其化学结构并不受限制。并且,关于不直接感应于波长300nm以上的光化射线的光阳离子聚合引发剂,只要为通过与敏化剂并用而感应于波长300nm以上的光化射线从而产生酸的化合物,则也能够与敏化剂组合而优选使用。
作为光阳离子聚合引发剂,优选产生pKa为4以下的酸的光阳离子聚合引发剂,更优选产生pKa为3以下的酸的光阳离子聚合引发剂,进一步优选产生pKa为2以下的酸的光阳离子聚合引发剂。pKa的下限值并没有特别规定,例如优选-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,例如可以举出二芳基碘鎓盐类及三芳基锍盐类等鎓盐化合物以及季铵盐。
作为离子性光阳离子聚合引发剂,可以使用日本特开2014-085643号公报的[0114]~[0133]段落中所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-三嗪类、重氮甲烷化合物、酰亚胺磺酸盐化合物及肟磺酸盐化合物。作为三氯甲基-s-三嗪类、重氮甲烷化合物及酰亚胺磺酸盐化合物,可以使用日本特开2011-221494号公报的[0083]~[0088]段落中所记载的化合物。并且,作为肟磺酸盐化合物,可以使用国际公开第2018/179640号的[0084]~[0088]段落中所记载的化合物。
感光性组合物层优选包含光自由基聚合引发剂,更优选包含选自2,4,5-三芳基咪唑二聚物及其衍生物中的至少一种。
聚合引发剂可以单独使用一种,也可以使用两种以上。
聚合引发剂(优选光聚合引发剂)的含量并不受特别限制,但相对于感光性组合物层的总质量优选0.1质量%以上,更优选0.5质量%以上,进一步优选1.0质量%以上。上限并不受特别限制,但相对于感光性组合物层的总质量优选20质量%以下,更优选15质量%以下,进一步优选10质量%以下。
(敏化剂)
感光性组合物层优选包含敏化剂。
敏化剂并不受特别限制,能够使用公知的敏化剂、染料及颜料。作为敏化剂,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、氧蒽酮(xanthone)化合物、噻吨酮(thioxanthone)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)、茋化合物、二苯乙烯基苯(distyrylbenzene)、苯乙烯基苯(styrylbenzene)、三嗪化合物、噻吩化合物、萘二甲酰亚胺化合物、三芳基胺化合物及氨基吖啶化合物。另外,上述列举的化合物中还包括上述化合物的衍生物。
其中,作为敏化剂,优选二烷基氨基二苯甲酮化合物、蒽化合物、二苯乙烯基苯化合物或苯乙烯基吡啶化合物,更优选蒽化合物、二苯乙烯基苯化合物或苯乙烯基吡啶化合物,进一步优选蒽衍生物、二苯乙烯基苯衍生物或苯乙烯基吡啶衍生物。
敏化剂可以单独使用一种,也可以使用两种以上。
当感光性组合物层包含敏化剂时,敏化剂的含量能够根据目的适当选择,但从提高对光源的灵敏度及通过聚合速度与链转移的平衡而提高固化速度的观点考虑,相对于感光性组合物层的总质量优选0.01~5质量%,更优选0.05~1质量%。
(色素)
从曝光部及非曝光部的可见性、显影后的图案可见性及分辨性的观点考虑,感光性组合物层也优选包含显色时的波长范围400~780nm中的极大吸收波长为450nm以上且极大吸收波长通过酸、碱或自由基而发生变化的色素(也称为“色素N”)。若包含色素N,则详细机理虽然不明确,但与相邻的层(例如水溶性树脂层)的密合性提高,分辨性更优异。
在本说明书中,色素的“极大吸收波长通过酸、碱或自由基而发生变化”可以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可以为通过曝光从脱色状态发生变化而显色的化合物,也可以为通过曝光从显色状态发生变化而脱色的化合物。在该情况下,可以为通过曝光而在感光性组合物层内产生酸、碱或自由基且它们起作用,从而显色或脱色状态发生变化的色素,也可以为感光性组合物层内的状态(例如pH)通过酸、碱或自由基而发生变化,从而显色或脱色状态发生变化的色素。并且,也可以为不经过曝光而直接接受酸、碱或自由基作为刺激而显色或脱色的状态发生变化的色素。
其中,从曝光部及非曝光部的可见性以及分辨性的观点考虑,色素N优选极大吸收波长通过酸或自由基而发生变化的色素,更优选极大吸收波长通过自由基而发生变化的色素。
当感光性组合物层为负型感光性组合物层时,从曝光部及非曝光部的可见性以及分辨性的观点考虑,负型感光性组合物层优选包含极大吸收波长通过自由基而发生变化的色素作为色素N及光自由基聚合引发剂这两个。
并且,从曝光部及非曝光部的可见性的观点考虑,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)通过向感光性组合物层中添加光自由基聚合引发剂、光阳离子聚合引发剂(光产酸剂)或光产碱剂并进行曝光之后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、酸或碱而显色的方式。
从曝光部及非曝光部的可见性的观点考虑,色素N的显色时的波长范围400~780nm中的极大吸收波长优选550nm以上,更优选550~700nm,进一步优选550~650nm。
并且,色素N可以仅具有1个显色时的波长范围400~780nm中的极大吸收波长,也可以具有2个以上。当色素N具有2个以上显色时的波长范围400~780nm中的极大吸收波长时,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的极大吸收波长通过在大气环境下使用分光光度计:UV3100(ShimadzuCorporation制造)在波长400nm~780nm的范围内测定包含色素N的溶液(液温25℃)的透射光谱并检测光的强度成为极小的波长(极大吸收波长)而得到。
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、二芳基甲烷类色素、噁嗪类色素、呫吨类色素、亚氨基萘醌类色素、偶氮次甲基类色素及蒽醌类色素。
作为色素N,从曝光部及非曝光部的可见性的观点考虑,优选无色化合物。
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(三芳基甲烷类色素)、具有螺吡喃骨架的无色化合物(螺吡喃类色素)、具有荧烷骨架的无色化合物(荧烷类色素)、具有二芳基甲烷骨架的无色化合物(二芳基甲烷类色素)、具有罗丹明内酰胺骨架的无色化合物(罗丹明内酰胺类色素)、具有吲哚基酞内酯骨架的无色化合物(吲哚基酞内酯类色素)及具有无色金胺骨架的无色化合物(无色金胺类色素)。
其中,优选三芳基甲烷类色素或荧烷类色素,更优选具有三苯基甲烷骨架的无色化合物(三苯基甲烷类色素)或荧烷类色素。
