JP2006330651A - Pattern forming method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空間光変調素子等の光変調手段により変調された光をパターン形成材料上に結像させて、該パターン形成材料を露光するパターン形成方法に関する。 The present invention relates to a pattern forming method in which light modulated by light modulation means such as a spatial light modulation element is imaged on a pattern forming material, and the pattern forming material is exposed.
一般に、感光性組成物を露光、現像することにより微細パターンを形成する方法として、フォトリソグラフィー法が知られている。
従来から、前記フォトリソグラフィー法を行う露光装置として、フォトマスクを用いることなく、半導体レーザ、ガスレーザ等のレーザ光を、配線パターン等のデジタルデータに基づいて、感光性組成物上に直接スキャンして、パターニングを行うレーザダイレクトイメージングシステム(以下「LDI」と称することがある)による露光装置が研究されている。
In general, a photolithography method is known as a method for forming a fine pattern by exposing and developing a photosensitive composition.
Conventionally, as an exposure apparatus for performing the photolithography method, a laser beam such as a semiconductor laser or a gas laser is directly scanned on a photosensitive composition based on digital data such as a wiring pattern without using a photomask. An exposure apparatus using a laser direct imaging system (hereinafter sometimes referred to as “LDI”) that performs patterning has been studied.
前記LDIによる露光装置としては、レーザ光を光源とする光照射手段からの光を受光し出射する描素部をn個有する光変調手段により前記光照射手段からの光を各々制御信号に応じて変調する空間光変調素子と、該空間光変調素子により変調された光による像を拡大するための拡大結像光学系と、該拡大結像光学系による結像面に配され空間光変調素子の各描素部のそれぞれ対応してマイクロレンズをアレイ状に有するマイクロレンズアレイと、該マイクロレンズアレイを通過した光をパターン形成材料やスクリーン上に結像する結像光学系とを備えた露光装置が知られている(非特許文献1及び特許文献1参照)。 As an exposure apparatus using the LDI, light from the light irradiation means is received in accordance with a control signal by a light modulation means having n picture elements for receiving and emitting light from light irradiation means using laser light as a light source. A spatial light modulation element that modulates, an enlargement imaging optical system for enlarging an image of light modulated by the spatial light modulation element, and a spatial light modulation element disposed on an imaging surface of the enlargement imaging optical system An exposure apparatus comprising a microlens array having microlenses arranged in an array corresponding to each pixel part, and an imaging optical system that forms an image of light that has passed through the microlens array on a pattern forming material or a screen Is known (see Non-Patent Document 1 and Patent Document 1).
前記LDIによる露光装置によれば、パターン形成材料やスクリーン上に投影される像のサイズを拡大しても、前記空間光変調素子の各描素部からの光は、マイクロレンズアレイの各マイクロレンズによって集光されて、投影される像における描素サイズ(スポットサイズ)が、逆に、絞られて小さく保たれるので、像の鮮鋭度を高く保つことが可能となる。
また、前記空間光変調素子としては、描素部として、制御信号に応じて反射面の角度を変化させる多数のマイクロミラーをシリコン等の半導体基板上に2次元状に配列させてなるデジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)が知られている(特許文献2参照)。
更に、前記従来の露光装置において、前記マイクロレンズアレイの後側に、更に、該マイクロレンズアレイの各マイクロレンズに対応した開口(アパーチャ)を有する開口板を配置して、対応する前記マイクロレンズを経た光のみが前記開口を通過するようにした露光装置が提案されている(特許文献3参照)。
According to the exposure apparatus based on the LDI, even if the size of the pattern projection material or the image projected on the screen is enlarged, the light from each picture element portion of the spatial light modulator is transmitted to each microlens of the microlens array. On the contrary, the pixel size (spot size) in the image that is condensed and projected by the lens is reduced and kept small, so that the sharpness of the image can be kept high.
In addition, the spatial light modulation element is a digital micro-array in which a large number of micromirrors that change the angle of the reflecting surface according to a control signal are two-dimensionally arranged on a semiconductor substrate such as silicon as a picture element. A mirror device (DMD) is known (see Patent Document 2).
Further, in the conventional exposure apparatus, an aperture plate having an aperture corresponding to each microlens of the microlens array is further arranged on the rear side of the microlens array, and the corresponding microlens is arranged. There has been proposed an exposure apparatus in which only the passed light passes through the opening (see Patent Document 3).
しかしながら、これらの場合、前記マイクロレンズアレイの各マイクロレンズにより集光した光を用いて前記パターン形成材料上に結像させた像が歪んでしまうという問題がある。この問題は、特に空間光変調素子として前記DMDを用いた場合に顕著に認められる。
このため、前記パターン形成材料上に結像させる像の歪みを抑制することにより、保護膜、絶縁膜、配線パターン、光学素子等の微細パターンを高精細に形成可能なパターン形成方法は未だ提供されておらず、更なる改良開発が望まれているのが現状である。
However, in these cases, there is a problem that an image formed on the pattern forming material using the light condensed by each microlens of the microlens array is distorted. This problem is particularly noticeable when the DMD is used as a spatial light modulator.
Therefore, there is still provided a pattern forming method capable of forming a fine pattern such as a protective film, an insulating film, a wiring pattern, and an optical element with high definition by suppressing distortion of an image formed on the pattern forming material. However, the present situation is that further improvement and development is desired.
一方、従来から、300nm〜700nmの紫外光又は可視光レーザ光源を用いた露光装置による露光時の露光時間を短縮して生産性を高めるべく、高感度な感光性組成物として、光ラジカル重合系の感光性組成物が知られている(特許文献4及び5参照)。
しかしながら、この場合、露光時に酸素の影響により、重合反応が阻害され、感光性組成物の感度が低下するという問題がある。
On the other hand, in order to shorten the exposure time at the time of exposure by an exposure apparatus using an ultraviolet light or visible light laser source of 300 nm to 700 nm, and to increase productivity, a photo-radical polymerization system is used as a highly sensitive photosensitive composition. Are known (see Patent Documents 4 and 5).
However, in this case, there is a problem that the polymerization reaction is inhibited due to the influence of oxygen during exposure, and the sensitivity of the photosensitive composition is lowered.
更に、従来より、露光時の酸素の影響を防止するために、感光性フィルムの支持体により、感光層を被覆した状態で、前記感光層を露光し、露光終了後に前記支持体を剥離可能とした技術が知られている(特許文献6参照)。
しかしながら、この場合、前記酸素遮断性支持体による光の散乱や屈折等の影響により、感光性組成物層上に結像させる像にボケ像が生じ、高解像度が得られないという問題がある。
Further, conventionally, in order to prevent the influence of oxygen at the time of exposure, the photosensitive layer is exposed in a state where the photosensitive layer is covered with a support of a photosensitive film, and the support can be peeled off after completion of the exposure. This technique is known (see Patent Document 6).
However, in this case, there is a problem that a blurred image is generated on an image formed on the photosensitive composition layer due to the influence of light scattering and refraction by the oxygen-blocking support and high resolution cannot be obtained.
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであり、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、パターン形成材料上に結像させる像の歪みを抑制することにより、微細パターンを高精細に形成することが可能であり、高感度な感光性組成物を使用可能として、露光時間の短縮を図ることにより、パターン形成における生産性を向上することが可能であり、かつ、高解像度で感光性組成物に所定パターンを形成することが可能なパターン形成方法を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of this present condition, and makes it a subject to solve the said various problems in the past and to achieve the following objectives. That is, the present invention can form a fine pattern with high definition by suppressing distortion of an image formed on a pattern forming material, and can use a highly sensitive photosensitive composition. It is an object of the present invention to provide a pattern forming method capable of improving productivity in pattern formation by shortening the time and capable of forming a predetermined pattern on a photosensitive composition with high resolution. And
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
<1> 少なくとも、基材の表面に、バインダー、重合性化合物、及び光重合開始剤を含む感光性組成物からなる感光層と、酸素遮断層とを前記感光層が前記基材側となるように形成する感光層形成工程と、
光照射手段からの光を受光し出射する描素部をn個有する光変調手段により、前記光照射手段からの光を変調させた後に、前記描素部における出射面の歪みによる収差を補正可能な非球面を有するマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイを通過させた光によって、前記感光層を、露光する露光工程と、
該露光工程により露光された感光層を現像する現像工程と、を含むことを特徴とするパターン形成方法である。
<2> 少なくとも、基材の表面に、バインダー、重合性化合物、及び光重合開始剤を含む感光性組成物からなる感光層と、酸素遮断層とを前記感光層が前記基材側となるように形成する感光層形成工程と、
光照射手段からの光を受光し出射する描素部をn個有する光変調手段により、前記光照射手段からの光を変調させた後に、前記描素部の周辺部からの光を入射させないレンズ開口形状を有するマイクロレンズを配列したマイクロレンズアレイを通過させた光によって、前記感光層を、露光する露光工程と、
該露光工程により露光された感光層を現像する現像工程と、を含むことを特徴とするパターン形成方法である。
<3> マイクロレンズが、描素部における出射面の歪みによる収差を補正可能な非球面を有する前記<2>に記載のパターン形成方法である。
<4> 感光層が、感光性組成物を基材の表面に塗布し、乾燥することにより形成される前記<1>から<3>のいずれかに記載のパターン形成方法である。
<5> 感光層が、支持体と、感光性組成物からなる感光層をこの順に備えてなる感光性フィルムを、該支持体とは反対側の面と基材とが当接するように該基材上に積層し、次いで、支持体を剥離することにより形成される前記<1>から<3>のいずれかに記載のパターン形成方法である。
<6> 酸素遮断層の厚みが、支持体の厚みの1/2以下である前記<5>に記載のパターン形成方法である。
<7> 酸素遮断層の酸素透過率が、50cm3/(m2・day・気圧)以下である前記<1>から<6>のいずれかに記載のパターン形成方法である。
<8> 酸素遮断層が、ポリビニルアルコール及びポリビニルピロリドンを含む前記<1>から<7>のいずれかに記載のパターン形成方法である。
<9> 酸素遮断層が、水溶液に可溶である前記<1>から<8>のいずれかに記載のパターン形成方法である。
<10> 現像工程後に、永久パターンの形成を行う前記<1>から<9>のいずれかに記載のパターン形成方法である。
<11> 保護膜及び層間絶縁膜の少なくともいずれかを形成する前記<10>に記載のパターン形成方法である。
<12> 配線パターンを形成する前記<10>に記載のパターン形成方法である。
<13> 少なくとも、R、G及びBの3原色に着色された感光性組成物を用いて、基材の表面に所定の配置で、R、G及びBの各色毎に、順次、感光層形成工程、露光工程、及び現像工程を繰り返してカラーフィルタを形成する前記<1>から<10>のいずれかに記載のパターン形成方法である。
<14> 非球面が、トーリック面である前記<1>及び<3>から<13>のいずれかに記載のパターン形成方法である。
<15> マイクロレンズが、円形のレンズ開口形状を有する前記<2>から<14>のいずれかに記載のパターン形成方法である。
<16> レンズ開口形状が、そのレンズ面に遮光部を設けることにより規定される前記<2>から<15>のいずれかに記載のパターン形成方法である。
<17> 光変調手段が、n個の描素部の中から連続的に配置された任意のn個未満の前記描素部をパターン情報に応じて制御可能である前記<1>から<16>のいずれかに記載のパターン形成方法である。
<18> 光変調手段が、空間光変調素子である前記<1>から<17>のいずれかに記載のパターン形成方法である。
<19> 空間光変調素子が、デジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)である前記<18>に記載のパターン形成方法である。
<20> 露光が、アパーチャアレイを通して行われる前記<1>から<19>のいずれかに記載のパターン形成方法である。
<21> 露光が、露光光と感光層とを相対的に移動させながら行われる前記<1>から<20>のいずれかに記載のパターン形成方法である。
<22> 光照射手段が、2以上の光を合成して照射可能である前記<1>から<21>のいずれかに記載のパターン形成方法である。
<23> 光照射手段が、複数のレーザと、マルチモード光ファイバと、該複数のレーザからそれぞれ照射されたレーザビームを集光して前記マルチモード光ファイバに結合させる集合光学系とを備える前記<1>から<22>のいずれかに記載のパターン形成方法である。
<24> レーザ光の波長が395〜415nmである前記<23>に記載のパターン形成方法である。
<25> 現像工程後に、感光層に対して硬化処理を行う前記<1>から<10>及び前記<11>から<24>のいずれかに記載のパターン形成方法である。
<26> 硬化処理が、全面露光処理及び120〜200℃で行われる全面加熱処理の少なくともいずれかである前記<25>に記載のパターン形成方法である。
Means for solving the problems are as follows. That is,
<1> At least on the surface of a base material, a photosensitive layer comprising a photosensitive composition containing a binder, a polymerizable compound, and a photopolymerization initiator, and an oxygen blocking layer so that the photosensitive layer is on the base material side. A photosensitive layer forming step to be formed on,
After modulating the light from the light irradiating means by the light modulating means having n picture elements for receiving and emitting the light from the light irradiating means, it is possible to correct aberration due to the distortion of the exit surface in the picture element. An exposure step of exposing the photosensitive layer with light that has passed through a microlens array in which microlenses having aspherical surfaces are arranged; and
And a development step of developing the photosensitive layer exposed in the exposure step.
<2> At least on the surface of the base material, a photosensitive layer made of a photosensitive composition containing a binder, a polymerizable compound, and a photopolymerization initiator, and an oxygen blocking layer so that the photosensitive layer is on the base material side. A photosensitive layer forming step to be formed on,
A lens that does not allow the light from the peripheral portion of the picture element part to enter after the light from the light irradiation means is modulated by the light modulation means having n picture element parts that receive and emit light from the light irradiation means An exposure step of exposing the photosensitive layer with light that has passed through a microlens array in which microlenses having aperture shapes are arranged; and
And a development step of developing the photosensitive layer exposed in the exposure step.
<3> The pattern forming method according to <2>, wherein the microlens has an aspherical surface capable of correcting an aberration due to distortion of the exit surface in the pixel portion.
<4> The pattern forming method according to any one of <1> to <3>, wherein the photosensitive layer is formed by applying a photosensitive composition to a surface of a substrate and drying.
<5> A photosensitive film, in which a photosensitive layer is provided with a support and a photosensitive layer made of a photosensitive composition in this order, such that the surface opposite to the support is in contact with the substrate. The pattern forming method according to any one of <1> to <3>, wherein the pattern is formed by laminating on a material and then peeling the support.
<6> The pattern forming method according to <5>, wherein the oxygen blocking layer has a thickness of ½ or less of the thickness of the support.
<7> The pattern forming method according to any one of <1> to <6>, wherein the oxygen permeability of the oxygen blocking layer is 50 cm 3 / (m 2 · day · atmospheric pressure) or less.
<8> The pattern forming method according to any one of <1> to <7>, wherein the oxygen blocking layer contains polyvinyl alcohol and polyvinylpyrrolidone.
<9> The pattern forming method according to any one of <1> to <8>, wherein the oxygen blocking layer is soluble in an aqueous solution.
<10> The pattern forming method according to any one of <1> to <9>, wherein a permanent pattern is formed after the development step.
<11> The pattern forming method according to <10>, wherein at least one of a protective film and an interlayer insulating film is formed.
<12> The pattern forming method according to <10>, wherein the wiring pattern is formed.
<13> Using at least a photosensitive composition colored in the three primary colors of R, G, and B, forming a photosensitive layer sequentially for each color of R, G, and B in a predetermined arrangement on the surface of the substrate. The pattern forming method according to any one of <1> to <10>, wherein a color filter is formed by repeating a step, an exposure step, and a development step.
<14> The pattern forming method according to any one of <1> and <3> to <13>, wherein the aspherical surface is a toric surface.
<15> The pattern forming method according to any one of <2> to <14>, wherein the microlens has a circular lens opening shape.
<16> The pattern forming method according to any one of <2> to <15>, wherein the lens opening shape is defined by providing a light shielding portion on the lens surface.
<17> The <1> to <16, wherein the light modulation unit is capable of controlling any less than n pixel elements arranged continuously from n pixel elements in accordance with pattern information. > The pattern forming method according to any one of the above.
<18> The pattern forming method according to any one of <1> to <17>, wherein the light modulation unit is a spatial light modulation element.
<19> The pattern forming method according to <18>, wherein the spatial light modulation element is a digital micromirror device (DMD).
<20> The pattern forming method according to any one of <1> to <19>, wherein the exposure is performed through an aperture array.
<21> The pattern forming method according to any one of <1> to <20>, wherein the exposure is performed while relatively moving the exposure light and the photosensitive layer.
<22> The pattern forming method according to any one of <1> to <21>, wherein the light irradiation unit can synthesize and irradiate two or more lights.
<23> The light irradiation unit includes a plurality of lasers, a multimode optical fiber, and a collective optical system that collects and couples the laser beams irradiated from the plurality of lasers to the multimode optical fiber. The pattern forming method according to any one of <1> to <22>.
<24> The pattern forming method according to <23>, wherein the wavelength of the laser beam is 395 to 415 nm.
<25> The pattern forming method according to any one of <1> to <10> and <11> to <24>, wherein the photosensitive layer is cured after the development step.
<26> The pattern forming method according to <25>, wherein the curing process is at least one of an entire surface exposure process and an entire surface heat treatment performed at 120 to 200 ° C.
本発明によると、従来における問題を解決することができ、パターン形成材料上に結像させる像の歪みを抑制することにより、微細パターンを高精細に形成することが可能であり、高感度な感光性組成物を使用可能として、露光時間の短縮を図ることにより、パターン形成における生産性を向上することが可能であり、かつ、高解像度で感光性組成物に所定パターンを形成することが可能なパターン形成方法を提供することができる。 According to the present invention, conventional problems can be solved, and by suppressing distortion of an image formed on a pattern forming material, it is possible to form a fine pattern with high definition and high sensitivity. The photosensitive composition can be used and the exposure time can be shortened to improve the productivity in pattern formation, and a predetermined pattern can be formed on the photosensitive composition with high resolution. A pattern forming method can be provided.
(パターン形成方法)
本発明のパターン形成方法は、少なくとも、感光層形成工程と、露光工程と、現像工程とを含んでなり、更に、適宜選択されたその他の工程を有する。
(Pattern formation method)
The pattern forming method of the present invention includes at least a photosensitive layer forming step, an exposure step, and a developing step, and further includes other steps appropriately selected.
本発明のパターン形成方法としては、少なくとも前記工程を有し、所定のパターンを形成するパターン形成方法であれば、その用途等、特に限定されるものではなく、適宜選択することができるが、現像工程後に永久パターンの形成を行うことが好ましい。
前記永久パターンの形成を行うパターン形成方法の具体例としては、特に制限はないが、例えば、第1の形態のパターン形成方法としては、少なくとも、基材の表面に、感光層と、酸素遮断層とを前記感光層が前記基材側となるように形成することにより、基材の表面をフォトソルダレジスト層で覆う感光層形成工程、前記感光層を露光する露光工程、及び該感光層を現像する現像工程を有し、前記感光層を基板上に所定のパターンで残して、該基板上に所定のパターンを形成する方法が挙げられ、
第2の形態のパターン形成方法としては、少なくとも、基材の表面に、感光層と、酸素遮断層とを前記感光層が前記基材側となるように形成することにより、基材の表面を配線パターンのパターニング時にマスクパターンとして用いられる回路形成用フォトレジスト層で覆う感光層形成工程、前記感光層を露光する露光工程、該感光層をマスクパターンにして基板をエッチングした後に除去して、基板上に配線パターンを形成する方法が挙げられ、
第3の形態のパターン形成方法としては、少なくとも、基材の表面に、3原色のうちの1の色に着色された感光層と、酸素遮断層とを前記感光層が前記基材側となるように形成することにより、基材の表面をカラーレジスト層で覆う感光層形成工程、前記感光層を露光する露光工程、及び該感光層を現像する現像工程を有し、前記感光層を基板上に所定のパターンで残して、該基板上に所定の色の画素を形成し、次いで、順次、3原色の他の色についても、感光層形成工程、露光工程、及び現像工程を繰り返して所定の色の画素を形成して、基板上にモザイク状又はストライプ状に各色の画素が配置されたカラーフィルタを形成する方法が挙げられる。
The pattern forming method of the present invention is not particularly limited as long as it is a pattern forming method that has at least the above-described steps and forms a predetermined pattern, and can be appropriately selected. It is preferable to form a permanent pattern after the process.
A specific example of the pattern forming method for forming the permanent pattern is not particularly limited. For example, as the pattern forming method of the first embodiment, at least a photosensitive layer and an oxygen blocking layer are formed on the surface of the substrate. Are formed so that the photosensitive layer is on the substrate side, a photosensitive layer forming step for covering the surface of the substrate with a photo solder resist layer, an exposure step for exposing the photosensitive layer, and developing the photosensitive layer And a developing step of leaving the photosensitive layer in a predetermined pattern on the substrate, and forming a predetermined pattern on the substrate,
As a pattern forming method of the second embodiment, at least the surface of the substrate is formed by forming a photosensitive layer and an oxygen blocking layer on the surface of the substrate so that the photosensitive layer is on the substrate side. A photosensitive layer forming step for covering with a circuit forming photoresist layer used as a mask pattern when patterning a wiring pattern, an exposure step for exposing the photosensitive layer, etching the substrate using the photosensitive layer as a mask pattern, and removing the substrate. There is a method of forming a wiring pattern on the top,
As a pattern forming method of the third embodiment, at least the surface of the base material is a photosensitive layer colored in one of three primary colors and an oxygen blocking layer, and the photosensitive layer is on the base material side. Forming a photosensitive layer by covering the surface of the base material with a color resist layer, an exposure step of exposing the photosensitive layer, and a developing step of developing the photosensitive layer, and the photosensitive layer on the substrate In the predetermined pattern, pixels of a predetermined color are formed on the substrate, and then the photosensitive layer forming process, the exposure process, and the developing process are sequentially repeated for the other three primary colors. There is a method of forming color pixels and forming a color filter in which pixels of each color are arranged in a mosaic or stripe pattern on a substrate.
本発明のパターン形成方法としては、前記ソルダレジスト及び基板上に形成される前記配線パターン、前記カラーレジスト層によって形成された前記カラーフィルタの画素などがパターンとなる。
本発明のパターン形成方法としては、現像工程後に形成される永久パターンが、保護膜及び層間絶縁膜の少なくともいずれかを形成する方法であることが好ましい。
In the pattern forming method of the present invention, the solder resist, the wiring pattern formed on the substrate, the pixel of the color filter formed by the color resist layer, and the like are patterns.
In the pattern forming method of the present invention, the permanent pattern formed after the development step is preferably a method of forming at least one of a protective film and an interlayer insulating film.
[感光層形成工程]
感光層形成工程は、少なくとも、基材の表面に、バインダー、重合性化合物、及び光重合開始剤を含む感光性組成物からなる感光層と、酸素遮断層とを前記感光層が前記基材側となるように形成し、更に、適宜選択されたその他の層を形成する工程である。
[Photosensitive layer forming step]
The photosensitive layer forming step includes at least a photosensitive layer comprising a photosensitive composition containing a binder, a polymerizable compound, and a photopolymerization initiator on the surface of the substrate, and an oxygen blocking layer. And forming other layers appropriately selected.
前記感光層、酸素遮断層、及びその他の層を形成する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、塗布により形成する方法、シート状の各層を加圧及び加熱の少なくともいずれかを行うことにより、ラミネートすることにより形成する方法、それらの併用などが挙げられる。
前記感光層形成工程としては、以下に示す第1の態様の感光層形成工程及び第2の態様の感光層形成工程が好適に挙げられる。
第1の態様の感光層形成工程としては、前記感光性組成物を基材の表面に塗布し、乾燥することにより、基材の表面に、少なくとも、感光層を形成し、次いで、前記感光層上に直接又は、適宜選択されるその他の層を介して、酸素遮断層組成物を塗布し、乾燥等することにより前記感光層上に酸素遮断層を形成し、更に、適宜選択されるその他の層を形成する工程が挙げられる。
The method for forming the photosensitive layer, oxygen blocking layer, and other layers is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a method for forming by coating, pressurizing each sheet-like layer And a method of forming by laminating by performing at least one of heating and a combination thereof.
Suitable examples of the photosensitive layer forming step include the photosensitive layer forming step of the first aspect and the photosensitive layer forming step of the second aspect described below.
In the photosensitive layer forming step of the first aspect, at least a photosensitive layer is formed on the surface of the substrate by applying the photosensitive composition to the surface of the substrate and drying, and then the photosensitive layer An oxygen blocking layer composition is applied directly or through other layers appropriately selected, and dried to form an oxygen blocking layer on the photosensitive layer. The process of forming a layer is mentioned.
第2の態様の感光層形成工程としては、前記基材の表面に、支持体と、感光性組成物からなる感光層を備えてなり、更に、必要に応じて適宜選択されるその他の層とを備える感光性フィルムを加熱及び加圧の少なくともいずれかを行いながら積層する方法が挙げられ、前記感光性フィルムを、前記支持体とは反対側の面と前記基材とが当接するように該基材上に積層し、次いで、支持体を剥離する方法が好適に挙げられる。
前記支持体を剥離することにより、支持体による光の散乱や屈折等の影響により、感光性組成物層上に結像させる像にボケ像が生じることが防止され、所定のパターンが高解像度で得られる。
なお、前記感光性フィルムが、後述する保護フィルムを有する場合には、該保護フィルムを剥離し、前記基材に前記感光層が重なるようにして積層することが好ましい。
The photosensitive layer forming step of the second aspect includes a support and a photosensitive layer made of a photosensitive composition on the surface of the substrate, and other layers appropriately selected as necessary. And a method of laminating the photosensitive film while performing at least one of heating and pressurization, and the photosensitive film is placed so that the surface on the side opposite to the support is in contact with the substrate. A method of laminating on a substrate and then peeling the support is preferred.
By peeling off the support, it is possible to prevent a blurred image from being formed on an image formed on the photosensitive composition layer due to light scattering or refraction by the support, and a predetermined pattern with high resolution. can get.
In addition, when the said photosensitive film has a protective film mentioned later, it is preferable to peel this protective film and to laminate | stack so that the said photosensitive layer may overlap with the said base material.
第1の態様の感光層形成工程において、前記塗布及び乾燥の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記基材の表面に、前記感光性組成物を、水又は溶剤に溶解、乳化又は分散させて感光性組成物溶液を調製し、該溶液を直接塗布し、乾燥させることにより積層する方法が挙げられる。 In the photosensitive layer forming step of the first aspect, the coating and drying method is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, the photosensitive composition is formed on the surface of the substrate. Can be dissolved, emulsified or dispersed in water or a solvent to prepare a photosensitive composition solution, and the solution can be directly applied and dried for lamination.
前記感光性組成物溶液の溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。 There is no restriction | limiting in particular as a solvent of the said photosensitive composition solution, According to the objective, it can select suitably.
前記塗布の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スピンコーター、スリットスピンコーター、ロールコーター、ダイコーター、カーテンコーターなどを用いて、前記基材に直接塗布する方法が挙げられる。
前記乾燥の条件としては、各成分、溶媒の種類、使用割合等によっても異なるが、通常60〜110℃の温度で30秒間〜15分間程度である。
The coating method is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, using a spin coater, a slit spin coater, a roll coater, a die coater, a curtain coater, etc. The method of apply | coating is mentioned.
The drying conditions vary depending on each component, the type of solvent, the use ratio, and the like, but are usually about 60 to 110 ° C. for about 30 seconds to 15 minutes.
前記感光層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記フォトソルダレジスト層としての感光層の厚みとしては、1〜150μmが好ましく、5〜100μmがより好ましく、10〜80μmが特に好ましい。
また、前記回路形成用フォトレジスト層としての感光層の厚みとしては、0.5〜100μmが好ましく、1〜50μmがより好ましく、2〜10μmが特に好ましい。更に、カラーレジスト層としての感光層の厚みとしては、0.5〜10μmが好ましく、0.75〜6μmがより好ましく、1〜3μmが特に好ましい。
The thickness of the photosensitive layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, the thickness of the photosensitive layer as the photo solder resist layer is preferably 1 to 150 μm, preferably 5 to 100 μm. Is more preferable, and 10 to 80 μm is particularly preferable.
The thickness of the photosensitive layer as the circuit forming photoresist layer is preferably 0.5 to 100 μm, more preferably 1 to 50 μm, and particularly preferably 2 to 10 μm. Furthermore, the thickness of the photosensitive layer as the color resist layer is preferably 0.5 to 10 μm, more preferably 0.75 to 6 μm, and particularly preferably 1 to 3 μm.
