CN116249939A - 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及电子设备的制造方法 - Google Patents

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及电子设备的制造方法 Download PDF

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CN116249939A CN202180062322.7A CN202180062322A CN116249939A CN 116249939 A CN116249939 A CN 116249939A CN 202180062322 A CN202180062322 A CN 202180062322A CN 116249939 A CN116249939 A CN 116249939A
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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包含:临时支承体,其具有第1面(S1)及与上述第1面(S1)相反的一侧的第2面(S2);感光性树脂层,其在上述临时支承体的第2面(S2)上且具有面向上述临时支承体的第1面(P1)及与上述第1面(P1)相反的一侧的第2面(P2);及保护膜,其在上述感光性树脂层的上述第2面(P2)上且具有面向上述感光性树脂层的第1面(C1)及与上述第1面(C1)相反的一侧的第2面(C2),上述感光性树脂层的上述第2面(P2)的算术平均粗糙度Ra为20nm以下。

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 及电子设备的制造方法
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及电子设备的制造方法。
背景技术
包含感光性树脂层的感光性转印材料被广泛用于通过光刻法形成各种图案。在使用包含感光性树脂层的感光性转印材料的树脂图案的制造方法中,例如,通过感光性转印材料与基板的贴合而转印到基板上的感光性树脂层的曝光和显影,能够形成树脂图案。树脂图案例如用作永久膜或蚀刻的保护膜。
在下述专利文献1中公开有一种转印薄膜,其依次具有临时支承体、固化性的固化性树脂层及保护膜,上述保护膜的透氧系数为100cm3·25μm/m2·24小时·atm以上,上述保护膜的上述固化性树脂层侧的面的表面粗糙度Ra为5~60nm。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2017-177546号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
随着光刻中要求的分辨率变高,使用感光性转印材料形成的树脂图案的缺陷(例如,形态不良)变得明显。尤其,在具有10μm以下的高分辨率的线宽的树脂图案的制造方法中,要求降低树脂图案的缺陷。例如,在使用树脂图案作为蚀刻的保护膜的电路配线的制造方法中,树脂图案的缺陷的增加有时会导致电路配线的断线(以下,有时称为“开路”。)及短路(以下,有时称为“短路”。)。
本发明的一实施方式的目的在于提供一种形成缺陷少的树脂图案的感光性转印材料。
本发明的另一实施方式的目的在于提供一种缺陷少的树脂图案的制造方法。
本发明的另一实施方式的目的在于提供一种缺陷少的电路配线的制造方法。
本发明的另一实施方式的目的在于提供一种包含缺陷少的树脂图案的电子设备的制造方法。
用于解决技术课题的手段
本发明包含以下方式。
<1>一种感光性转印材料及其应用,所述感光性转印材料包含:临时支承体,其具有第1面S1及与上述第1面S1相反的一侧的第2面S2;感光性树脂层,其在上述临时支承体的第2面S2上且具有面向上述临时支承体的第1面P1及与上述第1面P1相反的一侧的第2面P2;及保护膜,其在上述感光性树脂层的上述第2面P2上且具有面向上述感光性树脂层的第1面C1及与上述第1面C1相反的一侧的第2面C2,上述感光性树脂层的上述第2面P2的算术平均粗糙度Ra为20nm以下。
<2>根据<1>所述的感光性转印材料,其中,
上述感光性树脂层的最小分辨率为10μm以下。
<3>根据<1>或<2>所述的感光性转印材料,其中,
上述保护膜的上述第1面C1的算术平均粗糙度Ra为10nm以下。
<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厚度为10μm以下。
<6>根据<1>至<5>中任一项所述的感光性转印材料,其在上述临时支承体与上述感光性树脂层之间还包含中间层。
<7>根据<1>至<6>中任一项所述的感光性转印材料,其中,
上述临时支承体的雾度小于1.0%。
<8>根据<1>至<7>中任一项所述的感光性转印材料,其中,
上述临时支承体的剥离力为0.5mN/mm以上。
<9>根据<1>至<8>中任一项所述的感光性转印材料,其中,
上述临时支承体的上述第1面S1的算术平均粗糙度Ra为50nm以下。
<10>根据<1>至<9>中任一项所述的感光性转印材料,其中,
上述保护膜的上述第2面C2的算术平均粗糙度Ra为50nm以下。
<11>一种树脂图案的制造方法,其包括:
使<1>至<10>中任一项所述的感光性转印材料与基板接触,在上述基板上依次配置感光性树脂层及临时支承体的工序;
对上述感光性树脂层进行图案曝光的工序;及
对经曝光的上述感光性树脂层进行显影而形成树脂图案的工序。
<12>一种电路配线的制造方法,其包括:
使<1>至<10>中任一项所述的感光性转印材料与包含导电层的基板接触,在上述基板上依次配置感光性树脂层及临时支承体的工序;
对上述感光性树脂层进行图案曝光的工序;
对经曝光的上述感光性树脂层进行显影而形成树脂图案的工序;及
对未被上述树脂图案覆盖的上述导电层进行蚀刻而形成电路配线的工序。
<13>一种电子设备的制造方法,其包括:
使<1>至<10>中任一项所述的感光性转印材料与基板接触,在上述基板上依次配置感光性树脂层及临时支承体的工序;
对上述感光性树脂层进行图案曝光的工序;及
对经曝光的上述感光性树脂层进行显影而形成用作永久膜的树脂图案的工序。
发明效果
根据本发明的一实施方式,提供一种形成缺陷少的树脂图案的感光性转印材料。
根据本发明的另一实施方式,提供一种缺陷少的树脂图案的制造方法。
根据本发明的另一实施方式,提供一种缺陷少的电路配线的制造方法。
根据本发明的另一实施方式,提供一种包含缺陷少的树脂图案的电子设备的制造方法。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式所涉及的感光性转印材料的结构的概略侧视图。
图2是图1所示的感光性转印材料的概略分解侧视图。
图3是表示本发明的另一实施方式所涉及的感光性转印材料的结构的概略侧视图。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行详细说明。本发明并不受以下实施方式的任何限制。以下实施方式可以在本发明的目的的范围内适当进行变更。
在参考附图对本发明的实施方式进行说明的情况下,有时省略在附图中重复的构成要件及符号的说明。在附图中使用相同符号表示的构成要件是指相同的构成要件。附图中的尺寸的比率并不一定表示实际尺寸的比率。
在本发明中,使用“~”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及上限值而包含的范围。在本发明中阶段性地记载的数值范围内,任意数值范围内所记载的上限值或下限值可以代替为其他阶段性地记载的数值范围的上限值或下限值。并且,在本发明中所记载的数值范围内,任意数值范围内所记载的上限值或下限值可以代替为实施例中所示的值。
在本发明中,“工序”的术语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,只要可实现工序的预期目的,则也包含于本术语中。
在本发明中,“质量%”和“重量%”的含义相同,“质量份”和“重量份”的含义相同。
在本发明中,在组合物中存在与某种成分对应的多个物质的情况下,只要没有特别指定,组合物中的上述成分的量是指存在于组合物中的多个上述物质的合计量。
在本发明中,2个以上的优选方式的组合为更优选方式。
在本发明中,序数词(例如,“第1”及“第2”)是为了区分构成要件而使用的术语,并不限制构成要件的数量及构成要件的优劣。
在本发明中,未记载取代及未取代的基团(原子团)包含具有取代基的基团及不具有取代基的基团。例如“烷基”的标记包含具有取代基的烷基(经取代的烷基)及不具有取代基的烷基(未经取代的烷基)。
在本发明中,化学结构式有时以省略了氢原子的简略结构式来表示。
在本发明中,“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸或甲基丙烯酸。
在本发明中,“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
在本发明中,“(甲基)丙烯酰基”是指丙烯酰基或甲基丙烯酰基。
在本发明中,只要没有特别指定,“曝光”不仅包括使用光的曝光,还包括使用电子束及离子束之类的粒子束的描绘。作为曝光中使用的光,例如可举出汞灯的明线光谱、以准分子激光为代表的远紫外线及极紫外线(EUV(Extreme ultraviolet)光)以及X射线等活性光线(活性能量射线)。
在本发明中,只要没有特别指定,则重均分子量(Mw)及数均分子量(Mn)为利用使用了TSKgel GMHxL(Tosoh Corporation)、TSKgel G4000HxL(Tosoh Corporation)及TSKgel G2000HxL(Tosoh Corporation)的柱的凝胶渗透色谱(GPC:Gel PermeationChromatography)分析装置,并通过差示折射计检测四氢呋喃(THF)中的化合物并且使用聚苯乙烯作为标准物质而换算的分子量。
在本发明中,“固体成分”是指溶剂以外的成分。
在本发明中,对“一实施方式”或“某一实施方式”的说明是指与该实施方式相关联地记载的技术要素(例如,特定的特征、结构或特性。以下,在本段中相同。)包括在本发明的至少一个实施方式中。在本发明中,出现的“一实施方式”或“某一实施方式”的表述不一定都指是相同的实施方式。在与本发明的目的一致的方式中,任何实施方式都可以与至少一个其他实施方式组合。
<感光性转印材料>
本发明的一实施方式所涉及的感光性转印材料包含:临时支承体,具有第1面S1及与上述第1面S1相反的一侧的第2面S2;感光性树脂层,在上述临时支承体的第2面S2上具有面向上述临时支承体的第1面P1及与上述第1面P1相反的一侧的第2面P2;及保护膜,在上述感光性树脂层的上述第2面P2上具有面向上述感光性树脂层的第1面C1及与上述第1面C1相反的一侧的第2面C2,上述感光性树脂层的上述第2面P2的算术平均粗糙度Ra为20nm以下。根据上述实施方式,提供一种形成缺陷少的树脂图案的感光性转印材料。
以下对上述的效果所表达的估计理由进行说明。例如,在使用感光性转印材料的树脂图案的制造方法中,树脂图案经由感光性转印材料与基板的贴合而形成。本发明的发明人等发现了,通过感光性转印材料与基板的贴合而在感光性转印材料与基板之间产生的气泡会阻碍感光性树脂层的曝光,并导致树脂图案的缺陷。树脂图案的分辨率越高,其影响越不可忽视。而且,本发明的发明人等对感光性转印材料与基板的贴合中的感光性转印材料的特性与气泡的产生之间的关系进行研究的结果,发现了通过提高与基板接触的感光性树脂层的表面的平滑性,能够抑制气泡的产生。可知,通过将与基板接触的感光性树脂层的第2面P2的算术平均粗糙度Ra设为20nm以下,能够抑制在感光性转印材料与基板之间产生气泡。因此,根据本发明的一实施方式,提供一种形成缺陷少的树脂图案的感光性转印材料。
<<层结构>>
本发明的一实施方式所涉及的感光性转印材料的层结构只要在层叠方向上依次配置临时支承体、感光性树脂层及保护膜,则并无限制。参考图1、图2及图3对感光性转印材料的层结构进行说明。图1是表示本发明的一实施方式所涉及的感光性转印材料的结构的概略侧视图。图2是图1所示的感光性转印材料的概略分解侧视图。图3是表示本发明的另一实施方式所涉及的感光性转印材料的结构的概略侧视图。
图1及图2所示的感光性转印材料100依次含有临时支承体10、感光性树脂层20及保护膜30。临时支承体10具有第1面S1及与第1面S1相反的一侧的第2面S2。感光性树脂层20配置于临时支承体10的第2面S2上。感光性树脂层20具有面向临时支承体10的第1面P1及与第1面P1相反的一侧的第2面P2。保护膜30配置于感光性树脂层20的第2面P2上。保护膜30具有面向感光性树脂层20的第1面C1及与第1面C1相反的一侧的第2面C2。
图3所示的感光性转印材料110依次含有临时支承体10、热塑性树脂层40、水溶性树脂层50、感光性树脂层20及保护膜30。热塑性树脂层40及水溶性树脂层50配置于临时支承体10与感光性树脂层20之间。热塑性树脂层40及水溶性树脂层50为后述中间层。水溶性树脂层50为后述水溶性层。
<<临时支承体>>
本发明的一实施方式所涉及的感光性转印材料包含具有第1面S1及与上述第1面S1相反的一侧的第2面S2的临时支承体。在感光性转印材料中,临时支承体至少支承感光性树脂层。在感光性转印材料中,临时支承体为能够从相邻的层(例如,感光性树脂层)剥离的部件。在感光性转印材料中,临时支承体的第2面S2朝向感光性树脂层。
临时支承体的第1面S1的算术平均粗糙度Ra优选为50nm以下,更优选为30nm以下,尤其优选为10nm以下。随着临时支承体的第1面S1的算术平均粗糙度Ra减小,由临时支承体散射的光减少,分辨率提高。此外,在经由临时支承体的感光性树脂层的曝光中,例如,在临时支承体与光掩模之间产生的气泡减少,树脂图案的缺陷减少。
临时支承体的第2面S2的算术平均粗糙度Ra优选为50nm以下,更优选为30nm以下,尤其优选为10nm以下。随着临时支承体的第2面S2的算术平均粗糙度Ra减小,由临时支承体散射的光减少,分辨率提高。
在本发明中,,通过以下方法来测定算术平均粗糙度Ra。使用三维光学轮廓仪(NewView7300,Zygo公司)得到对象面的表面分布。作为测定及分析软件,使用“MetroProver8.3.2”的“Microscope Application”。接着,通过上述软件显示“Surface Map”画面,在“Surface Map”画面中获得直方图数据。根据获得的直方图数据算出对象面的算术平均粗糙度Ra。在对象面被其他层覆盖的情况下,通过其他层的剥离使对象面露出后,测定对象面的算术平均粗糙度Ra。
临时支承体优选具有光透射率。在本发明中,“具有透光性”是指在图案曝光中使用的波长下的透射率为50%以上。从提高感光性树脂层的曝光灵敏度的观点考虑,在图案曝光中使用的波长(更优选波长365nm)下的临时支承体的透射率优选为60%以上,更优选为70%以上。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。透射率为通过对象物的光(射出光)的强度与向对象物的主表面垂直入射的光(入射光)的强度之比率。透射率使用公知的分光器(例如,“MCPD Series”、OTSUKA ELECTRONICS Co.,LTD)进行测定。
从分辨率的观点考虑,临时支承体的雾度优选小于1.0%,更优选小于0.5%,尤其优选小于0.3%。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,临时支承体的雾度值优选2%以下,更优选0.5%以下,进一步优选0.1%以下。临时支承体的雾度的下限并无限制。临时支承体的雾度可以超过0%超或为0.1%以上。
在本发明中,使用雾度计(例如,NDH2000、NIPPON DENSHOKU INDUSTRIES CO.,LTD.制),作为总光雾度而测定雾度。
从层压后进行剥离的观点考虑,临时支承体优选适当的剥离力。由于需要比先剥离的保护膜的剥离力强并在层压后剥离,因此临时支承体的剥离力优选为0.5mN/mm,更优选为0.5mN/mm~2.0mN/mm,尤其优选为0.7mN/mm~1.0mN/mm。但是,由于保护膜的剥离力,因此临时支承体的剥离力不限于上述数值范围。
在本发明中,通过以下方法来测定临时支承体的剥离力。在100℃的层压辊温度、0.6MPa的线压及1.0m/分的线速度(层压速度)的层压条件下将剥离保护膜的感光性转印材料层压在铜基板上。在所获得的层叠体的临时支承体的表面粘贴胶带(PRINTACK、NITTODENKO CORPORATION)后,切割成100mm×40mm的尺寸而制作试验片。将试验片的铜基板侧的表面固定在试样台上。使用拉伸压缩试验机(SV-55、IMADA-SS Corporation),沿180度的方向以5.5mm/秒拉伸胶带,测定临时支承体的拉伸强度(单位:mN/mm)。采用测定值作为临时支承体的剥离力。
临时支承体的厚度并无限制。从作为支承体的强度、与基板的贴合所需的柔性及曝光中所要求的透光性的观点考虑,临时支承体的厚度可以根据材质确定。在经由临时支承体的感光性树脂层的曝光中,随着临时支承体的厚度减小,分辨率提高。从分辨率的观点考虑,临时支承体的厚度优选为100μm以下,更优选为50μm以下,进一步优选为20μm以下,尤其优选为16μm以下。从操作容易性、通用性及分辨率的观点考虑,临时支承体的厚度优选为5μm~100μm,更优选为10μm~50μm,进一步优选为10μm~20μm,尤其优选为10μm~16μm。使用接触式测厚仪(TOKYO SEIMITSU CO.,LTD.、E-ST-100)测定临时支承体的厚度。
临时支承体的层结构并无限制。临时支承体可以为具有单层结构或多层结构的临时支承体。
作为具有单层结构的临时支承体,例如可以举出玻璃基板、树脂膜及纸。从强度、柔性及透光性的观点考虑,优选树脂膜。作为树脂膜,例如可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜、三乙酸纤维素膜、聚苯乙烯膜及聚碳酸酯膜。上述中,优选PET薄膜,更优选双轴拉伸PET薄膜。作为树脂膜的制造方法,例如可以举出挤出成型法。
作为具有多层结构的临时支承体,例如可以举出包含基材及粒子含有层的临时支承体。具有多层结构的临时支承体可以包含除上述的粒子含有层以外的层(例如,粘接层)。
从输送性的观点考虑,临时支承体优选在从临时支承体朝向感光性树脂层的层叠方向上依次包含作为临时支承体的最外层配置的粒子含有层(以下,有时称为“含第1粒子层”。)及基材。换言之,临时支承体优选依次包含基材及作为临时支承体的第1面S1侧的最外层配置的粒子含有层(含第1粒子层)。第1粒子含有层的表面包含临时支承体的第1面S1。
从制造临时支承体时的输送性的观点考虑,临时支承体可以在从临时支承体朝向感光性树脂层的层叠方向上依次包含基材及作为临时支承体的最外层配置的粒子含有层(以下,有时称为“含第2粒子层”。)。换言之,临时支承体可以依次包含基材及作为临时支承体的第2面侧的最外层配置的粒子含有层(含第2粒子层)。第2粒子含有层的表面包含临时支承体的第2面S2。
临时支承体可以包含多个粒子含有层。例如,临时支承体可以在从临时支承体朝向感光性树脂层的层叠方向上依次包含含第1粒子层、基材及含第2粒子层。
作为基材,例如可以举出玻璃基板、树脂膜及纸。基材优选为树脂膜,更优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜,尤其优选为双轴拉伸PET薄膜。作为树脂膜,例如可以举出上述树脂膜。作为树脂膜的制造方法,例如可以举出挤出成型法。
作为粒子含有层中的粒子,例如可以举出无机粒子及有机粒子。作为无机粒子,例如可以举出包含无机氧化物的粒子。作为无机氧化物,例如可以举出氧化硅(silica)、氧化钛(titania)、氧化锆(zirconia)、氧化镁(magnesia)及氧化铝(alumina)。作为有机粒子,例如可以举出包含聚合物的粒子。作为聚合物,例如可以举出丙烯酸树脂、聚酯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚烯烃及聚苯乙烯。从粒子的耐摩擦性的观点考虑,粒子优选为无机粒子,更优选为含有无机氧化物的粒子,进一步优选为含有选自氧化硅、氧化钛、氧化锆、氧化镁及氧化铝中的至少一种的粒子,尤其优选为含有氧化硅的粒子。
粒子含有层中的粒子的粒径并无限制。从雾度的观点考虑,粒子的平均粒径优选为100nm以下,更优选为80nm以下,尤其优选为60nm以下。从输送性的观点考虑,粒子的平均粒径优选为5nm以上,更优选为20nm以上,尤其优选为40nm以上。在本发明中,粒子的平均粒径通过以下方法进行测定。使用透射型电子显微镜(TEM),测定10个粒子的粒径。在此,“粒径”为俯视下连接粒子的轮廓线上的2个点的直线的最大值。采用测定值的算术平均作为粒子的平均粒径。
粒子含有层中的粒子的形状并无限制。作为俯视下的粒子的形状,例如可以举出圆形、椭圆形、多边形及不规则的形状。
粒子含有层可以含有粘合剂。作为粘合剂,例如可以举出聚合物。作为聚合物,例如可以举出丙烯酸树脂、聚氨酯、聚烯烃、苯乙烯-丁二烯系聚合物、聚酯、聚氯乙烯及聚偏二氯乙烯。
粒子含有层的厚度并无限制。粒子含有层的厚度(在粒子含有层的表面露出的粒子除外。以下,在本段中相同。)优选为5nm~100nm,更优选为20nm~80nm,尤其优选为40nm~60nm。能够通过基于SEM(扫描型电子显微镜;Scanning Electron Microscope)的剖面观察来测定粒子含有层的厚度。
粒子含有层的制造方法并无限制。粒子含有层例如通过将粒子含有层形成用组合物涂布于基材上并且对涂布的粒子含有层形成用组合物进行干燥而形成。在上述方法中,粒子含有层形成用组合物可以涂布于未拉伸膜、单轴拉伸膜或双轴拉伸膜上。涂布有粒子含有层形成用组合物的未拉伸膜或单轴拉伸膜可以进一步拉伸。粒子含有层例如可以通过共挤出法与基材一同形成。
临时支承体优选为薄膜,更优选为树脂薄膜。作为临时支承体,优选具有挠性且在加压下或加压及加热下不会发生明显的变形、收缩或伸长的薄膜。作为上述薄膜,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。其中,作为临时支承体,优选为聚对苯二甲酸乙二酯薄膜。并且,优选在用作临时支承体的薄膜中无褶皱等变形及刮痕等。
用作临时支承体的薄膜优选没有变形(例如褶皱)、划痕及缺陷。
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含有的微粒、杂质、缺陷及析出物的数量少。直径为1μm以上的微粒、杂质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
临时支承体的优选方式例如记载于日本特开2014-85643号公报的0017段~0018段、日本特开2016-27363号公报的0019段~0026段、国际公开第2012/081680号的0041段~0057段、国际公开第2018/179370号的0029段~0040段及日本特开2019-101405号公报的0012段~0032段中。这些公报的内容通过参考被编入本说明书中。
从赋予处理性的观点考虑,可以在临时支承体的表面设置包含微小粒子的层(润滑剂层)。润滑剂层可以设置于临时支承体的单面,也可以设置于两面。润滑剂层中所含有的粒子的直径优选为0.05μm~0.8μm。并且,润滑剂层的厚度优选为0.05μm~1.0μm。
<<感光性树脂层>>
本发明的一实施方式所涉及的感光性转印材料包含在临时支承体的第2面S2上具有面向上述临时支承体的第1面P1及与上述第1面P1相反的一侧的第2面P2的感光性树脂层。在感光性转印材料中,感光性树脂层的第2面P2面向保护膜。
(算术平均粗糙度Ra)
感光性树脂层的第2面P2的算术平均粗糙度Ra为20nm以下。通过感光性树脂层的第2面P2的算术平均粗糙度Ra为20nm以下,从而在感光性转印材料与基板的贴合中抑制在感光性转印材料与基板之间产生气泡。该结果,形成缺陷少的树脂图案。感光性树脂层的第2面P2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5nm以下。此外,感光性树脂层的第2面P2的算术平均粗糙度Ra优选为4nm以下,更优选为3nm以下,尤其优选为2nm以下。感光性树脂层的第2面P2的算术平均粗糙度Ra的下限并无限制。感光性树脂层的第2面P2的算术平均粗糙度Ra可以为0.1nm以上、0.5nm以上或1nm以上。作为降低感光性树脂层的第2面P2的算术平均粗糙度Ra的方法,例如可以举出通过后述感光性树脂层形成用组合物的均匀的涂布及干燥形成具有高表面平滑性的感光性树脂层的方法。并且,在感光性转印材料中,感光性树脂层与保护膜接触时,作为降低感光性树脂层的第2面P2的算术平均粗糙度Ra的方法,例如也可以举出使用具有高表面平滑性的保护膜的方法。
(种类)
感光性树脂层例如经由对基板的转印、曝光及显影形成树脂图案。感光性树脂层优选为通过曝光而降低曝光部在显影液中的溶解性,而且通过显影去除非曝光部的负型感光性树脂层。由负型感光性树脂层形成的树脂图案相当于固化层。但是,感光性树脂层并不限于负型感光性树脂层。感光性树脂层可以为通过曝光提高曝光部在显影液中的溶解性,而且通过显影去除曝光部的正型感光性树脂层。
(成分)
以下,对感光性树脂层中可以含有的成分进行详细叙述。
-粘合剂聚合物-
感光性树脂层可以包含粘合剂聚合物。作为粘合剂聚合物,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、烷醇树脂、酚醛树脂、酯树脂、氨基甲酸酯树脂、通过环氧树脂与(甲基)丙烯酸的反应而获得的环氧丙烯酸酯树脂及通过环氧丙烯酸酯树脂与酸酐的反应而获得的酸改性环氧丙烯酸酯树脂。