作为无色化合物,从曝光部及非曝光部的可见性的观点考虑,优选具有内酯环、亚磺内酯环(sultine ring)或磺内酯环。由此,能够使无色化合物所具有的内酯环、亚磺内酯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进行反应使无色化合物变为闭环状态而使其脱色,或者使无色化合物变为开环状态而使其显色。作为无色化合物,优选具有内酯环、亚磺内酯环或磺内酯环且内酯环、亚磺内酯环或磺内酯环通过自由基或酸开环而显色的化合物,更优选具有内酯环且内酯环通过自由基或酸开环而显色的化合物。
作为色素N,例如可以举出以下染料及无色化合物。
在色素N之中,作为染料的具体例,可以举出亮绿(brilliant green)、乙基紫、甲基绿、结晶紫、碱性品红(basic fuchsine)、甲基紫2B、喹纳啶红(quinaldine red)、孟加拉玫瑰红(rose bengal)、米塔尼尔黄(metanil yellow)、百里酚磺酞(thymolsulfonphthalein)、二甲酚(xylenol)蓝、甲基橙、对甲基红、刚果红、苯并红紫素(benzopurpurine)4B、a-萘基红、尼罗蓝(nile blue)2B、尼罗蓝A、甲基紫、孔雀绿(malachite green)、副品红(parafuchsin)、维多利亚纯蓝(victoria pure blue)-萘磺酸盐、维多利亚纯蓝BOH(Hodogaya Chemical Co.,Ltd.制造)、油蓝#603(Orient ChemicalIndustries Co.,Ltd.制造)、油粉红#312(Orien t Chemical Industries Co.,Ltd.制造)、油红5B(Orient Chemical Industries Co.,Ltd.制造)、油猩红(oil scarlet)#308(Orient Chemical Industries Co.,Ltd.制造)、油红0G(Orient Chemical IndustriesCo.,Ltd.制造)、油红RR(Orient Chemical Industries Co.,Ltd.制造)、油绿#502(OrientChemical Industries Co.,Ltd.制造)、史必隆红(spilon red)BEH特殊(HodogayaChemical Co.,Ltd.制造)、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(羟基乙基)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。
在色素N之中,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公司制造)、结晶紫内酯、孔雀绿内酯、苯甲酰无色亚甲基蓝、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-苯胺基荧烷、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-苯胺基荧烷、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)酞内酯(phthalide)、3,3-双(1-正丁基-2-甲基吲哚-3-基)酞内酯、3,3-双(对二甲基氨基苯基)-6-二甲基氨基酞内酯、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-氮杂酞内酯、3-(4-二乙基氨基苯基)-3-(1-乙基-2-甲基吲哚-3-基)酞内酯及3’,6’-双(二苯基氨基)螺异苯并呋喃-1(3H),9’-[9H]呫吨-3-酮。
从曝光部及非曝光部的可见性、显影后的图案可见性及分辨性的观点考虑,色素N优选为极大吸收波长通过自由基而发生变化的色素,更优选为通过自由基而显色的色素。
作为色素N,优选无色结晶紫、结晶紫内酯、亮绿或维多利亚纯蓝-萘磺酸盐。
色素N可以单独使用一种,也可以使用两种以上。
从曝光部及非曝光部的可见性、显影后的图案可见性及分辨性的观点考虑,色素N的含量相对于感光性组合物层的总质量优选0.1质量%以上,更优选0.1~10质量%,进一步优选0.1~5质量%,尤其优选0.1~1质量%。
色素N的含量是指使感光性组合物层的总质量中所包含的色素N全部成为显色状态时的色素的含量。以下,以通过自由基而显色的色素为例子,对色素N的含量的定量方法进行说明。
制备在甲基乙基酮100mL中溶解色素0.001g及0.01g而成的溶液。向所得到的各溶液中加入光自由基聚合引发剂(商品名,Irgacure OXE01,BASF JapanLtd.制造),并照射波长365nm的光,由此产生自由基而使所有色素成为显色状态。然后,在大气环境下,使用分光光度计(UV3100,Shimadzu Corporation制造)测定液温为25℃的各溶液的吸光度,并制作校准曲线。
接着,代替色素而将感光性组合物层3g溶解于甲基乙基酮,除此以外,利用与上述相同的方法测定使色素全部显色的溶液的吸光度。根据校准曲线,由所得到的包含感光性组合物层的溶液的吸光度算出感光性组合物层中所包含的色素的含量。
另外,感光性组合物层3g与感光性组合物中的总固体成分3g相同。
(颜料)
感光性组合物层可以包含颜料。
当感光性组合物层包含颜料时,感光性组合物层对应于着色树脂层。
近年来,电子设备所具有的液晶显示窗上有时为了保护液晶显示窗而安装有在透明的玻璃基板等的背面周缘部形成有黑色的框状遮光层的盖玻璃(cover glass)。为了形成这种遮光层,可以使用着色树脂层。
作为颜料,只要根据所期望的色相适当选择即可,例如可以举出黑色颜料、白色颜料以及除黑色及白色以外的彩色颜料,当形成黑色系的图案时,作为颜料,优选黑色颜料。
作为黑色颜料,例如可以举出公知的黑色颜料(例如,有机颜料及无机颜料等)。
其中,从光密度的观点考虑,作为黑色颜料,优选炭黑、氧化钛、碳化钛、氧化铁或石墨,更优选炭黑。作为炭黑,从表面电阻的观点考虑,优选表面的至少一部分被树脂包覆的表面修饰炭黑。
从分散稳定性的观点考虑,黑色颜料的粒径(数均粒径)优选0.001~0.1μm,更优选0.01~0.08μm。
“粒径”是指从用电子显微镜拍摄的颜料粒子的照片图像求出颜料粒子的面积并考虑与颜料粒子的面积相同面积的圆时的圆的直径。并且,“数均粒径”是指对任意100个粒子求出上述粒径并对所求出的100个粒径进行平均而得到的平均值。
作为白色颜料,例如可以举出无机颜料、日本特开2005-007765号公报的[0015]及[0114]段落中所记载的白色颜料。