第1の態様の感光層形成工程において、形成されるその他の層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、クッション層、剥離層、接着層、光吸収層、表面保護層などが挙げられる。
前記その他の層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シート状に形成されたその他の層を積層する方法などが挙げられる。
In the photosensitive layer forming step of the first aspect, the other layers to be formed are not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. For example, a cushion layer, a release layer, an adhesive layer, a light absorption layer And a surface protective layer.
There is no restriction | limiting in particular as a formation method of the said other layer, According to the objective, it can select suitably, For example, the method of laminating | stacking the other layer formed in the sheet form etc. are mentioned.
前記第2の態様の感光層形成工程において、前記加熱温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、70〜130℃が好ましく、80〜110℃がより好ましい。
前記加圧の圧力としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、0.01〜1.0MPaが好ましく、0.05〜1.0MPaがより好ましい。
In the photosensitive layer forming step of the second aspect, the heating temperature is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, it is preferably 70 to 130 ° C, more preferably 80 to 110 ° C. preferable.
There is no restriction | limiting in particular as a pressure of the said pressurization, Although it can select suitably according to the objective, For example, 0.01-1.0 MPa is preferable and 0.05-1.0 MPa is more preferable.
前記加熱及び加圧の少なくともいずれかを行う装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ヒートプレス、ヒートロールラミネーター(例えば、大成ラミネーター株式会社社製、VP−II、(株)日立インダストリイズ製、LamicII型)、真空ラミネーター(例えば、名機製作所製、MVLP500)などが好適に挙げられる。 There is no restriction | limiting in particular as an apparatus which performs at least any one of the said heating and pressurization, According to the objective, it can select suitably, For example, heat press, heat roll laminator (For example, Taisei Laminator Co., Ltd. make, VP -II, manufactured by Hitachi Industries, Ltd., Lamic II type), vacuum laminator (for example, MVLP500 manufactured by Meiki Seisakusho) and the like are preferable.
前記支持体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記感光層を剥離可能であり、かつ光の透過性が良好であるのが好ましく、更に表面の平滑性が良好であるのがより好ましい。 The support is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. However, it is preferable that the photosensitive layer can be peeled off and that light transmittance is good, and that the surface is smooth. Is more preferable.
前記支持体の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、4〜300μmが好ましく、5〜175μmがより好ましく、10〜100μmが特に好ましい。 There is no restriction | limiting in particular as thickness of the said support body, Although it can select suitably according to the objective, For example, 4-300 micrometers is preferable, 5-175 micrometers is more preferable, and 10-100 micrometers is especially preferable.
前記支持体の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、長尺状が好ましい。前記長尺状の支持体の長さとしては、特に制限はなく、例えば、10m〜20000mの長さのものが挙げられる。 There is no restriction | limiting in particular as a shape of the said support body, Although it can select suitably according to the objective, A long shape is preferable. There is no restriction | limiting in particular as the length of the said elongate support body, For example, the thing of length 10m-20000m is mentioned.
前記支持体は、合成樹脂製で、かつ透明であるものが好ましく、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、三酢酸セルロース、二酢酸セルロース、ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル、ポリ(メタ)アクリル酸エステル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリスチレン、セロファン、ポリ塩化ビニリデン共重合体、ポリアミド、ポリイミド、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体、ポリテトラフロロエチレン、ポリトリフロロエチレン、セルロース系フィルム、ナイロンフィルム等の各種のプラスチックフィルムが挙げられ、これらの中でも、ポリエチレンテレフタレートが特に好ましい。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
なお、前記支持体としては、例えば、特開平4−208940号公報、特開平5−80503号公報、特開平5−173320号公報、特開平5−72724号公報などに記載の支持体を用いることもできる。
The support is preferably made of a synthetic resin and transparent, for example, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polypropylene, polyethylene, cellulose triacetate, cellulose diacetate, poly (meth) acrylic acid alkyl ester, poly ( (Meth) acrylic acid ester copolymer, polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol, polycarbonate, polystyrene, cellophane, polyvinylidene chloride copolymer, polyamide, polyimide, vinyl chloride / vinyl acetate copolymer, polytetrafluoroethylene, polytrifluoro Various plastic films, such as ethylene, a cellulose film, and a nylon film, are mentioned, Among these, polyethylene terephthalate is particularly preferable. These may be used alone or in combination of two or more.
As the support, for example, the support described in JP-A-4-208940, JP-A-5-80503, JP-A-5-173320, JP-A-5-72724, or the like is used. You can also.
前記感光性フィルムにおける感光層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、3〜100μmが好ましく、8〜50μmがより好ましく、10〜40μmが特に好ましい。 There is no restriction | limiting in particular as the thickness of the photosensitive layer in the said photosensitive film, Although it can select suitably according to the objective, For example, 3-100 micrometers is preferable, 8-50 micrometers is more preferable, 10-40 micrometers is especially preferable. .
前記感光性フィルムにおける感光層の形成は、前記基材への前記感光性組成物溶液の塗布及び乾燥(前記第1の態様の感光層形成方法)と同様な方法で行うことができ、例えば、該感光性組成物溶液をスピンコーター、スリットスピンコーター、ロールコーター、ダイコーター、カーテンコーターなどを用いて塗布する方法が挙げられる。 Formation of the photosensitive layer in the photosensitive film can be performed by a method similar to the application and drying of the photosensitive composition solution to the substrate (the photosensitive layer forming method of the first aspect), for example, Examples of the method include applying the photosensitive composition solution using a spin coater, a slit spin coater, a roll coater, a die coater, a curtain coater, or the like.
前記保護フィルムは、前記感光層の汚れや損傷を防止し、保護する機能を有するフィルムである。
前記保護フィルムの厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、5〜100μmが好ましく、8〜50μmがより好ましく、10〜40μmがより好ましい。
The protective film is a film having a function of preventing and protecting the photosensitive layer from being stained and damaged.
There is no restriction | limiting in particular as thickness of the said protective film, Although it can select suitably according to the objective, For example, 5-100 micrometers is preferable, 8-50 micrometers is more preferable, 10-40 micrometers is more preferable.
前記保護フィルムの前記感光性フィルムにおいて設けられる箇所としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、通常、前記感光層上に設けられる。 There is no restriction | limiting in particular as a location provided in the said photosensitive film of the said protective film, Although it can select suitably according to the objective, Usually, it provides on the said photosensitive layer.
前記保護フィルムを用いる場合、前記感光層及び前記支持体の接着力Aと、前記感光層及び保護フィルムの接着力Bとの関係としては、接着力A>接着力Bであることが好適である。 When the protective film is used, the relationship between the adhesive force A of the photosensitive layer and the support and the adhesive force B of the photosensitive layer and the protective film is preferably adhesive force A> adhesive force B. .
前記支持体と前記保護フィルムとの静摩擦係数としては、0.3〜1.4が好ましく、0.5〜1.2がより好ましい。
前記静摩擦係数が、0.3未満であると、滑り過ぎるため、ロール状にした場合に巻ズレが発生することがあり、1.4を超えると、良好なロール状に巻くことが困難となることがある。
The coefficient of static friction between the support and the protective film is preferably 0.3 to 1.4, and more preferably 0.5 to 1.2.
When the coefficient of static friction is less than 0.3, it slips too much, so when it is made into a roll, winding deviation may occur. When it exceeds 1.4, it becomes difficult to wind into a good roll. Sometimes.
前記保護フィルムとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記支持体に使用されるもの、シリコーン紙、ポリエチレン、ポリプロピレンがラミネートされた紙、ポリオレフィン又はポリテトラフルオロエチレンシート、などが挙げられ、これらの中でも、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルムなどが特に好ましいものとして挙げられる。
前記支持体と保護フィルムとの組合せ(支持体/保護フィルム)としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート/ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート/ポリエチレン、ポリ塩化ビニル/セロフアン、ポリイミド/ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート/ポリエチレンテレフタレートなどが挙げられる。
The protective film is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include those used for the support, silicone paper, polyethylene, polypropylene laminated paper, polyolefin or polytetrafluoro. An ethylene sheet etc. are mentioned, Among these, a polyethylene film, a polypropylene film, etc. are mentioned as a particularly preferable thing.
Examples of the combination of the support and the protective film (support / protective film) include polyethylene terephthalate / polypropylene, polyethylene terephthalate / polyethylene, polyvinyl chloride / cellophane, polyimide / polypropylene, polyethylene terephthalate / polyethylene terephthalate, and the like. .
前記保護フィルムとしては、上述の接着力の関係を満たすために、前記保護フィルムと前記感光層との接着性を調整するために表面処理することが好ましい。
前記支持体の表面処理方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、下塗層の塗設、コロナ放電処理、火炎処理、紫外線照射処理、高周波照射処理、グロー放電照射処理、活性プラズマ照射処理、レーザ光線照射処理などが挙げられる。
前記下塗層の塗設方法の具体例としては、例えば、前記保護フィルムの表面に、ポリオルガノシロキサン、弗素化ポリオレフィン、ポリフルオロエチレン、ポリビニルアルコール等のポリマーからなる下塗層を形成させる。該下塗層の形成は、前記ポリマーの塗布液を前記保護フィルムの表面に塗布した後、30〜150℃(特に50〜120℃)で1〜30分間乾燥させることにより形成する方法が挙げられる。
The protective film is preferably subjected to a surface treatment in order to adjust the adhesiveness between the protective film and the photosensitive layer in order to satisfy the above-described adhesive force relationship.
The surface treatment method of the support is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose.For example, coating of a primer layer, corona discharge treatment, flame treatment, ultraviolet irradiation treatment, high-frequency irradiation treatment, Examples include glow discharge irradiation treatment, active plasma irradiation treatment, and laser beam irradiation treatment.
As a specific example of the method for applying the undercoat layer, for example, an undercoat layer made of a polymer such as polyorganosiloxane, fluorinated polyolefin, polyfluoroethylene, or polyvinyl alcohol is formed on the surface of the protective film. The undercoat layer may be formed by applying the polymer coating solution on the surface of the protective film and then drying it at 30 to 150 ° C. (especially 50 to 120 ° C.) for 1 to 30 minutes. .
第2の態様の感光層形成工程において、形成される前記その他の層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、クッション層、剥離層、接着層、光吸収層、表面保護層などが挙げられる。
前記クッション層は、常温ではタック性が無く、真空・加熱条件で積層した場合に軟化し、流動する層である。
In the photosensitive layer forming step of the second aspect, the other layer to be formed is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, a cushion layer, a release layer, an adhesive layer, light absorption Layer, surface protective layer, and the like.
The cushion layer is a layer that has no tackiness at room temperature and softens and flows when laminated under vacuum and heating conditions.
前記感光性フィルムの構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記支持体上に、前記感光層、前記保護膜フィルムをこの順に有してなる形態、前記支持体上に、前記クッション層、前記感光層、前記保護フィルムをこの順に有してなる形態などが挙げられる。なお、前記感光層は、単層であってもよいし、複数層であってもよい。 The structure of the photosensitive film is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose.For example, the photosensitive layer and the protective film are formed on the support in this order, The form etc. which have the said cushion layer, the said photosensitive layer, and the said protective film in this order on the said support body are mentioned. The photosensitive layer may be a single layer or a plurality of layers.
前記感光性フィルムは、例えば、円筒状の巻芯に巻き取って、長尺状でロール状に巻かれて保管されるのが好ましい。前記長尺状の感光性フィルムの長さとしては、特に制限はなく、例えば、10m〜20,000mの範囲から適宜選択することができる。また、ユーザーが使いやすいようにスリット加工し、100m〜1,000mの範囲の長尺体をロール状にしてもよい。なお、この場合には、前記支持体が一番外側になるように巻き取られるのが好ましい。また、前記ロール状の感光性フィルムをシート状にスリットしてもよい。保管の際、端面の保護、エッジフュージョンを防止する観点から、端面にはセパレーター(特に防湿性のもの、乾燥剤入りのもの)を設置するのが好ましく、また梱包も透湿性の低い素材を用いるのが好ましい。 The photosensitive film is preferably stored, for example, wound around a cylindrical core, wound in a long roll shape. There is no restriction | limiting in particular as the length of the said elongate photosensitive film, For example, it can select suitably from the range of 10m-20,000m. Further, slitting may be performed so that the user can easily use, and a long body in the range of 100 m to 1,000 m may be formed into a roll. In this case, it is preferable that the support is wound up so as to be the outermost side. Moreover, you may slit the said roll-shaped photosensitive film in a sheet form. When storing, from the viewpoint of protecting the end face and preventing edge fusion, it is preferable to install a separator (particularly moisture-proof and containing a desiccant) on the end face, and use a low moisture-permeable material for packaging. Is preferred.
前記感光性フィルムは、プリント配線板、カラーフィルタや柱材、リブ材、スペーサー、隔壁などのディスプレイ用部材、ホログラム、マイクロマシン、プルーフなどの永久パターン形成用として広く用いることができ、本発明の永久パターン形成方法に好適に用いることができる。
特に、前記感光性フィルムは、該フィルムの厚みが均一であるため、永久パターンの形成に際し、前記基材への積層がより精細に行われる。
The photosensitive film can be widely used for forming a permanent pattern such as a printed wiring board, a color filter, a pillar material, a rib material, a spacer, a display member such as a partition, a hologram, a micromachine, a proof, and the like. It can be suitably used for a pattern forming method.
In particular, since the photosensitive film has a uniform thickness, the film is more precisely laminated on the substrate when a permanent pattern is formed.
なお、前記第2の態様の感光層形成方法により形成された感光層を有する積層体への露光方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、支持体上にクッション層、感光層の順に有するフィルムの場合は、前記支持体及びクッション層を剥離した後、前記酸素遮断層を介して前記感光層を露光する。 In addition, there is no restriction | limiting in particular as an exposure method to the laminated body which has the photosensitive layer formed by the photosensitive layer forming method of the said 2nd aspect, According to the objective, it can select suitably, For example, on a support body In the case of a film having a cushion layer and a photosensitive layer in this order, the support and the cushion layer are peeled off, and then the photosensitive layer is exposed through the oxygen blocking layer.
<感光層>
前記感光層形成工程で形成される感光層としては、少なくともバインダー、重合性化合物、及び光重合開始剤を含み、更に必要に応じて適宜選択されるその他の成分を含む感光性組成物を用いてなる。
<Photosensitive layer>
As the photosensitive layer formed in the photosensitive layer forming step, a photosensitive composition containing at least a binder, a polymerizable compound, and a photopolymerization initiator and further containing other components appropriately selected as necessary is used. Become.
前記感光層形成工程で形成される感光層としては、前記第1の形態のパターン形成方法におけるフォトソルダレジスト層を構成する感光層、第2の形態のパターン形成方法における回路形成用フォトレジスト層を構成する感光層、第3の形態のパターン形成方法におけるカラーレジスト層を構成する感光層などが好適に挙げられる。 The photosensitive layer formed in the photosensitive layer forming step includes a photosensitive layer constituting a photo solder resist layer in the pattern forming method of the first embodiment, and a circuit forming photoresist layer in the pattern forming method of the second embodiment. Preferred examples include a photosensitive layer constituting the photosensitive layer, and a photosensitive layer constituting the color resist layer in the pattern forming method of the third embodiment.
−フォトソルダレジスト層を構成する感光層−
前記フォトソルダレジスト層を構成する感光層を形成する感光性組成物としては、特に制限はなく、公知の感光性組成物の中から適宜選択することができるが、例えば、バインダーと、重合性化合物と、光重合性開始剤と、熱架橋剤を少なくとも含み、更に必要に応じて、着色顔料、体質顔料、熱重合禁止剤、界面活性剤などのその他の成分を含むものが好ましい。
-Photosensitive layer constituting the photo solder resist layer-
There is no restriction | limiting in particular as a photosensitive composition which forms the photosensitive layer which comprises the said photo solder resist layer, Although it can select suitably from well-known photosensitive compositions, For example, a binder, a polymeric compound, etc. And at least a photopolymerization initiator and a thermal crosslinking agent, and further containing other components such as a color pigment, an extender pigment, a thermal polymerization inhibitor, and a surfactant as necessary.
<<バインダー>>
前記第1の態様の感光層に含まれる前記バインダーとしては、例えば、アルカリ性水溶液に対して膨潤性であるのが好ましく、アルカリ性水溶液に対して可溶性であるのがより好ましい。
アルカリ性水溶液に対して膨潤性又は溶解性を示すバインダーとしては、例えば、酸性基を有するものが好適に挙げられる。
<< Binder >>
The binder contained in the photosensitive layer of the first aspect is preferably, for example, swellable in an alkaline aqueous solution, and more preferably soluble in an alkaline aqueous solution.
As the binder exhibiting swellability or solubility with respect to the alkaline aqueous solution, for example, those having an acidic group are preferably exemplified.
前記酸性基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基などが挙げられ、これらの中でもカルボキシル基が好ましい。
カルボキシル基を有するバインダーとしては、例えば、カルボキシル基を有するビニル共重合体、ポリウレタン樹脂、ポリアミド酸樹脂、変性エポキシ樹脂などが挙げられ、これらの中でも、塗布溶媒への溶解性、アルカリ現像液への溶解性、合成適性、膜物性の調製の容易さ等の観点からカルボキシル基を有するビニル共重合体が好ましい。
There is no restriction | limiting in particular as said acidic group, According to the objective, it can select suitably, For example, a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group etc. are mentioned, Among these, a carboxyl group is preferable.
Examples of the binder having a carboxyl group include a vinyl copolymer having a carboxyl group, a polyurethane resin, a polyamic acid resin, and a modified epoxy resin. Among these, the solubility in a coating solvent, the solubility in an alkali developer, and the like. A vinyl copolymer having a carboxyl group is preferable from the viewpoint of solubility, suitability for synthesis, ease of preparation of film properties, and the like.
前記カルボキシル基を有するビニル共重合体は、少なくとも(1)カルボキシル基を有するビニルモノマー、及び(2)これらと共重合可能なモノマーとの共重合により得ることができる。 The vinyl copolymer having a carboxyl group can be obtained by copolymerization of at least (1) a vinyl monomer having a carboxyl group, and (2) a monomer copolymerizable therewith.
前記カルボキシル基を有するビニルモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、ビニル安息香酸、マレイン酸、マレイン酸モノアルキルエステル、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、桂皮酸、アクリル酸ダイマー、水酸基を有する単量体(例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等)と環状無水物(例えば、無水マレイン酸や無水フタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物)との付加反応物、ω−カルボキシ−ポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらの中でも、共重合性やコスト、溶解性などの観点から(メタ)アクリル酸が特に好ましい。
また、カルボキシル基の前駆体として無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等の無水物を有するモノマーを用いてもよい。
Examples of the vinyl monomer having a carboxyl group include (meth) acrylic acid, vinyl benzoic acid, maleic acid, maleic acid monoalkyl ester, fumaric acid, itaconic acid, crotonic acid, cinnamic acid, acrylic acid dimer, and hydroxyl group. An addition reaction product of a monomer (for example, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate) and a cyclic anhydride (for example, maleic anhydride, phthalic anhydride, cyclohexanedicarboxylic anhydride), ω-carboxy-polycaprolactone mono Examples include (meth) acrylate. Among these, (meth) acrylic acid is particularly preferable from the viewpoints of copolymerizability, cost, solubility, and the like.
Moreover, you may use the monomer which has anhydrides, such as maleic anhydride, itaconic anhydride, and citraconic anhydride, as a precursor of a carboxyl group.
前記その他の共重合可能なモノマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、(メタ)アクリル酸エステル類、クロトン酸エステル類、ビニルエステル類、マレイン酸ジエステル類、フマル酸ジエステル類、イタコン酸ジエステル類、(メタ)アクリルアミド類、ビニルエーテル類、ビニルアルコールのエステル類、スチレン類、(メタ)アクリロニトリル、ビニル基が置換した複素環式基(例えば、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルカルバゾール等)、N−ビニルホルムアミド、N−ビニルアセトアミド、N−ビニルイミダゾール、ビニルカプロラクトン、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、リン酸モノ(2―アクリロイルオキシエチルエステル)、リン酸モノ(1−メチル−2―アクリロイルオキシエチルエステル)、官能基(例えば、ウレタン基、ウレア基、スルホンアミド基、フェノール基、イミド基)を有するビニルモノマーなどが挙げられる。 The other copolymerizable monomer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include (meth) acrylic acid esters, crotonic acid esters, vinyl esters, and maleic acid diesters. , Fumaric acid diesters, itaconic acid diesters, (meth) acrylamides, vinyl ethers, esters of vinyl alcohol, styrenes, (meth) acrylonitrile, heterocyclic groups substituted with vinyl groups (eg, vinylpyridine, Vinylpyrrolidone, vinylcarbazole, etc.), N-vinylformamide, N-vinylacetamide, N-vinylimidazole, vinylcaprolactone, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, phosphoric acid mono (2-acryloyloxyethyl ester), phosphorus Acid mono (1- Chill-2-acryloyloxyethyl ester), functional groups (e.g., a urethane group, a urea group, a sulfonamide group, a phenol group and a vinyl monomer and the like having an imide group).
前記(メタ)アクリル酸エステル類としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、t−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、t−オクチル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、アセトキシエチル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、2−(2−メトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、3−フェノキシ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールモノエチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノエチルエーテル(メタ)アクリレート、β−フェノキシエトキシエチルアクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、トリフロロエチル(メタ)アクリレート、オクタフロロペンチル(メタ)アクリレート、パーフロロオクチルエチル(メタ)アクリレート、トリブロモフェニル(メタ)アクリレート、トリブロモフェニルオキシエチル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。 Examples of the (meth) acrylic acid esters include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, and isobutyl (meth) ) Acrylate, t-butyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, t-butylcyclohexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, t-octyl (meth) acrylate, Dodecyl (meth) acrylate, octadecyl (meth) acrylate, acetoxyethyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-methoxyethyl (meth) acrylate 2-ethoxyethyl (meth) acrylate, 2- (2-methoxyethoxy) ethyl (meth) acrylate, 3-phenoxy-2-hydroxypropyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, diethylene glycol monomethyl ether (meta ) Acrylate, diethylene glycol monoethyl ether (meth) acrylate, diethylene glycol monophenyl ether (meth) acrylate, triethylene glycol monomethyl ether (meth) acrylate, triethylene glycol monoethyl ether (meth) acrylate, polyethylene glycol monomethyl ether (meth) acrylate , Polyethylene glycol monoethyl ether (meth) acrylate, β-phenoxyethoxyethyl acrylate, Nylphenoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, dicyclopentenyl (meth) acrylate, dicyclopentenyloxyethyl (meth) acrylate, trifluoroethyl (meth) acrylate, octafluoropentyl (meth) Examples thereof include acrylate, perfluorooctylethyl (meth) acrylate, tribromophenyl (meth) acrylate, and tribromophenyloxyethyl (meth) acrylate.
前記クロトン酸エステル類としては、例えば、クロトン酸ブチル、クロトン酸ヘキシルなどが挙げられる。 Examples of the crotonic acid esters include butyl crotonate and hexyl crotonate.
前記ビニルエステル類としては、例えば、ビニルアセテート、ビニルプロピオネート、ビニルブチレート、ビニルメトキシアセテート、安息香酸ビニルなどが挙げられる。 Examples of the vinyl esters include vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl methoxyacetate, vinyl benzoate, and the like.
前記マレイン酸ジエステル類としては、例えば、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチルなどが挙げられる。 Examples of the maleic acid diesters include dimethyl maleate, diethyl maleate, and dibutyl maleate.
前記フマル酸ジエステル類としては、例えば、フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジブチルなどが挙げられる。 Examples of the fumaric acid diesters include dimethyl fumarate, diethyl fumarate, dibutyl fumarate and the like.
前記イタコン酸ジエステル類としては、例えば、イタコン酸ジメチル、イタコン酸ジエチル、イタコン酸ジブチルなどが挙げられる。 Examples of the itaconic acid diesters include dimethyl itaconate, diethyl itaconate, and dibutyl itaconate.
前記(メタ)アクリルアミド類としては、例えば、(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−n−ブチルアクリル(メタ)アミド、N−t−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−シクロヘキシル(メタ)アクリルアミド、N−(2−メトキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−フェニル(メタ)アクリルアミド、N−ベンジル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルホリン、ジアセトンアクリルアミドなどが挙げられる。 Examples of the (meth) acrylamides include (meth) acrylamide, N-methyl (meth) acrylamide, N-ethyl (meth) acrylamide, N-propyl (meth) acrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide, N- n-butylacryl (meth) amide, Nt-butyl (meth) acrylamide, N-cyclohexyl (meth) acrylamide, N- (2-methoxyethyl) (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, Examples thereof include N, N-diethyl (meth) acrylamide, N-phenyl (meth) acrylamide, N-benzyl (meth) acrylamide, (meth) acryloylmorpholine, diacetone acrylamide and the like.
前記スチレン類としては、例えば、スチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、ヒドロキシスチレン、メトキシスチレン、ブトキシスチレン、アセトキシスチレン、クロロスチレン、ジクロロスチレン、ブロモスチレン、クロロメチルスチレン、酸性物質により脱保護可能な基(例えば、t-Boc等)で保護されたヒドロキシスチレン、ビニル安息香酸メチル、α−メチルスチレンなどが挙げられる。 Examples of the styrenes include styrene, methyl styrene, dimethyl styrene, trimethyl styrene, ethyl styrene, isopropyl styrene, butyl styrene, hydroxy styrene, methoxy styrene, butoxy styrene, acetoxy styrene, chlorostyrene, dichlorostyrene, bromostyrene, chloro Examples include methylstyrene, hydroxystyrene protected with a group that can be deprotected by an acidic substance (for example, t-Boc and the like), methyl vinylbenzoate, α-methylstyrene, and the like.
前記ビニルエーテル類としては、例えば、メチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテルなどが挙げられる。 Examples of the vinyl ethers include methyl vinyl ether, butyl vinyl ether, hexyl vinyl ether, and methoxyethyl vinyl ether.
前記官能基を有するビニルモノマーの合成方法としては、例えば、イソシアナート基と水酸基又はアミノ基の付加反応が挙げられ、具体的には、イソシアナート基を有するモノマーと、水酸基を1個含有する化合物又は1級若しくは2級アミノ基を1個有する化合物との付加反応、水酸基を有するモノマー又は1級若しくは2級アミノ基を有するモノマーと、モノイソシアネートとの付加反応が挙げられる。 Examples of the method for synthesizing the vinyl monomer having a functional group include an addition reaction of an isocyanate group and a hydroxyl group or an amino group, specifically, a monomer having an isocyanate group and a compound containing one hydroxyl group. Alternatively, an addition reaction with a compound having one primary or secondary amino group, an addition reaction between a monomer having a hydroxyl group or a monomer having a primary or secondary amino group, and a monoisocyanate can be given.
前記イソシアナート基を有するモノマーとしては、例えば、下記構造式(1)〜(3)で表される化合物が挙げられる。 Examples of the monomer having an isocyanate group include compounds represented by the following structural formulas (1) to (3).
但し、前記構造式(1)〜(3)中、R1は水素原子又はメチル基を表す。 However, in the above structural formula (1) ~ (3), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group.
前記モノイソシアネートとしては、例えば、シクロヘキシルイソシアネート、n−ブチルイソシアネート、トルイルイソシアネート、ベンジルイソシアネート、フェニルイソシアネート等が挙げられる。 Examples of the monoisocyanate include cyclohexyl isocyanate, n-butyl isocyanate, toluyl isocyanate, benzyl isocyanate, and phenyl isocyanate.
前記水酸基を有するモノマーとしては、例えば、下記構造式(4)〜(12)で表される化合物が挙げられる。 Examples of the monomer having a hydroxyl group include compounds represented by the following structural formulas (4) to (12).
但し、前記構造式(4)〜(12)中、R1は水素原子又はメチル基を表し、nは1以上の整数を表す。 However, in the structural formulas (4) to (12), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and n represents an integer of 1 or more.
前記水酸基を1個含有する化合物としては、例えば、アルコール類(例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、i―プロパノール、n−ブタノール、sec−ブタノール、t−ブタノール、n−ヘキサノール、2−エチルヘキサノール、n−デカノール、n−ドデカノール、n−オクタデカノール、シクロペンタノール、シクロへキサノール、ベンジルアルコール、フェニルエチルアルコール等)、フェノール類(例えば、フェノール、クレゾール、ナフトール等)、更に置換基を含むものとして、フロロエタノール、トリフロロエタノール、メトキシエタノール、フェノキシエタノール、クロロフェノール、ジクロロフェノール、メトキシフェノール、アセトキシフェノール等が挙げられる。 Examples of the compound containing one hydroxyl group include alcohols (for example, methanol, ethanol, n-propanol, i-propanol, n-butanol, sec-butanol, t-butanol, n-hexanol, 2-ethylhexanol). , N-decanol, n-dodecanol, n-octadecanol, cyclopentanol, cyclohexanol, benzyl alcohol, phenylethyl alcohol, etc.), phenols (eg, phenol, cresol, naphthol, etc.), and further containing substituents Examples thereof include fluoroethanol, trifluoroethanol, methoxyethanol, phenoxyethanol, chlorophenol, dichlorophenol, methoxyphenol, acetoxyphenol, and the like.