作为粘合剂聚合物的优选方式之一,在碱显影性及薄膜形成性优异的观点上,可以举出(甲基)丙烯酸树脂。另外,在本发明中,(甲基)丙烯酸树脂是指具有源自(甲基)丙烯氧化合物的结构单元的树脂。源自(甲基)丙烯氧化合物的结构单元的含有率相对于(甲基)丙烯酸树脂的所有结构单元优选为50质量%以上,更优选为70质量%以上,尤其优选为90质量%以上。(甲基)丙烯酸树脂可以仅由源自(甲基)丙烯酸化合物的结构单元构成,也可以具有源自除(甲基)丙烯酸化合物以外的聚合性单体的结构单元。即,源自(甲基)丙烯氧化合物的结构单元的含有率的上限相对于(甲基)丙烯酸树脂的所有结构单元为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)丙烯酸四氢糠基酯、(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、2,2,2-三氟乙基(甲基)丙烯酸酯及2,2,3,3-四氟丙基(甲基)丙烯酸酯,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)丙烯酸树脂可以具有除源自(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,只要为除能够与(甲基)丙烯酸化合物共聚的(甲基)丙烯酸化合物以外的化合物,则不受特别限制,例如可以举出苯乙烯、乙烯基甲苯及α-甲基苯乙烯等在α位或芳香族环上可以具有取代基的苯乙烯化合物、丙烯腈及乙烯基正丁醚等乙烯醇酯、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、α-氰基肉桂酸、衣康酸以及巴豆酸。这些聚合性单体可以使用一种或者组合使用两种以上。
并且,从使碱显影性变得更良好的观点考虑,(甲基)丙烯酸树脂优选含有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)丙烯酸树脂更优选含有具有羧基的结构单元,尤其优选具有源自上述(甲基)丙烯酸的结构单元。
从显影性优异的观点考虑,(甲基)丙烯酸树脂中的具有酸基的结构单元(优选源自(甲基)丙烯酸的结构单元)的含有率相对于(甲基)丙烯酸树脂的总质量优选为10质量%以上。并且,上限值并无特别限制,但从耐碱性优异的观点考虑,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源自上述(甲基)丙烯酸烷基酯的结构单元。(甲基)丙烯酸树脂中的源自(甲基)丙烯酸烷基酯的结构单元的含有率相对于(甲基)丙烯酸树脂的所有结构单元优选为50质量%~90质量%,更优选为60质量%~90质量%,尤其优选为65质量%~90质量%。
作为(甲基)丙烯酸树脂,优选具有源自(甲基)丙烯酸的结构单元及源自(甲基)丙烯酸烷基酯的结构单元这两者的树脂,更优选仅由源自(甲基)丙烯酸的结构单元及源自(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,也优选具有源自甲基丙烯酸的结构单元、源自甲基丙烯酸甲酯的结构单元及源自丙烯酸乙酯的结构单元的丙烯酸树脂。
并且,从本发明的效果更优异的观点考虑,(甲基)丙烯酸树脂优选具有选自源自甲基丙烯酸的结构单元及源自甲基丙烯酸烷基酯的结构单元中的至少一种,优选具有源自甲基丙烯酸的结构单元及源自甲基丙烯酸烷基酯的结构单元这两个。从本发明的效果更优异的观点考虑,(甲基)丙烯酸树脂中的源自甲基丙烯酸的结构单元及源自甲基丙烯酸烷基酯的结构单元的合计含有率相对于(甲基)丙烯酸树脂的所有结构单元优选为40质量%以上,更优选为60质量%以上。上限并无特别限制,可以为100质量%以下,优选为80质量%以下。
并且,从本发明的效果更优异的观点考虑,(甲基)丙烯酸树脂也优选具有选自源自甲基丙烯酸的结构单元及源自甲基丙烯酸烷基酯的结构单元中的至少一种和选自源自丙烯酸的结构单元及源自丙烯酸烷基酯的结构单元中的至少一种。从本发明的效果更优异的观点考虑,源自甲基丙烯酸的结构单元及源自甲基丙烯酸烷基酯的结构单元的合计含量相对于源自丙烯酸的结构单元及源自丙烯酸烷基酯的结构单元的合计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考虑,(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源自用于合成的聚合引发剂的部位构成。在末端具有酯基的(甲基)丙烯酸树脂能够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,作为粘合剂聚合物的另一优选方式,可以举出碱溶性树脂。例如,从显影性的观点考虑,粘合剂聚合物优选为酸值60mgKOH/g以上的粘合剂聚合物。并且,从通过加热与交联成分进行热交联而容易形成牢固的膜的观点考虑,粘合剂聚合物例如更优选为酸值60mgKOH/g以上的具有羧基的树脂(所谓的含有羧基的树脂),尤其优选为酸值60mgKOH/g以上的具有羧基的(甲基)丙烯酸树脂(所谓的含有羧基的(甲基)丙烯酸树脂)。若粘合剂聚合物为具有羧基的树脂,则例如能够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来提高三维交联密度。并且,若具有羧基的树脂的羧基被脱水而疏水化,则能够改善耐湿热性。
作为酸值60mgKOH/g以上的含有羧基的(甲基)丙烯酸树脂,只要满足上述酸值的条件,则没有特别限制,能够从公知的(甲基)丙烯酸树脂中适当选择。例如,能够优选使用日本特开2011-095716号公报的0025段中所记载的聚合物之中酸值60mgKOH/g以上的含有羧基的丙烯酸树脂、日本特开2010-237589号公报的0033段~0052段中所记载的聚合物之中酸值60mgKOH/g以上的含有羧基的丙烯酸树脂等。在本发明中,“酸值”为中和试样1g所需要的氢氧化钾的质量(mg)。
作为粘合剂聚合物的其他优选方式,可以举出苯乙烯-丙烯酸共聚物。另外,在本发明中,苯乙烯-丙烯酸共聚物是指具有源自苯乙烯化合物的结构单元和源自(甲基)丙烯氧化合物的结构单元的树脂,源自上述苯乙烯化合物的结构单元及源自上述(甲基)丙烯氧化合物的结构单元的合计含有率相对于上述共聚物的所有结构单元优选为30质量%以上,更优选为50质量%以上。并且,源自苯乙烯化合物的结构单元的含有率相对于上述共聚物的所有结构单元优选为1质量%以上,更优选为5质量%以上,尤其优选为5质量%~80质量%。并且,源自上述(甲基)丙烯氧化合物的结构单元的含有率相对于上述共聚物的所有结构单元优选为5质量%以上,更优选为10质量%以上,尤其优选为20质量%~95质量%。
从本发明的效果更优异的观点考虑,粘合剂聚合物优选具有芳香环结构,更优选含有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α-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,从本发明的效果更优异的观点考虑,粘合剂聚合物更优选具有由下述式(S)表示的结构单元(源自苯乙烯的结构单元)。
[化学式1]
Figure BDA0004119318370000161
在粘合剂聚合物含有具有芳香环结构的结构单元的情况下,从本发明的效果更优异的观点考虑,具有芳香环结构的结构单元的含有率相对于粘合剂聚合物的所有结构单元优选为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,从本发明的效果更优异的观点考虑,粘合剂聚合物中的具有芳香环结构的结构单元的含有率相对于粘合剂聚合物的所有结构单元优选为5摩尔%~70摩尔%,更优选为10摩尔%~60摩尔%,尤其优选为20摩尔%~60摩尔%。此外,从本发明的效果更优异的观点考虑,粘合剂聚合物中的由上述式(S)表示的结构单元的含有率相对于粘合剂聚合物的所有结构单元优选为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,在本发明中,在以摩尔比规定“结构单元”的含有率的情况下,上述“结构单元”和“单体单元”的含义相同。并且,在本发明中,上述“单体单元”可以通过高分子反应等进行聚合之后进行修饰。以下也相同。
从本发明的效果更优异的观点考虑,粘合剂聚合物优选具有脂肪族烃环结构。即,粘合剂聚合物优选含有具有脂肪族烃环结构的结构单元。作为具有脂肪族烃环结构的结构单元,能够使用单环的脂肪族烃结构、多环的脂肪族烃结构中的任一个,其中,粘合剂聚合物更优选具有2环以上的脂肪族烃环稠合而成的环结构。
作为具有脂肪族烃环结构的结构单元中的构成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、降冰片烷环及异硼烷环。其中,从本发明的效果更优异的观点考虑,优选2环以上的脂肪族烃环稠合的环,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)丙烯酸异冰片基酯。并且,从本发明的效果更优异的观点考虑,粘合剂聚合物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2]
Figure BDA0004119318370000171
式(Cy)中的RM表示氢原子或甲基,RCy表示具有脂肪族烃环结构的一价的基团。
式(Cy)中的RM优选为甲基。从本发明的效果更优异的观点考虑,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一价的基团,更优选为具有碳原子数6~16的脂肪族烃环结构的一价的基团,尤其优选为具有碳原子数8~14的脂肪族烃环结构的一价的基团。并且,从本发明的效果更优异的观点考虑,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烷环结构,更优选为环己烷环结构或四氢二环戊二烯环结构,尤其优选为四氢二环戊二烯环结构。此外,从本发明的效果更优异的观点考虑,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的环结构,更优选为2~4环的脂肪族烃环稠合的环。此外,从本发明的效果更优异的观点考虑,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的基团即脂肪族烃环基,更优选为环己基或二环戊基,尤其优选为二环戊基。
粘合剂聚合物可以单独含有一种具有脂肪族烃环结构的结构单元,也可以含有两种以上。在粘合剂聚合物含有具有脂肪族烃环结构的结构单元的情况下,从本发明的效果更优异的观点考虑,具有脂肪族烃环结构的结构单元的含有率相对于粘合剂聚合物的所有结构单元优选为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,从本发明的效果更优异的观点考虑,粘合剂聚合物中的具有脂肪族烃环结构的结构单元的含有率相对于粘合剂聚合物的所有结构单元优选为5摩尔%~70摩尔%,更优选为10摩尔%~60摩尔%,尤其优选为20摩尔%~50摩尔%。此外,从本发明的效果更优异的观点考虑,粘合剂聚合物中的由上述式(Cy)表示的结构单元的含有率相对于粘合剂聚合物的所有结构单元优选为5摩尔%~70摩尔%,更优选为10摩尔%~60摩尔%,尤其优选为20摩尔%~50摩尔%。
在粘合剂聚合物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,从本发明的效果更优异的观点考虑,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有率相对于粘合剂聚合物的所有结构单元优选为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,从本发明的效果更优异的观点考虑,粘合剂聚合物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有率相对于粘合剂聚合物的所有结构单元,优选为10摩尔%~80摩尔%,更优选为20摩尔%~70摩尔%,尤其优选为40摩尔%~60摩尔%。此外,从本发明的效果更优异的观点考虑,粘合剂聚合物中的由上述式(S)表示的结构单元及由上述式(Cy)表示的结构单元的总含有率相对于粘合剂聚合物的所有结构单元,优选为10摩尔%~80摩尔%,更优选为20摩尔%~70摩尔%,尤其优选为40摩尔%~60摩尔%。并且,从本发明的效果更优异的观点考虑,粘合剂聚合物中的由上述式(S)表示的结构单元的摩尔量nS和由上述式(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),尤其优选满足下述式(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)
从本发明的效果更优异的观点考虑,粘合剂聚合物优选含有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。作为具有上述酸基的结构单元,优选下述所示的源自(甲基)丙烯酸的结构单元,更优选源自甲基丙烯酸的结构单元。
[化学式3]
Figure BDA0004119318370000181
粘合剂聚合物可以单独含有一种具有酸基的结构单元,也可以含有两种以上。在粘合剂聚合物含有具有酸基的结构单元的情况下,从本发明的效果更优异的观点考虑,具有酸基的结构单元的含有率相对于粘合剂聚合物的所有结构单元优选为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,从本发明的效果更优异的观点考虑,粘合剂聚合物中的具有酸基的结构单元的含有率相对于粘合剂聚合物的所有结构单元优选为5摩尔%~70摩尔%,更优选为10摩尔%~50摩尔%,尤其优选为20摩尔%~40摩尔%。此外,从本发明的效果更优异的观点考虑,粘合剂聚合物中的源自(甲基)丙烯酸的结构单元的含有率相对于粘合剂聚合物的所有结构单元优选为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%。
从本发明的效果更优异的观点考虑,粘合剂聚合物优选具有反应性基团,更优选含有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,当粘合剂聚合物具有烯属不饱和基团时,粘合剂聚合物优选含有在侧链上具有烯属不饱和基团的结构单元。在本发明中,“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。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,但并不限定于这些。
[化学式4]
Figure BDA0004119318370000191
粘合剂聚合物可以单独含有一种具有反应性基团的结构单元,也可以含有两种以上。在粘合剂聚合物含有具有反应性基团的结构单元的情况下,从本发明的效果更优异的观点考虑,具有反应性基团的结构单元的含有率相对于粘合剂聚合物的所有结构单元优选为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,从本发明的效果更优异的观点考虑,粘合剂聚合物中的具有反应性基团的结构单元的含有率相对于粘合剂聚合物的所有结构单元优选为5摩尔%~70摩尔%,更优选为10摩尔%~60摩尔%,尤其优选为20摩尔%~50摩尔%。
作为将反应性基团导入到粘合剂聚合物中的方法,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、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)、磺基等官能团进行反应。作为将反应性基团导入到粘合剂聚合物中的方法的优选例,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所获得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的方法。通过该方法,能够得到在侧链上具有(甲基)丙烯酰氧基的粘合剂聚合物。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,优选偶氮系引发剂,例如更优选FUJIFILM Wako Pure ChemicalCorporation制的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。
从本发明的效果更优异的方面考虑,作为粘合剂聚合物,优选以下所示的聚合物。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等能够根据目的适当变更。
[化学式5]
Figure BDA0004119318370000201
[化学式6]
Figure BDA0004119318370000202
并且,粘合剂聚合物可以包含含有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”。)。羧酸酐结构可以为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5~7元环,更优选5元环或6元环,尤其优选5元环。
具有羧酸酐结构的结构单元优选为在主链中包含从由下述式P-1表示的化合物中去除2个氢原子而成的2价的基团的结构单元、或从由下述式P-1表示的化合物中去除1个氢原子而成的1价的基团对于主链直接或经由2价的连接基键合的结构单元。
[化学式7]
Figure BDA0004119318370000211
式P-1中,RA1a表示取代基,n1a个RA1a可以相同也可以不同,Z1a表示形成包含-C(=O)一O-C(=0)-的环的2价的基团,n1a表示0以上的整数。另外,Z1a可以具有单环的脂肪族烃结构或多环的脂肪族烃结构。
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,尤其优选碳原子数2的亚烷基。n1a表示0以上的整数。在Z1a表示碳原子数2~4的亚烷基的情况下,n1a优选为0~4的整数,更优选为0~2的整数,尤其优选为0。在n1a表示2以上的整数的情况下,存在多个的RA1a可以相同也可以不同。并且,存在多个的RA1a可以彼此键合而形成环,但优选彼此键合而不形成环。
作为具有羧酸酐结构的结构单元,优选源自不饱和羧酸酐的结构单元,更优选源自不饱和环式羧酸酐的结构单元,进一步优选源自不饱和脂肪族环式羧酸酐的结构单元,尤其优选源自马来酸酐或衣康酸酐的结构单元,最优选源自马来酸酐的结构单元。
以下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定于这些具体例。在下述结构单元中,Rx表示氢原子、甲基、CH2OH基或CF3基,Me表示甲基。
[化学式8]
Figure BDA0004119318370000221
[化学式9]
Figure BDA0004119318370000222
聚合物X中的具有羧酸酐结构的结构单元可以为单独一种,也可以为两种以上。
具有羧酸酐结构的结构单元的总含有率相对于聚合物X的所有结构单元优选为0摩尔%~60摩尔%,更优选为5摩尔%~40摩尔%,尤其优选为10摩尔%~35摩尔%。
感光性树脂层可以仅含有一种聚合物X,也可以含有两种以上。在感光性树脂层包含聚合物X的情况下,从本发明的效果更优异的观点考虑,聚合物X的含有率相对于感光性树脂层的总质量优选为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%,尤其优选为1质量%~20质量%。
从本发明的效果更优异的观点考虑,粘合剂聚合物的重均分子量(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。
粘合剂聚合物的酸值优选为10mgKOH/g~200mgKOH/g,更优选为60mgKOH/g~200mgKOH/g,进一步优选为60mgKOH/g~15OmgKOH/g,尤其优选为60mgKOH/g~110mgKOH/g。另外,粘合剂聚合物的酸值为按照JIS K0070:1992中所记载的方法测定的值。
感光性树脂层可以仅包含一种粘合剂聚合物,也可以包含两种以上。从本发明的效果更优异的观点考虑,粘合剂聚合物的含有率相对于感光性树脂层的总质量优选为10质量%~90质量%,更优选为20质量%~80质量%,尤其优选为30质量%~70质量%。
-聚合性化合物-
感光性树脂层可以含有聚合性化合物。聚合性化合物为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。
聚合性化合物优选包含具有烯属不饱和基团的自由基聚合性化合物(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,本发明中的烯属不饱和化合物为除上述粘合剂聚合物以外的化合物,优选分子量小于5,000。
作为聚合性化合物的优选方式之一,可举出由下述式(M)表示的化合物(也简称为“化合物M”。)。
Q2-R1-Q1:式(M)
式(M)中的Q1及Q2分别独立地表示(甲基)丙烯酰氧基,R1表示具有链状结构的二价的连接基。
式(M)中的Q1及Q2中,从合成容易性的观点考虑,Q1及Q2优选为相同的基团。并且,从反应性的观点考虑,式(M)中的Q1及Q2优选为丙烯酰氧基。作为式(M)中的R1,从本发明的效果更优异的观点考虑,优选亚烷基、亚烷氧基亚烷基(-L1-O-L1-)或聚亚烷氧基亚烷基(-(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的直链状亚烷基。上述烃基只要在至少一部分具有链状结构即可,作为除上述链状结构以外的部分,并没有特别限制,例如可以为支链状、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个,优选亚烷基或将2个以上的亚烷基和1个以上的亚芳基组合而成的基团,更优选亚烷基,进一步优选直链状亚烷基。另外,上述L1分别独立地表示亚烷基,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,从本发明的效果更优异的观点考虑,化合物M中的连接Q1和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。在本发明中,“连接Q1与Q2之间的最短的连接链的原子数”是指将从连接于Q1的R1中的原子至连接于Q2的R1中的原子为止进行连接的最短的原子数。
作为化合物M的具体例,可举出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-戊二醇二(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、1,4-环己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二(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。上述酯单体也能够用作混合物。在上述化合物之中,从本发明的效果更优异的观点考虑,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,尤其优选为选自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,作为聚合性化合物的优选方式之一,可举出2官能以上的烯属不饱和化合物。在本发明中,“2官能以上的烯属不饱和化合物”是指在1个分子中具有2个以上的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,并没有特别限制,能够从公知的化合物中适当选择。作为除上述化合物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)丙烯酸酯及三环癸烷二甲醇二(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 ESTER A-DCP,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制)、三环癸烷二甲醇二甲基丙烯酸酯(商品名:NK ESTER DCP、Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制)、1,9-壬二醇二丙烯酸酯(商品名:NKESTER A-NOD-N,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制)及1,6-己二醇二丙烯酸酯(商品名:NK ESTER A-HD-N,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制)。
作为3官能以上的烯属不饱和化合物,并没有特别限制,能够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。
在此,“(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。
作为聚合性化合物,还可以举出(甲基)丙烯酸酯化合物的己内酯改性化合物(Nippon Kayaku Co.,Ltd.制的KAYARAD(注册商标)DPCA-20,Shin-Nakamura ChemicalCo.,Ltd.制的A-9300-1CL等)、(甲基)丙烯酸酯化合物的环氧烷改性化合物(NipponKayaku Co.,Ltd.制的KAYARAD(注册商标)RP-1040,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制的ATM-35E、A-9300、DAICEL-ALLNEX LTD.的EBECRYL(注册商标)135等)及乙氧基化甘油三丙烯酸酯(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制的NK ESTER A-GLY-9E等)。