作为无机颜料,优选氧化钛、氧化锌、锌钡白、轻质碳酸钙、白碳、氧化铝、氢氧化铝或硫酸钡,更优选氧化钛或氧化锌,进一步优选氧化钛,尤其优选金红石型或锐钛矿型的氧化钛,最优选金红石型的氧化钛。
并且,氧化钛的表面可以实施二氧化硅处理、氧化铝处理、二氧化钛处理、二氧化锆处理或有机物处理,也可以实施这些中的两种以上的处理。由此,氧化钛的催化活性得到抑制,能够改善耐热性及褪光性。
从减薄加热后的感光性组合物层的厚度的观点考虑,作为对氧化钛的表面的表面处理,优选实施氧化铝处理及二氧化锆处理中的至少一个,更优选实施氧化铝处理及二氧化锆处理这两个。
当感光性组合物层为着色树脂层时,从转印性的观点考虑,感光性组合物层也优选包含除黑色颜料及白色颜料以外的彩色颜料。
作为彩色颜料的粒径(数均粒径),从分散性更优异的观点考虑,优选0.1μm以下,更优选0.08μm以下。下限优选10nm以上。
作为彩色颜料,例如可以举出维多利亚纯蓝BO(Color Index(比色指数)(以下,也称为“C.I.”)42595)、金胺(C.I.41000)、脂肪黑(fat black)HB(C.I.26150)、莫诺莱特黄(monolight yellow)GT(C.I.颜料黄12)、永久黄(permanent yellow)GR(C.I.颜料黄17)、永久黄HR(C.I.颜料黄83)、永久胭脂红(permanent carmine)FBB(C.I.颜料红146)、赫斯塔巴姆红(hostaperm red)ESB(C.I.颜料紫19)、永久宝石红(permanentruby)FBH(C.I.颜料红11)、法斯特尔粉红(pastel pink)B司普拉(supura)(C.I.颜料红81)、莫纳斯特拉坚牢蓝(monastral fastblue)(C.I.颜料蓝15)、莫诺莱特坚牢黑B(C.I.颜料黑1)及碳、C.I.颜料红97、C.I.颜料红122、C.I.颜料红149、C.I.颜料红168、C.I.颜料红177、C.I.颜料红180、C.I.颜料红192、C.I.颜料红215、C.I.颜料绿7、C.I.颜料蓝15:1、C.I.颜料蓝15:4、C.I.颜料蓝22、C.I.颜料蓝60、C.I.颜料蓝64及C.I.颜料紫23,优选C.I.颜料红177。
颜料可以单独使用一种,也可以使用两种以上。
颜料的含量相对于感光性组合物层的总质量优选超过3质量%且40质量%以下,更优选超过3质量%且35质量%以下,进一步优选超过5质量%且35质量%以下,尤其优选10~35质量%。
当感光性组合物层包含除黑色颜料以外的颜料(例如,白色颜料及彩色颜料等)时,除黑色颜料以外的颜料的含量相对于黑色颜料的总质量优选30质量%以下,更优选1~20质量%,进一步优选3~15质量%。
当感光性组合物层包含黑色颜料时,黑色颜料(优选炭黑)优选以颜料分散液的形态导入到感光性组合物中。
分散液可以通过将预先混合黑色颜料和颜料分散剂而得到的混合物加入到有机溶剂(或媒液(vehicle))中并利用分散机分散而制备。颜料分散剂只要根据颜料及溶剂选择即可,例如能够使用市售的分散剂。
“媒液”是指制成颜料分散液时使颜料分散的媒质部分。上述媒液为液态,包含以分散状态保持黑色颜料的粘合剂成分和溶解及稀释粘合剂成分的溶剂成分(有机溶剂)。
作为分散机,例如可以举出捏合机、辊磨机、磨碎机(attritor)、超级研磨机(supermill)、溶解器、均质混合器及砂磨机等公知的分散机。
并且,也可以通过机械式磨碎,利用摩擦力进行微粉碎。作为分散机及微粉碎,例如可以举出“颜料词典”(朝仓邦造著、第一版、朝仓书店、2000年、438页、310页)的记载。
(其他添加剂)
感光性组合物层除了上述成分以外,根据需要可以包含公知的添加剂。
作为添加剂,例如可以举出自由基聚合抑制剂、抗氧化剂(例如,菲尼酮等)、防锈剂(例如,苯并三唑类及羧基苯并三唑类等)、敏化剂、表面活性剂、增塑剂、杂环状化合物(例如,三唑等)、吡啶类(例如,异烟酰胺等)及嘌呤碱(例如,腺嘌呤等)。
并且,作为其他添加剂,例如可以举出金属氧化物粒子、链转移剂、抗氧化剂、分散剂、酸增殖剂、显影促进剂、导电性纤维、紫外线吸收剂、增稠剂、交联剂、有机或无机的沉淀防止剂及日本特开2014-085643号公报的[0165]~[0184]段落,这些内容被编入本说明书中。
各添加剂可以单独使用一种,也可以使用两种以上。
感光性组合物层可以包含自由基聚合抑制剂。
作为自由基聚合抑制剂,例如可以举出日本专利第4502784号公报的[0018]段落中所记载的热聚合抑制剂。其中,优选吩噻嗪、吩噁嗪或4-甲氧基苯酚。作为其他自由基聚合抑制剂,可以举出萘胺、氯化亚铜、N-亚硝基苯基羟基胺铝盐及二苯基亚硝基胺等。为了不损害感光性组合物层的灵敏度,优选将N-亚硝基苯基羟基胺铝盐用作自由基聚合抑制剂。
自由基聚合抑制剂的含量相对于聚合性化合物总质量优选0.005~5.0质量%,更优选0.01~3.0质量%,进一步优选0.01~1.0质量%。
作为苯并三唑类,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-羟基乙基)氨基亚甲基-1,2,3-苯并三唑等。
作为羧基苯并三唑类,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-羟基乙基)氨基亚甲基羧基苯并三唑及N-(N,N-二-2-乙基己基)氨基亚乙基羧基苯并三唑等。作为羧基苯并三唑类,例如能够使用CBT-1(JOHOKUCHEMICALCO.,LTD.,商品名)等市售品。
苯并三唑类及羧基苯并三唑类的合计含量相对于感光性组合物层的总质量优选0.01~3质量%,更优选0.05~1质量%。当含量为0.01质量%以上时,感光性组合物层的保存稳定性更优异。另一方面,当含量为3质量%以下时,灵敏度的维持及染料的脱色的抑制更优异。
作为表面活性剂,例如可以举出目本专利第4502784号公报的[0017]段落及日本特开2009-237362号公报的[0060]~[0071]段落中所记载的表面活性剂。
作为表面活性剂,优选非离子类表面活性剂、氟类表面活性剂或硅酮类表面活性剂。