前記1級又は2級アミノ基を有するモノマーとしては、例えば、ビニルベンジルアミンなどが挙げられる。 Examples of the monomer having a primary or secondary amino group include vinylbenzylamine.
前記1級又は2級アミノ基を1個含有する化合物としては、例えば、アルキルアミン(メチルアミン、エチルアミン、n−プロピルアミン、i―プロピルアミン、n−ブチルアミン、sec−ブチルアミン、t−ブチルアミン、ヘキシルアミン、2−エチルヘキシルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、オクタデシルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジブチルアミン、ジオクチルアミン)、環状アルキルアミン(シクロペンチルアミン、シクロへキシルアミン等)、アラルキルアミン(ベンジルアミン、フェネチルアミン等)、アリールアミン(アニリン、トルイルアミン、キシリルアミン、ナフチルアミン等)、更にこれらの組合せ(N−メチル−N−ベンジルアミン等)、更に置換基を含むアミン(トリフロロエチルアミン、ヘキサフロロイソプロピルアミン、メトキシアニリン、メトキシプロピルアミン等)などが挙げられる。 Examples of the compound containing one primary or secondary amino group include alkylamines (methylamine, ethylamine, n-propylamine, i-propylamine, n-butylamine, sec-butylamine, t-butylamine, hexyl). Amine, 2-ethylhexylamine, decylamine, dodecylamine, octadecylamine, dimethylamine, diethylamine, dibutylamine, dioctylamine), cyclic alkylamine (cyclopentylamine, cyclohexylamine, etc.), aralkylamine (benzylamine, phenethylamine, etc.), Arylamines (aniline, toluylamine, xylylamine, naphthylamine, etc.), combinations thereof (N-methyl-N-benzylamine, etc.), and amines containing substituents (trifluoroethylamino , Hexafluoro isopropyl amine, methoxyaniline, methoxypropylamine and the like) and the like.
また、上記以外の前記その他の共重合可能なモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、スチレン、クロルスチレン、ブロモスチレン、ヒドロキシスチレンなどが好適に挙げられる。 Examples of the other copolymerizable monomers other than those described above include, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic. Preferable examples include 2-ethylhexyl acid, styrene, chlorostyrene, bromostyrene, and hydroxystyrene.
前記その他の共重合可能なモノマーは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 The said other copolymerizable monomer may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
前記ビニル共重合体は、それぞれ相当するモノマーを公知の方法により常法に従って共重合させることで調製することができる。例えば、前記モノマーを適当な溶媒中に溶解し、ここにラジカル重合開始剤を添加して溶液中で重合させる方法(溶液重合法)を利用することにより調製することができる。また、水性媒体中に前記モノマーを分散させた状態でいわゆる乳化重合等で重合を利用することにより調製することができる。 The vinyl copolymer can be prepared by copolymerizing the corresponding monomers by a known method according to a conventional method. For example, it can be prepared by using a method (solution polymerization method) in which the monomer is dissolved in a suitable solvent and a radical polymerization initiator is added thereto to polymerize in a solution. Moreover, it can prepare by utilizing superposition | polymerization by what is called emulsion polymerization etc. in the state which disperse | distributed the said monomer in the aqueous medium.
前記溶液重合法で用いられる適当な溶媒としては、特に制限はなく、使用するモノマー、及び生成する共重合体の溶解性等に応じて適宜選択することができ、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、1−メトキシ−2−プロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メトキシプロピルアセテート、乳酸エチル、酢酸エチル、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、クロロホルム、トルエンなどが挙げられる。これらの溶媒は、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 The suitable solvent used in the solution polymerization method is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the monomer used and the solubility of the copolymer to be produced. For example, methanol, ethanol, propanol, Examples include isopropanol, 1-methoxy-2-propanol, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methoxypropyl acetate, ethyl lactate, ethyl acetate, acetonitrile, tetrahydrofuran, dimethylformamide, chloroform, toluene and the like. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
前記ラジカル重合開始剤としては、特に制限はなく、例えば、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)(AIBN)、2,2’−アゾビス−(2,4’−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物、ベンゾイルパーオキシド等の過酸化物、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩などが挙げられる。 The radical polymerization initiator is not particularly limited, and examples thereof include 2,2′-azobis (isobutyronitrile) (AIBN) and 2,2′-azobis- (2,4′-dimethylvaleronitrile). Examples thereof include peroxides such as azo compounds and benzoyl peroxide, and persulfates such as potassium persulfate and ammonium persulfate.
前記ビニル共重合体におけるカルボキシル基を有する重合性化合物の含有率としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、5〜50モル%が好ましく、10〜40モル%がより好ましく、15〜35モル%が特に好ましい。
前記含有率が、5モル%未満であると、アルカリ水への現像性が不足することがあり、50モル%を超えると、硬化部(画像部)の現像液耐性が不足することがある。
There is no restriction | limiting in particular as content rate of the polymeric compound which has a carboxyl group in the said vinyl copolymer, Although it can select suitably according to the objective, For example, 5-50 mol% is preferable, 10-40 mol % Is more preferable, and 15 to 35 mol% is particularly preferable.
If the content is less than 5 mol%, the developability to alkaline water may be insufficient, and if it exceeds 50 mol%, the developer resistance of the cured portion (image portion) may be insufficient.
前記カルボキシル基を有するバインダーの分子量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、質量平均分子量として、2,000〜300,000が好ましく、4,000〜150,000がより好ましい。
前記質量平均分子量が、2,000未満であると、膜の強度が不足しやすく、また安定な製造が困難になることがあり、300,000を超えると、現像性が低下することがある。
There is no restriction | limiting in particular as molecular weight of the binder which has the said carboxyl group, Although it can select suitably according to the objective, For example, 2,000-300,000 are preferable as a mass mean molecular weight, 4,000-150 1,000 is more preferable.
When the mass average molecular weight is less than 2,000, the strength of the film tends to be insufficient and stable production may be difficult, and when it exceeds 300,000, developability may be deteriorated.
前記カルボキシル基を有するバインダーは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。前記バインダーを2種以上併用する場合としては、例えば、異なる共重合成分からなる2種以上のバインダー、異なる質量平均分子量の2種以上のバインダー、異なる分散度の2種以上のバインダー、などの組合せが挙げられる。 The binder which has the said carboxyl group may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. Examples of the case where two or more binders are used in combination include, for example, a combination of two or more binders composed of different copolymer components, two or more binders having different mass average molecular weights, and two or more binders having different dispersities. Is mentioned.
前記カルボキシル基を有するバインダーは、そのカルボキシル基の一部又は全部が塩基性物質で中和されていてもよい。また、前記バインダーは、さらにポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルアルコール、ゼラチン等の構造の異なる樹脂を併用してもよい。 The binder having a carboxyl group may be partially or entirely neutralized with a basic substance. The binder may be used in combination with resins having different structures such as polyester resin, polyamide resin, polyurethane resin, epoxy resin, polyvinyl alcohol, and gelatin.
また、前記バインダーとしては、特許2873889号等に記載のアルカリ水溶液に可溶な樹脂などを用いることができる。 Moreover, as the binder, a resin soluble in an alkaline aqueous solution described in Japanese Patent No. 2873889 and the like can be used.
前記感光層における前記バインダーの含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、5〜80質量%が好ましく、10〜70質量%がより好ましく、15〜50質量%が特に好ましい。
前記含有量が5質量%未満であると、アルカリ現像性やプリント配線板形成用基板(例えば、銅張積層板)との密着性が低下することがあり、80質量%を超えると、現像時間に対する安定性や、硬化膜(テント膜)の強度が低下することがある。なお、前記含有量は、前記バインダーと必要に応じて併用される高分子結合剤との合計の含有量であってもよい。
There is no restriction | limiting in particular as content of the said binder in the said photosensitive layer, Although it can select suitably according to the objective, For example, 5-80 mass% is preferable, 10-70 mass% is more preferable, 15-15 50% by mass is particularly preferred.
When the content is less than 5% by mass, alkali developability and adhesion with a printed wiring board forming substrate (for example, a copper-clad laminate) may be deteriorated. The stability of the film and the strength of the cured film (tent film) may decrease. The content may be the total content of the binder and the polymer binder used in combination as necessary.
前記バインダーの酸価としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、70〜250mgKOH/gが好ましく、90〜200mgKOH/gがより好ましく、100〜180mgKOH/gが特に好ましい。
前記酸価が、70mgKOH/g未満であると、現像性が不足したり、解像性が劣り、配線パターン等の永久パターンを高精細に得ることができないことがあり、250mgKOH/gを超えると、パターンの耐現像液性及び密着性の少なくともいずれかが悪化し、配線パターン等の永久パターンを高精細に得ることができないことがある。
The acid value of the binder is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, it is preferably 70 to 250 mgKOH / g, more preferably 90 to 200 mgKOH / g, and 100 to 180 mgKOH / g. Particularly preferred.
When the acid value is less than 70 mgKOH / g, developability may be insufficient, resolution may be inferior, and permanent patterns such as wiring patterns may not be obtained with high definition. When the acid value exceeds 250 mgKOH / g In some cases, at least one of the developer resistance and adhesion of the pattern deteriorates, and a permanent pattern such as a wiring pattern cannot be obtained with high definition.
前記バインダーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、特開昭51−131706号、特開昭52−94388号、特開昭64−62375号、特開平2−97513号、特開平3−289656号、特開平61−243869号、特開2002−296776号などの各公報に記載の酸性基を有するエポキシアクリレート化合物が挙げられる。具体的には、フェノールノボラック型エポキシアクリレートモノテトラヒドロフタレート、あるいは、クレゾールノボラックエポキシアクリレートモノテトラヒドロフタレート、ビスフェノールA型エポキシアクリレートモノテトラヒドロフタレート等であって、例えばエポキシ樹脂や多官能エポキシ化合物に(メタ)アクリル酸等のカルボキシル基含有モノマーを反応させ、更に無水フタル酸等の二塩基酸無水物を付加させたものである。
前記エポキシアクリレート化合物の分子量は、1,000〜200,000が好ましく、2,000〜100,000がより好ましい。該分子量が1,000未満であると、感光層表面のタック性が強くなることがあり、後述する感光層の硬化後において、膜質が脆くなる、あるいは、表面硬度が劣化することがあり、200,000を超えると、現像性が劣化することがある。
The binder is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, JP-A 51-131706, JP-A 52-94388, JP-A 64-62375, JP-A 2 Examples thereof include epoxy acrylate compounds having acidic groups described in JP-A-97513, JP-A-3-289656, JP-A-61-2243869, JP-A-2002-296776, and the like. Specifically, phenol novolac type epoxy acrylate monotetrahydrophthalate, cresol novolac epoxy acrylate monotetrahydrophthalate, bisphenol A type epoxy acrylate monotetrahydrophthalate, etc. This is obtained by reacting a carboxyl group-containing monomer such as an acid and further adding a dibasic acid anhydride such as phthalic anhydride.
The molecular weight of the epoxy acrylate compound is preferably 1,000 to 200,000, and more preferably 2,000 to 100,000. When the molecular weight is less than 1,000, the tackiness of the surface of the photosensitive layer may become strong, and after curing of the photosensitive layer described later, the film quality may become brittle or the surface hardness may deteriorate. If it exceeds 1,000, developability may deteriorate.
また、特開平6−295060号公報記載の酸性基及び二重結合等の重合可能な基を少なくとも1つ有するアクリル樹脂も用いることができる。具体的には、分子内に少なくとも1つの重合可能な二重結合、例えば、(メタ)アクリレート基又は(メタ)アクリルアミド基等のアクリル基、カルボン酸のビニルエステル、ビニルエーテル、アリルエーテル等の各種重合性二重結合を用いることができる。より具体的には、酸性基としてカルボキシル基を含有するアクリル樹脂に、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、桂皮酸等の不飽和脂肪酸のグリシジルエステルや、同一分子中にシクロヘキセンオキシド等のエポキシ基と(メタ)アクリロイル基を有する化合物等のエポキシ基含有の重合性化合物を付加させて得られる化合物などが挙げられる。また、酸性基及び水酸基を含有するアクリル樹脂に、イソシアナートエチル(メタ)アクリレート等のイソシアネート基含有の重合性化合物を付加させて得られる化合物、無水物基を含有するアクリル樹脂に、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート等の水酸基を含有する重合性化合物を付加させて得られる化合物なども挙げられる。これらの市販品としては、例えば、「カネカレジンAXE;鐘淵化学工業(株)製」、「サイクロマー(CYCLOMER) A−200;ダイセル化学工業(株)製」、「サイクロマー(CYCLOMER) M−200;ダイセル化学工業(株)製」などを用いることができる。
更に、特開昭50−59315号公報記載のヒドロキシアルキルアクリレート又はヒドロキシアルキルメタクリレートとポリカルボン酸無水物及びエピハロヒドリンのいずれかとの反応物などを用いることができる。
An acrylic resin having at least one polymerizable group such as an acidic group and a double bond described in JP-A-6-295060 can also be used. Specifically, at least one polymerizable double bond in the molecule, for example, an acrylic group such as a (meth) acrylate group or (meth) acrylamide group, various polymerizations such as vinyl ester of carboxylic acid, vinyl ether, allyl ether Sex double bonds can be used. More specifically, acrylic resins containing carboxyl groups as acidic groups, glycidyl esters of unsaturated fatty acids such as glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, cinnamic acid, and epoxy groups such as cyclohexene oxide in the same molecule (meth) Examples thereof include compounds obtained by adding an epoxy group-containing polymerizable compound such as a compound having an acryloyl group. In addition, a compound obtained by adding an isocyanate group-containing polymerizable compound such as isocyanate ethyl (meth) acrylate to an acrylic resin containing an acidic group and a hydroxyl group, an acrylic resin containing an anhydride group, a hydroxyalkyl ( Examples thereof include compounds obtained by adding a polymerizable compound containing a hydroxyl group such as (meth) acrylate. As these commercially available products, for example, “Kaneka Resin AX; manufactured by Kaneka Chemical Co., Ltd.”, “Cyclomer (CYCLOMER) A-200; manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.”, “CYCLOMER (M)” 200; manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd. "can be used.
Furthermore, a reaction product of hydroxyalkyl acrylate or hydroxyalkyl methacrylate described in JP-A No. 50-59315 and any of polycarboxylic acid anhydride and epihalohydrin can be used.
また、特開平5−70528号公報記載のフルオレン骨格を有するエポキシアクリレートに酸無水物を付加させて得られる化合物、特開平11−288087号公報記載のポリアミド(イミド)樹脂、特開平2−097502号公報や特開2003−20310号公報記載のアミド基を含有するスチレン又はスチレン誘導体と酸無水物共重合体、特開平11−282155号公報記載のポリイミド前駆体などを用いることができる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。 Further, a compound obtained by adding an acid anhydride to an epoxy acrylate having a fluorene skeleton described in JP-A-5-70528, a polyamide (imide) resin described in JP-A-11-288087, and JP-A-2-097502 Styrene or a styrene derivative and an acid anhydride copolymer containing an amide group described in JP-A No. 2003-20310 and a polyimide precursor described in JP-A No. 11-282155 can be used. These may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.
前記アクリル樹脂、フルオレン骨格を有するエポキシアクリレート、ポリアミド(イミド)、アミド基含有スチレン/酸無水物共重合体、あるいは、ポリイミド前駆体などのバインダーの分子量は、3,000〜500,000が好ましく、5,000〜100,000がより好ましい。該分子量が3,000未満であると、感光層表面のタック性が強くなることがあり、後述する感光層の硬化後において、膜質が脆くなる、あるいは、表面硬度が劣化することがあり、500,000を超えると、現像性が劣化することがある。 The molecular weight of the acrylic resin, epoxy acrylate having a fluorene skeleton, polyamide (imide), amide group-containing styrene / acid anhydride copolymer, or polyimide precursor is preferably 3,000 to 500,000, 5,000-100,000 are more preferable. When the molecular weight is less than 3,000, the tackiness of the surface of the photosensitive layer may become strong, and after curing of the photosensitive layer described later, the film quality may become brittle or the surface hardness may be deteriorated. If it exceeds 1,000, developability may deteriorate.
前記バインダーの前記感光性組成物固形分中の固形分含有量は、5〜80質量%が好ましく、10〜70質量%がより好ましい。該固形分含有量が、5質量%未満であると、感光層の膜強度が弱くなりやすく、該感光層の表面のタック性が悪化することがあり、80質量%を超えると、露光感度が低下することがある。 5-80 mass% is preferable and, as for solid content in the said photosensitive composition solid content of the said binder, 10-70 mass% is more preferable. When the solid content is less than 5% by mass, the film strength of the photosensitive layer tends to be weak, and the tackiness of the surface of the photosensitive layer may be deteriorated. When it exceeds 80% by mass, the exposure sensitivity is increased. May decrease.
<<重合性化合物>>
前記第1の態様の感光層に含まれる前記重合性化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、分子中に少なくとも1個の付加重合可能な基を有し、沸点が常圧で100℃以上である化合物が好ましく、例えば、(メタ)アクリル基を有するモノマーから選択される少なくとも1種が好適に挙げられる。
<< polymerizable compound >>
The polymerizable compound contained in the photosensitive layer of the first aspect is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but has at least one addition-polymerizable group in the molecule. A compound having a boiling point of 100 ° C. or higher at normal pressure is preferable, and for example, at least one selected from monomers having a (meth) acryl group is preferable.
前記(メタ)アクリル基を有するモノマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等の単官能アクリレートや単官能メタクリレート;ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリトリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリトリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリトリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリトリトールペンタ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(アクリロイルオキシプロピル)エーテル、トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、トリ(アクリロイルオキシエチル)シアヌレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンやグリセリン、ビスフェノール等の多官能アルコールに、エチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加反応した後で(メタ)アクリレート化したもの、特公昭48−41708号、特公昭50−6034号、特開昭51−37193号等の各公報に記載されているウレタンアクリレート類;特開昭48−64183号、特公昭49−43191号、特公昭52−30490号等の各公報に記載されているポリエステルアクリレート類;エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸の反応生成物であるエポキシアクリレート類等の多官能アクリレートやメタクリレートなどが挙げられる。これらの中でも、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリトリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリトリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリトリトールペンタ(メタ)アクリレートが特に好ましい。 There is no restriction | limiting in particular as a monomer which has the said (meth) acryl group, According to the objective, it can select suitably, For example, polyethyleneglycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol mono (meth) acrylate, phenoxyethyl (meth) ) Monofunctional acrylates and monofunctional methacrylates such as acrylates; polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolethane triacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane diacrylate, neopentylglycol di (Meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (Meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, hexanediol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (acryloyloxypropyl) ether, tri (acryloyloxyethyl) isocyanurate, tri (acryloyloxyethyl) cyanurate, glycerin Poly (functional) alcohols such as tri (meth) acrylate, trimethylolpropane, glycerin, bisphenol, etc., which are subjected to addition reaction with ethylene oxide and propylene oxide, and converted to (meth) acrylate, Japanese Patent Publication No. 48-41708, Japanese Patent Publication No. 50- Urethane acrylates described in JP-A-6034, JP-A-51-37193, etc .; JP-A-48-64183, JP-B-49-43191, JP-B-52-30 Polyester acrylates described in each publication of such 90 No.; and epoxy resin and (meth) polyfunctional acrylates or methacrylates such as epoxy acrylates which are reaction products of acrylic acid. Among these, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, and dipentaerythritol penta (meth) acrylate are particularly preferable.
前記重合性化合物の前記感光性組成物固形分中の固形分含有量は、2〜50質量%が好ましく、4〜40質量%がより好ましく、5〜30質量%が特に好ましい。該固形分含有量が2質量%未満であると、現像性の悪化、露光感度の低下などの問題を生ずることがあり、50質量%を超えると、感光層の粘着性が強くなりすぎることがあり、好ましくない。 2-50 mass% is preferable, as for solid content in the said photosensitive composition solid content of the said polymeric compound, 4-40 mass% is more preferable, and 5-30 mass% is especially preferable. If the solid content is less than 2% by mass, problems such as deterioration in developability and reduction in exposure sensitivity may occur, and if it exceeds 50% by mass, the adhesiveness of the photosensitive layer may become too strong. Yes, not preferred.
<<光重合開始剤>>
前記第1の態様の感光層に含まれる前記光重合開始剤としては、前記重合性化合物の重合を開始する能力を有する限り、特に制限はなく、公知の光重合開始剤の中から適宜選択することができるが、例えば、紫外線領域から可視の光線に対して感光性を有するものが好ましく、光励起された増感剤と何らかの作用を生じ、活性ラジカルを生成する活性剤であってもよく、モノマーの種類に応じてカチオン重合を開始させるような開始剤であってもよい。
また、前記光重合開始剤は、約300〜800nm(より好ましくは330〜500nm)の範囲内に少なくとも約50の分子吸光係数を有する成分を少なくとも1種含有していることが好ましい。
<< photopolymerization initiator >>
The photopolymerization initiator contained in the photosensitive layer of the first aspect is not particularly limited as long as it has the ability to initiate polymerization of the polymerizable compound, and is appropriately selected from known photopolymerization initiators. However, for example, those having photosensitivity to visible light from the ultraviolet region are preferable, and they may be activators that generate some kind of action with photoexcited sensitizers and generate active radicals. Depending on the type, an initiator that initiates cationic polymerization may be used.
The photopolymerization initiator preferably contains at least one component having a molecular extinction coefficient of at least about 50 within a range of about 300 to 800 nm (more preferably 330 to 500 nm).
前記光重合開始剤としては、例えば、ハロゲン化炭化水素誘導体(例えば、トリアジン骨格を有するもの、オキサジアゾール骨格を有するもの等)、ホスフィンオキサイド、ヘキサアリールビイミダゾール、オキシム誘導体、有機過酸化物、チオ化合物、ケトン化合物、芳香族オニウム塩、ケトオキシムエーテルなどが挙げられる。 Examples of the photopolymerization initiator include halogenated hydrocarbon derivatives (for example, those having a triazine skeleton, those having an oxadiazole skeleton), phosphine oxide, hexaarylbiimidazole, oxime derivatives, organic peroxides, Examples include thio compounds, ketone compounds, aromatic onium salts, ketoxime ethers, and the like.
前記トリアジン骨格を有するハロゲン化炭化水素化合物としては、例えば、若林ら著、Bull.Chem.Soc.Japan,42,2924(1969)記載の化合物、英国特許1388492号明細書記載の化合物、特開昭53−133428号公報記載の化合物、独国特許3337024号明細書記載の化合物、F.C.Schaefer等によるJ.Org.Chem.;29,1527(1964)記載の化合物、特開昭62−58241号公報記載の化合物、特開平5−281728号公報記載の化合物、特開平5−34920号公報記載化合物、米国特許第4212976号明細書に記載されている化合物、などが挙げられる。 Examples of the halogenated hydrocarbon compound having a triazine skeleton include those described in Wakabayashi et al., Bull. Chem. Soc. Japan, 42, 2924 (1969), a compound described in British Patent No. 1388492, a compound described in JP-A-53-133428, a compound described in German Patent No. 3333724, F.I. C. J. Schaefer et al. Org. Chem. 29,1527 (1964), a compound described in JP-A-62-258241, a compound described in JP-A-5-281728, a compound described in JP-A-5-34920, US Pat. No. 4,221,976 And compounds described in the book.
前記若林ら著、Bull.Chem.Soc.Japan,42,2924(1969)記載の化合物としては、例えば、2−フェニル−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−クロルフェニル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−トリル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(2,4−ジクロルフェニル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2−メチル−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2−n−ノニル−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、及び2−(α,α,β−トリクロルエチル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジンなどが挙げられる。 Wakabayashi et al., Bull. Chem. Soc. As a compound described in Japan, 42, 2924 (1969), for example, 2-phenyl-4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-chlorophenyl) -4,6 -Bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-tolyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-methoxyphenyl)- 4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (2,4-dichlorophenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2, 4,6-tris (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2-methyl-4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2-n-nonyl-4,6- Bis (trichloromethyl) 1,3,5-triazine, and 2-(alpha, alpha, beta-trichloroethyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine.
前記英国特許1388492号明細書記載の化合物としては、例えば、2−スチリル−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−メチルスチリル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−メトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−メトキシスチリル)−4−アミノ−6−トリクロルメチル−1,3,5−トリアジンなどが挙げられる。
前記特開昭53−133428号公報記載の化合物としては、例えば、2−(4−メトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−エトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2−〔4−(2−エトキシエチル)−ナフト−1−イル〕−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4,7−ジメトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、及び2−(アセナフト−5−イル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジンなどが挙げられる。
Examples of the compound described in the British Patent 1388492 include, for example, 2-styryl-4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-methylstyryl) -4,6- Bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-methoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-methoxystyryl)- 4-amino-6-trichloromethyl-1,3,5-triazine and the like can be mentioned.
Examples of the compounds described in JP-A-53-133428 include 2- (4-methoxy-naphth-1-yl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2 -(4-Ethoxy-naphth-1-yl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- [4- (2-ethoxyethyl) -naphth-1-yl]- 4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4,7-dimethoxy-naphth-1-yl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5- Examples include triazine and 2- (acenaphtho-5-yl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine.
前記独国特許3337024号明細書記載の化合物としては、例えば、2−(4−スチリルフェニル)−4、6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−(4−メトキシスチリル)フェニル)−4、6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(1−ナフチルビニレンフェニル)−4、6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−クロロスチリルフェニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−チオフェン−2−ビニレンフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−チオフェン−3−ビニレンフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−フラン−2−ビニレンフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、及び2−(4−ベンゾフラン−2−ビニレンフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジンなどが挙げられる。 Examples of the compound described in the specification of German Patent 3333724 include 2- (4-styrylphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4- (4 -Methoxystyryl) phenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (1-naphthylvinylenephenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5 -Triazine, 2-chlorostyrylphenyl-4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-thiophen-2-vinylenephenyl) -4,6-bis (trichloromethyl)- 1,3,5-triazine, 2- (4-thiophene-3-vinylenephenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-furan-2 Vinylenephenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, and 2- (4-benzofuran-2-vinylenephenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3 5-triazine etc. are mentioned.
前記F.C.Schaefer等によるJ.Org.Chem.;29、1527(1964)記載の化合物としては、例えば、2−メチル−4,6−ビス(トリブロモメチル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(トリブロモメチル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(ジブロモメチル)−1,3,5−トリアジン、2−アミノ−4−メチル−6−トリ(ブロモメチル)−1,3,5−トリアジン、及び2−メトキシ−4−メチル−6−トリクロロメチル−1,3,5−トリアジンなどが挙げられる。 F. above. C. J. Schaefer et al. Org. Chem. 29, 1527 (1964) include, for example, 2-methyl-4,6-bis (tribromomethyl) -1,3,5-triazine, 2,4,6-tris (tribromomethyl); -1,3,5-triazine, 2,4,6-tris (dibromomethyl) -1,3,5-triazine, 2-amino-4-methyl-6-tri (bromomethyl) -1,3,5- Examples include triazine and 2-methoxy-4-methyl-6-trichloromethyl-1,3,5-triazine.
前記特開昭62−58241号公報記載の化合物としては、例えば、2−(4−フェニルエチニルフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−ナフチル−1−エチニルフェニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−(4−トリルエチニル)フェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−(4−メトキシフェニル)エチニルフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−(4−イソプロピルフェニルエチニル)フェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−(4−エチルフェニルエチニル)フェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジンなどが挙げられる。 Examples of the compounds described in JP-A-62-258241 include 2- (4-phenylethynylphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4- Naphthyl-1-ethynylphenyl-4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4- (4-tolylethynyl) phenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1 , 3,5-triazine, 2- (4- (4-methoxyphenyl) ethynylphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4- (4-isopropylphenyl) Ethynyl) phenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4- (4-ethylphenylethynyl) phenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) Le) -1,3,5-triazine.
前記特開平5−281728号公報記載の化合物としては、例えば、2−(4−トリフルオロメチルフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(2,6−ジフルオロフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(2,6−ジクロロフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(2,6−ジブロモフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジンなどが挙げられる。 Examples of the compound described in JP-A-5-281728 include 2- (4-trifluoromethylphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (2, 6-difluorophenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (2,6-dichlorophenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5- Examples include triazine, 2- (2,6-dibromophenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine.