作为聚合性化合物,还可举出氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物。作为氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯,可以举出氨基二甲酸酯二(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。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(Taisei Fine Chemical Co.,Ltd.制)、UA-32P(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制)、U-15HA(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制)、UA-1100H(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制)、Kyoeisha Chemical Co.,Ltd.制的AH-600(商品名)以及UA-306H、UA-306T、UA-306I、UA-510H及UX-5000(均为NipponKayaku Co.,Ltd.制)。
作为聚合性化合物的优选方式之一,可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。在这些之中,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3~4官能的烯属不饱和化合物〔在季戊四醇三及四丙烯酸酯(PETA)骨架中导入有羧基的烯属不饱和化合物(酸值:80mgKOH/g~120mgKOH/g)〕、具有酸基的5~6官能的烯属不饱和化合物(在二季戊四醇五及六丙烯酸酯(DPHA)骨架中导入有羧基的烯属不饱和化合物〔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。若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,则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并无特别限制,能够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(TOAGOSEI CO.,LTD.制)、ARONIX(注册商标)M-520(TOAGOSEI CO.,LTD.制)及ARONIX(注册商标)M-510(TOAGOSEI CO.,LTD.制)等。
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0025段~0030段中所记载的具有酸基的聚合性化合物,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,例如还可以举出使α,β-不饱和羧酸与多元醇进行反应而获得的化合物、使α,β-不饱和羧酸与含有缩水甘油基的化合物进行反应而获得的化合物、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-羟基丙基-β’-(甲基)丙烯酰氧基乙基-邻苯二甲酸酯、β-羟基乙基-β’-(甲基)丙烯酰氧基乙基-邻苯二甲酸酯及β-羟基丙基-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者组合使用两种以上。
作为使α,β-不饱和羧酸与多元醇进行反应而获得的化合物,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类(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。
作为聚合性化合物,还可以举出烯属不饱和化合物的己内酯改性化合物(例如,Nippon Kayaku Co.,Ltd.制的KAYARAD(注册商标)DPCA-20、Shin-Nakamura ChemicalCo.,Ltd.制的A-9300-1CL等)、烯属不饱和化合物的环氧烷改性化合物(例如,NipponKayaku Co.,Ltd.制的KAYARAD RP-1040、Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制的ATM-35E、A-9300、DAICEL-ALLNEX Ltd.制的EBECRYL(注册商标)135等)、乙氧基化甘油三丙烯酸酯(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制的A-GLY-9E等)等。
作为聚合性化合物(尤其是烯属不饱和化合物),从转印后的感光性树脂层的显影性优异的观点考虑,其中,也优选包含酯键的聚合性化合物。作为包含酯键的烯属不饱和化合物,只要在分子内包含酯键,则不受特别限制,但从本发明的效果优异的观点考虑,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考虑,作为烯属不饱和化合物,优选包含具有碳原子数6~20的脂肪族基团的烯属不饱和化合物和上述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。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。
作为聚合性化合物的优选方式之一,可举出具有脂肪族烃环结构的聚合性化合物(优选2官能烯属不饱和化合物)。作为上述聚合性化合物,优选具有2环以上的脂肪族烃环稠合的环结构(优选选自三环癸烷结构及三环癸烯结构中的结构)的聚合性化合物,更优选具有2环以上的脂肪族烃环稠合的环结构的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,从本发明的效果更优异的观点考虑,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烷结构。
聚合性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有的聚合性化合物中分子量300以下的聚合性化合物的含量的比例相对于感光性树脂层中所含有的所有聚合性化合物的含量优选为30质量%以下,更优选为25质量%以下,尤其优选为20质量%以下。
作为感光性树脂层的优选方式之一,感光性树脂层优选包含2官能以上的烯属不饱和化合物,更优选包含3官能以上的烯属不饱和化合物,尤其优选包含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,感光性树脂层优选包含具有脂肪族烃环结构的2官能烯属不饱和化合物和含有具有脂肪族烃环的结构单元的粘合剂聚合物。
并且,作为感光性树脂层的优选方式之一,感光性树脂层优选包含由式(M)表示的化合物和具有酸基的烯属不饱和化合物,更优选包含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,尤其优选包含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,感光性树脂层优选包含由式(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,更优选包含由式(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,感光性树脂层优选包含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)和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)。
并且,作为感光性树脂层的优选方式之一,从防锈性的观点考虑,感光性树脂层优选包含化合物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考虑,感光性树脂层优选包含化合物M及具有酸基的烯属不饱和化合物,更优选包含化合物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,进一步优选包含化合物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,尤其优选包含化合物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考虑,感光性树脂层优选包含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,更优选包含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,进一步优选包含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,尤其优选包含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。
感光性树脂层可以含有单官能烯属不饱和化合物作为烯属不饱和化合物。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的比例相对于感光性树脂层中所含有的所有烯属不饱和化合物的总含量优选为60质量%~100质量%,更优选为80质量%~100质量%,尤其优选为90质量%~100质量%。
聚合性化合物(尤其是烯属不饱和化合物)可以单独使用一种,也可以并用两种以上。感光性树脂层中的聚合性化合物(尤其是烯属不饱和化合物)的含有率相对于感光性树脂层的总质量,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%。
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,感光性树脂层优选以感光性树脂层的总固体成分质量为基准含有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。聚合物A为包含于上述粘合剂聚合物中的化合物。聚合性化合物B为包含于上述聚合性化合物中的化合物。
-聚合物A-
作为聚合物A,例如可以举出丙烯酸树脂、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、聚酯、环氧树脂、聚缩醛、聚羟基苯乙烯、聚酰亚胺树脂、聚苯并噁唑、聚硅氧烷、聚乙烯亚胺、聚烯丙基胺及聚亚烷基二醇。聚合物A优选为碱溶性高分子。碱溶性高分子化合物包含容易溶解于碱物质的高分子化合物。在本发明中,“碱溶性”是指在22℃下包含1质量%的碳酸钠的水溶液(100g)中的溶解度为0.1g以上的性质。
从通过抑制由显影液引起的感光性树脂层的膨润而分辨率更优异的观点考虑,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。聚合物A的酸值的下限并无限制。从显影性更优异的观点考虑,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150mgKOH/g以上,尤其优选为170mgKOH/g以上。聚合物A的酸值只要利用构成聚合物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即可。
聚合物A的重均分子量优选为5,000~500,000。从提高分辨率及显影性的观点考虑,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,从控制显影凝集物的性状及未曝光膜的性状(例如,边缘熔融性及切屑性)的观点考虑,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。边缘熔融性是指,在卷绕成辊状的感光性转印材料中感光性树脂层容易从辊的端面突出的程度。切屑性是指,在用切割机切断未曝光膜时的切屑容易飞散的程度。例如,若产生的切屑转印到曝光时使用的掩模,则会成为不良品的原因。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。
聚合物A的玻璃化转变温度(Tg)优选为30℃以上且135℃以下。通过聚合物A的Tg为135℃以下,能够抑制曝光时的焦点位置偏移时的线宽粗细或分辨率的恶化。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。通过聚合物A的Tg为30℃以上,能够提高耐边缘熔融性。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。
从抑制曝光时的焦点位置偏移时的线宽粗细或分辨率的恶化的观点考虑,聚合物A优选包含具有芳香族烃基的结构单元。聚合物A可以含有一种或两种以上的具有芳香族烃基的结构单元。作为芳香族烃基,例如可以举出取代或未经取代的苯基及取代或未经取代的芳烷基。聚合物A中的具有芳香族烃基的结构单元的含有率相对于聚合物A的总质量优选为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。聚合物A中的具有芳香族烃基的结构单元的含有率的上限并无限制。聚合物A中的具有芳香族烃基的结构单元的含有率优选为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,具有芳香族烃基的结构单元的含有率作为重量平均值而求出。
具有芳香族烃基的结构单元使用具有芳香族烃基的单体而导入。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、4-乙烯基苯甲酸、苯乙烯二聚体、苯乙烯三聚体)。上述中,优选具有芳烷基的单体或苯乙烯。在聚合物A中的具有芳香族烃基的结构单元为源自苯乙烯的结构单元的情况下,源自苯乙烯的结构单元的含有率相对于聚合物A的总质量优选为20质量%~50质量%,更优选为25质量%~45质量%,进一步优选为30质量%~40质量%,尤其优选为30质量%~35质量%。
作为芳烷基,例如可以举出取代或未经取代的苯基烷基(但是,苄基除外。)及取代或未经取代的苄基,优选取代或未经取代的苄基。
作为具有苯基烷基的单体,例如可以举出苯基(甲基)丙烯酸乙酯。
作为具有苄基的单体,例如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)丙烯酸氯苄酯等)及具有苄基的乙烯基单体(例如,乙烯基苄基氯及乙烯基苄醇)。上述中,优选(甲基)丙烯酸苄酯。在聚合物A中的具有芳香族烃基的结构单元为源自(甲基)丙烯酸苄酯的结构单元的情况下,源自(甲基)丙烯酸苄酯的结构单元的含有率相对于聚合物A的总质量优选为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%。
含有具有芳香族烃基的结构单元的聚合物A优选含有具有芳香族烃基的结构单元及选自源自第一单体的结构单元及源自第二单体的结构单元中的至少一种。
不含有具有芳香族烃基的结构单元的聚合物A优选含有源自第一单体的结构单元,更优选含有源自第一单体的结构单元及源自第二单体的结构单元。
第一单体为在分子中具有羧基的单体。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。上述中,优选为(甲基)丙烯酸。聚合物A可以单独含有一种或含有两种以上的源自第一单体的结构单元。聚合物A中的第一单体的含有率相对于聚合物A的总质量优选为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%。
第二单体为非酸性并且在分子中具有至少1个聚合性不饱和基团的单体。作为第二单体,例如可以举出(甲基)丙烯酸酯类(例如,(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-羟丙酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯)、乙烯基醇的酯类(例如,乙酸乙烯酯)及(甲基)丙烯腈。上述中,优选(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,尤其优选(甲基)丙烯酸甲酯。聚合物A中的第二单体的含有率相对于聚合物A的总质量优选为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粗细或分辨率的恶化的观点考虑,聚合物A优选含有选自源自具有芳烷基的单体的结构单元及源自苯乙烯的结构单元中的至少一种。作为如上述的聚合物A的优选的具体例,可以举出甲基丙烯酸、甲基丙烯酸苄酯和苯乙烯的共聚物及甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸苄酯和苯乙烯的共聚物。
在某一实施方式中,聚合物A优选为含有25质量%~40质量%的具有芳香族烃基的结构单元、20质量%~35质量%的源自第一单体的结构单元及30质量%~45质量%的源自第二单体的结构单元的聚合物。并且,在某一实施方式中,聚合物A优选为含有70质量%~90质量%的源自具有芳香族烃基的单体的结构单元及10质量%~25质量%的源自第一单体的结构单元的聚合物。
聚合物A可以在侧链上具有分支结构或脂环结构。例如,通过使用包含在侧链上具有分支结构的基团的单体或包含在侧链上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聚合物(A)的侧链中。
作为包含在侧链上具有分支结构的基团的单体,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。上述中,优选(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯,更优选为甲基丙烯酸异丙酯或甲基丙烯酸叔丁酯。
作为包含在侧链上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为5~20的脂环式烃基的(甲基)丙烯酸酯。作为包含在侧链上具有脂环结构的基团的单体,例如可以举出(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(methanoindene)-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。上述中,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)丙烯酸葑基酯、(甲基)丙烯酸1-薄荷醇及(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-金刚烷基酯及(甲基)丙烯酸三环癸烷。
感光性树脂层可以含有一种或两种以上的聚合物A。在使用两种以上的聚合物A的情况下,优选使用两种含有具有芳香族烃基的结构单元的聚合物A或混合使用含有具有芳香族烃基的结构单元的聚合物A及不含有具有芳香族烃基的结构单元的聚合物A。在后者的情况下,含有具有芳香族烃基的结构单元的聚合物A的使用比例相对于聚合物A的总质量优选为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。
感光性树脂层中的聚合物A的含有率相对于感光性树脂层的总质量优选为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考虑,优选将聚合物A的含有率设为90质量%以下。从提高耐边缘熔融性的观点考虑,优选将聚合物A的含有率设为10质量%以上。
聚合物A的合成优选通过如下进行:向使用溶剂(例如,丙酮、甲基乙基酮及异丙醇)稀释单体的溶液适量添加自由基聚合引发剂(例如,过氧化苯甲酰及偶氮异丁腈)而进行加热搅拌。也有时将混合物的一部分滴加到反应液的同时进行合成。也有时在反应结束之后,进而添加溶剂,调整为所期望的浓度。作为合成装置,除了溶液聚合以外,也可以使用主体聚合、悬浮聚合或乳化聚合。
-聚合性化合物B-
聚合性化合物B为具有聚合性基团的化合物。在本发明中,“聚合性化合物”是指接受聚合引发剂的作用而聚合且与上述的聚合物A不同的化合物。
作为聚合性基团,只要为与聚合反应有关的基团,则并无限制,例如可以举出烯属不饱和基团(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考虑,聚合性化合物B优选为具有至少1个烯属不饱和基团的化合物(即,烯属不饱和化合物),更优选为在1个分子中具有2个以上的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,从分辨率及剥离性更优异的观点考虑,1个分子的烯属不饱和化合物中所含有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具有(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸酯化合物。
从感光性树脂层的感光性与分辨率及剥离性的均衡性更优异的观点考虑,感光性树脂层优选含有在1个分子中具有2个或3个烯属不饱和基团的化合物(即,2官能或3官能烯属不饱和化合物),更优选在1个分子中具有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)。从剥离性优异的观点考虑,感光性树脂层中的2官能烯属不饱和化合物的含有率相对于聚合性化合物B的总质量优选为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的含有率的上限并无限制。感光性树脂层中的2官能烯属不饱和化合物的含有率相对于聚合性化合物B的总质量可以为100质量%。即,感光性树脂层中所含有的聚合性化合物B的全部可以为2官能烯属不饱和化合物。
感光性树脂层优选含有芳香环及具有2个烯属不饱和基团的聚合性化合物B1。聚合性化合物B1为在上述的聚合性化合物B中包含于在1个分子中具有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)的化合物。
作为芳香环,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。芳香环可以具有取代基。聚合性化合物B1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树脂层的溶胀而提高分辨率的观点考虑,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。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及分别与上述双酚结构的两端键合的2个聚合性基团(优选(甲基)丙烯酰基)的化合物。各聚合性基团可以与双酚结构的末端直接键合,也可以介由1个以上的亚烷氧基键合。亚烷氧基优选为亚乙氧基或亚丙氧基,更优选为亚乙氧基。与双酚结构加成的亚烷氧基的数量并无限制。与双酚结构加成的亚烷氧基的数量在每1分子中优选为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0072段~0080段。上述公报的内容通过参考被编入本说明书中。
作为聚合性化合物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 ChemicalCo.,Ltd.)、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)、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 ESTER A-BPE-10、Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.)。
作为聚合性化合物B1,例如也可以举出由下述式(I)表示的化合物。
[化学式10]
Figure BDA0004119318370000371
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分别独立地表示1~39的整数,n1+n3为2~40的整数,n2及n4分别独立地表示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为无规,也可以为嵌段。在嵌段的情况下,-(A-O)-可以为双苯基侧,-(B-O)-可以为双苯基侧。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。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。
感光性树脂层可以含有一种或两种以上的聚合性化合物B1。
从分辨率更优异的观点考虑,感光性树脂层中的聚合性化合物B1的含有率相对于感光性树脂层的总质量优选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(感光性树脂从感光性转印材料的端部渗出的现象)的观点考虑,优选70质量%以下,更优选60质量%以下。
从分辨率更优异的观点考虑,聚合性化合物B1的含量与感光性树脂层中的聚合性化合物B的含量之比以质量基准计优选为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的含量与感光性树脂层中的聚合性化合物B的含量之比的上限并无限制。从剥离性的观点考虑,聚合性化合物B1的含量与感光性树脂层中的聚合性化合物B的含量之比以质量基准计优选为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。
感光性树脂层可以含有除上述的聚合性化合物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的烯属不饱和化合物(即,在1个分子中具有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,不具有芳香环并且在1个分子中具有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,在1个分子中具有3个以上的烯属不饱和基团的化合物)。