作为氟类表面活性剂的市售品,例如可以举出MEGAFACE F-171、F-172、F-173、F-176、F-177、F-141、F-142、F-143、F-144、F-437、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、EXP.MFS-578、EXP.MFS-579、EXP.MFS-586、EXP.MFS-587、EXP.MFS--628、EXP.MFS-631、EXP.MFS-603、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(以上为DIC Corporation制造)、Fluorad FC430、FC431、FC171(以上为Sumitomo 3M Limited制造)、Surflon S-382、SC-101、SC-103、SC-104、SC-105、SC-1068、SC-381、SC-383、S-393、KH-40(以上为AGC Inc.制造)、PolyFox PF636、PF656、PF6320、PF6520、PF7002(以上为OMNOVA Solutions Inc.制造)、Ftergent 710FL、710FM、610FM、601AD、601ADH2、602A、215M、245F、251、212M、250、209F、222F、208G、710LA、710FS、730LM、650AC、681、683(以上为Neos Corporation制造)、U-120E(UNICHEM CO.,LTD.制造)等。
并且,氟类表面活性剂也能够优选使用丙烯酸类化合物,该丙烯酸类化合物为具有包含含有氟原子的官能团的分子结构,且施加热时含有氟原子的官能团部分被切断,从而氟原子挥发。作为这种氟类表面活性剂,可以举出DIC Corporation制造的MEGAFACE 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MEGAFACEDS-21。
并且,作为氟类表面活性剂,也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醚化合物与亲水性乙烯醚化合物的聚合物。
并且,作为氟类表面活性剂,也能够使用封端聚合物。
并且,作为氟类表面活性剂,也能够优选使用含氟高分子化合物,该含氟高分子化合物包含源自具有氟原子的(甲基)丙烯酸酯化合物的结构单元和源自具有2个以上(优选5个以上)亚烷氧基(优选亚乙氧基、亚丙氧基)的(甲基)丙烯酸酯化合物的结构单元。
并且,作为氟类表面活性剂,还能够使用在侧链中具有含有烯属不饱和键的基团的含氟聚合物。可以举出MEGAFACE RS-101、RS-102、RS-718K、RS-72-K(以上为DICCorporation制造)等。
从提高环境适性的观点考虑,作为氟类表面活性剂,优选源自全氟辛酸(PFOA)及全氟辛烷磺酸(PFOS)等具有碳原子数为7以上的直链状全氟烷基的化合物的替代材料的表面活性剂。
作为非离子类表面活性剂,可以举出甘油、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷以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、聚氧乙烯油基醚、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、脱水山梨糖醇脂肪酸酯。作为具体例,可以举出Pluronic L10、L31、L61、L62、10R5、17R2、25R2、HYDROPALAT WE 3323(以上为BASF公司制造)、Tetronic 304、701、704、901、904、150R1(以上为BASF公司制造)、Solsperse 20000(以上为Lubrizol Japan Limited.制造)、NCW-101、NCW-1001、NCW-1002(以上为FUJIFILMWako Pure Chemical Corporation制造)、PI0NIN D-1105、D-6112、D-6112-W、D-6315(以上为Takemoto Oil&Fat Co.,Ltd.制造)、0lfine E1010、Surfynol 104、400、440(以上为Nissin Chemical Co.,Ltd.制造)等。
作为硅酮类表面活性剂,可以举出由硅氧烷键构成的直链状聚合物及在侧链或末端导入有有机基团的改性硅氧烷聚合物。
作为硅酮类表面活性剂的具体例,可以举出EXP.S-309-2、EXP.S-315、EXP.S-503-2、EXP.S-505-2(以上为DIC Corporation制造)、DOWSIL 8032AD DITIVE、Toray SiliconeDC3PA、Toray Silicone SH7PA、Toray Silicone DC11PA、Toray Silicone SH21PA、ToraySilicone SH28PA、Toray SiliconeSH29PA、Toray Silicone SH30PA、Toray SiliconeSH8400(以上为Dow Corning Toray Co.,Ltd.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、KP-101、KP-103、KP-104、KP-105、KP-106、KP-109、KP-112、KP-120、KP-121、KP-124、KP-125、KP-301、KP-306、KP-310、KP-322、KP-323、KP-327、KP-341、KP-368、KP-369、KP-611、KP-620、KP-621、KP-626、KP-652(以上为Shin-Etsu SiliconeCo.,Ltd.制造)、F-4440、TSF-4300、TSF-4445、TSF-4460、TSF-4452(以上为MomentivePerformance Materials Inc.制造)、BYK300、BYK306、BYK307、BYK310、BYK320、BYK323、BYK325、BYK330、BYK313、BYK315N、BYK331、BYK333、BYK345、BYK347、BYK348、BYK349、BYK370、BYK377、BYK378(以上为BYK Chemie公司制造)等。
表面活性剂可以单独使用一种,也可以使用两种以上。
当感光性组合物层包含表面活性剂时,表面活性剂的含量相对于感光性组合物层总质量优选0.01~3.0质量%,更优选0.01~1.0质量%,进一步优选0.05~0.80质量%。
从提高可靠性及层压性的观点考虑,感光性组合物层中的水的含量相对于感光性组合物层总质量优选0.01~1.0质量%,更优选0.05~0.5质量%。
感光性组合物层的层厚(膜厚)一般为0.1~300μm,优选0.2~100μm,更优选0.5~50μm,进一步优选0.5~15μm,尤其优选0.5~10μm,最优选0.5~8μm。由此,感光性组合物层的显影性提高,从而能够提高分辨性。
并且,在一方式中,优选0.5~5μm,更优选0.5~4μm,进一步优选0.5~3μm。
(杂质等)
感光性组合物层有时包含杂质。
作为杂质,例如可以举出金属杂质或其离子、卤化物离子、残余有机溶剂及残余单体。
作为金属杂质,例如可以举出钠、钾、镁、钙、铁、锰、铜、铝、钛、铬、钴、镍、锌、锡及它们的离子以及卤化物离子。