前記特開平5−34920号公報記載化合物としては、例えば、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−[4−(N,N−ジエトキシカルボニルメチルアミノ)−3−ブロモフェニル]−1,3,5−トリアジン、米国特許第4239850号明細書に記載されているトリハロメチル−s−トリアジン化合物、更に2,4,6−トリス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−クロロフェニル)−4,6−ビス(トリブロモメチル)−s−トリアジンなどが挙げられる。 Examples of the compound described in JP-A-5-34920 include 2,4-bis (trichloromethyl) -6- [4- (N, N-diethoxycarbonylmethylamino) -3-bromophenyl] -1, 3,5-triazine, trihalomethyl-s-triazine compounds described in US Pat. No. 4,239,850, 2,4,6-tris (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (4-chlorophenyl) Examples include -4,6-bis (tribromomethyl) -s-triazine.
前記米国特許第4212976号明細書に記載の化合物としては、例えば、オキサジアゾール骨格を有する化合物(例えば、2−トリクロロメチル−5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(4−クロロフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(2−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリブロモメチル−5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリブロモメチル−5−(2−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール;2−トリクロロメチル−5−スチリル−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(4−クロルスチリル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(4−メトキシスチリル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(4−n−ブトキシスチリル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリプロメメチル−5−スチリル−1,3,4−オキサジアゾール等)などが挙げられる。 Examples of the compound described in US Pat. No. 4,221,976 include compounds having an oxadiazole skeleton (for example, 2-trichloromethyl-5-phenyl-1,3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl). -5- (4-chlorophenyl) -1,3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5- (1-naphthyl) -1,3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5- ( 2-naphthyl) -1,3,4-oxadiazole, 2-tribromomethyl-5-phenyl-1,3,4-oxadiazole, 2-tribromomethyl-5- (2-naphthyl) -1 , 3,4-oxadiazole; 2-trichloromethyl-5-styryl-1,3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5- (4-chlorostyryl) -1, , 4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5- (4-methoxystyryl) -1,3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5- (1-naphthyl) -1,3,4- Oxadiazole, 2-trichloromethyl-5- (4-n-butoxystyryl) -1,3,4-oxadiazole, 2-tripromemethyl-5-styryl-1,3,4-oxadiazole, etc. ) And the like.
前記オキシム誘導体としては、例えば、3−ベンゾイロキシイミノブタン−2−オン、3−アセトキシイミノブタン−2−オン、3−プロピオニルオキシイミノブタン−2−オン、2−アセトキシイミノペンタン−3−オン、2−アセトキシイミノ−1−フェニルプロパン−1−オン、2−ベンゾイロキシイミノ−1−フェニルプロパン−1−オン、3−(4−トルエンスルホニルオキシ)イミノブタン−2−オン、及び2−エトキシカルボニルオキシイミノ−1−フェニルプロパン−1−オンなどが挙げられる。 Examples of the oxime derivative include 3-benzoyloxyiminobutan-2-one, 3-acetoxyiminobutane-2-one, 3-propionyloxyiminobutan-2-one, and 2-acetoxyiminopentane-3-one. 2-acetoxyimino-1-phenylpropan-1-one, 2-benzoyloxyimino-1-phenylpropan-1-one, 3- (4-toluenesulfonyloxy) iminobutan-2-one, and 2-ethoxy And carbonyloxyimino-1-phenylpropan-1-one.
また、上記以外の光重合開始剤として、アクリジン誘導体(例えば、9−フェニルアクリジン、1,7−ビス(9、9’−アクリジニル)ヘプタン等)、N−フェニルグリシン等、ポリハロゲン化合物(例えば、四臭化炭素、フェニルトリブロモメチルスルホン、フェニルトリクロロメチルケトン等)、クマリン類(例えば、3−(2−ベンゾフロイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3−(2−ベンゾフロイル)−7−(1−ピロリジニル)クマリン、3−ベンゾイル−7−ジエチルアミノクマリン、3−(2−メトキシベンゾイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3−(4−ジメチルアミノベンゾイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3,3’−カルボニルビス(5,7−ジ−n−プロポキシクマリン)、3,3’−カルボニルビス(7−ジエチルアミノクマリン)、3−ベンゾイル−7−メトキシクマリン、3−(2−フロイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3−(4−ジエチルアミノシンナモイル)−7−ジエチルアミノクマリン、7−メトキシ−3−(3−ピリジルカルボニル)クマリン、3−ベンゾイル−5,7−ジプロポキシクマリン、7−ベンゾトリアゾール−2−イルクマリン、また、特開平5-19475号、特開平7-271028号、特開2002-363206号、特開2002-363207号、特開2002-363208号、特開2002-363209号公報等に記載のクマリン化合物など)、アミン類(例えば、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸n−ブチル、4−ジメチルアミノ安息香酸フェネチル、4−ジメチルアミノ安息香酸2−フタルイミドエチル、4−ジメチルアミノ安息香酸2−メタクリロイルオキシエチル、ペンタメチレンビス(4−ジメチルアミノベンゾエート)、3−ジメチルアミノ安息香酸のフェネチル、ペンタメチレンエステル、4−ジメチルアミノベンズアルデヒド、2−クロル−4−ジメチルアミノベンズアルデヒド、4−ジメチルアミノベンジルアルコール、エチル(4−ジメチルアミノベンゾイル)アセテート、4−ピペリジノアセトフェノン、4−ジメチルアミノベンゾイン、N,N−ジメチル−4−トルイジン、N,N−ジエチル−3−フェネチジン、トリベンジルアミン、ジベンジルフェニルアミン、N−メチル−N−フェニルベンジルアミン、4−ブロム−N,N−ジメチルアニリン、トリドデシルアミン、アミノフルオラン類(ODB,ODBII等)、クリスタルバイオレットラクトン、ロイコクリスタルバイオレット等)、アシルホスフィンオキサイド類(例えば、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルフェニルホスフィンオキサイド、LucirinTPOなど)、メタロセン類(例えば、ビス(η5−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−ビス(2,6−ジフロロ−3−(1H−ピロール−1−イル)−フェニル)チタニウム、η5−シクロペンタジエニル−η6−クメニル−アイアン(1+)−ヘキサフロロホスフェート(1−)等)、特開昭53−133428号公報、特公昭57−1819号公報、同57−6096号公報、及び米国特許第3615455号明細書に記載された化合物などが挙げられる。 Further, as photopolymerization initiators other than the above, acridine derivatives (for example, 9-phenylacridine, 1,7-bis (9,9′-acridinyl) heptane, etc.), N-phenylglycine, and the like, polyhalogen compounds (for example, Carbon tetrabromide, phenyltribromomethylsulfone, phenyltrichloromethylketone, etc.), coumarins (for example, 3- (2-benzofuroyl) -7-diethylaminocoumarin, 3- (2-benzofuroyl) -7- (1-pyrrolidinyl) ) Coumarin, 3-benzoyl-7-diethylaminocoumarin, 3- (2-methoxybenzoyl) -7-diethylaminocoumarin, 3- (4-dimethylaminobenzoyl) -7-diethylaminocoumarin, 3,3′-carbonylbis (5 , 7-di-n-propoxycoumarin), 3,3′-carbonylbis (7-diethylaminocoumarin), 3-benzoyl-7-methoxycoumarin, 3- (2-furoyl) -7-diethylaminocoumarin, 3- (4-diethylaminocinnamoyl) -7-diethylaminocoumarin, 7-methoxy-3- (3-pyridylcarbonyl) coumarin, 3-benzoyl-5,7-dipropoxycoumarin, 7-benzotriazol-2-ylcoumarin, JP-A-5-19475, JP-A-7-271028, JP-A-2002-363206 No., JP-A-2002-363207, JP-A-2002-363208, JP-A-2002-363209, etc.), amines (for example, ethyl 4-dimethylaminobenzoate, 4-dimethylaminobenzoate) N-butyl acid, 4-dimethylaminobenzoic acid phenethyl, 4-dimethyl 2-phthalimidoethyl tilaminobenzoate, 2-methacryloyloxyethyl 4-dimethylaminobenzoate, pentamethylenebis (4-dimethylaminobenzoate), phenethyl of 3-dimethylaminobenzoic acid, pentamethylene ester, 4-dimethylaminobenzaldehyde, 2-chloro-4-dimethylaminobenzaldehyde, 4-dimethylaminobenzyl alcohol, ethyl (4-dimethylaminobenzoyl) acetate, 4-piperidinoacetophenone, 4-dimethylaminobenzoin, N, N-dimethyl-4-toluidine, N, N-diethyl-3-phenetidine, tribenzylamine, dibenzylphenylamine, N-methyl-N-phenylbenzylamine, 4-bromo-N, N-dimethylaniline, tridodecylamine, amino Nofluoranes (ODB, ODBII, etc.), crystal violet lactone, leuco crystal violet, etc.), acylphosphine oxides (for example, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide, bis (2,6-dimethoxybenzoyl) ) -2,4,4-trimethyl-pentylphenylphosphine oxide, Lucirin TPO, etc.), metallocenes (for example, bis (η5-2,4-cyclopentadien-1-yl) -bis (2,6-difluoro-3-) (1H-pyrrol-1-yl) -phenyl) titanium, η5-cyclopentadienyl-η6-cumenyl-iron (1 +)-hexafluorophosphate (1-), etc.), JP-A-53-133428, Kosho 57-1819, 57-60 No. 96, US Pat. No. 3,615,455, and the like.
前記ケトン化合物としては、例えば、ベンゾフェノン、2−メチルベンゾフェノン、3−メチルベンゾフェノン、4−メチルベンゾフェノン、4−メトキシベンゾフェノン、2−クロロベンゾフェノン、4−クロロベンゾフェノン、4−ブロモベンゾフェノン、2−カルボキシベンゾフェノン、2−エトキシカルボニルベンゾルフェノン、ベンゾフェノンテトラカルボン酸又はそのテトラメチルエステル、4,4’−ビス(ジアルキルアミノ)ベンゾフェノン類(例えば、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビスジシクロヘキシルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジヒドロキシエチルアミノ)ベンゾフェノン、4−メトキシ−4’−ジメチルアミノベンゾフェノン、4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、4−ジメチルアミノベンゾフェノン、4−ジメチルアミノアセトフェノン、ベンジル、アントラキノン、2−t−ブチルアントラキノン、2−メチルアントラキノン、フェナントラキノン、キサントン、チオキサントン、2−クロル−チオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、フルオレノン、2−ベンジル−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−1−ブタノン、2−メチル−1−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルホリノ−1−プロパノン、2−ヒドロキシー2−メチル−〔4−(1−メチルビニル)フェニル〕プロパノールオリゴマー、ベンゾイン、ベンゾインエーテル類(例えば、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル、ベンジルジメチルケタール)、アクリドン、クロロアクリドン、N−メチルアクリドン、N−ブチルアクリドン、N−ブチル−クロロアクリドンなどが挙げられる。 Examples of the ketone compound include benzophenone, 2-methylbenzophenone, 3-methylbenzophenone, 4-methylbenzophenone, 4-methoxybenzophenone, 2-chlorobenzophenone, 4-chlorobenzophenone, 4-bromobenzophenone, 2-carboxybenzophenone, 2-ethoxycarbonylbenzolphenone, benzophenonetetracarboxylic acid or tetramethyl ester thereof, 4,4′-bis (dialkylamino) benzophenone (for example, 4,4′-bis (dimethylamino) benzophenone, 4,4′- Bisdicyclohexylamino) benzophenone, 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone, 4,4′-bis (dihydroxyethylamino) benzophenone, 4-methoxy-4′-dimethylamino Nzophenone, 4,4'-dimethoxybenzophenone, 4-dimethylaminobenzophenone, 4-dimethylaminoacetophenone, benzyl, anthraquinone, 2-t-butylanthraquinone, 2-methylanthraquinone, phenanthraquinone, xanthone, thioxanthone, 2-chloro -Thioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, fluorenone, 2-benzyl-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -1-butanone, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino -1-propanone, 2-hydroxy-2-methyl- [4- (1-methylvinyl) phenyl] propanol oligomer, benzoin, benzoin ethers (for example, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, In propyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin phenyl ether, benzyl dimethyl ketal), acridone, chloro acridone, N- methyl acridone, N- butyl acridone, N- butyl - such as chloro acrylic pyrrolidone.
前記光重合開始剤の含有量としては、前記感光性組成物中の全成分に対し、0.1〜30質量%が好ましく、0.5〜20質量%がより好ましく、0.5〜15質量%が特に好ましい。 As content of the said photoinitiator, 0.1-30 mass% is preferable with respect to all the components in the said photosensitive composition, 0.5-20 mass% is more preferable, 0.5-15 mass % Is particularly preferred.
また、後述する感光層への露光における露光感度や感光波長を調製する目的で、前記光重合開始剤に加えて、増感剤を添加することが可能である。
前記増感剤は、後述する光照射手段としての可視光線や紫外光・可視光レーザなどにより適宜選択することができる。
前記増感剤は、活性エネルギー線により励起状態となり、他の物質(例えば、ラジカル発生剤、酸発生剤等)と相互作用(例えば、エネルギー移動、電子移動等)することにより、ラジカルや酸等の有用基を発生することが可能である。
In addition to the photopolymerization initiator, a sensitizer can be added for the purpose of adjusting exposure sensitivity and photosensitive wavelength in exposure to the photosensitive layer described later.
The sensitizer can be appropriately selected by visible light, ultraviolet light, visible light laser, or the like as a light irradiation means described later.
The sensitizer is excited by active energy rays and interacts with other substances (for example, radical generator, acid generator, etc.) (for example, energy transfer, electron transfer, etc.), thereby generating radicals, acids, etc. It is possible to generate a useful group of
前記増感剤としては、特に制限はなく、公知の増感剤の中から適宜選択することができるが、例えば、公知の多核芳香族類(例えば、ピレン、ペリレン、トリフェニレン)、キサンテン類(例えば、フルオレセイン、エオシン、エリスロシン、ローダミンB、ローズベンガル)、シアニン類(例えば、インドカルボシアニン、チアカルボシアニン、オキサカルボシアニン)、メロシアニン類(例えば、メロシアニン、カルボメロシアニン)、チアジン類(例えば、チオニン、メチレンブルー、トルイジンブルー)、アクリジン類(例えば、アクリジンオレンジ、クロロフラビン、アクリフラビン)、アントラキノン類(例えば、アントラキノン)、スクアリウム類(例えば、スクアリウム)、アクリドン類(例えば、アクリドン、クロロアクリドン、N−メチルアクリドン、N−ブチルアクリドン、N−ブチル−クロロアクリドン等)、クマリン類(例えば、3−(2−ベンゾフロイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3−(2−ベンゾフロイル)−7−(1−ピロリジニル)クマリン、3−ベンゾイル−7−ジエチルアミノクマリン、3−(2−メトキシベンゾイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3−(4−ジメチルアミノベンゾイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3,3’−カルボニルビス(5,7−ジ−n−プロポキシクマリン)、3,3’−カルボニルビス(7−ジエチルアミノクマリン)、3−ベンゾイル−7−メトキシクマリン、3−(2−フロイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3−(4−ジエチルアミノシンナモイル)−7−ジエチルアミノクマリン、7−メトキシ−3−(3−ピリジルカルボニル)クマリン、3−ベンゾイル−5,7−ジプロポキシクマリン等があげられ、他に特開平5-19475号、特開平7-271028号、特開2002-363206号、特開2002-363207号、特開2002-363208号、特開2002-363209号等の各公報に記載のクマリン化合物など)が挙げられる。 The sensitizer is not particularly limited and may be appropriately selected from known sensitizers. For example, known polynuclear aromatics (for example, pyrene, perylene, triphenylene), xanthenes (for example, , Fluorescein, eosin, erythrosine, rhodamine B, rose bengal), cyanines (eg, indocarbocyanine, thiacarbocyanine, oxacarbocyanine), merocyanines (eg, merocyanine, carbomerocyanine), thiazines (eg, thionine, Methylene blue, toluidine blue), acridines (eg, acridine orange, chloroflavin, acriflavine), anthraquinones (eg, anthraquinone), squariums (eg, squalium), acridones (eg, acridone, chloroacrine) Don, N-methylacridone, N-butylacridone, N-butyl-chloroacridone, etc.), coumarins (for example, 3- (2-benzofuroyl) -7-diethylaminocoumarin, 3- (2-benzofuroyl)- 7- (1-pyrrolidinyl) coumarin, 3-benzoyl-7-diethylaminocoumarin, 3- (2-methoxybenzoyl) -7-diethylaminocoumarin, 3- (4-dimethylaminobenzoyl) -7-diethylaminocoumarin, 3,3 '-Carbonylbis (5,7-di-n-propoxycoumarin), 3,3'-carbonylbis (7-diethylaminocoumarin), 3-benzoyl-7-methoxycoumarin, 3- (2-furoyl) -7- Diethylaminocoumarin, 3- (4-diethylaminocinnamoyl) -7-diethylaminocoumarin Examples thereof include 7-methoxy-3- (3-pyridylcarbonyl) coumarin, 3-benzoyl-5,7-dipropoxycoumarin, and others, and JP-A-5-19475, JP-A-7-271028, JP-A-2002-. No. 363206, JP-A No. 2002-363207, JP-A No. 2002-363208, JP-A No. 2002-363209, and the like.
前記光重合開始剤と前記増感剤との組合せとしては、例えば、特開2001−305734号公報に記載の電子移動型開始系[(1)電子供与型開始剤及び増感色素、(2)電子受容型開始剤及び増感色素、(3)電子供与型開始剤、増感色素及び電子受容型開始剤(三元開始系)]などの組合せが挙げられる。 Examples of the combination of the photopolymerization initiator and the sensitizer include, for example, an electron transfer start system described in JP-A-2001-305734 [(1) an electron donating initiator and a sensitizing dye, (2) A combination of an electron-accepting initiator and a sensitizing dye, (3) an electron-donating initiator, a sensitizing dye and an electron-accepting initiator (ternary initiation system), and the like.
前記増感剤の含有量としては、前記感光性組成物中の全成分に対し、0.05〜30質量%が好ましく、0.1〜20質量%がより好ましく、0.2〜10質量%が特に好ましい。該含有量が、0.05質量%未満であると、活性エネルギー線への感度が低下し、露光プロセスに時間がかかり、生産性が低下することがあり、30質量%を超えると、保存時に前記感光層から前記増感剤が析出することがある。 As content of the said sensitizer, 0.05-30 mass% is preferable with respect to all the components in the said photosensitive composition, 0.1-20 mass% is more preferable, 0.2-10 mass% Is particularly preferred. When the content is less than 0.05% by mass, the sensitivity to active energy rays is reduced, the exposure process takes time, and productivity may be reduced. The sensitizer may be precipitated from the photosensitive layer.
前記光重合開始剤は、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記光重合開始剤の特に好ましい例としては、後述する露光において、波長が405nmのレーザ光に対応可能である、前記ホスフィンオキサイド類、前記α−アミノアルキルケトン類、前記トリアジン骨格を有するハロゲン化炭化水素化合物と後述する増感剤としてのアミン化合物とを組合せた複合光開始剤、ヘキサアリールビイミダゾール化合物、あるいは、チタノセンなどが挙げられる。
The said photoinitiator may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
Particularly preferred examples of the photopolymerization initiator include halogenated carbonization having the phosphine oxides, the α-aminoalkyl ketones, and the triazine skeleton capable of supporting laser light having a wavelength of 405 nm in the exposure described later. Examples include a composite photoinitiator, a hexaarylbiimidazole compound, or titanocene, which is a combination of a hydrogen compound and an amine compound as a sensitizer described later.
前記光重合開始剤の前記感光性組成物における含有量としては、0.1〜30質量%が好ましく、0.5〜20質量%がより好ましく、0.5〜15質量%が特に好ましい。 As content in the said photosensitive composition of the said photoinitiator, 0.1-30 mass% is preferable, 0.5-20 mass% is more preferable, 0.5-15 mass% is especially preferable.
<<熱架橋剤>>
前記第1の態様の感光層に含まれる前記熱架橋剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記感光性組成物を用いて形成される感光層の硬化後の膜強度を改良するために、現像性等などに悪影響を与えない範囲で、例えば、1分子内に少なくとも2つのオキシラン基を有するエポキシ樹脂化合物、1分子内に少なくとも2つのオキセタニル基を有するオキセタン化合物、メラミン樹脂化合物などを用いることができる。
前記エポキシ樹脂化合物としては、例えば、ビキシレノール型もしくはビフェノール型エポキシ樹脂(「YX4000;ジャパンエポキシレジン社製」等)又はこれらの混合物、イソシアヌレート骨格等を有する複素環式エポキシ樹脂(「TEPIC;日産化学工業社製」、「アラルダイトPT810;チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製」等)、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ヒダントイン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、トリヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂、グリシジルフタレート樹脂、テトラグリシジルキシレノイルエタン樹脂、ナフタレン基含有エポキシ樹脂(「ESN−190,ESN−360;新日鉄化学社製」、「HP−4032,EXA−4750,EXA−4700;大日本インキ化学工業社製」等)、ジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂(「HP−7200,HP−7200H;大日本インキ化学工業社製」等)、グリシジルメタアクリレート共重合系エポキシ樹脂(「CP−50S,CP−50M;日本油脂社製」等)、シクロヘキシルマレイミドとグリシジルメタアクリレートとの共重合エポキシ樹脂などが挙げられるが、これらに限られるものではない。これらのエポキシ樹脂は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記オキセタン化合物としては、例えば、ビス[(3−メチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]エーテル、ビス[(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]エーテル、1,4−ビス[(3−メチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]ベンゼン、1,4−ビス[(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]ベンゼン、(3−メチル−3−オキセタニル)メチルアクリレート、(3−エチル−3−オキセタニル)メチルアクリレート、(3−メチル−3−オキセタニル)メチルメタクリレート、(3−エチル−3−オキセタニル)メチルメタクリレート又はこれらのオリゴマーあるいは共重合体等の多官能オキセタン類の他、オキセタン基と、ノボラック樹脂、ポリ(p−ヒドロキシスチレン)、カルド型ビスフェノール類、カリックスアレーン類、カリックスレゾルシンアレーン類、シルセスキオキサン等の水酸基を有する樹脂など、とのエーテル化合物が挙げられ、この他、オキセタン環を有する不飽和モノマーとアルキル(メタ)アクリレートとの共重合体なども挙げられる。
メラミン樹脂化合物としては、例えば、アルキル化メチロールメラミン、ヘキサメチル化メチロールメラミンなどが挙げられる。
<< Thermal crosslinking agent >>
There is no restriction | limiting in particular as the said thermal crosslinking agent contained in the photosensitive layer of the said 1st aspect, According to the objective, it can select suitably, After hardening of the photosensitive layer formed using the said photosensitive composition In order to improve the film strength, for example, an epoxy resin compound having at least two oxirane groups in one molecule and an oxetane having at least two oxetanyl groups in one molecule within a range that does not adversely affect developability and the like A compound, a melamine resin compound, etc. can be used.
Examples of the epoxy resin compound include a bixylenol type or biphenol type epoxy resin (“YX4000; manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.”) or a mixture thereof, a heterocyclic epoxy resin having an isocyanurate skeleton (“TEPIC; Nissan”). Chemical Industries, "Araldite PT810; Ciba Specialty Chemicals, etc.), bisphenol A type epoxy resin, novolac type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, hydrogenated bisphenol A type epoxy resin, glycidylamine type epoxy Resin, hydantoin type epoxy resin, alicyclic epoxy resin, trihydroxyphenylmethane type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, bisphenol A novolac type epoxy resin, tetraphenylolethane type Poxy resin, glycidyl phthalate resin, tetraglycidyl xylenoylethane resin, naphthalene group-containing epoxy resin (“ESN-190, ESN-360; manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.”, “HP-4032, EXA-4750, EXA-4700; large Nippon Ink Chemical Co., Ltd. ”), epoxy resins having a dicyclopentadiene skeleton (“ HP-7200, HP-7200H; manufactured by Dainippon Ink & Chemicals ”etc.), glycidyl methacrylate copolymer epoxy resin (“ CP -50S, CP-50M; manufactured by NOF Corporation, etc.), a copolymer epoxy resin of cyclohexylmaleimide and glycidyl methacrylate, and the like, but is not limited thereto. These epoxy resins may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
Examples of the oxetane compound include bis [(3-methyl-3-oxetanylmethoxy) methyl] ether, bis [(3-ethyl-3-oxetanylmethoxy) methyl] ether, 1,4-bis [(3-methyl -3-Oxetanylmethoxy) methyl] benzene, 1,4-bis [(3-ethyl-3-oxetanylmethoxy) methyl] benzene, (3-methyl-3-oxetanyl) methyl acrylate, (3-ethyl-3-oxetanyl) In addition to polyfunctional oxetanes such as methyl acrylate, (3-methyl-3-oxetanyl) methyl methacrylate, (3-ethyl-3-oxetanyl) methyl methacrylate or oligomers or copolymers thereof, oxetane groups and novolak resins , Poly (p-hydroxystyrene), cardo-type bisphe And ether compounds such as hydroxyl groups, calixarenes, calixresorcinarenes, silsesquioxanes, and the like, as well as unsaturated monomers having an oxetane ring and alkyl (meth) acrylates. And copolymers thereof.
Examples of the melamine resin compound include alkylated methylol melamine and hexamethylated methylol melamine.
前記エポキシ樹脂化合物又はオキセタン化合物の前記感光性組成物固形分中の固形分含有量は、1〜50質量%が好ましく、3〜30質量%がより好ましい。該固形分含有量が1質量%未満であると、硬化膜の吸湿性が高くなり、絶縁性の劣化を生ずる、あるいは、半田耐熱性や耐無電解メッキ性等などが低下することがあり、50質量%を超えると、現像性の悪化や露光感度の低下が生ずることがあり、好ましくない。 1-50 mass% is preferable and, as for solid content in the said photosensitive composition solid content of the said epoxy resin compound or oxetane compound, 3-30 mass% is more preferable. When the solid content is less than 1% by mass, the hygroscopicity of the cured film is increased, resulting in deterioration of insulation, or solder heat resistance, electroless plating resistance, and the like may be reduced. If it exceeds 50% by mass, the developability may deteriorate and the exposure sensitivity may decrease, which is not preferable.
また、前記エポキシ樹脂化合物や前記オキセタン化合物の熱硬化を促進するため、例えば、ジシアンジアミド、ベンジルジメチルアミン、4−(ジメチルアミノ)−N,N−ジメチルベンジルアミン、4−メトキシ−N,N−ジメチルベンジルアミン、4−メチル−N,N−ジメチルベンジルアミン等のアミン化合物;トリエチルベンジルアンモニウムクロリド等の4級アンモニウム塩化合物;ジメチルアミン等のブロックイソシアネート化合物;イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、4−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−エチル−4−メチルイミダゾール等のイミダゾール誘導体二環式アミジン化合物及びその塩;トリフェニルホスフィン等のリン化合物;メラミン、グアナミン、アセトグアナミン、ベンゾグアナミン等のグアナミン化合物;2,4−ジアミノ−6−メタクリロイルオキシエチル−S−トリアジン、2−ビニル−2,4−ジアミノ−S−トリアジン、2−ビニル−4,6−ジアミノ−S−トリアジン・イソシアヌル酸付加物、2,4−ジアミノ−6−メタクリロイルオキシエチル−S−トリアジン・イソシアヌル酸付加物等のS−トリアジン誘導体;などを用いることができる。これらは1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。なお、前記エポキシ樹脂化合物や前記オキセタン化合物の硬化触媒、あるいは、これらとカルボキシル基の反応を促進することができるものであれば、特に制限はなく、上記以外の熱硬化を促進可能な化合物を用いてもよい。
前記エポキシ樹脂、前記オキセタン化合物、及びこれらとカルボン酸との熱硬化を促進可能な化合物の前記感光性組成物固形分中の固形分含有量は、通常0.01〜15質量%である。
Moreover, in order to accelerate the thermosetting of the epoxy resin compound or the oxetane compound, for example, dicyandiamide, benzyldimethylamine, 4- (dimethylamino) -N, N-dimethylbenzylamine, 4-methoxy-N, N-dimethyl Amine compounds such as benzylamine and 4-methyl-N, N-dimethylbenzylamine; quaternary ammonium salt compounds such as triethylbenzylammonium chloride; blocked isocyanate compounds such as dimethylamine; imidazole, 2-methylimidazole and 2-ethylimidazole , 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 4-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, 1- (2-cyanoethyl) -2-ethyl-4-methylimidazole, etc. Bicyclic amidine compounds and salts thereof; phosphorus compounds such as triphenylphosphine; guanamine compounds such as melamine, guanamine, acetoguanamine, benzoguanamine; 2,4-diamino-6-methacryloyloxyethyl-S-triazine, 2 -Vinyl-2,4-diamino-S-triazine, 2-vinyl-4,6-diamino-S-triazine isocyanuric acid adduct, 2,4-diamino-6-methacryloyloxyethyl-S-triazine isocyanuric acid S-triazine derivatives such as adducts can be used. These may be used alone or in combination of two or more. The epoxy resin compound or the oxetane compound is a curing catalyst, or any compound that can accelerate the reaction between the epoxy resin compound and the oxetane compound and a carboxyl group. May be.