作为单官能的烯属不饱和化合物,例如可以举出(甲基)丙烯酸乙酯、乙基己基(甲基)丙烯酸酯、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基丁二醇酯、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯及苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯。
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,Shjn-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及环氧丙烷改性氨基甲酸酯二(甲基)丙烯酸酯。作为氨基甲酸酯二(甲基)丙烯酸酯的市售品,例如可以举出8UX-015A(Taisei Fine Chemical Co.,Ltd.)、UA-32P(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.)及UA-1100H(Shin-NakamuraChemical 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、双三羟甲基丙烷四(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。
作为3官能以上的烯属不饱和化合物的环氧烷改性物,例如可以举出己内酯改性(甲基)丙烯酸酯化合物(例如,KAYARAD DPCA-20(Nippon Kayaku Co.,Ltd.)及A-9300-1CL(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.))、环氧烷改性(甲基)丙烯酸酯化合物(KAYARAD RP-1040(Nippon Kayaku Co.,Ltd.)、ATM-35E(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.)、A-9300(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.)及EBECRYL 135(DAICEL-ALLNEX LTD.))、乙氧基化甘油三丙烯酸酯(例如,A-GLY-9E(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.))、ARONIX TO-2349(TOAGOSEI CO.,Ltd.)、ARONIX M-520(TOAGOSEI CO.,Ltd.)及ARONIX M-510(TOAGOSEICO.,Ltd.)。
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及两种以上的3官能以上的烯属不饱和化合物。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。感光性树脂层优选包含聚合性化合物B1及两种以上的3官能烯属不饱和化合物。
作为除聚合性化合物B1以外的聚合性化合物B,可以使用日本特开2004-239942号公报的0025段~0030段中所记载的具有酸基的聚合性化合物。
感光性树脂层可以含有一种或两种以上的聚合性化合物B。
感光性树脂层中的聚合性化合物B的含有率相对于感光性树脂层的总质量优选为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%。
聚合性化合物B的分子量优选为200~3,000,更优选为280~2,200,尤其优选为300~2,200。具有分子量分布的聚合性化合物B的分子量由重均分子量(Mw)表示。
-光聚合引发剂-
光聚合引发剂为接受活性光线(例如,紫外线、可见光线及X射线)开始聚合性化合物的聚合的化合物。
光聚合引发剂的种类并无限制。本发明所涉及的光聚合引发剂包含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,优选为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(以下,有时称为“肟系光聚合引发剂”。)、具有α-氨基烷基苯酮结构的光聚合引发剂(以下,有时称为“α-氨基烷基苯酮系光聚合引发剂”。)、具有α-羟基烷基苯酮结构的光聚合引发剂(以下,有时称为“α-羟基烷基苯酮系光聚合引发剂”。)、具有酰基氧化膦结构的光聚合引发剂(以下,有时称为“酰基氧化膦系光聚合引发剂”。)及具有N-苯基甘氨酸结构的光聚合引发剂(以下,有时称为“N-苯基甘氨酸系光聚合引发剂”。)。
光自由基聚合引发剂优选包含选自肟系光聚合引发剂、α-氨基烷基苯酮系光聚合引发剂、α-羟烷基苯酮系光聚合引发剂及N-苯基甘氨酸系光聚合引发剂中的至少一种,更优选包含选自肟系光聚合引发剂、α-氨基烷基苯酮系光聚合引发剂及N-苯基甘氨酸系光聚合引发剂中的至少一种。
从感光性、曝光部的可见性、非曝光部的可见性及分辨率的观点考虑,感光性树脂层优选包含选自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。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可以使用日本特开2011-95716号公报的0031段~0042段及日本特开2015-14783号公报的0064段~0081段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)、安息香甲醚及茴香偶酰(p,p’-二甲氧基苄基)。
作为光自由基聚合引发剂的市售品,例如可以举出TAZ-110(商品名:MidoriKagaku Co.,Ltd.)、二苯甲酮、TAZ-111(商品名:Midori Kagaku Co.,Ltd.)、1-[4-(苯硫基)苯基]-1,2-辛二酮一2-(0-苯甲酰肟)(商品名:IRGACURE 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:IRGACURE 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:Omnifad 379EG、IGMResins B.V.)、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基丙烷-1-酮(商品名:Omnirad 907、IGMResinsB.V.)、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.)、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.)、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮(商品名:Omnirad 1173、IGM Resins B.V.)、1-羟基环己基苯基酮(商品名:Omnirad 184、IGMResins B.V.)、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮(商品名:Omnirad 651、IGM ResinsB.V.)、2,4,6-三甲基苯并酰基-二苯基氧化膦(商品名:Omnirad TPO H、IGM ResinsB.V.)、双(2,4,6-三甲基苯并酰基)苯基氧化膦(商品名:omnirad 819、IGM Resins B.V.)、肟酯类的光聚合引发剂(商品名:Lunar 6、DKSH MANAGEMENT LTD.股份有限公司)、2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基双咪唑(别名:2-(2-氯苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体、商品名:B-CIM、Hampford社)、2-(o-氯苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体(商品名:BCTB、TokyoChemical Industry Co.,Ltd.)、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 NEW ELECTRONIC MATERIALS CO.,LTD.)、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]-,2-(O-乙酰肟)(商品名:TR-PBG-326、CHANGZHOU TRONLY NEW ELECTRONIC MATERIALS CO.,LTD.)、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-(O-苯甲酰肟)(商品名:TR-PBG-391、CHANGZHOU TRONLY NEW ELECTRONIC MATERIALSCO.,LTD.)及APi-307(1-(联苯-4-基)-2-甲基-2-吗啉基丙烷-1-酮、Shenzhen UV-ChemTech Ltd.)。
光阳离子聚合引发剂(光产酸剂)为在活性光线下生成酸的化合物。作为光阳离子聚合引发剂,优选感应于包含300nm以上的波长(优选300nm~450nm的波长)的活性光线而生成酸的化合物。并且,未直接感应于包含300nm以上的波长的活性光线的光阳离子聚合引发剂只要为通过与增感剂并用而感应于包含300nm以上的波长的活性光线并生成酸的化合物,则能够优选与增感剂组合而使用。
光阳离子聚合引发剂优选为生成pKa为4以下的酸的光阳离子聚合引发剂,更优选为生成pKa为3以下的酸的光阳离子聚合引发剂,尤其优选为生成pKa为2以下的酸的光阳离子聚合引发剂。pKa的下限并无限制。由光阳离子聚合引发剂生成的酸的pKa优选为-10.0以上。
作为光阳离子聚合引发剂,例如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,二芳基碘鎓盐类及三芳基锍盐类)及季铵盐类。作为离子性光阳离子聚合引发剂可以使用日本特开2014-85643号公报的0114段~0133段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均三嗪类、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-三嗪类、重氮甲烷化合物及酰亚胺磺酸盐化合物例如可以使用日本特开2011-221494号公报的0083段~0088段中所记载的化合物。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段~0088段中所记载的化合物。
感光性树脂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。
感光性树脂层可以含有一种或两种以上的光聚合引发剂。
感光性树脂层中的光聚合引发剂的含有率相对于感光性树脂层的总质量优选为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率的上限并无限制。感光性树脂层中的光聚合引发剂的含有率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。
-色素-
从曝光部的可见性、非曝光部的可见性、显影后的图案可见性及分辨率的观点考虑,感光性树脂层优选包含显色时的波长范围即400nm~780nm下的最大吸收波长为450nm以上并且通过酸、碱或自由基而最大吸收波长发生变化的色素(以下,有时称为“色素N”。)。通过感光性树脂层包含色素N,提高与感光性树脂层相邻的层(例如,临时支承体)的密合性,并且提高分辨率。
在本发明中,关于色素使用的术语“通过酸、碱或自由基而最大吸收波长产生变化”包含处于(1)显色状态的色素通过酸、碱或自由基而脱色的方式、(2)处于脱色状态的色素通过酸、碱或自由基而显色的方式及(3)处于显色状态的色素变成其他色相的显色状态的方式。例如,色素N可以为通过曝光从脱色状态产生变化而显色的化合物或通过曝光从显色状态产生变化而脱色的化合物。色素N可以为通过因曝光在感光性树脂层内生成的酸、碱或自由基进行作用而显色或脱色的状态产生变化的色素。色素N可以为感光性树脂层内的状态(例如pH)通过酸、碱或自由基产生变化而显色或脱色的状态产生变化的色素。并且,色素N可以为不介由曝光而直接接受酸、碱或自由基的作用而显色或脱色的状态产生变化的色素。
从曝光部的可见性及非曝光部的可见性的观点考虑,色素N优选为通过酸、碱或自由基显色的色素。
从曝光部的可见性、非曝光部的可见性及分辨率的观点考虑,色素N优选为通过酸或自由基而最大吸收波长产生变化的色素,更优选为通过自由基而最大吸收波长产生变化的色素。从曝光部的可见性、非曝光部的可见性及分辨率的观点考虑,感光性树脂层优选作为色素N含有通过自由基最大吸收波长产生变化的色素及光自由基聚合引发剂。
从曝光部的可见性、非曝光部的可见性、显影后的图案可见性及分辨率的观点考虑,色素N优选为通过自由基最大吸收波长产生变化的色素,更优选为通过自由基显色的色素。
作为本发明中的色素N的显色机构,例如可以举出从感光性树脂层中所含有的光自由基聚合引发剂、光阳离子聚合引发剂(光产酸剂)或光产碱剂产生的、通过自由基、酸或碱而自由基反应性色素、酸反应性色素或碱反应性色素(例如,无色色素)显色的方式。
从曝光部的可见性及非曝光部的可见性的观点考虑,色素N在显色时的波长范围即400nm~780nm下的极大吸收波长优选为550nm以上,更优选为550~700nm,进一步优选为550~650nm。显色时的波长范围即400~780nm下的极大吸收波长的数量可以为1个或2个以上。在显色时的波长范围即400~780nm下的极大吸收波长的数量为2个以上的情况下,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的极大吸收波长通过以下方法进行测定。在大气环境下,使用分光光度计(例如,UV3100、Shimadzu Corporation),在400nm~780nm的波长范围内测定含有色素N的溶液(液温:25℃)的透射光谱,并且检测光的强度成为极小的波长。采用光的强度成为极小的波长作为极大吸收波长。
作为通过曝光进行显色或脱色的色素,例如可以举出无色色素。
作为通过曝光进行脱色的色素,例如可以举出无色色素、二芳基甲烷类色素、恶嗪类色素、呫吨类色素、亚氨基萘醌类色素、偶氮甲碱类色素及蒽醌类色素。
从曝光部的可见性及非曝光部的可见性的观点考虑,色素N优选为无色色素。
作为无色色素,例如可以举出具有三芳基甲烷骨架的无色色素(三芳基甲烷类色素)、具有螺吡喃骨架的无色色素(螺吡喃类色素)、具有荧烷骨架的无色色素(荧烷类色素)、具有二芳基甲烷骨架的无色色素(二芳基甲烷类色素)、具有若丹明内酰胺骨架的无色色素(若丹明内酰胺类色素)、具有吲哚基苯酞骨架的无色色素(吲哚基苯酞类色素)及具有无色金黄胺骨架的无色色素(无色金黄胺类色素)。上述中,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色素(三苯基甲烷类色素)或荧烷类色素。
从曝光部及非曝光部的可见性的观点考虑,无色色素优选具有内酯环、sultines环或磺内酯环。无色色素中的内酯环、sultines环或磺内酯环与由光自由基聚合引发剂生成的自由基或由光阳离子聚合引发剂生成的酸进行反应,由此将无色色素变为闭环状态而使其脱色或者将无色色素变为开环状态而使其显色。无色色素优选为具有内酯环、sultines环或磺内酯环且内酯环、sultines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且内酯环通过自由基或酸开环而显色的化合物。
作为无色色素的具体例,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(Novartis International AG)、结晶紫内酯、孔雀绿内酯、苯甲酰基无色亚甲蓝、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-对甲酰二氨基)荧烷、3,6-二甲氧荧烷、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-苯基荧烷、3-氢吡啶基-6-甲基-7-苯胺基荧烷、3-吡咯烷并-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(二苯胺)螺异苯并呋喃-1(3H),9’-[9H]呫呸-3-酮。
作为色素N,例如也可以举出染料。作为染料,例如可以举出明亮绿、乙基紫、甲基绿、结晶紫、维新红、甲基紫2B、喹嗪红、玫瑰红、甲酰黄、噻吗啉、二甲苯酚蓝、甲基橙、对甲红、刚果红、苯并嘌呤4B、α-萘红、萘蓝2B、萘蓝A、甲基紫、孔雀绿、对苯二酚、维多利亚纯蓝-烷基萘磺酸盐、维多利亚纯蓝BOH(Hodogaya Chemical Co.,Ltd.)、Oil Blue#603(ORIENTCHEMICAL INDUSTRIES CO.,LTD)、Oil Pink#312(ORIENT CHEMICAL INDUSTRIES CO.,LTD)、Oil Red 5B(ORIENT CHEMICAL INDUSTRIES CO.,LTD)、Oil Scarlet#308(ORIENTCHEMICAL INDUSTRIES CO.,LTD)、Oil Red OG(ORIENT CHEMICAL INDUSTRIES CO.,LTD)、Oil Red RR(ORIENT CHEMICAL INDUSTRlES CO.,LTD)、Oil Green#502(ORIENT CHEMICALINDUSTRIES CO.,LTD)、Spiron Red BEH Special(Hodogaya Chemical Co.,Ltd.)、间甲酚紫、甲酚红、罗丹明B、若丹明6G、磺酰罗丹明B、金黄胺、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胺-5-吡唑啉酮及1-β-萘基-4-对二乙基氨基苯基亚胺-5-吡唑啉酮。
色素N优选为无色结晶紫、结晶紫内酯、明亮绿或维多利亚纯蓝-烷基萘磺酸盐。
感光性树脂层可以含有一种或两种以上的色素N。
从曝光部的可见性、非曝光部的可见性、显影后的图案可见性及分辨率的观点考虑,色素N的含有率相对于感光性树脂层的总质量优选为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的含有率是指将感光性树脂层中所含有的色素N的全部成为显色状态时的色素N的含有率。以下,以通过自由基显色的色素为例,对色素的定量方法进行说明。制备向甲基乙基酮(100mL)中溶解色素(0.001g)而成的溶液及向甲基乙基酮(100mL)中溶解色素(0.01g)而成的溶液。向各溶液添加光自由基聚合引发剂(Irgacure OXE01、BASF JAPANLTD.),接着,照射365nm的光,由此产生自由基,将所有的色素成为显色状态。在大气环境下,使用分光光度计(UV3100、Shimadzu Corporation制),测定液温为25℃条件下的各溶液的吸光度,作成校准曲线。接着,代替色素,将感光性树脂层(3g)溶解于甲基乙基酮中,除此以外,通过与上述的方法相同的方法,测定使色素全部显色的溶液的吸光度。根据校准曲线,从含有感光性树脂层的溶液的吸光度,算出感光性树脂层中所含有的色素的量。
-杂环化合物-
感光性树脂层可以含有杂环化合物。杂环化合物所具有的杂环可以为单环及多环中的任一种。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。在上述之中,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,能够例示出以下化合物。
[化学式11]
Figure BDA0004119318370000471
[化学式12]
Figure BDA0004119318370000472
作为四唑化合物,能够例示出以下化合物。
[化学式13]
Figure BDA0004119318370000473
[化学式14]
Figure BDA0004119318370000474
作为噻二唑化合物,能够例示出以下化合物。
[化学式15]
Figure BDA0004119318370000481
作为三嗪化合物,能够例示出以下化合物。
[化学式16]
Figure BDA0004119318370000482
作为罗丹宁化合物,能够例示出以下化合物。
[化学式17]
Figure BDA0004119318370000483
作为噻唑化合物,能够例示出以下化合物。
[化学式18]
Figure BDA0004119318370000484
作为苯并噻唑化合物,能够例示出以下化合物。
[化学式19]
Figure BDA0004119318370000491
作为苯并咪唑化合物,能够例示出以下化合物。
[化学式20]
Figure BDA0004119318370000492
[化学式21]
Figure BDA0004119318370000493
作为苯并噁唑化合物,能够例示出以下化合物。
[化学式22]
Figure BDA0004119318370000494
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杂环化合物可以单独使用一种,也可以并用两种以上。在感光性树脂层含有杂环化合物的情况下,杂环化合物的含有率相对于感光性树脂层的总质量优选为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-
感光性树脂层可以含有脂肪族硫醇化合物。通过感光性树脂层含有脂肪族硫醇化合物,脂肪族硫醇化合物在与具有烯属不饱和基团的自由基聚合性化合物之间进行烯-硫醇反应,由此所形成的膜的固化收缩得到抑制,应力被松弛。
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)。
在上述之中,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)的观点考虑,优选多官能的脂肪族硫醇化合物。
在本发明中,“多官能的脂肪族硫醇化合物”是指在分子内具有2个以上的硫醇基(电称为“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100~1,500,尤其优选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考虑,优选2~10官能,更优选2~8官能,尤其优选2~6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-巯基丁酰氧基)丁烷、季戊四醇四(3-巯基丁酸酯)、1,3,5-三(3-巯基丁酰氧基乙基)-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-巯基丁酰氧基)丁烷、1,2-乙烷二硫醇、1,3-丙烷二硫醇、1,6-六亚甲基二硫醇、2,2’-(亚乙基二硫代)二乙烷硫醇、内消旋(meso)-2,3-二巯基琥珀酸及二(巯基乙基)醚。
在上述之中,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-巯基丁酰氧基)丁烷及1,3,5-三(3-巯基丁酰氧基乙基)-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、正辛基-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。
感光性树脂层可以含有单独一种脂肪族硫醇化合物,也可以含有两种以上的脂肪族硫醇化合物。
在感光性树脂层含有脂肪族硫醇化合物的情况下,脂肪族硫醇化合物的含有率相对于感光性树脂层的总质量优选为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-
从所获得的固化膜的强度及所获得的未固化膜的粘结性的方面考虑,感光性树脂层优选包含热交联性化合物。另外,在本发明中,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来处理,而作为热交联性化合物来处理。作为热交联性化合物,可以举出环氧化合物、氧杂环丁烷化合物、羟甲基化合物及封端异氰酸酯化合物。其中,从所获得的固化膜的强度及所获得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,因此例如在粘合剂聚合物及具有烯属不饱和基团的自由基聚合性化合物中的至少一个具有羟基及羧基中的至少一个的情况下,所形成的膜的亲水性下降,作为保护膜的功能趋于增强。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无特别限制,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“使用差示扫描量热计并通过DSC(Differential scanning calorimetry:差示扫描量热法)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SeikoInstruments Inc.制的差示扫描量热计(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由-C(=N-OH)-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,从改善膜的脆性、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获得。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)丙烯酰氧基及(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,尤其优选丙烯酰氧基。