其中,从容易混入的观点考虑,钠离子、钾离子及卤化物离子优选设为下述含量。
金属杂质为与可以包含于转印膜中的上述粒子(例如,金属氧化物粒子)不同的化合物。
金属杂质的含量相对于感光性组合物层的总质量优选80质量ppm以下,更优选10质量ppm以下,进一步优选2质量ppm以下。下限优选1质量ppb以上,更优选0.1质量ppm以上。
作为调整杂质的含量的方法,例如可以举出选择杂质的含量少的原料作为感光性组合物层的原料的方法以及在形成感光性组合物层时防止杂质的混入的方法及清洗去除的方法。
杂质的含量例如能够通过ICP发光分光分析法、原子吸收光谱法及离子色谱法等公知的方法来定量。
作为残余有机溶剂,例如可以举出苯、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。
残余有机溶剂的含量相对于感光性组合物层的总质量优选100质量ppm以下,更优选20质量ppm以下,进一步优选4质量ppm以下。下限相对于感光性组合物层的总质量优选10质量ppb以上,更优选100质量ppb以上。
作为调整残余有机溶剂的含量的方法,可以举出调整后述的转印膜的制造方法中的干燥处理条件的方法。并且,残余有机溶剂的含量例如能够通过气相色谱分析等公知的方法来定量。
从提高可靠性及层压性的观点考虑,感光性组合物层中的水的含量相对于感光性组合物层总质量优选0.01~1.0质量%,更优选0.05~0.5质量%。
[中间层]
转印膜优选在临时支承体与感光性组合物层之间具有中间层。
作为中间层,例如可以举出水溶性树脂层及在日本特开平5-072724号公报中作为“分离层”而记载的具有阻氧功能的阻氧层。
作为中间层,从曝光时的灵敏度提高而曝光机的时间负荷降低从而生产率提高的观点考虑,优选阻氧层,更优选显示出低透氧性且分散或溶解于水或碱水溶液(22℃的碳酸钠的1质量%水溶液)的阻氧层。
以下,对水溶性树脂层(中间层)可以包含的各成分进行说明。
水溶性树脂层(中间层)包含树脂。
上述树脂优选包含水溶性树脂作为其一部分或全部。
作为能够用作水溶性树脂的树脂,例如可以举出聚乙烯醇类树脂、聚乙烯吡咯烷酮类树脂、纤维素类树脂、丙烯酰胺类树脂、聚环氧乙烷类树脂、明胶、乙烯醚类树脂、聚酰胺树脂及它们的共聚物等树脂。
并且,作为水溶性树脂,也能够使用(甲基)丙烯酸/乙烯基化合物的共聚物等。作为(甲基)丙烯酸/乙烯基化合物的共聚物,优选(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸烯丙酯的共聚物,更优选甲基丙烯酸/甲基丙烯酸烯丙酯的共聚物。
当水溶性树脂为(甲基)丙烯酸/乙烯基化合物的共聚物时,作为各组成比(摩尔%),例如优选90/10~20/80,更优选80/20~30/70。
作为水溶性树脂的重均分子量的下限值,优选5000以上,更优选7000以上,进一步优选10000以上。并且,作为其上限值,优选200000以下,更优选100000以下,进一步优选50000以下。
水溶性树脂的分散度(Mw/Mn)优选1~10,更优选1~5。
水溶性树脂可以单独使用一种,也可以使用两种以上。
水溶性树脂的含量并不受特别限制,但在进一步提高阻氧性以及层间混合抑制能力的观点上,相对于水溶性树脂层(中间层)的总质量优选50质量%以上,更优选70质量%以上,进一步优选80质量%以上,尤其优选90质量%以上。另外,作为其上限值,并不受特别限制,例如优选99.9质量%以下,进一步优选99.8质量%以下。
中间层除了上述水溶性树脂以外,可以包含其他成分。
作为其他成分,优选多元醇类、多元醇类的环氧烷加成物、酚衍生物或酰胺化合物,更优选多元醇类、酚衍生物或酰胺化合物。
并且,作为其他成分,例如还可以举出公知的表面活性剂。
作为多元醇类,例如可以举出甘油、二甘油及二乙二醇。
作为多元醇类所具有的羟基的数量,优选2~10。
作为多元醇类的环氧烷加成物,例如可以举出在上述多元醇类上加成有亚乙氧基及亚丙氧基等的化合物。
亚烷氧基的平均加成数优选1~100,更优选2~50,进一步优选2~20。
作为酚衍生物,例如可以举出双酚A及双酚S。
作为酰胺化合物,例如可以举出N-甲基吡咯烷酮。
中间层优选包含选自水溶性纤维素衍生物、多元醇类、多元醇类的氧化物加成物、聚醚类树脂、酚衍生物及酰胺化合物中的至少一种。
其他成分的分子量优选小于5000,更优选4000以下,进一步优选3000以下,尤其优选2000以下,最优选1500以下。下限优选60以上。
其他成分可以单独使用一种,也可以使用两种以上。
其他成分的含量相对于中间层的总质量优选0.1质量%以上,更优选0.5质量%以上,进一步优选1质量%以上。上限优选小于30质量%,更优选10质量%以下,进一步优选5质量%以下。
中间层可以包含杂质。
作为杂质,例如可以举出上述感光性组合物层中所包含的杂质。
水溶性树脂层(中间层)的层厚并不受特别限制,但优选0.1~5μm,更优选0.5~3μm。若水溶性树脂层(中间层)的厚度在上述范围内,则不会使阻氧性下降而层间混合抑制能力优异。并且,还能够进一步抑制显影时的水溶性树脂层(中间层)去除时间的增加。
[保护膜]
转印膜可以在感光性组合物层上具有保护膜。
作为保护膜,能够使用具有耐热性及耐溶剂性的树脂薄膜,例如可以举出聚丙烯薄膜及聚乙烯薄膜等聚烯烃薄膜、聚对苯二甲酸乙二酯薄膜等聚酯薄膜、聚碳酸酯薄膜以及聚苯乙烯薄膜。
并且,作为保护膜,可以使用由与上述临时支承体相同的材料构成的树脂薄膜。
其中,作为保护膜,优选聚烯烃薄膜,更优选聚丙烯薄膜或聚乙烯薄膜,进一步优选聚乙烯薄膜。
保护膜的厚度优选1~100μm,更优选5~50μm,进一步优选5~40μm,尤其优选15~30μm。
在机械强度优异的观点上,保护膜的厚度优选1μm以上,在比较廉价的观点上,优选100μm以下。
并且,在保护膜中,保护膜中所包含的直径80μm以上的鱼眼(fishey e)数优选5个/m2以下。
另外,“鱼眼”是指使材料热熔融,并进行混炼、挤出,并且通过双轴拉伸及流延法等方法制造薄膜时,材料的异物、未溶解物及氧化劣化物等被取入薄膜中的现象。
保护膜中所包含的直径3μm以上的粒子的数量优选30个/mm2以下,更优选10个/mm2以下,进一步优选5个/mm2以下。
由此,能够抑制通过由保护膜中所包含的粒子引起的凹凸转印到感光性组合物层或金属层而产生的缺陷。
从赋予卷取性的观点考虑,保护膜的和与感光性组合物层接触的面相反的一侧的表面的算术平均粗糙度Ra优选0.01μm以上,更优选0.02μm以上,进一步优选0.03μm以上。另一方面,优选小于0.50μm,更优选0.40μm以下,进一步优选0.30μm以下。