Solid content in the said photosensitive composition solid content of the said epoxy resin, the said oxetane compound, and the compound which can accelerate | stimulate thermosetting with these and carboxylic acid is 0.01-15 mass% normally.
また、前記熱架橋剤としては、特開平5−9407号公報記載のポリイソシアネート化合物を用いることができ、該ポリイソシアネート化合物は、少なくとも2つのイソシアネート基を含む脂肪族、環式脂肪族又は芳香族基置換脂肪族化合物から誘導されていてもよい。具体的には、1,3−フェニレンジイソシアネートと1,4−フェニレンジイソシアネートとの混合物、2,4−及び2,6−トルエンジイソシアネート、1,3−及び1,4−キシリレンジイソシアネート、ビス(4−イソシアネート−フェニル)メタン、ビス(4−イソシアネートシクロヘキシル)メタン、イソフォロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の2官能イソシアネート;該2官能イソシアネートと、トリメチロールプロパン、ペンタリスルトール、グリセリン等との多官能アルコール;該多官能アルコールのアルキレンオキサイド付加体と、前記2官能イソシアネートとの付加体;ヘキサメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレン−1,6−ジイソシアネート及びその誘導体等の環式三量体;などが挙げられる。 Further, as the thermal crosslinking agent, a polyisocyanate compound described in JP-A-5-9407 can be used, and the polyisocyanate compound is aliphatic, cycloaliphatic or aromatic containing at least two isocyanate groups. It may be derived from a group-substituted aliphatic compound. Specifically, a mixture of 1,3-phenylene diisocyanate and 1,4-phenylene diisocyanate, 2,4- and 2,6-toluene diisocyanate, 1,3- and 1,4-xylylene diisocyanate, bis (4 -Isocyanate-phenyl) methane, bis (4-isocyanatocyclohexyl) methane, isophorone diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, etc .; bifunctional isocyanates, trimethylolpropane, pentalysitol, glycerin, etc. An alkylene oxide adduct of the polyfunctional alcohol and an adduct of the bifunctional isocyanate; hexamethylene diisocyanate, hexamethylene-1,6-diisocyanate Cyclic trimers, such as preparative and derivatives thereof; and the like.
更に、本発明の感光性組成物、あるいは、本発明の感光性フィルムの保存性を向上させることを目的として、前記ポリイソシアネート及びその誘導体のイソシアネート基にブロック剤を反応させて得られる化合物を用いてもよい。
前記イソシアネート基ブロック剤としては、イソプロパノール、tert.−ブタノール等のアルコール類;ε−カプロラクタム等のラクタム類、フェノール、クレゾール、p−tert.−ブチルフェノール、p−sec.−ブチルフェノール、p−sec.−アミルフェノール、p−オクチルフェノール、p−ノニルフェノール等のフェノール類;3−ヒドロキシピリジン、8−ヒドロキシキノリン等の複素環式ヒドロキシル化合物;ジアルキルマロネート、メチルエチルケトキシム、アセチルアセトン、アルキルアセトアセテートオキシム、アセトオキシム、シクロヘキサノンオキシム等の活性メチレン化合物;などが挙げられる。これらの他、特開平6−295060号公報記載の分子内に少なくとも1つの重合可能な二重結合及び少なくとも1つのブロックイソシアネート基のいずれかを有する化合物などを用いることができる。
Furthermore, for the purpose of improving the preservability of the photosensitive composition of the present invention or the photosensitive film of the present invention, a compound obtained by reacting a blocking agent with the isocyanate group of the polyisocyanate and its derivative is used. May be.
Examples of the isocyanate group blocking agent include isopropanol, tert. Alcohols such as butanol; lactams such as ε-caprolactam, phenol, cresol, p-tert. -Butylphenol, p-sec. -Butylphenol, p-sec. -Phenols such as amylphenol, p-octylphenol, p-nonylphenol; heterocyclic hydroxyl compounds such as 3-hydroxypyridine and 8-hydroxyquinoline; dialkylmalonate, methylethylketoxime, acetylacetone, alkylacetoacetate oxime, acetoxime, Active methylene compounds such as cyclohexanone oxime; and the like. In addition to these, compounds having at least one polymerizable double bond and at least one blocked isocyanate group in the molecule described in JP-A-6-295060 can be used.
また、アルデヒド縮合生成物、樹脂前駆体などを用いることができる。具体的には、N,N’−ジメチロール尿素、N,N’−ジメチロールマロンアミド、N,N’−ジメチロールスクシンイミド、トリメチロールメラミン、テトラメチロールメラミン、ヘキサメチロールメラミン、1,3−N,N’−ジメチロールテレフタルアミド、2,4,6−トリメチロールフェノール、2,6−ジメチロール−4−メチロアニソール、1,3−ジメチロール−4,6−ジイソプロピルベンゼンなどが挙げられる。なお、これらのメチロール化合物の代わりに、対応するエチルもしくはブチルエーテル、又は酢酸あるいはプロピオン酸のエステルを使用してもよい。また、メラミンと尿素とのホルムアルデヒド縮合生成物とからなるヘキサメトキシメチルメラミンや、メラミンとホルムアルデヒド縮合生成物のブチルエーテルなどを使用してもよい。 Moreover, an aldehyde condensation product, a resin precursor, etc. can be used. Specifically, N, N′-dimethylolurea, N, N′-dimethylolmalonamide, N, N′-dimethylolsuccinimide, trimethylolmelamine, tetramethylolmelamine, hexamethylolmelamine, 1,3-N, N'-dimethylol terephthalamide, 2,4,6-trimethylolphenol, 2,6-dimethylol-4-methyliloanisole, 1,3-dimethylol-4,6-diisopropylbenzene and the like can be mentioned. Instead of these methylol compounds, the corresponding ethyl or butyl ether, or acetic acid or propionic acid ester may be used. Moreover, you may use the hexamethoxymethyl melamine which consists of a formaldehyde condensation product of a melamine and urea, the butyl ether of a melamine and a formaldehyde condensation product, etc.
前記熱架橋剤の前記感光性組成物固形分中の固形分含有量は、1〜40質量%が好ましく、3〜30質量%がより好ましく、5〜25質量%が特に好ましい。該固形分含有量が1質量%未満であると、硬化膜の膜強度の向上が認められず、40質量%を超えると、現像性の低下や露光感度の低下を生ずることがある。 1-40 mass% is preferable, as for solid content in the said photosensitive composition solid content of the said thermal crosslinking agent, 3-30 mass% is more preferable, and 5-25 mass% is especially preferable. When the solid content is less than 1% by mass, improvement in the film strength of the cured film is not recognized, and when it exceeds 40% by mass, the developability and the exposure sensitivity may be lowered.
<<その他の成分>>
前記第1の態様の感光層に含まれる前記その他の成分としては、例えば、増感剤、熱重合禁止剤、可塑剤、着色剤(着色顔料あるいは染料)、体質顔料、などが挙げられ、更に基材表面への密着を促進する密着促進剤及びその他の助剤類(例えば、導電性粒子、充填剤、消泡剤、難燃剤、レベリング剤、剥離促進剤、酸化防止剤、香料、表面張力調製剤、連鎖移動剤など)、熱硬化促進剤などを併用してもよい。これらの成分を適宜含有させることにより、目的とする感光性組成物あるいは後述する感光性フィルムの安定性、写真性、膜物性などの性質を調製することができる。
<< Other ingredients >>
Examples of the other components contained in the photosensitive layer of the first aspect include sensitizers, thermal polymerization inhibitors, plasticizers, colorants (color pigments or dyes), extender pigments, and the like. Adhesion promoters and other auxiliaries that promote adhesion to the substrate surface (for example, conductive particles, fillers, antifoaming agents, flame retardants, leveling agents, release accelerators, antioxidants, perfumes, surface tension Preparation agents, chain transfer agents, etc.), thermosetting accelerators, etc. may be used in combination. By appropriately containing these components, properties such as the intended photosensitive composition or the photosensitive film described later, such as stability, photographic properties, and film physical properties can be prepared.
−増感剤−
前記増感剤としては、特に制限はなく、後述する光照射手段として可視光線や紫外光・可視光レーザなどに応じて、適宜選択することができる。
前記増感剤は、活性エネルギー線により励起状態となり、他の物質(例えば、ラジカル発生剤、酸発生剤等)と相互作用(例えば、エネルギー移動、電子移動等)することにより、ラジカルや酸等の有用基を発生することが可能である。
-Sensitizer-
There is no restriction | limiting in particular as said sensitizer, According to visible light, an ultraviolet light, a visible light laser, etc. as a light irradiation means mentioned later, it can select suitably.
The sensitizer is excited by active energy rays and interacts with other substances (for example, radical generator, acid generator, etc.) (for example, energy transfer, electron transfer, etc.), thereby generating radicals, acids, etc. It is possible to generate a useful group of
前記増感剤の具体例としては、公知の増感剤の中から適宜選択することができるが、例えば、公知の多核芳香族類(例えば、ピレン、ペリレン、トリフェニレン)、キサンテン類(例えば、フルオレセイン、エオシン、エリスロシン、ローダミンB、ローズベンガル)、シアニン類(例えば、インドカルボシアニン、チアカルボシアニン、オキサカルボシアニン)、メロシアニン類(例えば、メロシアニン、カルボメロシアニン)、チアジン類(例えば、チオニン、メチレンブルー、トルイジンブルー)、アクリジン類(例えば、アクリジンオレンジ、クロロフラビン、アクリフラビン)、アントラキノン類(例えば、アントラキノン)、スクアリウム類(例えば、スクアリウム)、アクリドン類(例えば、アクリドン、クロロアクリドン、N−メチルアクリドン、N−ブチルアクリドン、N−ブチル−クロロアクリドン等)、クマリン類(例えば、3−(2−ベンゾフロイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3−(2−ベンゾフロイル)−7−(1−ピロリジニル)クマリン、3−ベンゾイル−7−ジエチルアミノクマリン、3−(2−メトキシベンゾイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3−(4−ジメチルアミノベンゾイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3,3’−カルボニルビス(5,7−ジ−n−プロポキシクマリン)、3,3’−カルボニルビス(7−ジエチルアミノクマリン)、3−ベンゾイル−7−メトキシクマリン、3−(2−フロイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3−(4−ジエチルアミノシンナモイル)−7−ジエチルアミノクマリン、7−メトキシ−3−(3−ピリジルカルボニル)クマリン、3−ベンゾイル−5,7−ジプロポキシクマリン等があげられ、他に特開平5-19475号、特開平7-271028号、特開2002-363206号、特開2002-363207号、特開2002-363208号、特開2002-363209号等の各公報に記載のクマリン化合物など)が挙げられる。 Specific examples of the sensitizer can be appropriately selected from known sensitizers. For example, known polynuclear aromatics (eg, pyrene, perylene, triphenylene), xanthenes (eg, fluorescein) , Eosin, erythrosine, rhodamine B, rose bengal), cyanines (eg, indocarbocyanine, thiacarbocyanine, oxacarbocyanine), merocyanines (eg, merocyanine, carbomerocyanine), thiazines (eg, thionine, methylene blue, Toluidine blue), acridines (eg, acridine orange, chloroflavin, acriflavine), anthraquinones (eg, anthraquinone), squariums (eg, squalium), acridones (eg, acridone, chloroacridone, -Methylacridone, N-butylacridone, N-butyl-chloroacridone, etc.), coumarins (for example, 3- (2-benzofuroyl) -7-diethylaminocoumarin, 3- (2-benzofuroyl) -7- ( 1-pyrrolidinyl) coumarin, 3-benzoyl-7-diethylaminocoumarin, 3- (2-methoxybenzoyl) -7-diethylaminocoumarin, 3- (4-dimethylaminobenzoyl) -7-diethylaminocoumarin, 3,3′-carbonyl Bis (5,7-di-n-propoxycoumarin), 3,3′-carbonylbis (7-diethylaminocoumarin), 3-benzoyl-7-methoxycoumarin, 3- (2-furoyl) -7-diethylaminocoumarin, 3- (4-Diethylaminocinnamoyl) -7-diethylaminocoumarin, 7-me Examples thereof include xyl-3- (3-pyridylcarbonyl) coumarin, 3-benzoyl-5,7-dipropoxycoumarin, and others, and JP-A-5-19475, JP-A-7-271028, JP-A-2002-363206. And coumarin compounds described in JP-A-2002-363207, JP-A-2002-363208, JP-A-2002-363209, and the like.
前記光重合開始剤と前記増感剤との組合せとしては、例えば、特開2001−305734号公報に記載の電子移動型開始系[(1)電子供与型開始剤及び増感色素、(2)電子受容型開始剤及び増感色素、(3)電子供与型開始剤、増感色素及び電子受容型開始剤(三元開始系)]などの組合せが挙げられる。 Examples of the combination of the photopolymerization initiator and the sensitizer include, for example, an electron transfer start system described in JP-A-2001-305734 [(1) an electron donating initiator and a sensitizing dye, (2) A combination of an electron-accepting initiator and a sensitizing dye, (3) an electron-donating initiator, a sensitizing dye and an electron-accepting initiator (ternary initiation system), and the like.
前記増感剤の含有量としては、感光性組成物の全成分に対し、0.05〜30質量%が好ましく、0.1〜20質量%がより好ましく、0.2〜10質量%が特に好ましい。
前記含有量が、0.05質量%未満となると、活性エネルギー線への感度が低下し、露光プロセスに時間がかかり、生産性が低下することがあり、30質量%を超えると、前記感光層から保存時に析出することがある。
As content of the said sensitizer, 0.05-30 mass% is preferable with respect to all the components of a photosensitive composition, 0.1-20 mass% is more preferable, 0.2-10 mass% is especially preferable. preferable.
When the content is less than 0.05% by mass, the sensitivity to active energy rays decreases, the exposure process takes time, and the productivity may decrease. When the content exceeds 30% by mass, the photosensitive layer May precipitate during storage.
−熱重合禁止剤−
前記熱重合禁止剤は、前記重合性化合物の熱的な重合又は経時的な重合を防止するために添加してもよい。
前記熱重合禁止剤としては、例えば、4−メトキシフェノール、ハイドロキノン、アルキル又はアリール置換ハイドロキノン、t−ブチルカテコール、ピロガロール、2−ヒドロキシベンゾフェノン、4−メトキシ−2−ヒドロキシベンゾフェノン、塩化第一銅、フェノチアジン、クロラニル、ナフチルアミン、β−ナフトール、2,6−ジ−t−ブチル−4−クレゾール、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、ピリジン、ニトロベンゼン、ジニトロベンゼン、ピクリン酸、4−トルイジン、メチレンブルー、銅と有機キレート剤反応物、サリチル酸メチル、及びフェノチアジン、ニトロソ化合物、ニトロソ化合物とAlとのキレート等が挙げられる。
-Thermal polymerization inhibitor-
The thermal polymerization inhibitor may be added to prevent thermal polymerization or temporal polymerization of the polymerizable compound.
Examples of the thermal polymerization inhibitor include 4-methoxyphenol, hydroquinone, alkyl or aryl-substituted hydroquinone, t-butylcatechol, pyrogallol, 2-hydroxybenzophenone, 4-methoxy-2-hydroxybenzophenone, cuprous chloride, phenothiazine. , Chloranil, naphthylamine, β-naphthol, 2,6-di-tert-butyl-4-cresol, 2,2′-methylenebis (4-methyl-6-tert-butylphenol), pyridine, nitrobenzene, dinitrobenzene, picric acid 4-toluidine, methylene blue, copper and organic chelating agent reactant, methyl salicylate, and phenothiazine, nitroso compound, chelate of nitroso compound and Al, and the like.
前記熱重合禁止剤の含有量としては、前記重合性化合物に対して0.001〜5質量%が好ましく、0.005〜2質量%がより好ましく、0.01〜1質量%が特に好ましい。該含有量が、0.001質量%未満であると、保存時の安定性が低下することがあり、5質量%を超えると、活性エネルギー線に対する感度が低下することがある。 As content of the said thermal-polymerization inhibitor, 0.001-5 mass% is preferable with respect to the said polymeric compound, 0.005-2 mass% is more preferable, 0.01-1 mass% is especially preferable. When the content is less than 0.001% by mass, stability during storage may be lowered, and when it exceeds 5% by mass, sensitivity to active energy rays may be lowered.
−可塑剤−
前記可塑剤は、前記感光層の膜物性(可撓性)をコントロールするために添加してもよい。
前記可塑剤としては、例えば、ジメチルフタレート、ジブチルフタレート、ジイソブチルフタレート、ジヘプチルフタレート、ジオクチルフタレート、ジシクロヘキシルフタレート、ジトリデシルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジイソデシルフタレート、ジフェニルフタレート、ジアリルフタレート、オクチルカプリールフタレート等のフタル酸エステル類;トリエチレングリコールジアセテート、テトラエチレングリコールジアセテート、ジメチルグリコースフタレート、エチルフタリールエチルグリコレート、メチルフタリールエチルグリコレート、ブチルフタリールブチルグリコレート、トリエチレングリコールジカブリル酸エステル等のグリコールエステル類;トリクレジルホスフェート、トリフェニルホスフェート等のリン酸エステル類;4−トルエンスルホンアミド、ベンゼンスルホンアミド、N−n−ブチルベンゼンスルホンアミド、N−n−ブチルアセトアミド等のアミド類;ジイソブチルアジペート、ジオクチルアジペート、ジメチルセバケート、ジブチルセパケート、ジオクチルセパケート、ジオクチルアゼレート、ジブチルマレート等の脂肪族二塩基酸エステル類;クエン酸トリエチル、クエン酸トリブチル、グリセリントリアセチルエステル、ラウリン酸ブチル、4,5−ジエポキシシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジオクチル等、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のグリコール類が挙げられる。
-Plasticizer-
The plasticizer may be added to control film physical properties (flexibility) of the photosensitive layer.
Examples of the plasticizer include dimethyl phthalate, dibutyl phthalate, diisobutyl phthalate, diheptyl phthalate, dioctyl phthalate, dicyclohexyl phthalate, ditridecyl phthalate, butyl benzyl phthalate, diisodecyl phthalate, diphenyl phthalate, diallyl phthalate, octyl capryl phthalate, and the like. Phthalic acid esters: Triethylene glycol diacetate, tetraethylene glycol diacetate, dimethylglycol phthalate, ethyl phthalyl ethyl glycolate, methyl phthalyl ethyl glycolate, butyl phthalyl butyl glycolate, triethylene glycol dicabrylate, etc. Glycol esters of tricresyl phosphate, triphenyl phosphate, etc. Acid esters; Amides such as 4-toluenesulfonamide, benzenesulfonamide, Nn-butylbenzenesulfonamide, Nn-butylacetamide; diisobutyl adipate, dioctyl adipate, dimethyl sebacate, dibutyl sepacate, dioctyl Aliphatic dibasic acid esters such as sepacate, dioctyl azelate, dibutyl malate; triethyl citrate, tributyl citrate, glycerin triacetyl ester, butyl laurate, 4,5-diepoxycyclohexane-1,2-dicarboxylic acid Examples include glycols such as dioctyl acid, polyethylene glycol, and polypropylene glycol.
前記可塑剤の含有量としては、前記感光層の全成分に対して0.1〜50質量%が好ましく、0.5〜40質量%がより好ましく、1〜30質量%が特に好ましい。 As content of the said plasticizer, 0.1-50 mass% is preferable with respect to all the components of the said photosensitive layer, 0.5-40 mass% is more preferable, 1-30 mass% is especially preferable.
−着色顔料−
前記着色顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ビクトリア・ピュアーブルーBO(C.I.42595)、オーラミン(C.I.41000)、ファット・ブラックHB(C.I.26150)、モノライト・エローGT(C.I.ピグメント・エロー12)、パーマネント・エローGR(C.I.ピグメント・エロー17)、パーマネント・エローHR(C.I.ピグメント・エロー83)、パーマネント・カーミンFBB(C.I.ピグメント・レッド146)、ホスターバームレッドESB(C.I.ピグメント・バイオレット19)、パーマネント・ルビーFBH(C.I.ピグメント・レッド11)ファステル・ピンクBスプラ(C.I.ピグメント・レッド81)モナストラル・ファースト・ブルー(C.I.ピグメント・ブルー15)、モノライト・ファースト・ブラックB(C.I.ピグメント・ブラック1)、カーボン、C.I.ピグメント・レッド97、C.I.ピグメント・レッド122、C.I.ピグメント・レッド149、C.I.ピグメント・レッド168、C.I.ピグメント・レッド177、C.I.ピグメント・レッド180、C.I.ピグメント・レッド192、C.I.ピグメント・レッド215、C.I.ピグメント・グリーン7、C.I.ピグメント・グリーン36、C.I.ピグメント・ブルー15:1、C.I.ピグメント・ブルー15:4、C.I.ピグメント・ブルー15:6、C.I.ピグメント・ブルー22、C.I.ピグメント・ブルー60、C.I.ピグメント・ブルー64などが挙げられる。これらは1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。また、必要に応じて、公知の染料の中から、適宜選択した染料を使用することができる。
-Color pigment-
There is no restriction | limiting in particular as said coloring pigment, According to the objective, it can select suitably, For example, Victoria pure blue BO (CI. 42595), auramine (CI. 41000), fat black HB (CI. 26150), Monolite Yellow GT (CI Pigment Yellow 12), Permanent Yellow GR (CI Pigment Yellow 17), Permanent Yellow HR (CI Pigment Yellow HR). Yellow 83), Permanent Carmine FBB (CI Pigment Red 146), Hoster Balm Red ESB (CI Pigment Violet 19), Permanent Ruby FBH (CI Pigment Red 11) Fastel Pink B Supra (CI Pigment Red 81) Monastral Fa Strike Blue (C.I. Pigment Blue 15), mono Light Fast Black B (C.I. Pigment Black 1), carbon, C. I. Pigment red 97, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 149, C.I. I. Pigment red 168, C.I. I. Pigment red 177, C.I. I. Pigment red 180, C.I. I. Pigment red 192, C.I. I. Pigment red 215, C.I. I. Pigment green 7, C.I. I. Pigment green 36, C.I. I. Pigment blue 15: 1, C.I. I. Pigment blue 15: 4, C.I. I. Pigment blue 15: 6, C.I. I. Pigment blue 22, C.I. I. Pigment blue 60, C.I. I. Pigment blue 64 and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Moreover, the dye suitably selected from well-known dye can be used as needed.
前記着色顔料の前記感光性組成物固形分中の固形分含有量は、永久パターン形成の際の感光層の露光感度、解像性などを考慮して決めることができ、前記着色顔料の種類により異なるが、一般的には0.05〜10質量%が好ましく、0.075〜8質量%がより好ましく、0.1〜5質量%が特に好ましい。 The solid content in the photosensitive composition solid content of the color pigment can be determined in consideration of the exposure sensitivity, resolution, etc. of the photosensitive layer at the time of permanent pattern formation, depending on the type of the color pigment. Generally, 0.05 to 10% by mass is preferable, 0.075 to 8% by mass is more preferable, and 0.1 to 5% by mass is particularly preferable.
−体質顔料−
前記感光性組成物には、必要に応じて、永久パターンの表面硬度の向上、あるいは線膨張係数を低く抑えること、あるいは、硬化膜自体の誘電率や誘電正接を低く抑えることを目的として、無機顔料や有機微粒子を添加することができる。
前記無機顔料としては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、カオリン、硫酸バリウム、チタン酸バリウム、酸化ケイ素粉、微粉状酸化ケイ素、気相法シリカ、無定形シリカ、結晶性シリカ、溶融シリカ、球状シリカ、タルク、クレー、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、マイカなどが挙げられる。
前記無機顔料の平均粒径は、10μm未満が好ましく、3μm以下がより好ましい。該平均粒径が10μm以上であると、光錯乱により解像度が劣化することがある。
前記有機微粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、架橋ポリスチレン樹脂などが挙げられる。また、平均粒径1〜5μm、吸油量100〜200m2/g程度のシリカ、架橋樹脂からなる球状多孔質微粒子などを用いることができる。
-Extender pigment-
If necessary, the photosensitive composition may be inorganic for the purpose of improving the surface hardness of the permanent pattern or keeping the linear expansion coefficient low, or keeping the dielectric constant or dielectric loss tangent of the cured film itself low. Pigments and organic fine particles can be added.
The inorganic pigment is not particularly limited and may be appropriately selected from known ones. For example, kaolin, barium sulfate, barium titanate, silicon oxide powder, finely divided silicon oxide, gas phase method silica, amorphous Examples thereof include silica, crystalline silica, fused silica, spherical silica, talc, clay, magnesium carbonate, calcium carbonate, aluminum oxide, aluminum hydroxide, and mica.
The average particle diameter of the inorganic pigment is preferably less than 10 μm, and more preferably 3 μm or less. When the average particle size is 10 μm or more, resolution may be deteriorated due to light scattering.
There is no restriction | limiting in particular as said organic fine particle, According to the objective, it can select suitably, For example, a melamine resin, a benzoguanamine resin, a crosslinked polystyrene resin etc. are mentioned. Further, silica having an average particle diameter of 1 to 5 μm and an oil absorption of about 100 to 200 m 2 / g, spherical porous fine particles made of a crosslinked resin, and the like can be used.
前記体質顔料の添加量は、5〜60質量%が好ましく、10〜50質量%がより好ましく、15〜45質量%がとくに好ましい。該添加量が5質量%未満であると、十分に線膨張係数を低下させることができないことがあり、60質量%を超えると、感光層表面に硬化膜を形成した場合に、該硬化膜の膜質が脆くなり、永久パターンを用いて配線を形成する場合において、配線の保護膜としての機能が損なわれることがある。 5-60 mass% is preferable, as for the addition amount of the said extender, 10-50 mass% is more preferable, 15-45 mass% is especially preferable. When the addition amount is less than 5% by mass, the linear expansion coefficient may not be sufficiently reduced. When the addition amount exceeds 60% by mass, when the cured film is formed on the photosensitive layer surface, The film quality becomes fragile, and when a wiring is formed using a permanent pattern, the function of the wiring as a protective film may be impaired.
−密着促進剤−
各層間の密着性、又は感光層と基材との密着性を向上させるために、各層に公知のいわゆる密着促進剤を用いることができる。
-Adhesion promoter-
In order to improve the adhesion between the layers or the adhesion between the photosensitive layer and the substrate, a known so-called adhesion promoter can be used for each layer.
前記密着促進剤としては、例えば、特開平5−11439号公報、特開平5−341532号公報、及び特開平6−43638号公報などに記載の密着促進剤が好適挙げられる。具体的には、ベンズイミダゾール、ベンズオキサゾール、ベンズチアゾール、2−メルカプトベンズイミダゾール、2−メルカプトベンズオキサゾール、2−メルカプトベンズチアゾール、3−モルホリノメチル−1−フェニル−トリアゾール−2−チオン、3−モルホリノメチル−5−フェニル−オキサジアゾール−2−チオン、5−アミノ−3−モルホリノメチル−チアジアゾール−2−チオン、及び2−メルカプト−5−メチルチオ−チアジアゾール、トリアゾール、テトラゾール、ベンゾトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾール、アミノ基含有ベンゾトリアゾール、シランカップリング剤などが挙げられる。 Preferred examples of the adhesion promoter include adhesion promoters described in JP-A-5-11439, JP-A-5-341532, JP-A-6-43638, and the like. Specifically, benzimidazole, benzoxazole, benzthiazole, 2-mercaptobenzimidazole, 2-mercaptobenzoxazole, 2-mercaptobenzthiazole, 3-morpholinomethyl-1-phenyl-triazole-2-thione, 3-morpholino Methyl-5-phenyl-oxadiazole-2-thione, 5-amino-3-morpholinomethyl-thiadiazole-2-thione, and 2-mercapto-5-methylthio-thiadiazole, triazole, tetrazole, benzotriazole, carboxybenzotriazole Amino group-containing benzotriazole, silane coupling agents, and the like.
前記密着促進剤の含有量としては、前記感光性組成物中の全成分に対して0.001質量%〜20質量%が好ましく、0.01〜10質量%がより好ましく、0.1質量%〜5質量%が特に好ましい。 As content of the said adhesion promoter, 0.001 mass%-20 mass% are preferable with respect to all the components in the said photosensitive composition, 0.01-10 mass% is more preferable, 0.1 mass% ˜5% by weight is particularly preferred.