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)A0I-BM、Karenz(注册商标)M0I-BM、Karenz(注册商标)MOI-BP等(以上为SHOWA DENKO K.K.制)、封端型的Duranate系列(例如,Duranate(注册商标)TPA-B80E、Duranate(注册商标)WT32-B75P等,Asahi Kasei Chemicals Corporation制)。
热交联性化合物可以单独使用一种,也可以并用两种以上。在感光性树脂层含有热交联性化合物的情况下,热交联性化合物的含有率相对于感光性树脂层的总质量优选为1质量%~50质量%,更优选为5质量%~30质量%。
-表面活性剂-
从厚度的均匀性的观点考虑,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(Non-ionic)表面活性剂及两性表面活性剂。表面活性剂优选为非离子性表面活性剂。表面活性剂优选为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,例如可举出Megaface(例如,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、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及DS-21、DIC Corporation)、F]uorad(例如,FC430、FC431、FC171、Sumitomo 3M Limited)、Surflon(例如,S-382、SC-101、SC-103、SC-104、SC-105、SC-1068、SC-381、SC-383、S-393及KH-40、AGC Inc.)、PolyFox(例如,PF636、PF656、PF6320及PF6520、PF7002、OMNOVA Solutions Inc.)、Ftergent(例如,710FM、610FM、601AD、601ADH2、602A、215M及245F、Neos Corporation)。
作为氟类表面活性剂,也可以使用具有含有包含氟原子的官能团的分子结构且施加热时包含氟原子的官能团部分被断裂而氟原子挥发的丙烯酸类化合物。作为如上述的氟类表面活性剂,可以举出DIC CORPORATION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,Megaface DS-21)。
作为氟类表面活性剂,也可以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。
作为氟类表面活性剂,也可以使用嵌段聚合物。
作为氟类表面活性剂,也可以使用包含源自含有氟原子的(甲基)丙烯酸酯化合物的结构单元及源自含有2个以上(优选5个以上)的亚烷氧基(优选亚乙氧基或亚丙氧基)的(甲基)丙烯酸酯化合物的结构单元的含氟高分子化合物。
作为氟类表面活性剂,也可以使用在侧链上具有包含烯属不饱和键的基团的含氟聚合物。作为如上述的氟类表面活性剂的市售品,例如可以举出Megaface(例如,RS-101、RS-102、RS-718K及RS-72-K、DIC CORPORATION)。
作为非离子性表面活性剂,例如可以举出甘油、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷以及它们的乙氧基化物(例如,甘油乙氧基化物)及丙氧基化物(例如,甘油丙氧基化物)。并且,作为非离子性表面活性剂,例如也可以举出聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯十八烷基醚、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、Pluronic(例如,L10、L31、L61、L62、10R5、17R2及25R2、BASF公司)、Tetronic(例如,304、701、704、901、904及150R1、BASF公司)、Solsperse20000(The Lubrizol Corporation)、NCW-101(FUJIFILM Wako Pure ChemicalCorporation)、NCW-1001(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation)、NCW-1002(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation)、PIONIN(例如,D-6112、D-6112-W及D-6315、Takemoto Oil&Fat Co.,Ltd.)、OLFINE E1010(Nissin Chemical Co.,Ltd.)及Surfynol(例如,104、400及440、Nissin Chemical Co.,Ltd.)。
作为硅酮类表面活性剂,例如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上导入有机基团的改性硅氧烷聚合物。
作为表面活性剂,例如可以举出DOWSIL8032 ADDITIVE、Toray SILICONE DC3PA、Toray SILICONE SH7PA、Toray SILICONE DC11PA、Toray SILICONE SH21PA、ToraySILICONE SH28PA、Toray SILICONE SH29PA、Toray SILICONE SH30PA及Toray SILICONESH8400(Dow Corning Toray Co.,Ltd.)。
作为表面活性剂,例如可以举出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及KF-6002(Shin-Etsu Chemical Co..Ltd.)。
作为表面活性剂,例如可以举出F-4440、TSF-4300、TSF-4445、TSF-4460及TSF-4452(Momentive performance Materials Inc.)。
作为表面活性剂,例如可以举出BYK307、BYK323及BYK330(BYK Co,.LTD)等。
由于考虑到环境适性,具有碳原子数为7以上的直链状全氟烷基的化合物作为氟系表面活性剂优选使用PFOA及PFOS的代替材料。
作为表面活性剂,例如也可以举出日本专利第4502784号公报的0017段落及日本特开2009-237362号公报的0060段落~0071段落中所记载的表面活性剂。
感光性树脂层可以含有一种或两种以上的表面活性剂。
表面活性剂的含有率相对于感光性树脂层的总质量优选为0.001质量%~10质量%,更优选为0.01质量%~3质量%。
此外,表面活性剂的含有率相对于感光性树脂层的总质量优选为0.01质量%~3质量%,更优选为0.01质量%~1质量%,尤其优选为0.05质量%~0.8质量%。
-阻聚剂-
感光性树脂层可以包含阻聚剂。阻聚剂是指具有延迟或阻止聚合反应的功能的化合物。作为阻聚剂,例如能够使用用作阻聚剂的公知的化合物。
作为阻聚剂,例如可以举出吩噻嗪、双-(1-二甲基苄基)吩噻嗪及3,7-二辛基吩噻嗪等吩噻嗪化合物;双[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸][亚乙基双(氧乙烯)]2,4-双〔(月桂基硫基)甲基〕-邻甲酚、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)、1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)、2,4-双-(正辛硫基)-6-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯胺基)-1,3,5-三嗪及季戊四醇四3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯等受阻酚化合物;4-亚硝基苯酚、N-亚硝基二苯胺、N-亚硝基环己基羟胺及N-亚硝基苯基羟胺等亚硝基化合物或其盐;甲基氢醌、叔丁基氢醌、2,5-二叔丁基氢醌及4-苯醌等醌化合物;4-甲氧基苯酚、4-甲氧基-1-萘酚及叔丁基邻苯二酚等苯酚化合物;二丁基二硫代氨基甲酸铜、二乙基二硫代氨基甲酸铜、二乙基二硫代氨基甲酸锰及二苯基二硫代氨基甲酸锰等金属盐化合物。其中,从本发明的效果更优异的观点考虑,作为阻聚剂,优选为选自吩噻嗪化合物、亚硝基化合物或其盐及受阻酚化合物中的至少一种,更优选为吩噻嗪、双[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸][亚乙基双(氧乙烯)]2,4-双〔(月桂基硫基)甲基〕-邻甲酚、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)及N-亚硝基苯基羟胺铝盐。
阻聚剂可以单独使用一种,也可以并用两种以上。在感光性树脂层包含阻聚剂的情况下,阻聚剂的含有率相对于感光性树脂层的总质量,优选为0.01质量%~10.0质量%,更优选为0.01质量%~5.0质量%,尤其优选为0.04质量%~3.0质量%。
-供氢性化合物-
感光性树脂层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及抑制由氧引起的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等人著“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号等中所记载的化合物。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、对甲酰基二甲基苯胺及对甲硫基二甲基苯胺。其中,从本发明的效果更优异的观点考虑,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,从本发明的效果更优异的观点考虑,作为氨基氧化合物,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号公报中所记载的有机金属化合物(乙酸三丁锡等)、日本特公昭55-034414号公报中所记载的供氢体及日本特开平6-308727号公报中所记载的硫化合物(三噻烷等)。
供氢性化合物可以单独使用一种,也可以并用两种以上。在感光性树脂层含有供氢性化合物的情况下,从通过聚合生长速度与链转移的平衡提高固化速度的观点考虑,供氢性化合物的含有率相对于感光性树脂层的总质量优选0.01质量%~10.0质量%,更优选0.01质量%~8.0质量%,尤其优选0.03质量%~5.0质量%。
-残余单体-
感光性树脂层有时包含上述碱溶性树脂的各结构单元的残余单体。从图案化性及可靠性的观点考虑,残余单体的含有率相对于碱溶性树脂的总质量优选为5,000质量ppm以下,更优选为2,000质量ppm以下,尤其优选为500质量ppm以下。下限并无特别限制,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考虑,碱溶性树脂的各结构单元的残余单体的含有率相对于感光性树脂层的总质量优选3,000质量ppm以下,更优选600质量ppm以下,尤其优选100质量ppm以下。下限并无特别限制,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碱溶性树脂时的单体的残余单体量也优选设在上述范围内。例如,在使丙烯酸缩水甘油酯与羧酸侧链进行反应而合成碱溶性树脂的情况下,优选将丙烯酸缩水甘油酯的含量设在上述范围内。残余单体的量能够利用液相色谱及气相色谱等公知的方法进行测定。
-添加剂-
感光性树脂层除了上述成分以外根据需要可以含有公知的添加剂。作为添加剂,例如可以举出自由基阻聚剂、苯并三唑类、羧基苯并三唑类、增感剂、增塑剂、杂环状化合物及溶剂。感光性树脂层可以含有一种或两种以上的添加剂。
作为自由基阻聚剂,例如可以举出日本专利第4502784号公报的0018段中所记载的热阻聚剂。自由基阻聚剂优选为吩噻嗪、吩噁嗪或4-甲氧基苯酚。作为自由基阻聚剂,例如也可以举出萘基胺、盐氯化亚铜、亚硝基苯基羟基胺铝盐及二苯基亚硝基胺。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基胺铝盐作为自由基阻聚剂。
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。
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)氨基乙烯羧基苯并三唑。作为羧基苯并三唑类的市售品,例如可以举出CBT-1(JOHOKU CHEMICAL CO.,LTD.)。
自由基阻聚剂、苯并三唑类及羧基苯并三唑类的合计含有率相对于感光性树脂层的总质量,优选为0.01质量%~3质量%,更优选为0.05质量%~1质量%。从对感光性树脂层赋予保存稳定性的观点考虑,优选将上述的添加剂的合计含有率设为0.01质量%以上。另一方面,从维持灵敏度并抑制染料的脱色的观点考虑,优选将上述的添加剂的合计含有率设为3质量%以下。
增感剂的种类并无限制。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、萘二甲酰亚胺化合物、三芳基胺化合物及氨基吖啶化合物。
从对光源的灵敏度的提高及基于聚合速度与链转移的均衡性的固化速度的提高的观点考虑,感光性树脂层含有增感剂时的增感剂的含有率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%。
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0097段~0103段及0111段~0118段中所记载的化合物。
作为溶剂,例如可以举出在下述“感光性树脂层的形成方法”的项中说明的溶剂。例如,在使用含有溶剂的感光性树脂层形成用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。
感光性树脂层还可以含有选自抗氧化剂、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、增粘剂、交联剂、有机的沉淀防止剂及无机的沉淀防止剂中的至少一种。
关于感光性树脂层中所含有的添加剂,记载于日本特开2014-85643号公报的0165段~0184段中。上述公报的内容通过参考被编入本说明书中。
感光性树脂层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0058段~0071段中所记载的其他添加剂。
感光性树脂层可以含有微量的着色剂(颜料、染料等),但例如从透明性的观点考虑,优选实质上不包含着色剂。在感光性树脂层含有着色剂的情况下,着色剂的含有率相对于感光性树脂层的总质量优选小于1质量%,更优选小于0.1质量%。
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还包括B、Si、Ge、As、Sb及Te等准金属。例如,从固化膜的透明性的观点考虑,粒子的平均一次粒径优选1nm~200nm,更优选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个粒子的粒径并对测定结果进行算术平均而算出。另外,在粒子的形状不是球形的情况下,将最长的边作为粒径。
在感光性树脂层含有粒子的情况下,可以仅包含一种金属种类及大小等不同的粒子,也可以包含两种以上。优选感光性树脂层不包含粒子,或者当感光性树脂层包含粒子时,粒子的含有率相对于感光性树脂层的总质量超过0质量%且35质量%以下,更优选不包含粒子,或者粒子的含有率相对于感光性树脂层的总质量超过0质量%且10质量%以下,进一步优选不包含粒子,或者粒子的含有率相对于感光性树脂层的总质量超过0质量%且5质量%以下,进一步优选不包含粒子,或者粒子的含有率相对于感光性树脂层的总质量超过0质量%且1质量%以下,尤其优选不包含粒子。
作为抗氧化剂,例如可以举出1-苯基-3-吡唑烷酮(别名:菲尼酮)、1-苯基-4,4-二甲基-3-吡唑烷酮及1-苯基-4-甲基-4-羟基甲基-3-吡唑烷酮等3-吡唑烷酮类;氢醌、邻苯二酚、邻苯三酚、甲基氢醌及氯氢醌等聚羟基苯类;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,从本发明的效果更优异的观点考虑,作为抗氧化剂,优选3-吡唑烷酮类,更优选1-苯基-3-吡唑烷酮。
在感光性树脂层包含抗氧化剂的情况下,抗氧化剂的含有率相对于感光性树脂层的总质量优选为0.001质量%以上,更优选为0.005质量%以上,尤其优选为0.01质量%以上。上限并无特别限制,但优选1质量%以下。
-杂质-
感光性树脂层可以含有杂质。作为杂质,例如可以举出钠、钾、镁、钙、铁、锰、铜、铝、钛、铬、钴、镍、锌、锡、卤素及它们的离子。卤化物离子、钠离子及钾离子作为杂质容易混入,因此优选卤化物离子、钠离子及钾离子的含有率在下述范围内。
感光性树脂层中的杂质的含有率相对于感光性树脂层的总质量优选为80ppm以下,更优选为10ppm以下,尤其优选为2ppm以下。感光性树脂层中的杂质的含有率相对于感光性树脂层的总质量可以为1ppb以上或0.1ppm以上。作为将杂质的含有率设为上述范围内的方法,可以举出选择杂质的含量少的原料、在形成感光性树脂层时防止杂质的混入及进行清洗来去除。杂质例如通过ICP(Inductively Coupled Plasma,电感耦合等离子体)发光分光分析法、原子吸光分光法及离子色谱法之类的公知的方法进行定量。
优选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之类的化合物的含有率少。感光性树脂层中的上述化合物的含有率相对于感光性树脂层的总质量优选为100ppm以下,更优选为20ppm以下,尤其优选为4ppm以下。感光性树脂层中的上述化合物的含有率相对于感光性树脂层的总质量可以为10ppb以上或100ppb以上。上述化合物的含有率通过与调整上述杂质的含有率的方法相同的方法进行调整。并且,上述化合物通过公知的测定法进行定量。
从提高可靠性及层压性的观点考虑,感光性树脂层中的水的含有率相对于感光性树脂层的总质量优选为0.01质量%~1.0质量%,更优选为0.05质量%~0.5质量%。
(最小分辨率)
从分辨率的观点考虑,感光性树脂层的最小分辨率优选为10μm以下,更优选为8μm以下,尤其优选为5μm以下。感光性树脂层的最小分辨率的下限并无限制。感光性树脂层的最小分辨率可以为0.5μm或1μm以上。感光性树脂层的最小分辨率为由感光性树脂层形成的树脂图案的线宽的最小值。
在本发明中,通过以下方法来测定感光性树脂层的最小分辨率。根据以下所示的步骤(1)~(6),在适当变更线和空间图案掩模的线宽的同时形成树脂图案。在所获得的树脂图案中,采用与掩模的图案对应的树脂图案的线宽的最小值作为感光性树脂层的最小分辨率。
(1)在100℃的层压辊温度、0.6MPa的线压及4.0m/分的线速度(层压速度)的层压条件下将剥离保护膜的感光性转印材料层压在带铜层的PET基板上。带铜层的PET基板包含铜层及聚对苯二甲酸乙二酯薄膜。
(2)使用加压脱泡装置(例如,TAC-200、SAKURA SEIKI Co.,Ltd.),在50℃的温度及0.5MPa的压力的条件下将所获得的层叠体加压2小时。
(3)使临时支承体与线和空间图案掩模(图案的Duty比为1:1。)接触,使用超高压汞灯对感光性树脂层进行曝光。
(4)将曝光的层叠体在23℃下静置1天。
(5)在剥离临时支承体之后进行显影。关于显影,使用28℃的1.0质量%碳酸钠水溶液并且通过喷淋显影进行40秒钟。
(6)使用光学显微镜观察所获得的树脂图案的线宽。
(透射率)
从密合性更优异的观点考虑,波长365nm下的感光性树脂层的透射率优选为10%以上,更优选为30%以上,尤其优选为50%以上。波长365nm下的感光性树脂层的透射率的上限并无限制。波长365nm下的感光性树脂层的透射率优选为99.9%以下。
(厚度)
感光性树脂层的厚度并无限制。感光性树脂层的厚度例如在0.1μm~300μm的范围内确定。从显影性及分辨率的观点考虑,感光性树脂层的厚度优选为100μm以下,更优选为50μm以下,尤其优选为15μm以下。此外,感光性树脂层的厚度优选为10μm以下,更优选为8μm以下,尤其优选为5μm以下。从显影性及分辨率的观点考虑,感光性树脂层的厚度优选为0.2μm~100μm,更优选为0.5μm~50μm,尤其优选为0.5μm~15μm。此外,感光性树脂层的厚度优选为0.5μm~10μm,更优选为1μm~10μm,尤其优选为1μm~8μm。并且,感光性树脂层的厚度优选为0.5μm~5μm,更优选为0.5μm~4μm,尤其优选为0.5μm~3μm。感光性树脂层的厚度通过根据临时支承体的厚度的测定方法的方法进行测定。
感光性树脂层的厚度通常为30μm以下,从本发明的效果更优异的观点考虑,优选为20μm以下,更优选为15μm以下,进一步优选为10μm以下,尤其优选为5.0μm以下。作为下限,在使感光性树脂层固化而获得的膜的强度优异的观点而言,优选0.60μm以上,更优选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。
(感光性树脂层的颜色)
感光性树脂层优选为无色。具体而言,全反射(入射角8°、光源:D-65(2°视野))在CIE1976(L*,a*,b*)颜色空间中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,使感光性树脂层固化而获得的图案(感光性树脂层的固化膜)优选为无色。具体而言,全反射(入射角8°、光源:D-65(2°视野))在CIE1976(L*,a*,b*)颜色空间中图案的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。
(感光性树脂层的形成方法)
感光性树脂层的形成方法为通过能够形成含有上述成分的层的方法,则并无限制。感光性树脂层例如通过如下来形成:制备感光性树脂层形成用组合物,将感光性树脂层形成用组合物涂布于临时支承体的第2面上,而且对涂布的感光性树脂层形成用组合物进行干燥。
作为感光性树脂层形成用组合物,例如可以举出含有聚合物A、聚合性化合物B及光聚合引发剂的组合物。为了调节感光性树脂层形成用组合物的粘度并且容易形成感光性树脂层,感光性树脂层形成用组合物优选含有溶剂。
溶剂只要为能够溶解或分散感光性树脂层的成分的溶剂,则并无限制。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。
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,也可以举出国际公开第2018/179640号的0092段~0094段中所记载的溶剂及日本特开2018-177889公报的0014段中所记载的溶剂。这些公报的内容通过参考被编入本说明书中。
感光性树脂层形成用组合物可以含有一种或两种以上的溶剂。感光性树脂层形成用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,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及选自酮溶剂及环状醚溶剂中的至少一种,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、酮溶剂及环状醚溶剂。
作为感光性树脂层形成用组合物中可包含的溶剂,优选为有机溶剂。作为有机溶剂,例如可以举出甲基乙基酮、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯(别名:1-甲氧基-2-丙基乙酸酯)、二乙二醇乙基甲醚、环己酮、甲基异丁基酮、乳酸乙酯、乳酸甲酯、己内酰胺、正丙醇及2-丙醇。
并且,作为溶剂,根据需要也能够使用沸点为180℃~250℃的有机溶剂(高沸点溶剂)。
感光性树脂层形成用组合物中的溶剂的含有率相对于感光性树脂层形成用组合物中的总固体成分100质量份优选为50质量份~1,900质量份,更优选为100质量份~900质量份。
感光性树脂层形成用组合物的总固体成分量相对于感光性树脂层形成用组合物的总质量优选为5质量%~80质量%,更优选为5质量%~40质量%,尤其优选为5质量%~30质量%。即,作为感光性树脂层形成用组合物中的溶剂的含有率,相对于感光性树脂层形成用组合物的总质量,优选为20质量%~95质量%,更优选为60质量%~95质量%,尤其优选为70质量%~95质量%。
例如,从涂布性的观点考虑,感光性树脂层形成用组合物在25℃下的粘度优选为1mPa·s~50mPa·s,更优选为2mPa·s~40mPa·s,尤其优选为3mPa·s~30mPa·s。使用粘度计测定粘度。作为粘度计,例如能够优选使用Toki Sangyo Co.,Ltd制的粘度计(商品名:VISCOMETER TV-22)。但是,粘度计不限于上述粘度计。
例如,从涂布性的观点考虑,感光性树脂层形成用组合物在25℃下的表面张力优选为5mN/m~100mN/m,更优选为10mN/m~80mN/m,尤其优选为15mN/m~40mN/m。使用表面张力计测定表面张力。作为表面张力计,例如能够优选使用Kyowa Interface Science Co.,Ltd制的表面张力计(商品名:Automatic Surface Tensiometer CBVP-Z)。但是,表面张力计不限于上述表面张力计。
感光性树脂层形成用组合物的制备方法并无限制。感光性树脂层形成用组合物例如通过如下来制备:预先制备将各成分溶解于溶剂的溶液,以规定的比例混合获得的溶液。在形成感光性树脂层之前,优选使用孔径为0.2μm~30μm的过滤器对感光性树脂层形成用组合物进行过滤。
作为感光性树脂层形成用组合物的涂布方法,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)。