从抑制转印时的缺陷的观点考虑,保护膜的与感光性组合物层接触的面的表面粗糙度Ra优选0.01μm以上,更优选0.02μm以上,进一步优选0.03μm以上。另一方面,优选小于0.50μm,更优选0.40μm以下,进一步优选0.30μm以下。
[转印膜的制造方法]
作为转印膜的制造方法,并不受特别限制,可以举出公知的方法。
作为上述转印膜10的制造方法,例如可以举出包括如下工序的方法:在临时支承体11的表面涂布中间层形成用组合物而形成涂膜,进一步对该涂膜进行干燥而形成中间层13的工序;及在中间层13的表面涂布感光性组合物而形成涂膜,进一步对该涂膜进行干燥而形成感光性组合物层15的工序。
当转印膜10具有保护膜19时,可以在通过上述制造方法制造的转印膜10的组合物层17上压接保护膜19。
作为转印膜10的制造方法,优选通过包括以与组合物层17的与临时支承体11侧相反的一侧的面接触的方式设置保护膜19的工序来制造具备临时支承体11、中间层13、感光性组合物层15及保护膜19的转印膜10。
通过上述制造方法制造转印膜10之后,可以通过卷取转印膜10而制作及保管卷形态的转印膜。卷形态的转印膜10能够以保持原样的形态提供给后述的以卷对卷方式与基板贴合的工序。
并且,上述转印膜10的制造方法可以为在保护膜19上形成组合物层17的方法。
(水溶性树脂组合物及中间层(水溶性树脂层)的形成方法)
作为水溶性树脂组合物,优选包含形成上述中间层(水溶性树脂层)的各种成分和溶剂。另外,在水溶性树脂组合物中,各成分相对于组合物的总固体成分的含量的优选范围与各成分相对于上述水溶性树脂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水溶性树脂,则不受特别限制,优选选自水及水混合性有机溶剂中的至少一种,更优选水或水与水混合性有机溶剂的混合溶剂。
作为水混合性有机溶剂,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。
溶剂可以单独使用一种,也可以使用两种以上。
溶剂的含量相对于组合物的总固体成分100质量份优选50~2500质量份,更优选50~1900质量份,进一步优选100~900质量份。
水溶性树脂层的形成方法只要为能够形成包含上述成分的层的方法,则不受特别限制,例如可以举出公知的涂布方法(狭缝涂布、旋涂、帘涂及喷墨涂布等)。
(感光性组合物及感光性组合物层的形成方法)
在生产率优异的观点上,优选通过涂布法使用包含构成上述感光性组合物层的成分(例如,树脂A、聚合性化合物、聚合引发剂及热交联剂等)及溶剂的感光性组合物来形成。
作为转印膜的制造方法,具体而言,优选在中间层上涂布感光性组合物而形成涂膜,并对该涂膜在规定温度下实施干燥处理而形成感光性组合物层的方法。
作为感光性组合物,优选包含形成上述感光性组合物层的各种成分和溶剂。另外,在感光性组合物中,各成分相对于组合物的总固体成分的含量的优选范围与各成分相对于上述感光性组合物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除溶剂以外的各成分,则不受特别限制,能够使用公知的溶剂。具体而言,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(甲醇及乙醇等)、酮溶剂(丙酮及甲基乙基酮等)、芳香族烃溶剂(甲苯等)、非质子性极性溶剂(N,N-二甲基甲酰胺等)、环状醚溶剂(四氢呋喃等)、酯溶剂(乙酸正丙酯等)、酰胺溶剂、内酯溶剂以及包含它们中的两种以上的混合溶剂。
作为溶剂,优选包含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。其中,更优选包含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和选自酮溶剂及环状醚溶剂中的至少一种的混合溶剂,进一步优选至少包含亚烷基二醇醚、亚烷基二醇醚乙酸酯溶剂及酮溶剂这3种的混合溶剂。
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(丙二醇单甲醚乙酸酯等)、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。
作为酮溶剂,可以举出丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、2-庚酮、环己酮。
作为溶剂,可以使用国际公开第2018/179640号的[0092]~[0094]段落中所记载的溶剂及日本特开2018-177889号公报的[0014]段落中所记载的溶剂,这些内容被编入本说明书中。
溶剂可以单独使用一种,也可以使用两种以上。
溶剂的含量相对于组合物的总固体成分100质量份优选50~1900质量份,更优选100~1200质量份,进一步优选100~900质量份。
作为感光性组合物的涂布方法,例如可以举出印刷法、喷涂法、辊涂法、棒涂法、帘涂法、旋涂法及模涂法(即,狭缝涂布法)。
作为感光性组合物的涂膜的干燥方法,优选加热干燥及减压干燥。
作为干燥温度,优选90℃以上,更优选100℃以上,进一步优选110℃以上。并且,作为其上限值,并不受特别限定,但优选130℃以下,更优选120℃以下。
并且,作为干燥时间,优选20秒以上,更优选40秒以上,进一步优选60秒以上。并且,作为其上限值,并不受特别限定,但优选450秒以下,更优选300秒以下。作为干燥温度,优选80℃以上,更优选90℃以上。并且,作为其上限值,优选130℃以下,更优选120℃以下。也能够连续地改变温度而进行干燥。
并且,作为干燥时间,优选20秒以上,更优选40秒以上,进一步优选60秒以上。并且,作为其上限值,并不受特别限定,但优选600秒以下,更优选300秒以下。
此外,通过将保护膜贴合于感光性组合物层,能够制造转印膜。
将保护膜贴合于感光性组合物层的方法并不受特别限制,可以举出公知的方法。
作为将保护膜贴合于感光性组合物层的装置,可以举出真空层压机及自动切割层压机等公知的层压机。
层压机优选具备橡胶辊等任意的能够加热的辊且能够加压及加热。
[实施例]
以下,举出实施例和比较例对本发明的特征进行进一步具体的说明。以下实施例所示的材料、使用量、比例、处理内容及处理步骤等只要不脱离本发明的宗旨,则能够适当进行变更。因此,本发明的范围不应通过以下所示的具体例进行限制性解释。
并且,在以下实施例中,树脂的重均分子量为通过基于凝胶渗透色谱(GPC)的聚苯乙烯换算求出的重均分子量。并且,酸值使用了理论酸值。
<转印膜的制作中所使用的材料>
对实施例中所使用的转印膜的制作中所使用的材料(感光性组合物及中间层形成用组合物)进行说明。
(感光性组合物的各成分)
使用感光性组合物形成了转印膜所具有的感光性组合物层。