前記フォトソルダレジスト層を構成する感光層を形成する前記感光性組成物は、溶剤を用いて調製することができる。
前記溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エステル類、エーテル類、ケトン類、芳香族炭化水素類、脂肪族炭化水素類、石油系溶剤類などが挙げられるが、これらの中でも前記バインダーとの相溶性が良好で、かつ前記熱架橋剤を溶解しないものが好ましい。
前記エステル類としては、例えば、酢酸エチル、酢酸−n−ブチル、酢酸イソブチル、ギ酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、プロピオン酸ブチル、酪酸イソプロピル、酪酸エチル、酪酸ブチル、アルキルエステル類、乳酸メチル、乳酸エチル、オキシ酢酸メチル、オキシ酢酸エチル、オキシ酢酸ブチル、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル、3−オキシプロピオン酸メチル、3−オキシプロピオン酸エチルなどの3−オキシプロピオン酸アルキルエステル類、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、2−オキシプロピオン酸メチル、2−オキシプロピオン酸エチル、2−オキシプロピオン酸プロピル、2−メトキシプロピオン酸メチル、2−メトキシプロピオン酸エチル、2−メトキシプロピオン酸プロピル、2−エトキシプロピオン酸メチル、2−エトキシプロピオン酸エチル、2−オキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−オキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、2−メトキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−オキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、2−メトキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−エトキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2−オキソブタン酸メチル、2−オキソブタン酸エチルなどが挙げられる。
前記エーテル類としては、例えば、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテートなどが挙げられる。
前記ケトン類としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノンなどが挙げられる。
前記芳香族炭化水素類としては、例えば、トルエン、キシレンなどが挙げられる。
前記脂肪族炭化水素類としては、例えば、オクタン、デカンなどが挙げられる。
前記石油系溶剤類としては、例えば、石油エーテル、石油ナフサ、水添石油ナフサ、ソルベントナフサなどが挙げられる。
前記感光性組成物調製時における前記溶剤の添加量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記感光性組成物の全固形分濃度が10〜95質量%となるように添加されることが好ましく、20〜92.5質量%となるように添加されることがより好ましく、30〜90質量%となるように添加されることが特に好ましい。
The photosensitive composition forming the photosensitive layer constituting the photo solder resist layer can be prepared using a solvent.
The solvent is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include esters, ethers, ketones, aromatic hydrocarbons, aliphatic hydrocarbons, and petroleum solvents. Among these, those having good compatibility with the binder and not dissolving the thermal crosslinking agent are preferable.
Examples of the esters include ethyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, amyl formate, isoamyl acetate, isobutyl acetate, butyl propionate, isopropyl butyrate, ethyl butyrate, butyl butyrate, alkyl esters, methyl lactate, and lactic acid. 3 such as ethyl, methyl oxyacetate, ethyl oxyacetate, butyl oxyacetate, methyl methoxyacetate, ethyl methoxyacetate, butyl methoxyacetate, methyl ethoxyacetate, ethyl ethoxyacetate, methyl 3-oxypropionate, ethyl 3-oxypropionate -Oxypropionic acid alkyl esters, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 2-oxypropionate, 2-oxypropion Ethyl, propyl 2-oxypropionate, methyl 2-methoxypropionate, ethyl 2-methoxypropionate, propyl 2-methoxypropionate, methyl 2-ethoxypropionate, ethyl 2-ethoxypropionate, 2-oxy-2- Methyl methyl propionate, ethyl 2-oxy-2-methylpropionate, methyl 2-methoxy-2-methylpropionate, ethyl 2-oxy-2-methylpropionate, methyl 2-methoxy-2-methylpropionate, 2 -Ethyl-2-ethoxy-2-methylpropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, methyl 2-oxobutanoate, ethyl 2-oxobutanoate and the like.
Examples of the ethers include diethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, ethyl carbitol acetate, Examples include butyl carbitol acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol ethyl ether acetate, propylene glycol propyl ether acetate.
Examples of the ketones include methyl ethyl ketone, cyclohexanone, 2-heptanone, and 3-heptanone.
Examples of the aromatic hydrocarbons include toluene and xylene.
Examples of the aliphatic hydrocarbons include octane and decane.
Examples of the petroleum solvents include petroleum ether, petroleum naphtha, hydrogenated petroleum naphtha, and solvent naphtha.
The amount of the solvent added during the preparation of the photosensitive composition is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. The total solid concentration of the photosensitive composition is 10 to 95% by mass. Preferably, it is added so that it may become 20-92.5 mass%, It is especially preferable to add so that it may become 30-90 mass%.
−回路形成用フォトレジスト層を構成する感光層−
前記回路形成用フォトレジスト層を構成する感光層を形成する感光性組成物としては、特に制限はなく、公知のパターン形成材料の中から適宜選択することができるが、例えば、バインダーと、重合性化合物と、光重合開始剤とを含み、適宜選択したその他の成分を含むものが好ましい。
また、感光層の積層数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、1層であってもよく、2層以上であってもよい。
-Photosensitive layer constituting photoresist layer for circuit formation-
The photosensitive composition for forming the photosensitive layer constituting the circuit forming photoresist layer is not particularly limited and may be appropriately selected from known pattern forming materials. A compound containing a compound and a photopolymerization initiator and containing other components appropriately selected is preferable.
Moreover, there is no restriction | limiting in particular as the number of lamination | stacking of a photosensitive layer, According to the objective, it can select suitably, For example, one layer may be sufficient and two or more layers may be sufficient.
<<バインダー>>
前記バインダーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記フォトソルダレジスト層を構成する感光層に含まれるバインダーとして例示されたものと同様のものを用いることが可能である。
前記バインダーの前記感光性組成物固形分中の固形分含有量は、10〜90質量%が好ましく、20〜80質量%がより好ましく、40〜80質量%が特に好ましい。該固形分含有量が、10質量%未満であると、感光層の膜強度が弱くなりやすく、該感光層の表面のタック性が悪化することがあり、90質量%を超えると、露光感度が低下することがある。
前記バインダーの酸価としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、70〜250mgKOH/gが好ましく、90〜200mgKOH/gがより好ましく、100〜180mgKOH/gが特に好ましい。
前記酸価が、70mgKOH/g未満であると、現像性が不足したり、解像性が劣り、配線パターン等の永久パターンを高精細に得ることができないことがあり、250mgKOH/gを超えると、パターンの耐現像液性及び密着性の少なくともいずれかが悪化し、配線パターン等の永久パターンを高精細に得ることができないことがある。
<< Binder >>
The binder is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, the same binder as exemplified in the binder included in the photosensitive layer constituting the photo solder resist layer may be used. Is possible.
10-90 mass% is preferable, as for solid content in the said photosensitive composition solid content of the said binder, 20-80 mass% is more preferable, and 40-80 mass% is especially preferable. When the solid content is less than 10% by mass, the film strength of the photosensitive layer tends to be weak, and the tackiness of the surface of the photosensitive layer may be deteriorated. When it exceeds 90% by mass, the exposure sensitivity is increased. May decrease.
The acid value of the binder is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, it is preferably 70 to 250 mgKOH / g, more preferably 90 to 200 mgKOH / g, and 100 to 180 mgKOH / g. Particularly preferred.
When the acid value is less than 70 mgKOH / g, developability may be insufficient, resolution may be inferior, and permanent patterns such as wiring patterns may not be obtained with high definition. When the acid value exceeds 250 mgKOH / g In some cases, at least one of the developer resistance and adhesion of the pattern deteriorates, and a permanent pattern such as a wiring pattern cannot be obtained with high definition.
<<重合性化合物>>
前記重合性化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記フォトソルダレジスト層を構成する感光層に含まれる重合性化合物として例示されたものと同様のものを用いることが可能である。
<< polymerizable compound >>
The polymerizable compound is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, the polymerizable compound is the same as those exemplified as the polymerizable compound contained in the photosensitive layer constituting the photo solder resist layer. Can be used.
前記重合性化合物は、必要に応じて、分子内に重合性基を1個含有する重合性化合物(単官能モノマー)を併用してもよい。
前記単官能モノマーとしては、例えば、前記バインダーの原料として例示した化合物、特開平6−236031号公報に記載されている2塩基のモノ((メタ)アクリロイルオキシアルキルエステル)モノ(ハロヒドロキシアルキルエステル)等の単官能モノマー(例えば、γ−クロロ−β−ヒドロキシプロピル−β′−メタクリロイルオキシエチル−o−フタレート等)、特許2744643号公報、WO00/52529号公報、特許2548016号公報等に記載の化合物が挙げられる。
If necessary, the polymerizable compound may be used in combination with a polymerizable compound (monofunctional monomer) containing one polymerizable group in the molecule.
Examples of the monofunctional monomer include the compounds exemplified as the raw material of the binder, and the dibasic mono ((meth) acryloyloxyalkyl ester) mono (halohydroxyalkyl ester) described in JP-A-6-236031. Monofunctional monomers such as γ-chloro-β-hydroxypropyl-β′-methacryloyloxyethyl-o-phthalate, etc., compounds described in Japanese Patent No. 2744443, WO00 / 52529, Japanese Patent No. 2548016, etc. Is mentioned.
前記感光層における重合性化合物の含有量としては、例えば、5〜90質量%が好ましく、15〜60質量%がより好ましく、20〜50質量%が特に好ましい。
前記含有量が、5質量%となると、テント膜の強度が低下することがあり、90質量%を超えると、保存時のエッジフュージョン(ロール端部からのしみだし故障)が悪化することがある。
また、重合性化合物中に前記重合性基を2個以上有する多官能モノマーの含有量としては、5〜100質量%が好ましく、20〜100質量%がより好ましく、40〜100質量%が特に好ましい。
As content of the polymeric compound in the said photosensitive layer, 5-90 mass% is preferable, for example, 15-60 mass% is more preferable, and 20-50 mass% is especially preferable.
If the content is 5% by mass, the strength of the tent film may be reduced, and if it exceeds 90% by mass, edge fusion during storage (exudation failure from the end of the roll) may be deteriorated. .
Moreover, as content of the polyfunctional monomer which has 2 or more of the said polymeric groups in a polymeric compound, 5-100 mass% is preferable, 20-100 mass% is more preferable, 40-100 mass% is especially preferable. .
<<光重合開始剤>>
前記光重合開始剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記フォトソルダレジスト層を構成する感光層に含まれる光重合開始剤として例示されたものと同様のものを用いることが可能である。
<< photopolymerization initiator >>
The photopolymerization initiator is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose.For example, those exemplified as the photopolymerization initiator contained in the photosensitive layer constituting the photosolder resist layer Similar ones can be used.
更に、米国特許第2367660号明細書に記載されているビシナルポリケタルドニル化合物、米国特許第2448828号明細書に記載されているアシロインエーテル化合物、米国特許第2722512号明細書に記載されているのα−炭化水素で置換された芳香族アシロイン化合物、米国特許第3046127号明細書及び同第2951758号明細書に記載の多核キノン化合物、特開2002−229194号公報に記載の有機ホウ素化合物、ラジカル発生剤、トリアリールスルホニウム塩(例えば、ヘキサフロロアンチモンやヘキサフロロホスフェートとの塩)、ホスホニウム塩化合物(例えば、(フェニルチオフェニル)ジフェニルスルホニウム塩等)(カチオン重合開始剤として有効)、WO01/71428号公報記載のオニウム塩化合物などが挙げられる。 Further, vicinal polyketaldonyl compounds described in US Pat. No. 2,367,660, acyloin ether compounds described in US Pat. No. 2,448,828, and US Pat. No. 2,722,512 are described. Aromatic acyloin compounds substituted with α-hydrocarbons, polynuclear quinone compounds described in U.S. Pat. Nos. 3,046,127 and 2,951,758, organoboron compounds described in JP-A-2002-229194, Radical generator, triarylsulfonium salt (for example, salt with hexafluoroantimony or hexafluorophosphate), phosphonium salt compound (for example, (phenylthiophenyl) diphenylsulfonium salt, etc.) (effective as a cationic polymerization initiator), WO01 / Onion described in Japanese Patent No. 71428 A salt compounds.
前記光重合開始剤は、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。2種以上の組合せとしては、例えば、米国特許第3549367号明細書に記載のヘキサアリールビイミダゾールと4−アミノケトン類との組合せ、特公昭51−48516号公報に記載のベンゾチアゾール化合物とトリハロメチル−s−トリアジン化合物の組合せ、また、芳香族ケトン化合物(例えば、チオキサントン等)と水素供与体(例えば、ジアルキルアミノ含有化合物、フェノール化合物等)の組合せ、ヘキサアリールビイミダゾールとチタノセンとの組合せ、クマリン類とチタノセンとフェニルグリシン類との組合せなどが挙げられる。 The said photoinitiator may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. Examples of the combination of two or more include, for example, a combination of hexaarylbiimidazole and 4-aminoketone described in US Pat. No. 3,549,367, a benzothiazole compound described in Japanese Patent Publication No. 51-48516, and trihalomethyl- Combinations of s-triazine compounds, combinations of aromatic ketone compounds (such as thioxanthone) and hydrogen donors (such as dialkylamino-containing compounds and phenol compounds), combinations of hexaarylbiimidazole and titanocene, and coumarins And combinations of titanocene and phenylglycines.
前記感光層における光重合開始剤の含有量としては、0.1〜30質量%が好ましく、0.5〜20質量%がより好ましく、0.5〜15質量%が特に好ましい。 As content of the photoinitiator in the said photosensitive layer, 0.1-30 mass% is preferable, 0.5-20 mass% is more preferable, 0.5-15 mass% is especially preferable.
<<その他の成分>>
前記その他の成分としては、例えば、増感剤、熱重合禁止剤、可塑剤、発色剤、着色剤、ハロゲン化合物などが挙げられ、更に基体表面への密着促進剤及びその他の助剤類(例えば、顔料、導電性粒子、充填剤、消泡剤、難燃剤、レベリング剤、剥離促進剤、酸化防止剤、香料、熱架橋剤、表面張力調製剤、連鎖移動剤等)を併用してもよい。これらの成分を適宜含有させることにより、目的とするパターン形成材料の安定性、写真性、焼きだし性、膜物性等の性質を調製することができる。
<< Other ingredients >>
Examples of the other components include sensitizers, thermal polymerization inhibitors, plasticizers, color formers, colorants, halogen compounds and the like, and adhesion promoters to the substrate surface and other auxiliary agents (for example, , Pigments, conductive particles, fillers, antifoaming agents, flame retardants, leveling agents, peeling accelerators, antioxidants, fragrances, thermal crosslinking agents, surface tension adjusting agents, chain transfer agents, etc.) . By appropriately containing these components, properties such as stability, photographic properties, print-out properties, and film properties of the target pattern forming material can be prepared.
前記増感剤は、後述する光照射手段として可視光線や紫外光・可視光レーザなどにより適宜選択することができる。
前記増感剤は、活性エネルギー線により励起状態となり、他の物質(例えば、ラジカル発生剤、酸発生剤等)と相互作用(例えば、エネルギー移動、電子移動等)することにより、ラジカルや酸等の有用基を発生することが可能である。
The sensitizer can be appropriately selected by visible light, ultraviolet light, visible light laser, or the like as a light irradiation means to be described later.
The sensitizer is excited by active energy rays and interacts with other substances (for example, radical generator, acid generator, etc.) (for example, energy transfer, electron transfer, etc.), thereby generating radicals, acids, etc. It is possible to generate a useful group of
前記増感剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記フォトソルダレジスト層を構成する感光層に含まれる増感剤として例示されたものと同様のものを用いることが可能である。 The sensitizer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, the same sensitizer as exemplified as the sensitizer contained in the photosensitive layer constituting the photosolder resist layer Can be used.
前記増感剤の含有量としては、感光性組成物の全成分に対し、0.05〜30質量%が好ましく、0.1〜20質量%がより好ましく、0.2〜10質量%が特に好ましい。
前記含有量が、0.05質量%未満となると、活性エネルギー線への感度が低下し、露光プロセスに時間がかかり、生産性が低下することがあり、30質量%を超えると、前記感光層から保存時に析出することがある。
As content of the said sensitizer, 0.05-30 mass% is preferable with respect to all the components of a photosensitive composition, 0.1-20 mass% is more preferable, 0.2-10 mass% is especially preferable. preferable.
When the content is less than 0.05% by mass, the sensitivity to active energy rays decreases, the exposure process takes time, and the productivity may decrease. When the content exceeds 30% by mass, the photosensitive layer May precipitate during storage.
前記熱重合禁止剤は、前記感光層における前記重合性化合物の熱的な重合又は経時的な重合を防止するために添加することが可能である。
前記熱重合禁止剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記フォトソルダレジスト層を構成する感光層に含まれる熱重合禁止剤として例示されたものと同様のものを用いることが可能である。
前記熱重合禁止剤の含有量としては、感光性組成物の全成分に対し、0.001〜5質量%が好ましく、0.005〜2質量%がより好ましく、0.01〜1質量%が特に好ましい。
The thermal polymerization inhibitor can be added to prevent thermal polymerization or temporal polymerization of the polymerizable compound in the photosensitive layer.
The thermal polymerization inhibitor is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, the thermal polymerization inhibitor is the same as that exemplified as the thermal polymerization inhibitor contained in the photosensitive layer constituting the photo solder resist layer. Can be used.
The content of the thermal polymerization inhibitor is preferably 0.001 to 5% by mass, more preferably 0.005 to 2% by mass, and 0.01 to 1% by mass with respect to all components of the photosensitive composition. Particularly preferred.
前記可塑剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記フォトソルダレジスト層を構成する感光層に含まれる可塑剤として例示されたものと同様のものを用いることが可能である。
前記可塑剤の含有量としては、感光性組成物の全成分に対し、0.1〜50質量%が好ましく、0.5〜40質量%がより好ましく、1〜30質量%が特に好ましい。
There is no restriction | limiting in particular as said plasticizer, According to the objective, it can select suitably, For example, the thing similar to what was illustrated as a plasticizer contained in the photosensitive layer which comprises the said photo soldering resist layer is used. It is possible.
As content of the said plasticizer, 0.1-50 mass% is preferable with respect to all the components of a photosensitive composition, 0.5-40 mass% is more preferable, 1-30 mass% is especially preferable.
前記発色剤は、露光後の前記感光層に可視像を与える(焼きだし機能)ために添加してもよい。
前記発色剤としては、例えば、トリス(4−ジメチルアミノフェニル)メタン(ロイコクリスタルバイオレット)、トリス(4−ジエチルアミノフェニル)メタン、トリス(4−ジメチルアミノ−2−メチルフェニル)メタン、トリス(4−ジエチルアミノ−2−メチルフェニル)メタン、ビス(4−ジブチルアミノフェニル)−〔4−(2−シアノエチル)メチルアミノフェニル〕メタン、ビス(4−ジメチルアミノフェニル)−2−キノリルメタン、トリス(4−ジプロピルアミノフェニル)メタン等のアミノトリアリールメタン類;3,6−ビス(ジメチルアミノ)−9−フェニルキサンチン、3−アミノ−6−ジメチルアミノ−2−メチル−9−(2−クロロフェニル)キサンチン等のアミノキサンチン類;3,6−ビス(ジエチルアミノ)−9−(2−エトキシカルボニルフェニル)チオキサンテン、3,6−ビス(ジメチルアミノ)チオキサンテン等のアミノチオキサンテン類;3,6−ビス(ジエチルアミノ)−9,10−ジヒドロ−9−フェニルアクリジン、3,6−ビス(ベンジルアミノ)−9,10−ジビドロ−9−メチルアクリジン等のアミノ−9,10−ジヒドロアクリジン類;3,7−ビス(ジエチルアミノ)フェノキサジン等のアミノフェノキサジン類;3,7−ビス(エチルアミノ)フェノチアゾン等のアミノフェノチアジン類;3,7−ビス(ジエチルアミノ)−5−ヘキシル−5,10−ジヒドロフェナジン等のアミノジヒドロフェナジン類;ビス(4−ジメチルアミノフェニル)アニリノメタン等のアミノフェニルメタン類;4−アミノ−4’−ジメチルアミノジフェニルアミン、4−アミノ−α、β−ジシアノヒドロケイ皮酸メチルエステル等のアミノヒドロケイ皮酸類;1−(2−ナフチル)−2−フェニルヒドラジン等のヒドラジン類;1,4−ビス(エチルアミノ)−2,3−ジヒドロアントラキノン類のアミノ−2,3−ジヒドロアントラキノン類;N,N−ジエチル−4−フェネチルアニリン等のフェネチルアニリン類;10−アセチル−3,7−ビス(ジメチルアミノ)フェノチアジン等の塩基性NHを含むロイコ色素のアシル誘導体;トリス(4−ジエチルアミノ−2−トリル)エトキシカルボニルメンタン等の酸化しうる水素を有していないが、発色化合物に酸化しうるロイコ様化合物;ロイコインジゴイド色素;米国特許3,042,515号及び同第3,042,517号に記載されているような発色形に酸化しうるような有機アミン類(例、4,4’−エチレンジアミン、ジフェニルアミン、N,N−ジメチルアニリン、4,4’−メチレンジアミントリフェニルアミン、N−ビニルカルバゾール)が挙げられ、これらの中でも、ロイコクリスタルバイオレット等のトリアリールメタン系化合物が好ましい。
The color former may be added to give a visible image (printing function) to the photosensitive layer after exposure.
Examples of the color former include tris (4-dimethylaminophenyl) methane (leuco crystal violet), tris (4-diethylaminophenyl) methane, tris (4-dimethylamino-2-methylphenyl) methane, tris (4- Diethylamino-2-methylphenyl) methane, bis (4-dibutylaminophenyl)-[4- (2-cyanoethyl) methylaminophenyl] methane, bis (4-dimethylaminophenyl) -2-quinolylmethane, tris (4-di Aminotriarylmethanes such as propylaminophenyl) methane; 3,6-bis (dimethylamino) -9-phenylxanthine, 3-amino-6-dimethylamino-2-methyl-9- (2-chlorophenyl) xanthine, etc. Aminoxanthines; 3,6-bis (diethyl Aminothioxanthenes such as mino) -9- (2-ethoxycarbonylphenyl) thioxanthene and 3,6-bis (dimethylamino) thioxanthene; 3,6-bis (diethylamino) -9,10-dihydro-9- Amino-9,10-dihydroacridine such as phenylacridine, 3,6-bis (benzylamino) -9,10-dividro-9-methylacridine; aminophenoxazine such as 3,7-bis (diethylamino) phenoxazine Aminophenothiazines such as 3,7-bis (ethylamino) phenothiazone; aminodihydrophenazines such as 3,7-bis (diethylamino) -5-hexyl-5,10-dihydrophenazine; bis (4-dimethylamino) Aminophenylmethanes such as phenyl) anilinomethane; 4-amino-4 ′ Aminohydrocinnamic acids such as dimethylaminodiphenylamine, 4-amino-α, β-dicyanohydrocinnamic acid methyl ester; hydrazines such as 1- (2-naphthyl) -2-phenylhydrazine; 1,4-bis ( Ethylamino) -2,3-dihydroanthraquinones amino-2,3-dihydroanthraquinones; phenethylanilines such as N, N-diethyl-4-phenethylaniline; 10-acetyl-3,7-bis (dimethylamino) ) An acyl derivative of a leuco dye containing basic NH such as phenothiazine; a leuco-like compound which does not have an oxidizable hydrogen such as tris (4-diethylamino-2-tolyl) ethoxycarbonylmentane but can be oxidized to a coloring compound Leucoin digoid pigment; U.S. Pat. Nos. 3,042,515 and 3,042 Organic amines that can be oxidized to a colored form as described in No. 517 (eg, 4,4′-ethylenediamine, diphenylamine, N, N-dimethylaniline, 4,4′-methylenediamine triphenylamine, N-vinylcarbazole), and among these, triarylmethane compounds such as leuco crystal violet are preferable.
更に、前記発色剤は、前記ロイコ体を発色させるためなどの目的で、ハロゲン化合物と組み合わせることが一般に知られている。
前記ハロゲン化合物としては、例えば、ハロゲン化炭化水素(例えば、四臭化炭素、ヨードホルム、臭化エチレン、臭化メチレン、臭化アミル、臭化イソアミル、ヨウ化アミル、臭化イソブチレン、ヨウ化ブチル、臭化ジフェニルメチル、ヘキサクロロエタン、1,2−ジブロモエタン、1,1,2,2−テトラブロモエタン、1,2−ジブロモ−1,1,2−トリクロロエタン、1,2,3−トリブロモプロパン、1−ブロモ−4−クロロブタン、1,2,3,4−テトラブロモブタン、テトラクロロシクロプロペン、ヘキサクロロシクロペンタジエン、ジブロモシキロヘキサン、1,1,1−トリクロロ−2,2−ビス(4−クロロフェニル)エタンなど);ハロゲン化アルコール化合物(例えば、2,2,2−トリクロロエタノール、トリブロモエタノール、1,3−ジクロロ−2−プロパノール、1,1,1−トリクロロ−2−プロパノール、ジ(ヨードヘキサメチレン)アミノイソプロパノール、トリブロモ−t−ブチルアルコール、2,2,3−トリクロロブタン−1,4−ジオールなど);ハロゲン化カルボニル化合物(例えば1,1−ジクロロアセトン、1,3−ジクロロアセトン、ヘキサクロロアセトン、ヘキサブロモアセトン、1,1,3,3−テトラクロロアセトン、1,1,1−トリクロロアセトン、3,4−ジブロモ−2−ブタノン、1,4−ジクロロ−2−ブタノン−ジブロモシクロヘキサノン等);ハロゲン化エーテル化合物(例えば2−ブロモエチルメチルエーテル、2−ブロモエチルエチルエーテル、ジ(2−ブロモエチル)エーテル、1,2−ジクロロエチルエチルエーテル等);ハロゲン化エステル化合物(例えば、酢酸ブロモエチル、トリクロロ酢酸エチル、トリクロロ酢酸トリクロロエチル、2,3−ジブロモプロピルアクリレートのホモポリマー及び共重合体、ジブロモプロピオン酸トリクロロエチル、α,β−ジグロロアクリル酸エチル等);ハロゲン化アミド化合物(例えば、クロロアセトアミド、ブロモアセトアミド、ジクロロアセトアミド、トリクロロアセトアミド、トリブロモアセトアミド、トリクロロエチルトリクロロアセトアミド、2−ブロモイソプロピオンアミド、2,2,2−トリクロロプロピオンアミド、N−クロロスクシンイミド、N−ブロモスクシンイミドなど);硫黄やリンを有する化合物(例えば、トリブロモメチルフェニルスルホン、4−ニトロフェニルトリブロモメチルスルホン、4−クロルフェニルトリブロモメチルスルホン、トリス(2,3−ジブロモプロピル)ホスフェート等)、2,4−ビス(トリクロロメチル)6−フェニルトリアゾールなどが挙げられる。有機ハロゲン化合物では、同一炭素原子に結合した2個以上のハロゲン原子を持つハロゲン化合物が好ましく、1個の炭素原子に3個のハロゲン原子を持つハロゲン化合物がより好ましい。前記有機ハロゲン化合物は、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、トリブロモメチルフェニルスルホン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−フェニルトリアゾールが好ましい。
Furthermore, it is generally known that the color former is combined with a halogen compound for the purpose of coloring the leuco body.
Examples of the halogen compound include halogenated hydrocarbons (for example, carbon tetrabromide, iodoform, ethylene bromide, methylene bromide, amyl bromide, isoamyl bromide, amyl iodide, isobutylene bromide, butyl iodide, Diphenylmethyl bromide, hexachloroethane, 1,2-dibromoethane, 1,1,2,2-tetrabromoethane, 1,2-dibromo-1,1,2-trichloroethane, 1,2,3-tribromopropane 1-bromo-4-chlorobutane, 1,2,3,4-tetrabromobutane, tetrachlorocyclopropene, hexachlorocyclopentadiene, dibromocyclohexane, 1,1,1-trichloro-2,2-bis (4 -Chlorophenyl) ethane and the like; halogenated alcohol compounds (for example, 2,2,2-trichloroethanol, Libromoethanol, 1,3-dichloro-2-propanol, 1,1,1-trichloro-2-propanol, di (iodohexamethylene) aminoisopropanol, tribromo-t-butyl alcohol, 2,2,3-trichlorobutane -1,4-diol and the like; halogenated carbonyl compounds (for example, 1,1-dichloroacetone, 1,3-dichloroacetone, hexachloroacetone, hexabromoacetone, 1,1,3,3-tetrachloroacetone, 1, 1,1-trichloroacetone, 3,4-dibromo-2-butanone, 1,4-dichloro-2-butanone-dibromocyclohexanone, etc .; halogenated ether compounds (eg 2-bromoethyl methyl ether, 2-bromoethyl ethyl) Ether, di (2-bromoethyl) ether, 1,2 Halogenated ester compounds (eg, bromoethyl acetate, ethyl trichloroacetate, trichloroethyl trichloroacetate, homopolymers and copolymers of 2,3-dibromopropyl acrylate, trichloroethyl dibromopropionate, α, β) Halogenated amide compounds (for example, chloroacetamide, bromoacetamide, dichloroacetamide, trichloroacetamide, tribromoacetamide, trichloroethyltrichloroacetamide, 2-bromoisopropionamide, 2,2,2- Trichloropropionamide, N-chlorosuccinimide, N-bromosuccinimide, etc.); compounds having sulfur or phosphorus (for example, tribromomethylphenylsulfone, 4-ni B phenyl tribromomethyl sulfone, 4-chlorophenyl tribromomethyl sulfone, tris (2,3-dibromopropyl) phosphate, etc.), e.g., 2,4-bis (trichloromethyl) 6- phenyltriazole and the like. As the organic halogen compound, a halogen compound having two or more halogen atoms bonded to the same carbon atom is preferable, and a halogen compound having three halogen atoms per carbon atom is more preferable. The said organic halogen compound may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. Among these, tribromomethylphenyl sulfone and 2,4-bis (trichloromethyl) -6-phenyltriazole are preferable.