作为感光性树脂层形成用组合物的干燥方法,优选加热干燥及减压干燥。另外,在本发明中,“干燥”是指去除组合物中所含有的溶剂的至少一部分。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。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。
<<保护膜>>
本发明的一实施方式所涉及的感光性转印材料包含在感光性树脂层的第2面P2上具有面向上述感光性树脂层的第1面C1及与上述第1面C1相反的一侧的第2面C2的保护膜。保护膜优选为感光性转印材料的最外层。保护膜的第1面C1优选与感光性树脂层(具体而言为感光性树脂层的第2面P2)接触。
保护膜的第1面C1的算术平均粗糙度Ra优选为10nm以下,更优选为8nm以下,尤其优选为5nm以下。此外,保护膜的第1面C1的算术平均粗糙度Ra优选为4nm以下,更优选为3nm以下,尤其优选为2nm以下。例如,在感光性转印材料中,当保护膜的第1面C1与感光性树脂层的第2面P2接触时,随着保护膜的第1面C1的算术平均粗糙度Ra减小,由保护膜引起的感光性树脂层的第2面P2的算术平均粗糙度Ra的增大得到抑制。保护膜的第1面C1的算术平均粗糙度Ra的下限并无限制。保护膜的第1面C1的算术平均粗糙度Ra可以为0.1nm以上、0.5nm以上或1nm以上。
从减少树脂图案的缺陷的观点考虑,感光性树脂层的第2面P2的算术平均粗糙度Ra与保护膜的第1面C1的算术平均粗糙度Ra之比([感光性树脂层的第2面P2的算术平均粗糙度Ra]/[保护膜的第1面C1的算术平均粗糙度Ra])优选为0.5~1.5,更优选为0.8~1.2,尤其优选为0.9~1.1。
保护膜的第2面C2的算术平均粗糙度Ra优选为50nm以下,尤其优选为30nm以下。但是,从输送性的观点考虑,保护膜的第2面C2的算术平均粗糙度Ra优选为5nm以上。在卷取成辊状的感光性转印材料中,堆叠的感光性转印材料彼此的粘接得到抑制。
作为保护膜,例如可以举出树脂膜及纸。从强度及柔性的观点考虑,优选树脂膜。作为树脂膜,例如可以举出聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、三醋酸纤维素膜、聚苯乙烯膜及聚碳酸酯膜。上述中,优选聚乙烯膜、聚丙烯膜或聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。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。
保护膜可以为具有单层结构或多层结构的保护膜。
保护膜的厚度并无限制。保护膜的厚度优选为5μm~100μm,更优选为10μm~50μm。保护膜的厚度通过根据临时支承体的厚度的测定方法的方法进行测定。
保护膜的厚度优选为1μm~100μm,更优选为5μm~50μm,进一步优选为5μm~40μm,尤其优选为15μm~30μm。在机械强度优异的观点上,保护膜的厚度优选1μm以上,在相对低价的观点上,优选100μm以下。
并且,在保护膜中,保护膜中所含有的直径80μm以上的鱼眼(fisheye)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。
保护膜中所含有的直径3μm以上的粒子的数量优选为30个/mm2以下,更优选为10个/mm2以下,尤其优选为5个/mm2以下。由此,能够抑制通过由保护膜中所含有的粒子引起的凹凸转印到感光性树脂层而产生的缺陷。
通过贴合保护膜与感光性树脂层,能够在感光性树脂层上设置保护膜。在贴合保护膜与感光性树脂层时,例如使用公知的层压机(例如,真空层压机及自动切割层压机)。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。
<<中间层>>
本发明的一实施方式所涉及的感光性转印材料还可以包含中间层。本发明的一实施方式所涉及的感光性转印材料优选在临时支承体与感光性树脂层之间还包含中间层。作为中间层,例如可以举出日本特开平5-72724号公报中作为“分离层”记载的具有阻氧功能的阻氧层。从提高曝光时的灵敏度、减少曝光机的时间负荷、提高生产率的观点考虑优选阻氧层。阻氧层优选为显示低的透氧性并且分散或溶解于水或碱水溶液(1质量%的碳酸钠水溶液、液温:22℃)的阻氧层。并且,作为中间层,例如还可以举出热塑性树脂层及水溶性层。
(热塑性树脂层)
本发明的一实施方式所涉及的感光性转印材料可以还包含热塑性树脂层。通过感光性转印材料包含热塑性树脂层,在感光性转印材料与基板的贴合中,提高感光性转印材料对基板的追随性,并且抑制在感光性转印材料与基板之间产生气泡。并且,通过感光性转印材料包含热塑性树脂层,提高层间的密合性。本发明的一实施方式所涉及的感光性转印材料优选在临时支承体与感光性树脂层之间包含热塑性树脂层。关于热塑性树脂层,例如记载于日本特开2014-85643号公报的0189段~0193段中。上述公报的内容通过参考被编入本说明书中。
-碱溶性树脂-
热塑性树脂层优选包含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、聚羟基苯乙烯树脂、聚酰亚胺树脂、聚苯并噁唑树脂、聚硅氧烷树脂、聚乙烯亚胺、聚烯丙基胺及聚亚烷基二醇。
从显影性及与相邻的层的密合性的观点考虑,碱溶性树脂优选为丙烯酸树脂。在此,丙烯酸树脂是指包含选自源自(甲基)丙烯酸的结构单元、源自(甲基)丙烯酸酯的结构单元及源自(甲基)丙烯酸酰胺的结构单元中的至少一种的树脂。从显影性及与相邻的层的密合性的观点考虑,碱溶性树脂尤其优选具有源自(甲基)丙烯酸的结构单元的丙烯酸树脂。
源自(甲基)丙烯酸的结构单元、源自(甲基)丙烯酸酯的结构单元及源自(甲基)丙烯酸酰胺的结构单元的合计含有率相对于丙烯酸树脂的总质量优选为50质量%以上。源自(甲基)丙烯酸的结构单元及源自(甲基)丙烯酸酯的结构单元的合计含有率相对于丙烯酸树脂的总质量优选为30质量%~100质量%,更优选为50质量%~100质量%。
碱溶性树脂优选含有酸基。作为酸基,例如可以举出羧基、磺基、磷酸基及膦酸基。酸基优选为羧基。
从显影性的观点考虑,碱溶性树脂优选为酸值为60mgKOH/g以上的碱溶性树脂,更优选为酸值为60mgKOH/g以上的含羧基的丙烯酸树脂。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以上的含羧基的丙烯酸树脂,例如可以举出日本特开2011-95716号公报的0025段中所记载的聚合物中的酸值为60mgKOH/g以上的含羧基的丙烯酸树脂、日本特开2010-237589号公报的0033段~0052段中所记载的聚合物中的酸值为60mgKOH/g以上的含羧基的丙烯酸树脂及日本特开2016-224162号公报的0053段~0068段中所记载的粘合剂聚合物中的酸值为60mgKOH/g以上的含羧基的丙烯酸树脂。
含羧基的丙烯酸树脂中的具有羧基的结构单元的含有率相对于丙烯酸树脂的总质量优选为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%。
碱溶性树脂可以含有反应性基团。作为反应性基团,例如可以举出烯属不饱和基团、缩聚性基(例如,羟基及羧基)及加聚反应性基团(例如,环氧基及(嵌段)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10,000~100,000,尤其优选为20,000~50,000。
热塑性树脂层可以含有一种或两种以上的碱溶性树脂。
从显影性及与相邻的层的密合性的观点考虑,碱溶性树脂的含有率相对于热塑性树脂层的总质量优选为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-
热塑性树脂层优选包含显色时的波长范围即400~780nm下的最大吸收波长为450nm以上并且通过酸、碱或自由基而最大吸收波长产生变化的色素(以下,有时称为“色素B”。)。色素B的优选方式除以下所示的事项以外,与色素N的优选方式相同。
从曝光部的可见性、非曝光部的可见性及分辨率的观点考虑,色素B优选为通过酸或自由基而最大吸收波长产生变化的色素,更优选为通过酸而最大吸收波长产生变化的色素。
热塑性树脂层可以含有一种或两种以上的色素B。
从曝光部的可见性及非曝光部的可见性的观点考虑,色素B的含有率相对于热塑性树脂层的总质量优选为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的含有率是指热塑性树脂层中所含有的色素B的全部成为显色状态时的色素的含有率。以下,以通过自由基显色的色素为例,对色素的定量方法进行说明。制备向甲基乙基酮(100mL)中溶解色素B(0.001g)而成的溶液及向甲基乙基酮(100mL)中溶解色素B(0.01g)而成的溶液。向各溶液添加光自由基聚合引发剂(Irgacure OXE01、BASF JAPAN LTD.),接着,照射365nm的光,由此产生自由基,将所有的色素成为显色状态。在大气环境下,使用分光光度计(UV3100、Shimadzu Corporation),测定液温为25℃条件下的各溶液的吸光度,作成校准曲线。接着,代替色素,将热塑性树脂层(0.1g)溶解于甲基乙基酮中,除此以外,通过与上述的方法相同的方法,测定使色素全部显色的溶液的吸光度。根据校准曲线,从包含热塑性树脂层的溶液的吸光度算出热塑性树脂层中所含有的色素的量。
从曝光部的可见性、非曝光部的可见性及分辨率的观点考虑,热塑性树脂层优选含有通过酸而最大吸收波长产生变化的色素作为色素B及通过光生成酸的化合物。对通过光生成酸的化合物进行后述。
-通过光生成酸、碱或自由基的化合物-
热塑性树脂层可以含有通过光生成酸、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)而生成酸、碱或自由基的化合物。作为化合物C,例如可以举出光产酸剂、光产碱剂及光自由基聚合引发剂(光自由基产生剂)。上述中,优选光产酸剂。
从分辨率的观点考虑,热塑性树脂层优选含有光产酸剂。作为光产酸剂,可以举出在上述“感光性树脂层”的项中说明的光阳离子聚合引发剂。光产酸剂的优选方式除了以下所示的事项以外,与在上述“感光性树脂层”的项中说明的光阳离子聚合引发剂的优选方式相同。从灵敏度及分辨率的观点考虑,光产酸剂优选包含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考虑,光产酸剂优选包含肟磺酸酯化合物。以下示出优选的光产酸剂的具体例。
[化学式23]
Figure BDA0004119318370000681
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、三苯基甲醇、O-氨基甲酰基羟胺、O-氨基甲酰基肟、[[(2,6-二硝基苄基)氧基]羰基]环己基胺、双[[(2-硝基苄基)氧基]羰基]己烷1,6-二胺、4-(甲硫基苯甲酰基)-1-甲基-1-吗啉基乙烷、(4-吗啉基苯甲酰基)-1-苄基-1-二甲基氨基丙烷、N-(2-硝基苄氧基羰基)吡咯烷、六胺钴(III)三(三苯基甲基硼酸盐)、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)-丁酮、2,6-二甲基-3,5-二乙酰基-4-(2-硝基苯基)-1,4-二氢吡啶及2,6-二甲基-3,5-二乙酰基-4-(2,4-二硝基苯基)-1,4-二氢吡啶。
热塑性树脂层可以含有光自由基聚合引发剂(光自由基聚合引发剂)。作为光自由基聚合引发剂,可以举出在上述“感光性树脂层”的项中说明的光自由基聚合引发剂。光自由基聚合引发剂的优选方式与在上述“感光性树脂层”的项中说明的光自由基聚合引发剂的优选方式相同。
热塑性树脂层可以含有一种或两种以上的化合物C。
从曝光部的可见性、非曝光部的可见性及分辨率的观点考虑,热塑性树脂层中的化合物C的含有率相对于热塑性树脂层的总质量优选为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、与相邻的层的密合性及显影性的观点考虑,热塑性树脂层优选含有增塑剂。
增塑剂的分子量(在增塑剂具有分子量分布的情况下为重均分子量(Mw))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。
作为增塑剂,例如可以举出与碱溶性树脂相溶而表达可塑性的化合物。从可塑性赋予的观点考虑,增塑剂优选为在分子中含有亚烷氧基的化合物,更优选为聚亚烷基二醇化合物。增塑剂中所含有的亚烷氧基更优选具有聚乙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考虑,增塑剂优选含有(甲基)丙烯酸酯化合物。从相溶性、分辨率及与相邻的层的密合性的观点考虑,更优选碱溶性树脂为丙烯酸树脂并且增塑剂含有(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,例如可以举出在上述“聚合性化合物B”的项中说明的(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接触的情况下,热塑性树脂层及感光性树脂层优选含有相同的(甲基)丙烯酸酯化合物。通过热塑性树脂层及感光性树脂层含有相同的(甲基)丙烯酸酯化合物,抑制层之间的成分扩散,并且提高保存稳定性。
从与相邻的层的密合性的观点考虑,用作增塑剂的(甲基)丙烯酸酯化合物优选在曝光后的曝光部中也不聚合。
从分辨率、与相邻的层的密合性及显影性的观点考虑,用作增塑剂的(甲基)丙烯酸酯化合物优选在1个分子中具有2个以上的(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸酯化合物。
用作增塑剂的(甲基)丙烯酸酯化合物也优选为具有酸基的(甲基)丙烯酸酯化合物或氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物。
热塑性树脂层可以含有一种或两种以上的增塑剂。
从分辨率、与相邻的层的密合性及显影性的观点考虑,热塑性树脂层中的增塑剂的含有率相对于热塑性树脂层的总质量优选为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考虑,热塑性树脂层优选含有表面活性剂。作为表面活性剂,例如可以举出在上述“感光性树脂层”的项中说明的表面活性剂。表面活性剂的优选方式与在上述“感光性树脂层”的项中说明的表面活性剂的优选方式相同。
热塑性树脂层可以含有一种或两种以上的表面活性剂。
热塑性树脂层中的表面活性剂的含有率相对于热塑性树脂层的总质量优选为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,例如可以举出在上述“感光性树脂层”的项中说明的增感剂。
热塑性树脂层可以含有一种或两种以上的增感剂。
从对光源的灵敏度的提高及曝光部及非曝光部的可见性的观点考虑,增感剂的含有率相对于热塑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%。
-添加剂-
热塑性树脂层除上述的成分以外,根据需要可以含有公知的添加剂。
-厚度-
热塑性树脂层的厚度并无限制。从与相邻的层的密合性的观点考虑,热塑性树脂层的厚度优选为1μm以上,更优选为2μm以上。从显影性及分辨率的观点考虑,热塑性树脂层的厚度优选为20μm以下,更优选为10μm以下,尤其优选为5μm以下。热塑性树脂层的厚度通过根据临时支承体的厚度的测定方法的方法进行测定。
-热塑性树脂层的形成方法-
热塑性树脂层的形成方法只要为能够形成含有上述成分的层的方法则并无限制。热塑性树脂层例如通过如下来形成:制备热塑性树脂层形成用组合物,将热塑性树脂层形成用组合物涂布于对象物(例如,临时支承体或感光性树脂层)上,而且对涂布的热塑性树脂层形成用组合物进行干燥。
为了调节热塑性树脂层形成用组合物的粘度而容易形成热塑性树脂层,热塑性树脂层形成用组合物优选含有溶剂。溶剂只要为能够溶解或分散热塑性树脂层的成分的溶剂,则并无限制。作为溶剂,可以举出在上述“感光性树脂层”的项中说明的溶剂。溶剂的优选方式与在上述“感光性树脂层”的项中说明的溶剂的优选方式相同。
热塑性树脂层形成用组合物可以含有一种或两种以上的溶剂。
热塑性树脂层形成用组合物中的溶剂的含有率相对于热塑性树脂层形成用组合物中的总固体成分100质量份优选为50质量份~1,900质量份,更优选为100质量份~900质量份。
热塑性树脂层形成用组合物例如通过根据感光性树脂层形成用组合物的制备方法的方法而制备。热塑性树脂层形成用组合物例如通过根据感光性树脂层形成用组合物的涂布方法的方法而涂布。
(水溶性层)
本发明的一实施方式所涉及的感光性转印材料可以包含水溶性层。通过感光性转印材料含有水溶性层,能够抑制在感光性转印材料的形成或感光性转印材料的保存中在层之间产生的成分的混合。在本发明中,“水溶性”是指对液温为22℃的pH7.0的水(100g)中的溶解度为0.1g以上的性质。
水溶性层优选包含树脂。作为树脂,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、乙烯基醚类树脂及聚酰胺树脂。树脂可以为均聚物或共聚物。树脂优选为水溶性树脂。
从抑制在阻氧性及感光性转印材料的形成或感光性转印材料的保存中层之间产生的成分的混合的观点考虑,水溶性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。
从抑制层之间产生的成分的混合的观点考虑,水溶性层中所含有的树脂优选为与感光性树脂层中所含有的聚合物A不同的树脂并且与热塑性树脂层中所含有的热塑性树脂(例如,碱溶性树脂)不同的树脂。
水溶性层可以含有一种或两种以上的树脂。
从抑制在阻氧性及感光性转印材料的形成或感光性转印材料的保存中层之间产生的成分的混合的观点考虑,水溶性层中的树脂的含有率相对于水溶性层的总质量优选为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%。
水溶性层根据需要可以添加表面活性剂之类的添加剂。
水溶性层的厚度并无限制。水溶性层的厚度优选为0.1μm~5μm,更优选为0.5μm~3μm。若水溶性层的厚度在上述范围内,则不会降低阻氧性,能够抑制在感光性转印材料的形成或感光性转印材料的保存中层之间产生的成分的混合,并且能够抑制显影工序中的水溶性层的去除时间的增加。水溶性层的厚度通过根据临时支承体的厚度的测定方法的方法进行测定。
水溶性层的形成方法并无限制。水溶性层例如通过如下来形成:制备含有树脂及任意添加剂的水溶性层形成用组合物,将水溶性层形成用组合物涂布于热塑性树脂层或感光性树脂层的表面,对涂布的水溶性层形成用组合物进行干燥。
为了调节水溶性层形成用组合物的粘度而容易形成水溶性层,水溶性层形成用组合物优选含有溶剂。溶剂只要为能够溶解或分散树脂的溶剂,则并无限制。溶剂优选为选自水及水混和性有机溶剂中的至少一种,更优选为水或水与水混和性有机溶剂的混合溶剂。作为水混和性有机溶剂,例如可以举出碳原子数为1~3的醇、丙酮、乙二醇及丙三醇。水混和性有机溶剂优选为碳原子数为1~3的醇,更优选为甲醇或乙醇。
<<其他层>>
本发明的一实施方式所涉及的感光性转印材料可以含有除上述的层除以外的层(以下,在本段中称为“其他层”。)。作为其他层,例如可以举出折射率调整层。关于折射率调整层,记载于国际公开第2018/179640号的0134段中。并且,关于其他层,记载于日本特开2014-85643号公报的0194段~0196段中。这些公报的内容通过参考被编入本说明书中。
感光性转印材料优选包含折射率调整层。作为折射率调整层,能够适用公知的折射率调整层。作为折射率调整层中所含有的材料,例如可以举出粘合剂聚合物、聚合性化合物、金属盐及粒子。控制折射率调整层的折射率的方法并无特别限制,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及使用金属盐与树脂的复合体的方法。
作为粘合剂聚合物及聚合性化合物,例如可以举出在上述“感光性树脂层”项中说明的粘合剂聚合物及聚合性化合物。
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并没有特别限制,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还包括B、Si、Ge、As、Sb及Te等准金属。
例如,从固化膜的透明性的观点考虑,粒子的平均一次粒径优选1nm~200nm,更优选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个粒子的粒径并对测定结果进行算术平均而算出。另外,在粒子的形状不是球形的情况下,将最长的边作为粒径。
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(TiO2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。在这些之中,作为金属氧化物粒子,例如从容易调整折射率的观点考虑,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(CIK NanoTekCorporation制,产品名:ZRPGM15WT%-F04)、煅烧氧化锆粒子(CIK NanoTek Corporation制,产品名:ZRPGM15WT%-F74)、煅烧氧化锆粒子(CIK NanoTek Corporation制,产品名:ZRPGM15WT%-F75)、煅烧氧化锆粒子(CIK NanoTek Corporation制,产品名:ZRPGM15WT%-F76)、氧化锆粒子(NanoUse OZ-S30M,Nissan Chemical Industries,Ltd.制)及氧化锆粒子(NanoUse OZ-S30K,Nissan Chemical Industries,Ltd.制)。
粒子可以单独使用一种,也可以并用两种以上。折射率调整层中的粒子的含有率相对于折射率调整层的总质量优选为1质量%~95质量%,更优选为20质量%~90质量%,尤其优选为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,氧化钛粒子的含有率相对于折射率调整层的总质量优选1质量%~95质量%,更优选20质量%~90质量%,尤其优选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,进一步优选为1.78以下,尤其优选为1.74以下。
折射率调整层的厚度优选50nm~500nm,更优选55nm~110nm,尤其优选60nm~100nm。折射率调整层的厚度作为通过基于扫描式电子显微镜(SEM)的剖面观察测定的任意5个点的平均值而算出。
作为折射率调整层的形成方法,例如可以举出使用折射率调整层形成用组合物的方法。作为折射率调整层形成用组合物,优选上述的包含形成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,各成分的含量相对于组合物的总固体成分的优选范围与上述的各成分的含量相对于折射率调整层的总质量的优选范围相同。作为溶剂,只要能够溶解或分散折射率调整层中所含有的成分,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。作为水混和性有机溶剂,例如可以举出碳原子数1~3的醇、丙酮、乙二醇及丙三醇,优选为碳原子数1~3的醇,更优选为甲醇或乙醇。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质量份~2,500质量份,更优选50质量份~1,900质量份,尤其优选100质量份~900质量份。
折射率调整层的形成方法只要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)。
<<感光性转印材料的制造方法>>
本发明的一实施方式所涉及的感光性转印材料的制造方法并无限制。感光性转印材料例如利用上述各层的形成方法来制造。以下,参考图1对感光性转印材料的制造方法进行说明。
图1所示的感光性转印材料100例如通过以下方法来制造。准备具有第1面S1及与上述第1面S1相反的一侧的第2面S2的临时支承体10。将感光性树脂层形成用组合物涂布于临时支承体10的第2面S2上,对涂布的感光性树脂层形成用组合物进行干燥,形成感光性树脂层20。在感光性树脂层20的第2面P2上配置保护膜30。卷取通过上述方法制造的感光性转印材料100,由此可以制作及保管辊形态的感光性转印材料100。辊形态的感光性转印材料100例如通过卷对卷方式用于与基板的贴合。
本发明的一实施方式所涉及的感光性转印材料的制造方法并不限于上述的方法。例如,代替临时支承体在保护膜上形成各层,可以制造感光性转印材料。
<<感光性转印材料的用途>>
本发明的一实施方式所涉及的感光性转印材料例如优选用于基于光刻的精密微細加工所需的各种用途。例如,对感光性树脂层进行图案化之后,可以将感光性树脂层或其固化物作为被膜进行蚀刻或以电镀为主体的电铸。通过图案化获得的固化物可以用作永久膜。通过图案化获得的固化物例如可以用作具有层间绝缘膜、配线保护膜或折射率匹配层的配线保护膜。本发明的一实施方式所涉及的感光性转印材料例如优选用于半导体封装件、印制基板或传感器基板中的配线的形成方法。本发明的一实施方式所涉及的感光性转印材料例如优选用于触摸面板、电磁屏蔽件材及薄膜加热器之类的导电性膜的形成方法。本发明的一实施方式所涉及的感光性转印材料例如优选用于液晶密封材料、微机械及微电子区域中的结构物的形成方法。
<树脂图案的制造方法>
本发明的一实施方式所涉及的树脂图案的制造方法为使用本发明的一实施方式所涉及的感光性转印材料的树脂图案的制造方法。根据本发明的一实施方式,提供一种缺陷少的树脂图案的制造方法。本发明的一实施方式所涉及的树脂图案的制造方法优选包括:使感光性转印材料与基板接触,在上述基板上依次配置感光性树脂层及临时支承体的工序(以下,有时称为“贴合工序”。);对上述感光性树脂层进行图案曝光的工序(以下,有时称为“曝光工序”。);及对经曝光的上述感光性树脂层进行显影而形成树脂图案的工序(以下,有时称为“显影工序”。)。
<<感光性转印材料>>
感光性转印材料的方式与在上述“感光性转印材料”的项中说明的感光性转印材料的方式相同。