感光性组合物的制备中所使用的成分如下,将以下所示的各成分以如后段所示的表2~3那样的配方混合而得到了实施例或比较例中使用的各感光性组合物。表2~3中的各成分的数值为质量份。
另外,在制备感光性组合物时,制备包含甲基乙基酮(SANKYO CHEMICAL Co.,Ltd.制造,60质量份)及丙二醇单甲醚乙酸酯(SHOWA DENKO K.K.制造,40质量份)的混合溶剂,并向该混合溶剂中以如后段所示的表那样的配方添加了各成分。另外,各感光性组合物的固体成分浓度为13质量%。
[树脂]
·化合物1~4:分别为如以下所示的特征的树脂(化合物)
另外,化合物1~4对应于碱溶性树脂。
[表1]
在上述表中,在“组成”栏中,对各树脂(化合物)示出树脂所具有的结构单元的种类,在括号内示出各结构单元的含量的质量比。
作为各结构单元的种类,示出成为各结构单元的来源的单体的名称。
例如,化合物1为以32∶28∶40的质量比分别具有基于苯乙烯的结构单元、基于甲基丙烯酸的结构单元及基于甲基丙烯酸甲酯的结构单元的树脂。
[聚合性化合物]
·BPE-500:乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造
·BPE-200:乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造
·BPE-100:乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造
·聚合性化合物1:在双酚A的两端分别加成有平均15摩尔的环氧乙烷和平均2摩尔的环氧丙烷的聚乙二醇的二甲基丙烯酸酯
·M-270:ARONIX M-270,聚丙二醇二丙烯酸酯(n≈12),TOAGOSEI CO.,LTD.制造
·A-TMPT:三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造
·SR454:乙氧基化(3)三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯,Arkema S.A.公司制造
·SR502:乙氧基化(9)三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯,Arkema S.A.制造
·A-9300-CL1:己内酯改性三-(2-丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯,Shin-NakamuraChemical Co.,Ltd.制造
[热交联剂]
·SBB-70P:Duranate,ASAHI KASEI CORPORATION制造
·TPA-B80E:Duranate,ASAHI KASEI CORPORATION制造
[聚合引发剂]
·B-CIM:2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基双咪唑(2-(2-氯苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体),KUROGANE KASEI Co.,Ltd.制造
[添加剂]
·SB-PI 701:4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮,Sanyo Trading Co.,Ltd.制造
·无色结晶紫:Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造
·N-苯基甘氨酸:Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造
·亮绿:Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造
·CBT-1:羧基苯并三唑,JOHOKU CHEMICAL CO.,LTD.制造
·混合物1:1-(2-二-正丁基氨基甲基)-5-羧基苯并三唑与1-(2-二-正丁基氨基甲基)-6-羧基苯并三唑的1∶1(质量比)混合物
·吩噻嗪:FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制造
·Irganox245:BASF公司制造
·N-亚硝基苯基羟基胺铝盐:FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制造
·菲尼酮(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造)
·F-552:氟类表面活性剂,DIC Corporation制造
(中间层形成用组合物的成分)
混合以下成分而进行了中间层形成用组合物的制备。另外,各成分的量的单位为质量份。
离子交换水:38.12质量份
甲醇(Mitsubishi Gas Chemical Company,Inc.制造):57.17质量份
KURARAY POVAL 4-88LA(聚乙烯醇,Kuraray Co.,Ltd.制造):3.22质量份
聚乙烯吡咯烷酮K-30(NIPPON SHOKUBAI CO.,LTD.制造):1.49质量份dEGAFACEF-444(氟类表面活性剂,DIC Corporation制造):0.0035质量份
<转印膜的制作>
关于实施例1、5~7及比较例1,以以下步骤制作出转印膜。
首先,使用棒涂机在临时支承体(厚度16μm的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜(LUMIRROR16KS40,TORAY INDUSTRIES,INC.制造),雾度:0.6%)上以干燥后的厚度成为表2~3所示的厚度的方式涂布各实施例及比较例的感光性组合物,使用烘箱使其在80℃下干燥而形成了感光性组合物层(负型感光性组合物层)。
在所得到的感光性组合物层上压接厚度16μm的聚对苯二甲酸乙二酯(16KS40,TORAY INDUSTRIES,INC.制造)作为保护膜而制作出转印膜。
并且,关于实施例2~4及8~10,以以下步骤制作出转印膜。
首先,使用棒涂机在临时支承体(厚度16μm的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜(LUMIRROR16KS40,TORAY INDUSTRIES,INC.制造),雾度:0.6%)上以干燥后的厚度成为表2~3所示的厚度的方式涂布中间层形成用组合物,使用烘箱使其在90℃下干燥而形成了中间层。
进一步,使用棒涂机在中间层上以干燥后的厚度成为表2~3所示的厚度的方式涂布感光性组合物,使用烘箱使其在80℃下干燥而形成了感光性组合物层(负型感光性组合物层)。