前記発色剤の含有量としては、前記感光層の全成分に対して0.01〜20質量%が好ましく、0.05〜10質量%がより好ましく、0.1〜5質量%が特に好ましい。また、前記ハロゲン化合物の含有量としては、前記感光層の全成分に対し0.001〜5質量%が好ましく、0.005〜3質量%がより好ましく、0.01〜2質量%が特に好ましい。 The content of the color former is preferably 0.01 to 20% by mass, more preferably 0.05 to 10% by mass, and particularly preferably 0.1 to 5% by mass with respect to all components of the photosensitive layer. Further, the content of the halogen compound is preferably 0.001 to 5% by mass, more preferably 0.005 to 3% by mass, and particularly preferably 0.01 to 2% by mass with respect to all components of the photosensitive layer. .
前記感光層には、取り扱い性の向上のために感光性組成物を着色し、又は保存安定性を付与する目的に、染料を用いることができる。
前記染料としては、ブリリアントグリーン(例えば、その硫酸塩)、エオシン、エチルバイオレット、エリスロシンB、メチルグリーン、クリスタルバイオレット、ベイシックフクシン、フェノールフタレイン、1,3−ジフェニルトリアジン、アリザリンレッドS、チモールフタレイン、メチルバイオレット2B、キナルジンレッド、ローズベンガル、メタニル−イエロー、チモールスルホフタレイン、キシレノールブルー、メチルオレンジ、オレンジIV、ジフェニルチロカルバゾン、2,7−ジクロロフルオレセイン、パラメチルレッド、コンゴーレッド、ベンゾプルプリン4B、α−ナフチル−レッド、ナイルブルーA、フェナセタリン、メチルバイオレット、マラカイトグリーン、パラフクシン、オイルブルー#603(オリエント化学工業社製)、ローダミンB、ローダミン6G、ビクトリアピュアブルーBOHなどを挙げることができ、これらの中でもカチオン染料(例えば、マラカイトグリーンシュウ酸塩、マラカイトグリーン硫酸塩等)が好ましい。該カチオン染料の対アニオンとしては、有機酸又は無機酸の残基であればよく、例えば、臭素酸、ヨウ素酸、硫酸、リン酸、シュウ酸、メタンスルホン酸、トルエンスルホン酸等の残基(アニオン)などが挙げられる。
In the photosensitive layer, a dye can be used for the purpose of coloring the photosensitive composition for improving handleability or imparting storage stability.
Examples of the dye include brilliant green (for example, sulfate thereof), eosin, ethyl violet, erythrosine B, methyl green, crystal violet, basic fuchsin, phenolphthalein, 1,3-diphenyltriazine, alizarin red S, thymolphthalein. , Methyl violet 2B, quinaldine red, rose bengal, metanil-yellow, thymol sulfophthalein, xylenol blue, methyl orange, orange IV, diphenyltylocarbazone, 2,7-dichlorofluorescein, paramethyl red, congo red, benzo Purpurin 4B, α-naphthyl-red, Nile blue A, phenacetalin, methyl violet, malachite green, parafuxin, oil blue # 603 (Orien Chemical Co., Ltd.), Rhodamine B, Rhodamine 6G, etc. Victoria Pure Blue BOH can be cited, among these cationic dyes (e.g., Malachite Green oxalate, malachite green sulfates) are preferable. The counter anion of the cationic dye may be a residue of an organic acid or an inorganic acid, for example, a residue such as bromic acid, iodic acid, sulfuric acid, phosphoric acid, oxalic acid, methanesulfonic acid, toluenesulfonic acid ( Anion) and the like.
前記染料の含有量としては、前記感光層の全成分に対して0.001〜10質量%が好ましく、0.01〜5質量%がより好ましく、0.1〜2質量%が特に好ましい。 As content of the said dye, 0.001-10 mass% is preferable with respect to all the components of the said photosensitive layer, 0.01-5 mass% is more preferable, 0.1-2 mass% is especially preferable.
各層間の密着性、又はパターン形成材料と基体との密着性を向上させるために、各層に公知のいわゆる密着促進剤を用いることができる。 In order to improve the adhesion between the layers or the adhesion between the pattern forming material and the substrate, a known so-called adhesion promoter can be used for each layer.
前記密着促進剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記フォトソルダレジスト層を構成する感光層に含まれる密着促進剤として例示されたものと同様のものを用いることが可能である。 The adhesion promoter is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, the adhesion promoter is similar to those exemplified as the adhesion promoter included in the photosensitive layer constituting the photo solder resist layer. Can be used.
前記密着促進剤の含有量としては、前記感光層の全成分に対して0.001質量%〜20質量%が好ましく、0.01〜10質量%がより好ましく、0.1質量%〜5質量%が特に好ましい。 As content of the said adhesion promoter, 0.001 mass%-20 mass% are preferable with respect to all the components of the said photosensitive layer, 0.01-10 mass% is more preferable, 0.1 mass%-5 mass% % Is particularly preferred.
前記感光層は、例えば、J.コーサー著「ライトセンシテイブシステムズ」第5章に記載されているような有機硫黄化合物、過酸化物、レドックス系化合物、アゾ又はジアゾ化合物、光還元性色素、有機ハロゲン化合物などを含んでいてもよい。 The photosensitive layer is, for example, J.I. It may contain organic sulfur compounds, peroxides, redox compounds, azo or diazo compounds, photoreducible dyes, organic halogen compounds, etc. as described in Chapter 5 of “Light Sensitive Systems” Good.
前記有機硫黄化合物としては、例えば、ジ−n−ブチルジサルファイド、ジベンジルジサルファイド、2−メルカプトベンズチアゾール、2−メルカプトベンズオキサゾール、チオフェノール、エチルトリクロロメタンスルフェネート、2−メルカプトベンズイミダゾールなどが挙げられる。 Examples of the organic sulfur compound include di-n-butyl disulfide, dibenzyl disulfide, 2-mercaptobenzthiazole, 2-mercaptobenzoxazole, thiophenol, ethyltrichloromethane sulfenate, and 2-mercaptobenzimidazole. Is mentioned.
前記過酸化物としては、例えば、ジ−t−ブチルパーオキサイド、過酸化ベンゾイル、メチルエチルケトンパーオキサイドを挙げることができる。 Examples of the peroxide include di-t-butyl peroxide, benzoyl peroxide, and methyl ethyl ketone peroxide.
前記レドックス化合物は、過酸化物と還元剤の組合せからなるものであり、第一鉄イオンと過硫酸イオン、第二鉄イオンと過酸化物などを挙げることができる。 The redox compound is a combination of a peroxide and a reducing agent, and examples thereof include ferrous ions and persulfate ions, ferric ions and peroxides.
前記アゾ及びジアゾ化合物としては、例えば、α,α’−アゾビスイリブチロニトリル、2−アゾビス−2−メチルブチロニトリル、4−アミノジフェニルアミンのジアゾニウム類が挙げられる。 Examples of the azo and diazo compounds include α, α'-azobisiributyronitrile, 2-azobis-2-methylbutyronitrile, and diazonium such as 4-aminodiphenylamine.
前記光還元性色素としては、例えば、ローズベンガル、エリスロシン、エオシン、アクリフラビン、リポフラビン、チオニンが挙げられる。 Examples of the photoreducible dye include rose bengal, erythrosine, eosin, acriflavine, lipoflavin, and thionine.
前記界面活性剤としては、例えば、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、両性界面活性剤、フッ素含有界面活性剤などから適宜選択できる。
前記界面活性剤の含有量としては、感光性組成物の固形分に対し、0.001〜10質量%が好ましい。
前記含有量が、0.001質量%未満になると、面状改良の効果が得られなくことがあり、10質量%を超えると、密着性が低下することがある。
The surfactant can be appropriately selected from, for example, an anionic surfactant, a cationic surfactant, a nonionic surfactant, an amphoteric surfactant, and a fluorine-containing surfactant.
As content of the said surfactant, 0.001-10 mass% is preferable with respect to solid content of the photosensitive composition.
When the content is less than 0.001% by mass, the effect of improving the surface shape may not be obtained, and when it exceeds 10% by mass, the adhesion may be deteriorated.
前記界面活性剤としては、上述の界面活性剤の他、フッ素系の界面活性剤として、炭素鎖3〜20でフッ素原子を40質量%以上含み、かつ、非結合末端から数えて少なくとも3個の炭素原子に結合した水素原子がフッ素置換されているフルオロ脂肪族基を有するアクリレート又はメタクリレートを共重合成分として有する高分子界面活性剤も好適に挙げられる。
前記界面活性剤を含有することにより、前記感光層の面状ムラを改善することができる。
As the surfactant, in addition to the above-mentioned surfactant, as a fluorine-based surfactant, it contains 40% by mass or more of fluorine atoms in a carbon chain of 3 to 20, and at least 3 counted from the non-bonding terminal A polymer surfactant having, as a copolymerization component, an acrylate or methacrylate having a fluoroaliphatic group in which a hydrogen atom bonded to a carbon atom is fluorine-substituted is also preferred.
By containing the surfactant, the surface unevenness of the photosensitive layer can be improved.
前記回路形成用フォトレジスト層を構成する感光層を形成する前記感光性組成物は、溶剤を用いて調製することができる。
前記溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば前記フォトソルダレジストを構成する感光層を形成する感光性組成物において、例示した溶剤と同様のものを用いることが可能である。
前記感光性組成物調製時における前記溶剤の添加量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記感光性組成物の全固形分濃度が5〜80質量%となるように添加されることが好ましく、10〜60質量%となるように添加されることがより好ましく、15〜50質量%となるように添加されることが特に好ましい。
The photosensitive composition for forming the photosensitive layer constituting the circuit forming photoresist layer can be prepared using a solvent.
There is no restriction | limiting in particular as said solvent, According to the objective, it can select suitably, For example, in the photosensitive composition which forms the photosensitive layer which comprises the said photo solder resist, the thing similar to the illustrated solvent is used. Is possible.
There is no restriction | limiting in particular as the addition amount of the said solvent at the time of the said photosensitive composition preparation, Although it can select suitably according to the objective, The total solid content concentration of the said photosensitive composition is 5-80 mass%. It is preferable to add so that it may become, it is more preferable to add so that it may become 10-60 mass%, and it is especially preferable to add so that it may become 15-50 mass%.
−カラーレジスト層を構成する感光層−
前記カラーレジスト層を構成する感光層を形成する感光性組成物としてファイバインダーと、重合性化合物と、光重合開始剤とを含み、着色剤などの適宜選択したその他の成分を含んでなる。前記感光層の具体例としてファイバインダーとしての(メタ)アクリル酸含有重合体と、重合性化合物と、光重合開始剤と、着色剤とを含み、更に、適宜選択されるその他の成分とを含んでなるものが好適に挙げられる。
-Photosensitive layer constituting the color resist layer-
The photosensitive composition for forming the photosensitive layer constituting the color resist layer includes a phi binder, a polymerizable compound, and a photopolymerization initiator, and includes other components appropriately selected such as a colorant. Specific examples of the photosensitive layer include a (meth) acrylic acid-containing polymer as a phi binder, a polymerizable compound, a photopolymerization initiator, and a colorant, and further include other components appropriately selected. Preferred examples thereof include:
<<バインダー>>
前記バインダーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記フォトソルダレジスト層を構成する感光層に含まれるバインダーとして例示されたものと同様のものを用いることが可能である。また、複数のバインダーを組合わせて使用してもよい。
<< Binder >>
There is no restriction | limiting in particular as said binder, According to the objective, it can select suitably, For example, the thing similar to what was illustrated as a binder contained in the photosensitive layer which comprises the said photo soldering resist layer is used. Is possible. A plurality of binders may be used in combination.
前記バインダーとしては、50〜300mgKOH/1gの範囲の酸価と、1000〜300000の範囲の質量平均分子量を有するものの中から適宜選択して使用される。 The binder is appropriately selected from those having an acid value in the range of 50 to 300 mgKOH / 1 g and a mass average molecular weight in the range of 1000 to 300,000.
前記酸価が、50mgKOH/1g未満であると、アルカリ現像性が大きく低下することがあり、一方、300mgKOH/1gを超えると、目標とする構造体が得られなくなることがある。 When the acid value is less than 50 mgKOH / 1 g, the alkali developability may be greatly lowered. On the other hand, when it exceeds 300 mgKOH / 1 g, the target structure may not be obtained.
前記バインダーの質量平均分子量としては、上記の通り、1000〜300000が好ましく、中でも特に10000〜250000が好ましい。 As above-mentioned, as a mass average molecular weight of the said binder, 1000-300000 are preferable, and especially 10000-250,000 are preferable.
前記質量平均分子量が、1000未満であると、目標とする構造体が得られなくなることがあり、一方、300000を超えると、現像性が極端に低下することがある。なお、質量平均分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により測定したポリスチレン換算平均分子量である。 When the mass average molecular weight is less than 1000, a target structure may not be obtained. On the other hand, when it exceeds 300,000, developability may be extremely lowered. In addition, a mass average molecular weight is a polystyrene conversion average molecular weight measured by GPC (gel permeation chromatography).
前記バインダーの含有量としては、感光性組成物の全固形分の10〜60質量%が好ましく、12.5〜55質量%がより好ましく、15〜40質量%が特に好ましい。
前記バインダーの含有量が、10質量%未満であると、感光性組成物を支持体等上に塗布する際に膜形成が困難となることがあり、一方、60質量%を超えると、重合性化合物の含有比が少なくなり、重合不良となることがある。
As content of the said binder, 10-60 mass% of the total solid of a photosensitive composition is preferable, 12.5-55 mass% is more preferable, 15-40 mass% is especially preferable.
When the content of the binder is less than 10% by mass, film formation may be difficult when the photosensitive composition is applied on a support or the like. The content ratio of the compound may be reduced, resulting in poor polymerization.
<<重合性化合物>>
前記重合性化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記フォトソルダレジスト層を構成する感光層に含まれる重合性化合物として例示されたものと同様のものを用いることが可能である。
<< polymerizable compound >>
There is no restriction | limiting in particular as said polymeric compound, According to the objective, it can select suitably, For example, the thing similar to what was illustrated as a polymeric compound contained in the photosensitive layer which comprises the said photo soldering resist layer Can be used.
前記重合性化合物の含有量としては、感光性組成物の全固形分の10〜60質量%が好ましく、15〜50質量%がより好ましく、20〜40質量%が特に好ましい。 As content of the said polymeric compound, 10-60 mass% of the total solid of a photosensitive composition is preferable, 15-50 mass% is more preferable, 20-40 mass% is especially preferable.
また、後述の(メタ)アクリル酸含有重合体の総量に対する前記重合性化合物の総量の質量比が0.5〜0.9である。 Moreover, mass ratio of the total amount of the said polymeric compound with respect to the total amount of the below-mentioned (meth) acrylic acid containing polymer is 0.5-0.9.
前記質量比が、0.5未満であると、光重合による硬化が不十分で硬度が不足する。一方、0.9を超えると、好ましい形状が得られない。 When the mass ratio is less than 0.5, curing by photopolymerization is insufficient and the hardness is insufficient. On the other hand, when it exceeds 0.9, a preferable shape cannot be obtained.
<<光重合開始剤>>
前記光重合開始剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記フォトソルダレジスト層を構成する感光層に含まれる光重合開始剤として例示されたものと同様のものを用いることが可能である。
<< photopolymerization initiator >>
The photopolymerization initiator is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, the photopolymerization initiator is the same as the photopolymerization initiator included in the photosensitive layer constituting the photosolder resist layer. Can be used.
前記光重合開始剤は、一種単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよく、また異種間で数個の化合物を併用することも可能である。 The photopolymerization initiators may be used alone or in combination of two or more, and several compounds may be used in combination between different kinds.
前記光重合開始剤の含有量としては、感光性組成物の全固形分の0.1〜50質量%が好ましく、0.5〜30質量%がより好ましく、1〜20質量%が特に好ましい。 As content of the said photoinitiator, 0.1-50 mass% of the total solid of a photosensitive composition is preferable, 0.5-30 mass% is more preferable, 1-20 mass% is especially preferable.
<<着色剤>>
前記着色剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機顔料、無機顔料、染料などが挙げられる。
これら着色剤と別に又は併用して、着色剤として金属イオンを配位した樹状分岐分子、並びに金属粒子及び合金粒子の少なくともいずれかの金属系粒子を含有する樹状分岐分子から選ばれるいずれかの樹状分岐分子を含有することも可能である。
<< Colorant >>
There is no restriction | limiting in particular as said coloring agent, According to the objective, it can select suitably, For example, an organic pigment, an inorganic pigment, dye, etc. are mentioned.
Any one selected from dendritic branched molecules in which metal ions are coordinated as coloring agents, and dendritic branched molecules containing at least one metal particle of metal particles and alloy particles, separately or in combination with these colorants It is also possible to contain the following dendritic molecules.
前記着色剤としては、黄色顔料、オレンジ顔料、赤色顔料、バイオレット顔料、青色顔料、緑色顔料、ブラウン顔料、黒色顔料などが挙げられるが、カラーフィルタを形成する場合には、3原色(B,G,R)及び黒色(K)にそれぞれ着色された複数の感光性転写材料を用いることから、青色顔料、緑色顔料、赤色顔料、及び黒色顔料が好適に用いられる。 Examples of the colorant include a yellow pigment, an orange pigment, a red pigment, a violet pigment, a blue pigment, a green pigment, a brown pigment, and a black pigment. When forming a color filter, three primary colors (B, G , R) and black (K), a blue pigment, a green pigment, a red pigment, and a black pigment are preferably used.
前記黄色顔料として、例えば、C.I.ピグメントイエロー20,C.I.ピグメントイエロー24,C.I.ピグメントイエロー83,C.I.ピグメントイエロー86,C.I.ピグメントイエロー93,C.I.ピグメントイエロー109,C.I.ピグメントイエロー110,C.I.ピグメントイエロー117,C.I.ピグメントイエロー125,C.I.ピグメントイエロー137,C.I.ピグメントイエロー138,C.I.ピグメントイエロー139,C.I.ピグメントイエロー185,C.I.ピグメントイエロー147,C.I.ピグメントイエロー148,C.I.ピグメントイエロー153,C.I.ピグメントイエロー,C.I.ピグメントイエロー154,C.I.ピグメントイエロー166,C.I.ピグメントイエロー168,モノライト・イエローGT(C.I.ピグメントイエロー12),パーマネント・イエローGR(C.I.ピグメントイエロー17)などが挙げられる。 Examples of the yellow pigment include C.I. I. Pigment yellow 20, C.I. I. Pigment yellow 24, C.I. I. Pigment yellow 83, C.I. I. Pigment yellow 86, C.I. I. Pigment yellow 93, C.I. I. Pigment yellow 109, C.I. I. Pigment yellow 110, C.I. I. Pigment yellow 117, C.I. I. Pigment yellow 125, C.I. I. Pigment yellow 137, C.I. I. Pigment yellow 138, C.I. I. Pigment yellow 139, C.I. I. Pigment yellow 185, C.I. I. Pigment yellow 147, C.I. I. Pigment yellow 148, C.I. I. Pigment yellow 153, C.I. I. Pigment Yellow, C.I. I. Pigment yellow 154, C.I. I. Pigment yellow 166, C.I. I. Pigment Yellow 168, Monolite Yellow GT (CI Pigment Yellow 12), Permanent Yellow GR (CI Pigment Yellow 17), and the like.
前記オレンジ色顔料として、例えば、C.I.ピグメントオレンジ36,C.I.ピグメントオレンジ43,C.I.ピグメントオレンジ51,C.I.ピグメントオレンジ55,C.I.ピグメントオレンジ59,C.I.ピグメントオレンジ61などが挙げられる。 Examples of the orange pigment include C.I. I. Pigment orange 36, C.I. I. Pigment orange 43, C.I. I. Pigment orange 51, C.I. I. Pigment orange 55, C.I. I. Pigment orange 59, C.I. I. And CI Pigment Orange 61.
前記赤色顔料として、例えば、C.I.ピグメントレッド9,C.I.ピグメントレッド97,C.I.ピグメントレッド122,C.I.ピグメントレッド123,C.I.ピグメントレッド149,C.I.ピグメントレッド168,C.I.ピグメントレッド177,C.I.ピグメントレッド180,C.I.ピグメントレッド192,C.I.ピグメントレッド209,C.I.ピグメントレッド215,C.I.ピグメントレド216,C.I.ピグメントレッド217,C.I.ピグメントレッド220,C.I.ピグメントレッド223,C.I.ピグメントレッド224,C.I.ピグメントレッド226,C.I.ピグメントレッド227,C.I.ピグメントレッド228,C.I.ピグメントレッド240,C.I.ピグメントレッド48:1,パーマネント・カーミンFBB(C.I.ピグメントレッド146),パーマネント・ルビーFBH(C.I.ピグメントレッド11),ファステル・ピンクBスプラ(C.I.ピグメント・レッド81)などが挙げられる。 Examples of the red pigment include C.I. I. Pigment red 9, C.I. I. Pigment red 97, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 123, C.I. I. Pigment red 149, C.I. I. Pigment red 168, C.I. I. Pigment red 177, C.I. I. Pigment red 180, C.I. I. Pigment red 192, C.I. I. Pigment red 209, C.I. I. Pigment red 215, C.I. I. Pigment red 216, C.I. I. Pigment red 217, C.I. I. Pigment red 220, C.I. I. Pigment red 223, C.I. I. Pigment red 224, C.I. I. Pigment red 226, C.I. I. Pigment red 227, C.I. I. Pigment red 228, C.I. I. Pigment red 240, C.I. I. Pigment Red 48: 1, Permanent Carmine FBB (CI Pigment Red 146), Permanent Ruby FFB (CI Pigment Red 11), Fastel Pink B Spula (CI Pigment Red 81), etc. Is mentioned.
前記バイオレット顔料として、例えば、C.I.ピグメントバイオレット19,C.I.ピグメントバイオレット23,C.I.ピグメントバイオレット29,C.I.ピグメントバイオレット30,C.I.ピグメントバイオレット37,C.I.ピグメントバイオレット40,C.I.ピグメントバイオレット50などが挙げられる。 Examples of the violet pigment include C.I. I. Pigment violet 19, C.I. I. Pigment violet 23, C.I. I. Pigment violet 29, C.I. I. Pigment violet 30, C.I. I. Pigment violet 37, C.I. I. Pigment violet 40, C.I. I. And CI Pigment Violet 50.
前記青色顔料として、例えば、C.I.ピグメントブルー15,C.I.ピグメント・ブルー15:1,C.I.ピグメント・ブルー15:4,C.I.ピグメントブルー15:6,C.I.ピグメントブルー22,C.I.ピグメントブルー60,C.I.ピグメントブルー64,ビクトリア・ピュアーブルーBO(C.I.42595)などが挙げられる。 Examples of the blue pigment include C.I. I. Pigment blue 15, C.I. I. Pigment blue 15: 1, C.I. I. Pigment Blue 15: 4, C.I. I. Pigment blue 15: 6, C.I. I. Pigment blue 22, C.I. I. Pigment blue 60, C.I. I. Pigment Blue 64, Victoria Pure Blue BO (C.I. 42595), and the like.
前記緑色顔料として、例えば、C.I.ピグメントグリーン7,C.I.ピグメントグリーン36などが挙げられる。 Examples of the green pigment include C.I. I. Pigment green 7, C.I. I. And CI Pigment Green 36.
前記ブラウン顔料として、例えば、C.I.ピグメントブラウン23,C.I.ピグメントブラウン25,C.I.ピグメントブラウン26などが挙げられる。 Examples of the brown pigment include C.I. I. Pigment brown 23, C.I. I. Pigment brown 25, C.I. I. And CI Pigment Brown 26.
前記黒色顔料として、例えば、モノライト・ファースト・ブラックB(C.I.ピグメント・ブラック1),C.I.ピグメントブラック7,ファット・ブラックHB(C.I.26150)などが挙げられる。 Examples of the black pigment include Monolite First Black B (CI Pigment Black 1), C.I. I. And CI Pigment Black 7, Fat Black HB (C.I. 26150).
その他、カーボンブラック、オーラミン(C.I.41000)などを挙げることができる。 Other examples include carbon black and auramine (C.I. 41000).
なお、上記有機顔料、無機顔料、又は染料等の着色剤は1種を単独で用いてもよく、又は2種以上を組み合わせて用いることもできる。 In addition, the said colorant, such as an organic pigment, an inorganic pigment, or dye, may be used individually by 1 type, or can also be used in combination of 2 or more type.
上記のような着色剤を用いる場合、顔料又は染料の粒径は、平均粒径1nm〜104nmであることが好ましく、10nm〜80nmであることがより好ましく、20nm〜70nmであることが特に好ましく、30nm〜60nmであることが最も好ましい。感光性樹脂層は薄膜な層であるため、顔料等の粒径が上記の範囲にない場合には、樹脂層中に均一に分散することができず、高品質なカラーフィルタを製造することが困難となるため好ましくない。 When using the colorant as described above, the particle size of the pigment or dye is preferably 1 nm to 10 4 nm, more preferably 10 to 80 nm, and particularly preferably 20 to 70 nm. Preferably, it is 30 nm to 60 nm. Since the photosensitive resin layer is a thin layer, when the particle size of the pigment or the like is not in the above range, it cannot be uniformly dispersed in the resin layer, and a high-quality color filter can be manufactured. Since it becomes difficult, it is not preferable.
<<その他の成分>>
前記感光性組成物には、他の成分として、熱架橋剤、可塑剤、界面活性剤、熱重合禁止剤等の成分を含有してもよい。
<< Other ingredients >>
The photosensitive composition may contain components such as a thermal crosslinking agent, a plasticizer, a surfactant, and a thermal polymerization inhibitor as other components.
前記熱架橋剤及び可塑剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記フォトソルダレジスト層を構成する感光層に含まれる熱架橋剤及び可塑剤として例示されたものと同様のものを用いることが可能である。 The thermal crosslinking agent and the plasticizer are not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, the thermal crosslinking agent and the plasticizer included in the photosensitive layer constituting the photo solder resist layer are exemplified. It is possible to use a similar one.
前記熱架橋剤及び可塑剤の添加量としては、本発明の効果を損なわない範囲で加えることができるが、前記熱架橋剤の含有量としては、感光性組成物の全固形分の0.01〜10質量%が好ましく、0.02〜5質量%がより好ましく、0.05〜3質量%が特に好ましい。 The addition amount of the thermal crosslinking agent and the plasticizer can be added within a range not impairing the effects of the present invention. The content of the thermal crosslinking agent is 0.01% of the total solid content of the photosensitive composition. 10 mass% is preferable, 0.02-5 mass% is more preferable, 0.05-3 mass% is especially preferable.
前記界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記回路形成用フォトレジスト層を構成する感光層に含まれる前記界面活性剤として例示されたものと同様のものを用いることが可能である。
更に、前記界面活性剤としては、次式、C8F17SO2N(R1)CH2CH2O(CH2CH2OnR2)で表される界面活性剤が好適に挙げられる。
但し、式中、R1及びR2は、各々水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、nは2〜30の整数を表す。
前記R1としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基が好適に挙げられ、前記R2としては、水素原子が好適に挙げられる。
前記nとしては、10〜25が好ましく、10〜20がより好ましい。
前記式で表される界面活性剤の具体例としては、メガファックF−141(n=5)、F−142(n=10)、F=143(n=15)、F−144(n=20)(いずれも商品名:大日本インキ化学工業(株)製)が挙げられる。
The surfactant is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, the surfactant is exemplified as the surfactant contained in the photosensitive layer constituting the circuit forming photoresist layer. Similar ones can be used.