<<基板>>
基板的种类并无限制。作为基板,例如可以举出树脂基板、玻璃基板及半导体基板。作为基板的优选方式,例如在国际公开第2018/155193号的0140段中有记载,其内容被编入本说明书中。基板优选为包含导电层的基板。此外,基板优选为包含基材及上述基材上的导电层的基板,更优选为包含基材及与上述基材接触的导电层的基板。导电层可以配置于基材的单侧面。导电层可以分别配置于基材的两面。基板可以包含除导电层以外的层。
作为基材,例如可以举出玻璃、硅及树脂膜。基材优选透明。在本发明中,“透明”是指400nm~700nm的波长中的透射率为80%以上。基材的折射率优选为1.50~1.52。
作为透明的玻璃,例如可以举出以Corning Incorporated Co.,Ltd.的Gori1laGlass为代表的强化玻璃。作为透明的玻璃,也可以使用日本特开2010-86684号公报、日本特开2010-152809号公报及日本特开2010-257492号公报中所使用的材料。
树脂膜优选为光学变形小或透明度高的树脂膜。作为如上述的树脂膜,例如可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(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。
在利用卷对卷方式的树脂图案的制造方法中,基材优选为树脂膜。
作为导电层,例如可以举出通常的电路配线或触摸面板配线中使用的导电层。导电层优选为相当于用于静电电容型触摸面板的可见部的传感器的电极图案或周边取出部的配线。
从导电性及细线形成性的观点考虑,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。
作为导电层的成分,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,例如可以举出ITO(IndiumTin Oxide,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的性质。导电性金属氧化物的体积电阻率优选小于1×104Ωcm。
在使用含有多个导电层的基板制造树脂图案的情况下,优选多个导电层中的至少1个导电层含有导电性金属氧化物。
基板可以含有1层或2层以上的导电层。在基板为含有2层以上的导电层的情况下,基板优选含有通过互不相同的材料形成的2层以上的导电层。
作为导电层的优选方式,例如在国际公开第2018/155193号的0141段中有记载,其内容被编入本说明书中。
包含导电层的基板可以为包含透明电极及迂回配线中的至少一个的基板。如上所述的基板能够优选用作触摸面板用基板。透明电极能够优选作为触摸面板用电极发挥作用。透明电极优选由金属氧化膜(例如,ITO(氧化铟锡)及IZO(氧化铟锌))、金属网或金属细线(例如,银纳米线)构成。作为金属细线,例如可以举出银细线及铜细线。其中,优选银网、银纳米线等银导电性材料。
作为迂回配线的材质,优选金属。作为迂回配线的材质的金属,可以举出金、银、铜、钼、铝、钛、铬、锌及锰以及由这些金属元素中的两种以上构成的合金。作为迂回配线的材质,优选铜、钼、铝或钛,尤其优选铜。
<<贴合工序>>
在贴合工序中,将感光性转印材料与基板接触,在上述基板上依次配置感光性树脂层及临时支承体。在贴合工序中,配置于基板上的感光性树脂层及临时支承体分别为感光性转印材料中所含有的感光性树脂层及临时支承体。即,根据感光性转印材料的层结构,通过贴合工序获得的层叠体的层结构产生变化。例如,在贴合工序中,若将依次含有临时支承体、热塑性树脂层、水溶性层及感光性树脂层的感光性转印材料与基板接触,则在基板上依次配置感光性树脂层、水溶性层、热塑性树脂层及临时支承体。在感光性转印材料含有保护膜的情况下,去除保护膜之后,将感光性转印材料与基板接触。
在贴合工序中,优选将感光性转印材料与基板接触并且将感光性转印材料压接于基板上。例如,优选将感光性转印材料与基板接触,使用辊之类的装置,对基板及感光性转印材料实施加压及加热,由此将感光性转印材料压接于基板上。在贴合工序中,使感光性转印材料与基板接触时的加热温度(层压温度)例如优选为70~130℃。
在将感光性转印材料与基板接触的方法(包括将感光性转印材料压接于基板上的方法。)中,例如使用公知的转印方法或公知的层压方法。在将感光性转印材料与基板接触的方法中,例如使用层压机、真空层压机或能够进一步提高生产率的自动切割层压机。
<<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配置及尺寸并无限制。图案的至少一部分(优选与触摸面板的电极图案或引出配线对应的部分)优选包含具有20μm以下的宽度的细线,更优选包含具有10μm以下的宽度的细线。
作为曝光工序中的光源,例如可以举出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。作为光源,例如可以举出各种激光、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)。
图案曝光的曝光光的主波长优选365nm。另外,主波长为强度最高的波长。
曝光量优选为5mJ/cm2~200mJ/cm2,更优选为10mJ/cm2~1O0mJ/cm2。
在曝光工序中,可以在剥离临时支承体之后对感光性树脂层进行图案曝光。在曝光工序中,可以介由临时支承体对感光性树脂层进行图案曝光之后剥离临时支承体。
在使用光掩模的曝光方式中,在图案曝光之前剥离临时支承体的情况下,可以将光掩模与感光性树脂层接触来曝光感光性树脂层,也可以不将光掩模与感光性树脂层接触而将光掩模靠近感光性树脂层来曝光感光性树脂层。在使用光掩模的曝光方式中,在介由临时支承体曝光感光性树脂层的情况下,可以将光掩模与临时支承体接触来曝光感光性树脂层,也可以不将光掩模与临时支承体接触而将光掩模靠近临时支承体来曝光感光性树脂层。为了防止由感光性树脂层与光掩模的接触引起的光掩模的污染及为了避免由附着于光掩模的杂质引起的对曝光的影响,优选介由临时支承体对感光性树脂层进行图案曝光。
曝光方式并无限制。作为曝光方式,例如可以举出接触曝光方式及非接触曝光方式。作为接触曝光方式,例如可以举出使用光掩模对感光性树脂层进行图案曝光的方式。作为非接触曝光方式,例如可以举出接近(proximity)曝光方式、透镜系统或反射镜系统的投影曝光方式及使用曝光激光的直接曝光方式。在透镜系统或反射镜系统的投影曝光方式中,根据需要的分辨力及焦深,可以使用具有适当的透镜的数值孔径(NA)的曝光机。在直接曝光方式的情况下,可以在感光性树脂层上直接进行描绘,也可以经由透镜在感光性树脂层进行缩小投影曝光。曝光可以在大气下、减压下或真空下进行。可以在光源与感光性树脂层之间插入水之类的液体来进行曝光。
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段~0147段落中有记载,这些内容被编入本说明书中。
<<显影工序>>
在显影工序中,对经曝光的感光性树脂层进行显影而形成树脂图案。在感光性树脂层为负型感光性树脂层的情况下,去除感光性树脂层的非曝光部,感光性树脂层的曝光部形成树脂图案。在感光性树脂层为正型感光性树脂层的情况下,去除感光性树脂层的曝光部,感光性树脂层的非曝光部形成树脂图案。并且,在贴合工序中,配置于基板上的中间层(例如,热塑性树脂层及水溶性层)与去除的感光性树脂层一同去除。中间层(例如,热塑性树脂层及水溶性层)可以通过对显影液的溶解或分散来去除。
显影例如使用显影液进行。显影液只要为去除对象的感光性树脂层的显影液,则并无限制。作为显影液,使用公知的显影液。作为显影液,例如可以举出日本特开平5-72724号公报中所记载的显影液。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类的显影液。显影液可以含有水溶性有机溶剂和/或表面活性剂。作为显影液,也优选国际公开第2015/093271号的0194段中所记载的显影液。
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)。
显影液的液温并无限制。显影液的液温优选为20℃~40℃。
显影方式并无限制。显影方式例如可以为水坑式显影、喷淋显影、喷淋及旋转显影或浸渍显影。喷淋显影为通过喷淋对曝光后的感光性树脂层喷射显影液来去除对象的感光性树脂层的方式。
作为在本发明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段中所记载的显影方式。
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。
经由上述的工序获得的树脂图案可以用作永久膜或蚀刻的保护膜。树脂图案的线宽优选为10μm以下。树脂图案的线宽的上限可以为9μm、8μm、7μm、6μm或5μm。树脂图案的线宽的下限可以为0.1μm、0.5μm或1μm。
<<卷对卷方式>>
树脂图案的制造方法优选通过卷对卷方式进行。卷对卷方式是指如下方式:包括使用卷取及放卷的基板,包括在树脂图案的制造方法中所包括的任一工序之前放卷基板或包含基板的层叠体的工序(有时称为“放卷工序”。)及在任一工序之后卷取基板或包含基板的层叠体的工序(以下,有时称为“卷取工序”。),一边运载基板或包含基板的层叠体一边进行至少任一工序(优选所有工序)。作为放卷工序中的放卷方法及卷取工序中的卷取方法,例如使用适用于卷对卷方式的公知的方法。
<包含树脂图案的层叠体>
本发明的一实施方式所涉及的层叠体的制造方法优选包括:使感光性转印材料与包含导电层的基板接触,在上述基板上依次配置感光性树脂层及临时支承体的工序(贴合工序);对上述感光性树脂层进行图案曝光的工序(曝光工序);及对经曝光的上述感光性树脂层进行显影而形成保护上述导电层的树脂图案的工序(显影工序)。根据本发明的一实施方式所涉及的层叠体的制造方法,形成包含基板和树脂图案的层叠体。贴合工序中使用的感光性转印材料的方式与在上述“感光性转印材料”的项中说明的感光性转印材料的方式相同。包含导电层的基板的方式与在上述“树脂图案的制造方法”的项中说明的包含导电层的基板的方式相同。关于各工序的方式,如在上述“树脂图案的制造方法”的项中所述。
此外,层叠体的制造方法优选在贴合工序与曝光工序之间或曝光工序与显影工序之间包含剥离临时支承体的工序。作为临时支承体的剥离方法,例如能够使用与日本特开2010-072589号公报的0161段~0162段中所记载的覆盖膜剥离机构相同的机构。
此外,层叠体的制造方法可以包括对通过显影工序获得的树脂图案进行曝光的工序(后曝光工序)和/或进行加热的工序(后烘烤工序)。当层叠体的制造方法包括后曝光工序及后烘烤工序这两个时,优选在后曝光之后实施后烘烤。
包含基板和树脂图案的层叠体能够应用于各种装置。作为具备包含基板和树脂图案的层叠体的装置,例如可以举出输入装置。输入装置优选为触摸面板,更优选为静电电容型触摸面板。并且,输入装置能够应用于有机电致发光显示装置、液晶显示装置等显示装置。在包含基板和树脂图案的层叠体应用于触摸面板的情况下,树脂图案优选用作触摸面板用电极的保护膜或触摸面板用配线的保护膜。用作保护膜的树脂图案优选设置成直接或隔着其他层覆盖保护对象(例如,电极及配线)。
<电路配线的制造方法>
本发明的一实施方式所涉及的电路配线的制造方法为使用本发明的一实施方式所涉及的感光性转印材料的电路配线的制造方法。根据本发明的一实施方式,提供一种缺陷少的电路配线的制造方法。
本发明的一实施方式所涉及的电路配线的制造方法优选包括本发明的一实施方式所涉及的树脂图案的制造方法。即,本发明的一实施方式所涉及的电路配线的制造方法优选包括:使感光性转印材料与包含导电层的基板接触,在上述基板上依次配置感光性树脂层及临时支承体的工序(贴合工序);对上述感光性树脂层进行图案曝光的工序(曝光工序);对经曝光的上述感光性树脂层进行显影而形成树脂图案的工序(显影工序);及对未被上述树脂图案覆盖的上述导电层进行蚀刻而形成电路配线的工序(以下,有时称为“蚀刻工序”。)。
<<感光性转印材料>>
感光性转印材料的方式与在上述“感光性转印材料”的项中说明的感光性转印材料的方式相同。
<<基板>>
包含导电层的基板的方式与在上述“树脂图案的制造方法”的项中说明的包含导电层的基板的方式相同。
<<贴合工序>>
在贴合工序中,使感光性转印材料与包含导电层的基板接触,在上述基板上依次配置感光性树脂层及临时支承体。贴合工序的方式与在上述“树脂图案的制造方法”的项中说明的贴合工序的方式相同。
<<曝光工序>>
在曝光工序中,对感光性树脂层进行图案曝光。曝光工序的方式与在上述“树脂图案的制造方法”的项中说明的曝光工序的方式相同。
<<显影工序>>
在显影工序中,对经曝光的感光性树脂层进行显影而形成树脂图案。显影工序的方式与在上述“树脂图案的制造方法”的项中说明的显影工序的方式相同。
<<蚀刻工序>>
在蚀刻工序中,对未被树脂图案覆盖的导电层进行蚀刻而形成电路配线。在蚀刻工序中,树脂图案作为导电层的保护膜发挥作用。在蚀刻工序中,通过蚀刻去除未被树脂图案覆盖的导电层,被树脂图案覆盖的导电层形成电路配线。
作为蚀刻的方法,可利用公知的方法。作为蚀刻的方法,例如可以举出日本特开2017-120435号公报的0209段~0210段中所记载的方法、日本特开2010-152155号公报的0048段~0054段中所记载的方法、浸渍于蚀刻液的湿式蚀刻法及干式蚀刻法(例如,等离子体蚀刻)。
关于用于湿式蚀刻法中的蚀刻液,根据蚀刻对象适当选择酸性或碱性的蚀刻液即可。作为酸性蚀刻液,例如可以举出包含选自盐酸、硫酸、硝酸、乙酸、氢氟酸、草酸及磷酸中的至少一种酸性成分的水溶液。作为酸性的蚀刻液,例如也可以举出含有上述的酸性成分及选自氯化铁、氟化铵及高锰酸钾中的至少一种盐的水溶液。酸性成分也可以为将多种酸性成分组合而成的成分。作为碱性的蚀刻液,例如可以举出含有选自氢氧化钠、氢氧化钾、氨、有机胺及有机胺的盐(例如,四甲基氢氧化铵)中的至少一种碱成分的水溶液。作为碱性的蚀刻液,例如也可以举出含有上述的碱成分及盐(例如,高锰酸钾)的水溶液。碱成分也可以为将多种碱成分组合而成的成分。
<<去除工序>>
本发明的一实施方式所涉及的电路配线的制造方法还可以包括在蚀刻工序后去除树脂图案的工序。
作为去除树脂图案的方法,例如可以举出使用药品处理去除树脂图案的方法。优选使用去除液去除树脂图案的方法。作为使用去除液去除树脂图案的方法,例如可以举出将含有树脂图案的基板浸渍于液温为30℃~80℃(优选50~80℃)的搅拌中的去除液中1分钟~30分钟的方法。
作为去除液,例如可以举出含有无机碱成分或有机碱成分及选自水、二甲基亚砜及N-甲基吡咯烷酮中的至少一种的去除液。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。
可以利用喷涂法、喷淋法及旋覆浸没法之类的公知的方法去除剩余树脂图案。
<<其他工序>>
本发明的一实施方式所涉及的电路配线的制造方法除上述的工序以外,还可以包括其他工序。作为其他工序,例如可以举出以下所示的工序。并且,关于能够适用于本发明的一实施方式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,记载于日本特开2006-23696号公报的0035段~0051段中。记载于上述公报的内容通过参考被编入本说明书中。
(降低可见光线反射率的工序)
本发明的一实施方式所涉及的电路配线的制造方法可以包括进行降低基板的多个导电层的一部分或所有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,例如可以举出氧化处理。例如,在导电层含有铜的情况下,氧化处理铜形成氧化铜,对导电层进行黑化,由此能够降低导电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段~0025段以及日本特开2013-206315号公报的0041段、0042段、0048段及0058段中。记载于这些公报的内容通过参考被编入到本说明书。
(形成绝缘膜的工序及在绝缘膜的表面形成新的导电层的工序)
本发明的一实施方式所涉及的电路配线的制造方法优选包括在电路配线的表面形成绝缘膜的工序及在上述绝缘膜的表面形成新的导电层的工序。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。作为形成绝缘膜的方法,例如可以举出形成公知的永久膜的方法。使用具有绝缘性的感光性材料,通过光刻也可以形成所期望的图案的绝缘膜。作为在绝缘膜的表面上形成新的导电层的方法,例如可以举出可以使用具有导电性的感光性材料通过光刻形成具有所期望的图案的新的导电层。
在本发明的一实施方式所涉及的电路配线的制造方法中,也优选使用在基材的两面分别具有多个导电层的基板对形成于基材的两面的导电层逐次或同时形成电路。根据如上述的方法,能够在基材的一个表面形成第一导电图案,在基材的另一个表面形成第二导电图案。如上述的导电图案例如用作触摸面板用电路配线。如上述的导电图案优选通过卷对卷方式形成。
<<卷对卷方式>>
本发明的一实施方式所涉及的电路配线的制造方法优选通过卷对卷方式进行。关于卷对卷方式,如在上述“树脂图案的制造方法”的项中所述。
<<电路配线的用途>>
通过本发明的一实施方式所涉及的电路配线的制造方法获得的电路配线适用于各种装置。作为包含电路配线的装置,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。输入装置例如可适用于有机EL显示装置及液晶显示装置之类的显示装置。
<电子设备的制造方法>
本发明的一实施方式所涉及的电子设备的制造方法为使用本发明的一实施方式所涉及的感光性转印材料的电子设备的制造方法。
本发明的一实施方式所涉及的电子设备的制造方法优选包括本发明的一实施方式所涉及的树脂图案的制造方法。即,本发明的一实施方式所涉及的电子设备的制造方法优选包括:使感光性转印材料与基板接触,在上述基板上依次配置感光性树脂层及临时支承体的工序(贴合工序);对上述感光性树脂层进行图案曝光的工序(曝光工序);及对经曝光的上述感光性树脂层进行显影而形成保护上述导电层的树脂图案的工序(显影工序)。关于各工序的方式,如在上述“树脂图案的制造方法”的项中所述。在显影工序中,所形成的树脂图案可以用作永久膜或蚀刻的保护膜。在显影工序中,优选包括形成用作永久膜的树脂图案的工序。通过包括形成用作永久膜的树脂图案的工序的电子设备的制造方法获得的电子设备包含树脂图案作为永久膜。
本发明的一实施方式所涉及的电子设备的制造方法优选包括本发明的一实施方式所涉及的电路配线的制造方法。即,本发明的一实施方式所涉及的电子设备的制造方法优选包括:使感光性转印材料与包含导电层的基板接触,在上述基板上依次配置感光性树脂层及临时支承体的工序(贴合工序);对上述感光性树脂层进行图案曝光的工序(曝光工序);及对经曝光的上述感光性树脂层进行显影而形成树脂图案的工序(显影工序),并优选包括对未被上述树脂图案覆盖的上述导电层进行蚀刻而形成电路配线的工序(蚀刻工序)。关于各工序的方式,如在上述“电路配线的制造方法”的项中所述。
作为电子设备,例如可以举出输入装置。输入装置例如可适用于有机EL显示装置及液晶显示装置之类的显示装置。作为输入装置,可以就出触摸面板。
作为触摸面板的检测方法,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。上述中,优选静电电容方式。
作为触摸面板型,可以举出内嵌型(例如,日本特表2012-517051号公报的图5、图6、图7及图8中所记载的结构)、所谓的外嵌型(例如,日本特开2013-168125号公报的图19中所记载的结构以及日本特开2012-89102号公报的图1及图5中所记载的结构)、OGS(OneGlassSolution:单片玻璃方案)型、TOL(Touch-on-Lens:镜片触摸)型(例如,日本特开2013-54727号公报的图2中所记载的结构)、各种外挂型(所谓的GG、G1·G2、GFF、GF2、GF1及G1F)以及其他结构(例如,日本特开2013-164871号公报的图6中所记载的结构)。
作为用于制造触摸面板用配线的光掩模的图案,例如可以举出日本特开2019-204070号公报中所记载的图案A及图案B。本发明的一实施方式所涉及的触摸面板的制造方法还可以包括在上述“电路配线的制造方法”的项中说明的其他工序。为了形成除配线以外的触摸面板的构成要件而参考公知的触摸面板的制造方法。
实施例
以下,根据实施例对本发明进行详细说明。但是,本发明并不限于以下实施例。以下所示的实施例的内容(例如,材料、使用量、比例、处理内容及处理步骤)可以在本发明的目的的范围内适当变更。
<粒子含有层形成用组合物1>
混合以下所示的成分,制备了粒子含有层形成用组合物1。将粒子含有层形成用组合物1利用6μm过滤器(F20,MAHLE Japan Ltd.)进行过滤,接着,使用2×6Radial FlowSuper Phobic(Polypore Co.,Ltd.制)进行了膜脱气。
·丙烯酸聚合物(AS-563A、DAICEL MIRAIZU LTD.、固体成分:27.5质量%):167质量份
·非离子性表面活性剂(NAROACTY CL95、Sanyo Chemical Industries,Ltd.、固体成分:100质量%):0.7质量份
·阴离子性表面活性剂(RAPISOL A-90、NOF CORPORATION、使用水将固体成分浓度稀释为1质量%而成的水稀释液):114.4质量份
·巴西棕榈蜡分散物(Cellulose524、CHUKYO YUSHI CO.,LTD.、固体成分:30质量%):7质量份
·碳二亚胺化合物(CARBODILITE V-02-L2、Nisshinbo Chemical Inc.、使用水将固体成分浓度稀释为10质量%而成的水稀释液):20.9质量份
·消光剂(Snowtex XL、Nissan Chemical Corporation、固体成分:40质量%、平均粒径:50nm):2.8质量份
·水:690.2质量份
<PET薄膜1>
通过以下方法制作了PET薄膜1。“PET”是聚对苯二甲酸乙二酯的缩写。
(挤出成型)
对使用日本专利第5575671号公报中所记载的柠檬酸螯合有机钛络合物作为重合催化剂而制造的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的颗粒进行干燥,将颗粒的含水率设为50ppm以下。将干燥的颗粒投入到直径为30mm的单轴混炼挤出机的料斗中,在280℃条件下进行了熔融。使熔融体通过过滤器(孔径:2μm)之后,从模具挤出到25℃的冷却辊,获得了未拉伸膜。在上述方法中,熔融体使用静电施加法与冷却辊密合。
(拉伸及涂布)
对固化的未拉伸膜,通过以下方法实施逐次双轴拉伸,由此在厚度为16μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上形成了厚度为40nm的粒子含有层。
(a)纵向拉伸
使未拉伸膜在圆周速度不同的2对夹持辊之间通过而沿纵向(输送方向)进行了拉伸。以下示出纵向拉伸的条件。
·预热温度:75℃
·拉伸温度:90℃
·拉伸倍率:3.4倍
·拉伸速度:1,300%/秒
(b)涂布
使用棒式涂布机,将粒子含有层形成用组合物1涂布于纵向拉伸的薄膜的单侧面,以使制膜后的厚度成为40nm。
(c)横向拉伸
对涂布有粒子含有层形成用组合物1的薄膜,使用拉幅机在下述条件下进行了横向拉伸。
·预热温度:110℃
·拉伸温度:120℃
·拉伸倍率:4.2倍
·拉伸速度:50%/秒
(热定型及热松弛)
在下述条件下对经由纵向拉伸及横向拉伸的双轴拉伸膜进行了热定型。
·热定型温度:227℃
·热定型时间:6秒
在热定型之后,缩小拉幅机宽度,在下述条件下对双轴拉伸膜进行了热松弛。
·热松弛温度:190℃
·热松弛率:4%
(卷取)
在热定型及热松弛之后,修整薄膜的两端,在薄膜的端部以10mm宽度进行挤出加工(滚花)之后,以40kg/m的张力卷取了薄膜。薄膜的宽度为1.5m,薄膜的卷长为6,300m。将所获得的薄膜辊设为PET薄膜1。
PET薄膜1依次包含聚对苯二甲酸乙二酯薄膜(基材)及粒子含有层。PET薄膜1的雾度为0.2%。使用雾度计(NIPPON DENSHOKU INDUSTRIES Co.,LTD.,NDH2000),作为总光雾度而测定了雾度。基于在150℃下30分钟的加热的热收缩率在MD(输送方向,MachineDirection)侧为1.0%,在TD(在薄膜的面上与输送方向正交的方向,TransverseDirection)侧为0.2%。从截面TEM照片测定的粒子含有层的厚度为40nm。使用HitachiHigh-Technologies Corporation制的HT-7700型透射型电子显微镜(TEM),通过上述方法进行了测定的粒子含有层中所含有的粒子的平均粒径为50nm。
<感光性树脂层形成用组合物>
制备了包含以下所示的成分及溶剂的感光性树脂层形成用组合物。
[表1]
Figure BDA0004119318370000881
<热塑性树脂层形成用组合物1>
混合以下所示的成分,制备了热塑性树脂层形成用组合物1。
[表2]
Figure BDA0004119318370000891
以下示出上述表中所记载的简称的含义。
·A-2:甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸/丙烯酸共聚物(75质量%/10质量%/15质量%、重均分子量:30,000、Tg:75℃、酸值:186mgKOH/g)
·B-1:下述所示的结构的化合物(通过酸而显色的色素)
[化学式24]
Figure BDA0004119318370000892
·C-1:下述所示的结构的化合物(光产酸剂、根据日本特开2013-47765号公报的0227段中所记载的化合物、0227段中所记载的方法进行了合成。)
[化学式25]
Figure BDA0004119318370000893
·D-3:NK ESTER A-DCP(三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、Shin-Nakamura ChemicalCo.,Ltd.)