在所得到的感光性组合物层上压接厚度16μm的聚对苯二甲酸乙二酯(16KS40,TORAY INDUSTRIES,INC.制造)作为保护膜而制作出转印膜。
<层叠体的制造>
使用了通过溅射法在厚度200μm的PET薄膜(聚对苯二甲酸乙二酯薄膜)上制作有厚度500nm的铜层的带有铜层的PET基板。
将所制作的转印膜切割为10cm见方,并剥下保护膜,以感光性组合物层与PET基板表面的铜层接触的方式,在辊温度90℃、线压0.8MPa、线速度3.0m/min.的层压条件下层压于带有铜层的PET基板而得到了层叠体。
在该时点,当转印膜不包括中间层时,层叠体具有“PET薄膜-铜层-感光性组合物-临时支承体”的结构,当转印膜包括中间层时,具有“PET薄膜-铜层-感光性组合物-中间层-临时支承体”的结构。
接着,从所得到的层叠体剥离临时支承体,使具有线(μm)/间隔(μm)为5/5的图案的光掩模与层叠体中的露出的表面密接。使用高压汞灯曝光机(MAP-1200L,Japan ScienceEngineering Co.,Ltd.制造,主波长:365nm)以曝光量50mJ/cm2照射了光。曝光量设为显影后得到的抗蚀图案再现光掩模的线与间隔形状的曝光量。
然后,将30℃的1.0%碳酸钠水溶液用作显影液进行了显影。具体而言,在显影中,进行40秒钟喷淋处理,并进行气刀(AirKnife)处理而甩掉显影液之后,用纯水进行30秒钟喷淋处理,并进一步进行了气刀处理。
由此,得到了具有线与间隔形状的抗蚀图案的层叠体。
接着,在后述的表2~3中所记载的加热条件(“加热温度及加热时间”)下对具有抗蚀图案的层叠体进行了加热。
然后,使所得到的层叠体在10质量%的硫酸水溶液(液体温度:40℃)中浸渍了3分钟。
接着,将所得到的层叠体放入硫酸铜镀敷液(硫酸铜75g/L,硫酸190g/L,氯离子50质量ppm,Meltex Inc.制造,“Copper Glyme PCM”,5mL/L)中,在1A/dm2的条件下进行了铜镀敷处理。
水洗并干燥铜镀敷处理后的上述层叠体之后,浸渍于50℃的1质量%氢氧化钾水溶液(pH=13.5)中,由此剥离了抗蚀图案。
用包含0.1质量%硫酸及0.1质量%过氧化氢的水溶液去除抗蚀图案剥离阶段之后的层叠体所具有的铜层(晶种层)而得到了铜配线图案。利用光学显微镜观察铜配线图案,并按照以下基准进行了导体图案的形状评价。
1:未形成有导体图案,或者所形成的导体图案的形状大幅变形。
2:所形成的导体图案的形状大致为所期望的形状,但在一部分观察到变形。
3:所形成的导体图案的形状为所期望的形状,没有变形。
在表2~3中,“加热温度及加热时间”栏记载有对具有抗蚀图案的层叠体进行加热时的温度及时间,例如在实施例1中记载为“120℃20分钟”,表示在120℃下加热20分钟。
在表2~3中,“弹性模量X(GPa)”栏表示上述弹性模量X(GPa),“弹性模量X/弹性模量Y”栏表示上述X/Y。
[表2]
[表3]
如表所示,根据本发明的方法,确认到可得到所期望的效果。
符号说明
10-转印膜,11-临时支承体,13-中间层,15-感光性组合物层,17-组合物层,19-保护膜。
Claims (19)
1.一种具有导体图案的层叠体的制造方法,其依次具有:
贴合工序,以具有临时支承体和负型的感光性组合物层的转印膜的与所述临时支承体侧相反的一侧的表面与表面具有金属层的基板的所述金属层接触的方式,将所述转印膜与所述基板进行贴合;
曝光工序,对所述感光性组合物层进行图案曝光;
显影工序,对经曝光的所述感光性组合物层实施显影处理而形成抗蚀图案;
加热工序,对所述抗蚀图案进行加热;
清洗工序,用酸性溶液清洗经加热的所述抗蚀图案;
镀敷工序,对位于未配置有所述抗蚀图案的区域的所述金属层进行镀敷处理;
剥离工序,剥离所述抗蚀图案;及
去除工序,去除因所述剥离工序而露出的所述金属层,在所述基板上形成导体图案,
在所述贴合工序与所述曝光工序之间或所述曝光工序与所述显影工序之间还具有剥离所述临时支承体的临时支承体剥离工序,
所述感光性组合物层包含热交联剂。
2.根据权利要求1所述的具有导体图案的层叠体的制造方法,其中,
通过所述加热工序加热的抗蚀图案的与所述基板侧相反的一侧的表面的弹性模量为5.0GPa以上。
3.根据权利要求1或2所述的具有导体图案的层叠体的制造方法,其中,
将通过所述加热工序加热的抗蚀图案的与所述基板侧相反的一侧的表面的弹性模量设为弹性模量X,
将通过所述加热工序加热的抗蚀图案的所述基板侧附近的弹性模量设为弹性模量Y时,
满足X/Y≤1.2。
4.根据权利要求1或2所述的具有导体图案的层叠体的制造方法,其中,
所述感光性组合物层包含聚合性化合物及聚合引发剂。
5.根据权利要求4所述的具有导体图案的层叠体的制造方法,其中,
所述聚合性化合物具有环氧烷改性双酚结构。
6.根据权利要求1或2所述的具有导体图案的层叠体的制造方法,其中,
所述热交联剂包含封端异氰酸酯化合物。
7.根据权利要求1或2所述的具有导体图案的层叠体的制造方法,其中,
所述临时支承体的雾度为1.0%以下。
8.根据权利要求1或2所述的具有导体图案的层叠体的制造方法,其中,
所述临时支承体的厚度为50μm以下。
9.根据权利要求1或2所述的具有导体图案的层叠体的制造方法,其中,
所述转印膜在所述临时支承体与所述感光性组合物层之间具有中间层。
10.根据权利要求9所述的具有导体图案的层叠体的制造方法,其中,
所述中间层为水溶性树脂层。
11.根据权利要求1或2所述的具有导体图案的层叠体的制造方法,其中,
所述曝光工序为经由光掩模进行图案曝光的工序。
12.根据权利要求1或2所述的具有导体图案的层叠体的制造方法,其中,
所述曝光工序为使用投影了光掩模的图像的光化射线并经由透镜对所述感光性组合物层进行图案曝光的工序。
13.根据权利要求1或2所述的具有导体图案的层叠体的制造方法,其中,
在所述贴合工序与所述曝光工序之间具有所述临时支承体剥离工序,
所述曝光工序为使剥离所述临时支承体而露出的表面与光掩模接触而对所述感光性组合物层进行图案曝光的工序。
14.一种转印膜,其具有临时支承体和负型的感光性组合物层,其中,
所述感光性组合物层包含热交联剂,
所述临时支承体的雾度为1.0%以下。
15.根据权利要求14所述的转印膜,其中,
所述临时支承体的厚度为50μm以下。
16.根据权利要求14或15所述的转印膜,其中,
所述感光性组合物层包含聚合性化合物及聚合引发剂。
17.根据权利要求16所述的转印膜,其中,
所述聚合性化合物具有环氧烷改性双酚结构。
18.根据权利要求14或15所述的转印膜,其在所述临时支承体与所述感光性组合物层之间具有中间层。
19.根据权利要求18所述的转印膜,其中,
所述中间层为水溶性树脂层。
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