·D-4:8UX-015A(多官能聚氨酯丙烯酸酯化合物、Taisei Fine Chemical Co.,Ltd.)
·D-5:ARONIX TO-2349(具有羧基的多官能丙烯酸酯化合物、TOAGOSEI CO.,Ltd.)
·E-1:Megaface F551(DIC CORPORATION)
·F-1:吩噻嗪(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation)
·F-2:CBT-1(JOHOKU CHEMICAL CO.,LTD.)
·MEK:甲基乙基酮
·PGME:丙二醇单甲醚
·PGMEA:丙二醇单甲醚乙酸酯
<水溶性树脂层形成用组合物1>
混合以下所示的成分,制备了水溶性树脂层形成用组合物1。
·离子交换水:38.12质量份
·甲醇(MITSUBISHI GAS CHEMICAL COMPANY,INC.):57.17质量份
·KURARAY POVAL 4-88LA(聚乙烯醇、KURARAY CO.,LTD.):3.22质量份
·聚乙烯吡咯烷酮K-30(NIPPONSHOKUBAIC0.,Ltd.):1.49质量份
·MEGAFACE F-444(氟系表面活性剂,DIC Corporation):0.0035质量份
<实施例1~9及比较例1~2>
根据表5及表7的记载,通过涂布法,在临时支承体上依次形成了根据需要的热塑性树脂、根据需要的水溶性树脂层及感光性树脂层。在热塑性树脂层的形成中,在120℃下经120秒钟对所涂布的热塑性树脂层形成用组合物进行干燥。在水溶性树脂层的形成中,在100℃下经120秒钟对所涂布的水溶性树脂层形成用组合物进行干燥。在感光性树脂层的形成中,在100℃下经120秒钟对所涂布的感光性树脂层形成用组合物进行干燥。在感光性树脂层上配置了保护膜。通过以上步骤,制造了感光性转印材料。热塑性树脂及水溶性树脂层为中间层。
<感光性树脂层形成用组合物的制备>
分别制备了具有以下表所示的组成的感光性树脂层形成用组合物A-1~A-10。另外,以下表中的成分栏的数值表示质量份。
[表3]
Figure BDA0004119318370000911
(化合物B)
以下示出化合物B的结构。
[化学式26]
Figure BDA0004119318370000921
(化合物C)
以下示出化合物C的结构。
[化学式27]
Figure BDA0004119318370000922
(P-1溶液的准备)
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为碱溶性树脂。在聚合物P-1中,各结构单元的右下方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及加成工序准备了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(SANWA KAGAKU SANGYO CO.,LTD.制,商品名PGM-Ac)(60g)、丙二醇单甲醚(SANWA KAGAKU SANGYO CO.,LTD.制,商品名PGM)(240g)。将所获得的液体一边以搅拌速度250rpm(round per minute:每分钟转速;以下相同。)进行搅拌一边升温至90℃。
作为滴加液(1)的制备,通过混合甲基丙烯酸(Mitsubishi Rayon Co.,Ltd.制,商品名Acrylic Ester M)107.1g、甲基丙烯酸甲酯(Mitsubishi Chemical Corporation制,商品名MMA)(5.46g)及甲基丙烯酸环己酯(Mitsubishi Chemical Corporation制,商品名CHMA)(231.42g)并且用PGM-Ac(60g)进行稀释而获得了滴加液(1)。
作为滴加液(2)的制备,通过将二甲基2,2’-偶氮双(2-甲基丙酸酯)(FUJIFILMWako Pure Chemical Corporation制,商品名V-601)(9.637g)溶解于PGM-Ac(136.56g)而获得了滴加液(2)。
将滴加液(1)和滴加液(2)耗时3小时同时滴加到上述2000mL的烧瓶(详细而言,放入有升温至90℃的液体的2000mL的烧瓶)中。
接着,用PGM-Ac(12g)清洗滴加液(1)的容器,并将清洗液滴加到上述2000mL的烧瓶中。接着,用PGM-Ac(6g)清洗滴加液(2)的容器,并将清洗液滴加到上述2000mL的烧瓶中。在这些滴加中,将上述2000mL的烧瓶内的反应液保持在90℃,并以搅拌速度250rpm进行了搅拌。此外,作为后反应,在90℃下搅拌了1小时。
作为引发剂的第1次追加添加,向后反应后的反应液中添加了V-601(2.401g)。此外,用PGM-Ac(6g)清洗V-601的容器,并将清洗液导入到反应液中。然后,在90℃下搅拌了1小时。
接着,作为引发剂的第2次追加添加,将V-601(2.401g)添加到反应液中。此外,用PGM-Ac(6g)清洗V-601的容器,并将清洗液导入到反应液中。然后,在90℃下搅拌了1小时。
接着,作为引发剂的第3次追加添加,将V-601(2.401g)添加到反应液中。此外,用PGM-Ac(6g)清洗V-601的容器,并将清洗液导入到反应液中。然后,在90℃下搅拌了3小时。
-加成工序-
在90℃下搅拌3小时之后,将PGM-Ac(178.66g)导入到反应液中。接着,将四乙基溴化铵(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制)(1.8g)和氢醌单甲醚(FUJIFILMWako Pure Chemical Corporation制)(0.8g)添加到反应液中。此外,用PGM-Ac(6g)清洗各个容器,并将清洗液导入到反应液中。然后,将反应液的温度升温至100℃。
接着,耗时1小时将甲基丙烯酸缩水甘油酯(NOF CORPORATION制,商品名BLEMMEERG)(76.03g)滴加到反应液中。用PGM-Ac(6g)清洗BLEMMEER G的容器,并将清洗液导入到反应液中。然后,作为加成反应,在100℃下搅拌了6小时。
接着,对反应液进行冷却,用除尘用网状过滤器(100目)进行过滤而得到了聚合物P-1的溶液(1158g)(固体成分浓度36.3质量%)。所得到的聚合物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。式中的重复单元的摩尔比从左侧的重复单元依次为51.5∶2∶26.5∶20。
[化学式28]
Figure BDA0004119318370000941
(P-2溶液的准备)
按照以下方法,作为P-2溶液,准备了聚合物P-2的固体成分36.5质量%溶液。聚合物P-2为碱溶性树脂。将丙二醇单甲醚82.4g装入烧瓶中,并在氮气流下加热至90℃。向该液体中耗时3小时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溶解于丙二醇单甲醚20g而成的溶液及将聚合引发剂V-601(FUJIFILM Wako PureChemical Corporation制)5.4g溶解于丙二醇单甲醚乙酸酯43.6g而成的溶液。滴加结束后,每1小时添加了0.75g的V-601共3次。然后,使其进一步反应了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进行了稀释。在空气气流下,将反应液升温至100℃,并添加了四乙基溴化铵0.53g、对甲氧基苯酚0.26g。向其中耗时20分钟滴加了甲基丙烯酸缩水甘油酯(NOF Corrporation制的BLEMMEER GH)25.5g。使其在100℃下反应7小时而得到了聚合物P-2的溶液。所获得的溶液的固体成分浓度为36.5质量%。关于聚合物P-2,GPC中的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。使用气相色谱而测定的残余单体量在任一单体中相对于聚合物P-2的固体成分均小于0.1质量%。以下示出聚合物P-2的结构。式中的重复单元的摩尔比从左侧的重复单元依次为41.0∶15.2∶23.9∶19.9。
[化学式29]
Figure BDA0004119318370000942
(P-3溶液的准备)
按照以下方法,作为P-3溶液,准备了聚合物P-3的固体成分36.2质量%溶液。聚合物P-3为碱溶性树脂。将丙二醇单甲醚113.5g装入烧瓶中,并在氮气流下加热至90℃。向该液体中耗时3小时同时滴加了将苯乙烯172g、甲基丙烯酸甲酯4.7g、甲基丙烯酸112.1g溶解于丙二醇单甲醚30g而成的溶液及将聚合引发剂V-601(FUJIFILM Wako Pure ChemicalCorporation制)27.6g溶解于丙二醇单甲醚57.7g而成的溶液。滴加结束后,每1小时添加了2.5g的V-601共3次。然后,使其进一步反应了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进行了稀释。在空气气流下,将反应液升温至100℃,并添加了四乙基溴化铵1.8g、对甲氧基苯酚0.86g。向其中耗时20分钟滴加了甲基丙烯酸缩水甘油酯(NOFCORPORATION制的BLEMMERG)71.9g。使其在100℃下反应7小时而得到了聚合物P-3的溶液。所得到的溶液的固体成分浓度为36.2%。关于聚合物P-3,GPC中的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。使用气相色谱而测定的残余单体量在任一单体中相对于聚合物P-3的固体成分均小于0.1质量%。以下示出聚合物P-3的结构。式中的重复单元的摩尔比从左侧的重复单元依次为55.1∶26.5∶1.6∶16.8。
[化学式30]
Figure BDA0004119318370000951
(P-4溶液的准备)
在聚合物P-3的合成中,通过变更单体的种类和量而准备了聚合物P-4的固体成分36.2质量%溶液(溶剂:丙二醇单甲醚乙酸酯)作为聚合物P-4溶液。聚合物P-4为碱溶性树脂。所得到的聚合物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,式中的重复单元的摩尔比从左侧的重复单元依次为55.1∶24.6∶1.6∶17.0∶1.7。
[化学式31]
Figure BDA0004119318370000952
<折射率调整层形成用组合物的制备>
接着,分别制备了具有以下表中所记载的组成的折射率调整层形成用组合物B-1~B-4。以下表中的数值表示“质量份”。
[表4]
Figure BDA0004119318370000961
(聚合物A)
如下合成了上述表中的聚合物A。
向1L的三口烧瓶中导入1-甲氧基丙醇(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制)(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)(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制)及甲基丙烯酸(14.4g)(FUJIFILM WakoPure Chemical Corporation制)溶解于1-甲氧基丙醇(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制)(270.0g)中,进而溶解V-65(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制)3.94g,由此制作滴加液,并耗时2.5小时向烧瓶中进行了滴加液的滴加。原样保持2.0小时搅拌状态而进行了反应。
然后,使温度恢复为室温,滴加到搅拌状态的离子交换水(2.7L)中,实施再沉淀,得到了悬浮液。利用去除了滤纸的吸滤器导入悬浮液而进行过滤,进而用离子交换水清洗过滤物而得到了湿润状态的粉体。实施45℃的送风干燥,确认到成为恒量,以粉体形式以产率70%得到了聚合物A。
所得到的聚合物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10~25>
根据表6~7的记载,通过涂布法,在临时支承体上依次形成了感光性树脂层及折射率调整层。在感光性树脂层的形成中,在100℃下经120秒钟对所涂布的感光性树脂层形成用组合物进行干燥。在折射率调整层的形成中,在80℃下经120秒钟对所涂布的折射率调整层形成用组合物进行了干燥。在折射率调整层上配置了保护膜。通过以上步骤,制造了感光性转印材料。
<评价>
(树脂图案的缺陷)
在100℃的层压辊温度、0.6MPa的线压及4.0m/分的线速度(层压速度)的层压条件下将剥离保护膜的感光性转印材料层压在带铜层的PET基板上。带铜层的PET基板包含铜层及聚对苯二甲酸乙二酯薄膜。使用加压脱泡装置(TAC-200、SAKURA SEIKI Co.,Ltd.),在50℃的温度及0.5MPa的压力的条件下将所获得的层叠体加压2小时。使用光学显微镜观察了层叠体中所含有的气泡。使临时支承体与线和空间图案掩模(图案的Duty比为1∶1。线宽为1μm~10μm。)接触,使用超高压汞灯对感光性树脂层进行曝光。将曝光的层叠体在23℃下静置了1天。在剥离临时支承体之后进行了显影。关于显影,使用28℃的1.0质量%碳酸钠水溶液并且通过喷淋显影进行了40秒钟。使用光学显微镜观察了所获得的树脂图案。将通过改变线宽的图案掩模树脂图案能够形成的边界设为最小分辨率,将最小分辨率为0.26mm×0.20mm的区域设为1次照射,共观察了10次照射。基于确认到树脂图案的缺陷(例如,开路及短路)的区域的数量(以下,在本段中,称为“缺陷照射数”。),根据以下基准,进行了关于树脂图案的缺陷的评价。将评价结果示于表7中。随着使用加压脱泡装置进行的加压后的层叠体中所含有的气泡的数量减少。缺陷照射数减少。
A:缺陷照射数为0~1。
B:缺陷照射数为2~3。
C:缺陷照射数为4~5。
D:缺陷照射数为6个以上。
(最小分辨率)
按照以上述“图案缺陷”一项中说明的方法为基准的方法,在适当变更线和空间图案掩模的线宽的同时形成了树脂图案。在所获得的树脂图案中,采用与掩模的图案对应的树脂图案的线宽的最小值作为感光性树脂层的最小分辨率。将评价结果示于表7中。
(剥离力)
在100℃的层压辊温度、0.6MPa的线压及1.0m/分的线速度(层压速度)的层压条件下将剥离保护膜的感光性转印材料层压在铜基板上。在所获得的层叠体的临时支承体的表面粘贴胶带(PRINTACK、NITTO DENKO CORPORATION)后,切割成100mm×40mm的尺寸而制作了试验片。将试验片的铜基板侧的表面固定在试样台上。使用拉伸压缩试验机(SV-55、IMADA-SS Corporation),在180度的方向上以5.5mm/秒拉伸胶带,测定了临时支承体的拉伸强度。采用测定值作为临时支承体的剥离力。将测定结果示于表7中。
[表5]
Figure BDA0004119318370000981
[表6]
Figure BDA0004119318370000982
[表7]
Figure BDA0004119318370000991
表7中所记载的以下简称分别具有以下含义。
·“粗糙度Ra”:通过上述方法测定的算术平均粗糙度Ra
·“PET薄膜2”:Lumirror 16QS62(聚对苯二甲酸乙二酯薄膜、TORAY INDUSTRIES,INC.)
·“PET薄膜3”:Lumirror 16FB40(聚对苯二甲酸乙二酯薄膜、TORAY INDUSTRIES,INC.)
·“PET薄膜4”:ToyoboEster薄膜E5100(聚对苯二甲酸乙二酯薄膜、TOYOBO CO.,LTD.)
·“PP薄膜1”:Alfan FG-201(聚丙烯薄膜、Oji F-Tex Co.,Ltd.)
用作临时支承体的PET薄膜1在从临时支承体朝向感光性树脂层的层叠方向上依次包含粒子含有层和基材。用作保护膜的PET薄膜1在从临时支承体朝向感光性树脂层的层叠方向上依次包含基材和粒子含有层。
表7表示与比较例1~2相比,实施例1~25中的树脂图案的缺陷少。
2020年9月14日申请的日本专利申请2020-153896号及2020年12月15日申请的日本专利申请2020-207814号的所有公开内容通过参考被并入本说明书中。本说明书中所记载的所有文献、专利申请及技术标准与具体且个别记载有各个文献、专利申请及技术标准通过参考被编入的情况相同,通过参考被编入本说明书中。
符号说明
10-临时支承体,20-感光性树脂层,30-保护膜,40-热塑性树脂层,50-水溶性树脂层,100、110-感光性转印材料,S1-临时支承体的第1面,S2-临时支承体的第2面,P1-感光性树脂层的第1面,P2-感光性树脂层的第2面,C1-保护膜的第1面,C2-保护膜的第2面。

Claims (13)

1.一种感光性转印材料,其包含:
临时支承体,其具有第1面S1及与所述第1面S1相反的一侧的第2面S2;
感光性树脂层,其在所述临时支承体的第2面S2上且具有面向所述临时支承体的第1面P1及与所述第1面P1相反的一侧的第2面P2;及
保护膜,其在所述感光性树脂层的所述第2面P2上且具有面向所述感光性树脂层的第1面C1及与所述第1面C1相反的一侧的第2面C2,
所述感光性树脂层的所述第2面P2的算术平均粗糙度Ra为20nm以下。
2.根据权利要求1所述的感光性转印材料,其中,
所述感光性树脂层的最小分辨率为10μm以下。
3.根据权利要求1或2所述的感光性转印材料,其中,
所述保护膜的所述第1面C1的算术平均粗糙度Ra为10nm以下。
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厚度为10μm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,其在所述临时支承体与所述感光性树脂层之间还包含中间层。
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,
所述临时支承体的雾度小于1.0%。
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,
所述临时支承体的剥离力为0.5mN/mm以上。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的感光性转印材料,其中,
所述临时支承体的所述第1面S1的算术平均粗糙度Ra为50nm以下。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的感光性转印材料,其中,
所述保护膜的所述第2面C2的算术平均粗糙度Ra为50nm以下。
11.一种树脂图案的制造方法,其包括:
使权利要求1至10中任一项所述的感光性转印材料与基板接触,在所述基板上依次配置感光性树脂层及临时支承体的工序;
对所述感光性树脂层进行图案曝光的工序;及
对经曝光的所述感光性树脂层进行显影而形成树脂图案的工序。
12.一种电路配线的制造方法,其包括:
使权利要求1至10中任一项所述的感光性转印材料与包含导电层的基板接触,在所述基板上依次配置感光性树脂层及临时支承体的工序;
对所述感光性树脂层进行图案曝光的工序;
对经曝光的所述感光性树脂层进行显影而形成树脂图案的工序;及
对未被所述树脂图案覆盖的所述导电层进行蚀刻而形成电路配线的工序。
13.一种电子设备的制造方法,其包括:
使权利要求1至10中任一项所述的感光性转印材料与基板接触,在所述基板上依次配置感光性树脂层及临时支承体的工序;
对所述感光性树脂层进行图案曝光的工序;及
对经曝光的所述感光性树脂层进行显影而形成用作永久膜的树脂图案的工序。
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