Further, as the surfactant, the following equation, and C 8 F 17 SO 2 N ( R 1) CH 2 CH 2 O (CH 2 CH 2 O n R 2) suitable surfactant represented by .
In the formula, R 1 and R 2 each represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and n represents an integer of 2 to 30.
Examples of R 1 include a methyl group, an ethyl group, and an isopropyl group, and examples of R 2 include a hydrogen atom.
As said n, 10-25 are preferable and 10-20 are more preferable.
As specific examples of the surfactant represented by the above formula, Megafac F-141 (n = 5), F-142 (n = 10), F = 143 (n = 15), F-144 (n = 20) (Brand name: Dainippon Ink & Chemicals, Inc.).
更に、前記界面活性剤としては、次式(1)〜(4)で表される界面活性剤が好適に挙げられる。
Rf1−X−(CH2CH2O)nR1・・・(1)
Rf1−X−(CH2CH2O)nR2・・・(2)
Rf1−X−(CH2CH2O)n(CH2CH2CH2O)mR1・・・(3)
Rf1−X−(CH2CH2O)n(CH2CH2CH2O)mRf2・・・(4)
Furthermore, as said surfactant, surfactant represented by following Formula (1)-(4) is mentioned suitably.
Rf 1 -X- (CH 2 CH 2 O) n R 1 ··· (1)
Rf 1 -X- (CH 2 CH 2 O) n R 2 ··· (2)
Rf 1 -X- (CH 2 CH 2 O) n (CH 2 CH 2 CH 2 O) m R 1 ··· (3)
Rf 1 -X- (CH 2 CH 2 O) n (CH 2 CH 2 CH 2 O) m Rf 2 ··· (4)
但し、前記式(1)〜(4)において、R1及びR2は、炭素素1〜18、好ましくは、炭素数1〜10、より好ましくは、炭素数1〜4のアルキル基を表す。
前記アルキル基としては、飽和アルキル基、不飽和アルキル基が挙げられる。
前記アルキル基の構造としては、直鎖構造、分岐構造を有するものが挙げられ、これらの中でも分岐構造を有するものが好適に挙げられる。
前記アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘプチル基、ヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オタタデシル基、エイコサニル基、ドコサニル基、2−クロロエチル基、2−プロモエチル基、2−シアノエチル基、2−メトキシカルボニルエチル基、2−メトキシエチル基、3−プロモプロピル基等が挙げられる。また、これらのアルキル基は、ハロゲン原子、アシル基、アミノ基、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、アルキル若しくはハロアルキルで置換されていてもよく、アリール基、アミド基等で置換されていてもよい。
However, in the formula (1) ~ (4), R 1 and R 2 are Tansomoto 18, preferably 1 to 10 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
Examples of the alkyl group include a saturated alkyl group and an unsaturated alkyl group.
Examples of the structure of the alkyl group include those having a linear structure and a branched structure, and among these, those having a branched structure are preferred.
Specific examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, heptyl group, hexyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, hexadecyl group, otatadecyl group Eicosanyl group, docosanyl group, 2-chloroethyl group, 2-promoethyl group, 2-cyanoethyl group, 2-methoxycarbonylethyl group, 2-methoxyethyl group, 3-promopropyl group and the like. These alkyl groups may be substituted with a halogen atom, an acyl group, an amino group, a cyano group, an alkyl group, an alkoxy group, alkyl or haloalkyl, and may be substituted with an aryl group, an amide group, or the like. .
前記式(1)〜(4)において、Rf1及びRf2は、それぞれ独立して、炭素数1〜18、好ましく2〜12、より好ましくは4〜10のパーフロロ基を表す。
前記パーフロロ基としては、飽和パーフロロ基、不飽和パーフロロ基が挙げられる。
前記パーフロロ基の構造としては、直鎖構造、分岐構造を有するものが挙げられ、これらの中でも分岐構造を有するものが好適に挙げられ、前記Rf1及びRf2の少なくともいずれかが、分岐構造を有するものがより好適に挙げられる。
前記パーフロロ基の具体例としては、パーフロロノネニル、パーフロロメチル、パーフロロプロピレン、パーフロロノニネル、パーフロロ安息香酸、パーフロロプロピレン、パーフロロプロピル、パーフロロ(9−メチルオクチル)、パーフロロメチルオクチル、パーフロロブチル、パーフロロ3−メチルブチル、パーフロロヘキシル、パーフロロオクチル、パーフロロ−7−オクチルエチル、フロロヘプチル、パーフロロデシル、パーフロロブチルなどが挙げられる。また、これらのパーフロロ基は、ハロゲン原子、アシル基、アミノ基、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、アルキル若しくはハロアルキルで置換されていてもよく、アリール基、アミド基等で置換されていてもよい。
前記Rf1及びRf2は、互い同じであってもよく、異なっていてもよい。
前記式(1)〜(4)において、nは、1〜40の整数、好ましくは4〜25の整数を表す。
前記式(1)〜(4)において、mは、0〜40の整数、好ましくは0〜25の整数を表す。
前記式(1)〜(4)において、−X−は、−(CH2)l−(lは1〜10、好ましくは、1〜5の整数を表す)、−CO−O−、−O−、−NHCO−、−NHCOO−のいずれかを表す。
前記式(1)〜(4)で表される界面活性剤は、1種単独又は2種以上の組合せで用いることができる。
In the formulas (1) to (4), Rf 1 and Rf 2 each independently represent a perfluoro group having 1 to 18, preferably 2 to 12, and more preferably 4 to 10 carbon atoms.
Examples of the perfluoro group include a saturated perfluoro group and an unsaturated perfluoro group.
Examples of the structure of the perfluoro group include those having a linear structure and a branched structure. Among these, those having a branched structure are preferably exemplified, and at least one of Rf 1 and Rf 2 has a branched structure. What has is mentioned more suitably.
Specific examples of the perfluoro group include perfluorononenyl, perfluoromethyl, perfluoropropylene, perfluorononinel, perfluorobenzoic acid, perfluoropropylene, perfluoropropyl, perfluoro (9-methyloctyl), and perfluoromethyl. Examples include octyl, perfluorobutyl, perfluoro-3-methylbutyl, perfluorohexyl, perfluorooctyl, perfluoro-7-octylethyl, fluoroheptyl, perfluorodecyl, perfluorobutyl, and the like. These perfluoro groups may be substituted with a halogen atom, acyl group, amino group, cyano group, alkyl group, alkoxy group, alkyl or haloalkyl, or may be substituted with an aryl group, an amide group, or the like. .
Rf 1 and Rf 2 may be the same as or different from each other.
In said Formula (1)-(4), n represents the integer of 1-40, Preferably the integer of 4-25 is represented.
In said Formula (1)-(4), m represents the integer of 0-40, Preferably the integer of 0-25 is represented.
In the formula (1) ~ (4), -X- is, - (CH 2) l - (l 1 to 10, preferably represents an integer of 1 to 5), - CO-O -, - O -, -NHCO-, or -NHCOO- is represented.
The surfactants represented by the formulas (1) to (4) can be used singly or in combination of two or more.
前記界面活性剤の含有量としては、感光性組成物の固形分に対し、0.001〜10質量%が好ましい。
前記含有量が、0.001質量%未満になると、面状改良の効果が得られなくことがあり、10質量%を超えると、密着性が低下することがある。
As content of the said surfactant, 0.001-10 mass% is preferable with respect to solid content of the photosensitive composition.
When the content is less than 0.001% by mass, the effect of improving the surface shape may not be obtained, and when it exceeds 10% by mass, the adhesion may be deteriorated.
前記感光性組成物が前記界面活性剤を含有することにより、塗布液としての流動性が良好となり、塗布工程で使用されるスピンコーターのノズルや配管、容器中での液の付着性が改善され、前記ノズル内に汚れとして残る残渣を効果的に減少させることができるので、塗布液の切り替え時に洗浄に要する洗浄液の量や作業時間を軽減でき、カラーフィルタの生産性を向上させることができる。また、前記カラーレジスト層を形成する際に発生する面状ムラ等を改善することができる。 When the photosensitive composition contains the surfactant, the fluidity as a coating liquid is improved, and the adhesion of the liquid in a spin coater nozzle or pipe or container used in the coating process is improved. Since the residue remaining as dirt in the nozzle can be effectively reduced, the amount of cleaning liquid required for cleaning and the operation time when switching the coating liquid can be reduced, and the productivity of the color filter can be improved. In addition, it is possible to improve surface unevenness that occurs when the color resist layer is formed.
前記熱重合禁止剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記フォトソルダレジスト層を構成する感光層に含まれる熱重合禁止剤として例示されたものと同様のものを用いることが可能である。
前記熱重合禁止剤の含有量としては、感光性組成物の全成分に対し、0.0001〜10質量%が好ましく、0.0005〜5質量%がより好ましく、0.001〜1質量%が特に好ましい。
The thermal polymerization inhibitor is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, the thermal polymerization inhibitor is the same as that exemplified as the thermal polymerization inhibitor contained in the photosensitive layer constituting the photo solder resist layer. Can be used.
As content of the said thermal-polymerization inhibitor, 0.0001-10 mass% is preferable with respect to all the components of a photosensitive composition, 0.0005-5 mass% is more preferable, 0.001-1 mass% is Particularly preferred.
前記カラーレジスト層を構成する感光層を形成する感光性組成物は、溶剤を用いて調製することができる。
前記溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば前記フォトソルダレジスト層を構成する感光層を形成する感光性組成物において、例示した溶剤と同様のものを用いることが可能である。
これらの中でも、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、エチルセロソルブアセテート、乳酸エチル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、酢酸ブチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、2−ヘプタノン、シクロヘキサン、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテートなどが好適に挙げられる。これらの溶剤は、単独又2種以上の組合せで用いることができる。
前記感光性組成物調製時における前記溶剤の添加量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記感光性組成物の全固形分濃度が5〜80質量%となるように添加されることが好ましく、10〜60質量%となるように添加されることがより好ましく、15〜50質量%となるように添加されることが特に好ましい。
The photosensitive composition for forming the photosensitive layer constituting the color resist layer can be prepared using a solvent.
There is no restriction | limiting in particular as said solvent, According to the objective, it can select suitably, For example, in the photosensitive composition which forms the photosensitive layer which comprises the said photo soldering resist layer, the thing similar to the illustrated solvent is used. It is possible.
Among these, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl cellosolve acetate, ethyl lactate, diethylene glycol dimethyl ether, butyl acetate, methyl 3-methoxypropionate, 2-heptanone, cyclohexane, ethyl carbitol acetate, butyl Preferred examples include carbitol acetate and propylene glycol methyl ether acetate. These solvents can be used alone or in combination of two or more.
There is no restriction | limiting in particular as the addition amount of the said solvent at the time of the said photosensitive composition preparation, Although it can select suitably according to the objective, The total solid content concentration of the said photosensitive composition is 5-80 mass%. It is preferable to add so that it may become, it is more preferable to add so that it may become 10-60 mass%, and it is especially preferable to add so that it may become 15-50 mass%.
前記感光層の層厚は、0.5〜10μmが好ましく、0.75〜6μmがより好まく、1.0〜3μmが特に好ましい。 The thickness of the photosensitive layer is preferably 0.5 to 10 μm, more preferably 0.75 to 6 μm, and particularly preferably 1.0 to 3 μm.
前記層厚が、0.5μm未満であると、感光性樹脂層用塗布液の塗布時にピンホールが発生しやすく、製造適性が低下することがあり、一方、10μmを超えると、現像時に未露光部を除去するのに長時間を要することがある When the layer thickness is less than 0.5 μm, pinholes are likely to occur when the coating solution for the photosensitive resin layer is applied, and the production suitability may be reduced. On the other hand, when the thickness exceeds 10 μm, unexposed during development. It may take a long time to remove the part
<酸素遮断層>
前記感光層形成工程で形成される酸素遮断層としては、露光時に酸素の影響により、感光層の重合反応が阻害されることがなく、感光性組成物の感度を高く保つことができれば、その材料、形状、構造など、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、酸素の透過性が低く、かつ露光に用いられる光の透過は実質的に阻害しないことが好ましい。
前記酸素遮断層の酸素透過率は、50cm3/(m2・day・気圧)以下が好ましく、25cm3/(m2・day・気圧)以下がより好ましく、10cm3/(m2・day・気圧)以下が更に好ましい。
前記酸素透過率が50cm3/(m2・day・気圧)を超えると、酸素の遮断が不十分であるため感度が低下することがある。
ここで、前記酸素透過率は、例えば、ASTM standards D−1434−82(1986)に記載の方法に準拠して測定できる。
具体的には、前記酸素透過率は、例えば、以下のようにして測定することができる。
酸素電極としてオービスフェアラボラトリーズジャパンインク製model3600を使用した。電極隔膜としては、最も応答速度が速く感度が高いポリフルオロアルコキシ(PFA)2956Aを使用した。電極隔膜にシリコーングリス(SH111、東レダウコーニング株式会社製)を薄く塗布し、その上に測定する薄膜材料を貼付し、酸素濃度値を測定した。なお、シリコーングリスの塗布膜は、酸素透過率に影響を与えないことが確認されている。酸素濃度値に対する酸素透過率が既知の膜サンプル(例えば、ポリエチレンテレフタレート)により、電極が示す酸素濃度値から、測定する薄膜材料の酸素透過率(cc/m2・day・atm)を換算した。
また、前記酸素遮断層としては、前記支持体よりも前記感光層に対してより強く接着又は密着していることが好ましい。
また、前記酸素遮断層としては、取扱性、ゴミ付着による欠陥防止の観点から、表面のタック性が小さいことが好ましい。
<Oxygen barrier layer>
As the oxygen blocking layer formed in the photosensitive layer forming step, if the sensitivity of the photosensitive composition can be kept high without the polymerization reaction of the photosensitive layer being inhibited by the influence of oxygen during exposure, the material The shape, structure, etc. are not particularly limited and may be appropriately selected according to the purpose. However, it is preferable that the oxygen permeability is low and the transmission of light used for exposure is not substantially inhibited.
Oxygen permeability of the oxygen barrier layer is preferably 50cm 3 / (m 2 · day · pressure) or less, 25cm 3 / (m 2 · day · pressure), more preferably less, 10cm 3 / (m 2 · day · (Atmospheric pressure) or less is more preferable.
When the oxygen permeability exceeds 50 cm 3 / (m 2 · day · atmospheric pressure), the oxygen may not be sufficiently blocked, and the sensitivity may decrease.
Here, the oxygen permeability can be measured in accordance with, for example, the method described in ASTM standards D-1434-82 (1986).
Specifically, the oxygen permeability can be measured as follows, for example.
Orbis Fair Laboratories Japan Inc. model 3600 was used as the oxygen electrode. As the electrode diaphragm, polyfluoroalkoxy (PFA) 2956A having the fastest response speed and high sensitivity was used. Silicone grease (SH111, manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.) was thinly applied to the electrode diaphragm, and a thin film material to be measured was applied thereon, and the oxygen concentration value was measured. It has been confirmed that the silicone grease coating film does not affect the oxygen transmission rate. The oxygen permeability (cc / m 2 · day · atm) of the thin film material to be measured was converted from the oxygen concentration value indicated by the electrode using a membrane sample (eg, polyethylene terephthalate) having a known oxygen permeability relative to the oxygen concentration value.
Further, it is preferable that the oxygen blocking layer is adhered or adhered more strongly to the photosensitive layer than the support.
The oxygen barrier layer preferably has a low surface tack property from the viewpoints of handling properties and prevention of defects due to dust adhesion.
前記酸素遮断層形成材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、水溶液に可溶であることが好ましく、現像液である弱アルカリ水溶液に可溶であることがより好ましい。
前記水溶液に可溶なものの具体例としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシエチルセルロース、カルボキシプロピルセルロース、カルボキシエチルセルロース、カルボキシアルキルセルロースの水溶性塩等のセルロース類、酸性セルロース類、カルボキシアルキル澱粉の水溶性塩、ポリアクリルアミド類、水溶性ポリアミド、ポリアクリル酸の水溶性塩、ポリビニルエーテル−無水マレイン酸重合体、エチレンオキサイド重合体、スチレン−マレイン酸の共重合体、マレイネート樹脂、ゼラチン、アラビアゴムが挙げられ、これらの中でも、酸素遮断性、現像除去性の観点から、ポリビニルアルコールが好適に挙げられ、感光層との密着性を向上させる観点から、ポリビニルアルコールとポリビニルピロリドンとの併用が好適に挙げられる。
また、前記酸素遮断層としては、これらの中から1種又は2種以上の併用とすることが可能である。
前記ポリビニルアルコールとしては、重量平均分子量が300〜2400であることが好ましく、また、71〜100モル%加水分解されるものが好ましい。
前記ポリビニルアルコールとしては、具体的には、PVA−105、PVA−110、PVA−117、PVA−117H、PVA−120、PVA−124、PVA−124H、PVA−CS、PVA−CST、PVA−HC、PVA−203、PVA−204、PVA−205、PVA−210、PVA−220、PVA−224、PVA−217EE、PVA−217E、PVA−220E、PVA−224E、PVA−405、PVA−420、PVA−613、L−8、PVA−R−1130、PVA−R−2105、PVA−R−2130(以上、全て商品名、株式会社クラレ製)などが挙げられる。
前記酸素遮断層形成材料における前記ポリビニルアルコールの含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、50〜99質量%であることが好ましく、55〜90質量%であることがより好ましく、60〜80質量%であることが特に好ましい。
前記酸素遮断層形成材料における前記ポリビニルピロリドンの含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1〜50質量%が好ましく、10〜45質量%がより好ましく、20〜40質量%が特に好ましい。
前記ポリビニルアルコールに対する前記ポリビニルピロリドンの含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、5〜50質量%が好ましい。
前記含有量が5質量%未満であると、感光層との密着性が不十分となることがあり、前記含有量が50質量%を超えると酸素遮断能力が劣化することがある。
前記酸素遮断層としては、取扱性向上の観点から、500nm以上の光を吸収する水溶性染料等の着色剤を含有することも可能である。
更に、前記酸素遮断層形成材料には、酸素遮断層の塗布性改良、感光層と酸素遮断層との密着性改善等を目的として、界面活性剤を添加することができる。
前記界面活性剤を添加する場合における該界面活性剤の含有量としては、酸素遮断層固形分の1〜20質量%が好ましく、1〜10質量%がより好ましく、1〜5質量%が特に好ましい。
前記界面活性剤としては、例えば、特開昭61−285444号公報に記載のアルキルカルポキシペタイン、パーフロロアルキルペタインなどの両性界面活性剤を用いることも可能である。
The oxygen blocking layer forming material is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably soluble in an aqueous solution and soluble in a weak alkaline aqueous solution that is a developer. More preferred.
Specific examples of those soluble in the aqueous solution include, for example, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, ethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, carboxyethyl cellulose, carboxypropyl cellulose, carboxyethyl cellulose, and carboxyalkyl cellulose. Celluloses, acidic celluloses, water-soluble salts of carboxyalkyl starch, polyacrylamides, water-soluble polyamides, water-soluble salts of polyacrylic acid, polyvinyl ether-maleic anhydride polymer, ethylene oxide polymer, styrene-malein Examples include acid copolymers, maleate resins, gelatin, and gum arabic. Among these, from the viewpoint of oxygen barrier properties and development removability, Polyvinyl alcohol preferably include, from the viewpoint of improving the adhesion property to the photosensitive layer, in combination with polyvinyl alcohol and polyvinyl pyrrolidone are preferably exemplified.
Further, the oxygen barrier layer can be used alone or in combination of two or more thereof.
As said polyvinyl alcohol, it is preferable that a weight average molecular weight is 300-2400, and what is hydrolyzed 71-100 mol% is preferable.
Specifically as said polyvinyl alcohol, PVA-105, PVA-110, PVA-117, PVA-117H, PVA-120, PVA-124, PVA-124H, PVA-CS, PVA-CST, PVA-HC , PVA-203, PVA-204, PVA-205, PVA-210, PVA-220, PVA-224, PVA-217EE, PVA-217E, PVA-220E, PVA-224E, PVA-405, PVA-420, PVA -613, L-8, PVA-R-1130, PVA-R-2105, PVA-R-2130 (all are trade names, manufactured by Kuraray Co., Ltd.) and the like.
There is no restriction | limiting in particular as content of the said polyvinyl alcohol in the said oxygen barrier layer forming material, Although it can select suitably according to the objective, It is preferable that it is 50-99 mass%, and is 55-90 mass%. More preferably, it is particularly preferably 60 to 80% by mass.
The content of the polyvinyl pyrrolidone in the oxygen barrier layer forming material is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose, but is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 10 to 45% by mass, 20-40 mass% is especially preferable.
There is no restriction | limiting in particular as content of the said polyvinyl pyrrolidone with respect to the said polyvinyl alcohol, Although it can select suitably according to the objective, 5-50 mass% is preferable.
When the content is less than 5% by mass, adhesion to the photosensitive layer may be insufficient, and when the content exceeds 50% by mass, the oxygen blocking ability may be deteriorated.
The oxygen barrier layer may contain a colorant such as a water-soluble dye that absorbs light of 500 nm or more from the viewpoint of improving handleability.
Furthermore, a surfactant can be added to the oxygen barrier layer forming material for the purpose of improving the coating property of the oxygen barrier layer and improving the adhesion between the photosensitive layer and the oxygen barrier layer.
As content of this surfactant in the case of adding the said surfactant, 1-20 mass% of oxygen barrier layer solid content is preferable, 1-10 mass% is more preferable, 1-5 mass% is especially preferable. .
As the surfactant, for example, amphoteric surfactants such as alkyl carboxy petines and perfluoroalkyl petines described in JP-A No. 61-285444 can be used.
前記酸素遮断層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記酸素遮断層形成材料の1種又は2種以上を、水又は、水と混和性の溶剤の混合液中に溶解し、前記感光層上に塗布、乾燥して形成することができる。
前記水混和性溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられる。
前記水混和性溶剤の溶媒合計量中の含有量としては、1〜80質量%が好ましく、2〜70質量%がより好ましく、5〜60質量%が特に好ましい。
前記水混和性溶剤の含有量が1質量%以下では、添加の効果が得られないことがあり、80質量%を超えると、下層である前記感光層を溶解して、感光層の性能が劣化することがある。
前記水及び溶剤の混合比としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、水:溶剤が100:0〜80:20が好ましく、70:30がより好ましく、60:40が特に好ましい。
前記酸素遮断層を前記酸素遮断層形成材料が含有した塗布液により形成する場合には、前記酸素遮断層形成材料の塗布液における固形分濃度としては、1〜30質量%が好ましく、2〜20質量%がより好ましく、3〜10質量%が特に好ましい。
前記固形分濃度が1質量%未満又は、30質量%を超えると、乾燥後に前記酸素遮断層の厚みが所定の厚みとならないことがある。
There is no restriction | limiting in particular as a formation method of the said oxygen barrier layer, Although it can select suitably according to the objective, 1 type (s) or 2 or more types of the said oxygen barrier layer forming material are water or miscible with water. It can be formed by dissolving in a solvent mixture, coating and drying on the photosensitive layer.
Examples of the water-miscible solvent include methanol, ethanol, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, and the like.
As content in the solvent total amount of the said water-miscible solvent, 1-80 mass% is preferable, 2-70 mass% is more preferable, 5-60 mass% is especially preferable.
When the content of the water-miscible solvent is 1% by mass or less, the effect of addition may not be obtained. When the content exceeds 80% by mass, the photosensitive layer as a lower layer is dissolved, and the performance of the photosensitive layer is deteriorated. There are things to do.
The mixing ratio of the water and the solvent is not particularly limited and may be appropriately selected according to the purpose. For example, water: solvent is preferably 100: 0 to 80:20, more preferably 70:30, 60:40 is particularly preferred.
When the oxygen barrier layer is formed from a coating solution containing the oxygen barrier layer forming material, the solid content concentration in the coating solution of the oxygen barrier layer forming material is preferably 1 to 30% by mass, and 2 to 20%. % By mass is more preferable, and 3 to 10% by mass is particularly preferable.
If the solid content concentration is less than 1% by mass or exceeds 30% by mass, the thickness of the oxygen barrier layer may not be a predetermined thickness after drying.
前記酸素遮断層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記支持体の厚みの1/2以下が好ましく、具体的には、0.1〜10μmがより好ましく、0.5〜5μmが更に好ましく、1〜3μmが特に好ましい。前記酸素遮断層の厚みが、0.1μm未満であると、酸素の透過性が高すぎ、酸素遮断能力が低下することがあり、10μmを超えると、酸素遮断層による光の散乱や屈折の等影響により、感光層上に結像させる像にボケ像が生じ、高解像度が得られないことがあり、更に、現像、感光層除去に時間がかかることがある。 The thickness of the oxygen barrier layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably ½ or less of the thickness of the support, specifically 0.1 to 10 μm. More preferably, 0.5-5 micrometers is still more preferable, and 1-3 micrometers is especially preferable. If the thickness of the oxygen barrier layer is less than 0.1 μm, oxygen permeability is too high, and the oxygen barrier ability may be reduced. If the thickness exceeds 10 μm, light scattering, refraction, etc. by the oxygen barrier layer may occur. Due to the influence, a blurred image may be formed on the image formed on the photosensitive layer, a high resolution may not be obtained, and further development and removal of the photosensitive layer may take time.
<基材>
前記感光層形成工程で用いられる前記基材としては、特に制限はなく、公知の材料の中から表面平滑性の高いものから凸凹のある表面を有するものまで、フォトソルダレジスト、配線パターン形成用フォトレジスト、カラーレジストのそれぞれの目的に応じて適宜選択することができるが、板状の基材(基板)が好ましく、具体的には、公知のプリント配線板形成用基板(例えば、銅張積層板)、ガラス板(例えば、ソーダガラス板、酸化ケイ素をスパッタしたガラス板、石英ガラス板等)、合成樹脂性のフィルム、紙、金属板などが挙げられる。
<Base material>
The base material used in the photosensitive layer forming step is not particularly limited, and includes a photo solder resist and a photo for forming a wiring pattern from known materials having a high surface smoothness to a surface having an uneven surface. Although it can be appropriately selected according to the purpose of each of the resist and the color resist, a plate-like base material (substrate) is preferable. Specifically, a known printed wiring board forming substrate (for example, a copper-clad laminate) ), Glass plates (eg, soda glass plates, glass plates sputtered with silicon oxide, quartz glass plates, etc.), synthetic resin films, paper, metal plates, and the like.
前記基材は、該基材上に前記パターン形成材料における感光層が重なるようにして積層してなる積層体を形成して用いることができる。即ち、前記積層体におけるパターン形成材料の前記感光層に対して露光することにより、露光した領域を硬化させ、後述する現像工程によりパターンを形成することができる。 The substrate can be used by forming a laminate formed by laminating the substrate so that the photosensitive layer in the pattern forming material overlaps the substrate. That is, by exposing the photosensitive layer of the pattern forming material in the laminate, the exposed region can be cured, and a pattern can be formed by a development process described later.
前記パターン形成材料としては、例えば、プリント配線板、カラーフィルタ、柱材、リブ材、スペーサー、隔壁などのディスプレイ用部材、ホログラム、マイクロマシン、プルーフなどのパターン形成用として広く用いることができる。 The pattern forming material can be widely used, for example, for pattern formation of printed wiring boards, color filters, pillar materials, rib materials, spacers, partition members and other display members, holograms, micromachines, and proofs.
[露光工程]
前記露光工程としては、少なくとも光照射手段からの光を受光し出射する描素部をn個有する光変調手段により、前記光照射手段からの光を変調させた後に、前記描素部における出射面の歪みによる収差を補正可能な非球面を有するマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイを通過させた光、又は、前記描素部の周辺部からの光を入射させないレンズ開口形状を有するマイクロレンズを配列したマイクロレンズアレイを通過させた光によって、前記感光層形成工程により形成された感光層を、露光する工程を有する。
[Exposure process]
As the exposure step, after the light from the light irradiating means is modulated by the light modulating means having at least n picture elements for receiving and emitting the light from the light irradiating means, the emission surface in the picture element portion A microlens having a lens aperture shape that does not allow light that has passed through a microlens array in which microlenses having aspherical surfaces capable of correcting aberrations due to distortion of the lens to be arranged, or light from a peripheral portion of the picture element portion to enter. A step of exposing the photosensitive layer formed in the photosensitive layer forming step with light that has passed through the arrayed microlens array.
前記露光工程において、前記光照射手段から照射される光としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、光重合開始剤や増感剤を活性化する電磁波、紫外から可視光、電子線、X線、レーザ光などが挙げられる。これらの中でも、光のオンオフ制御が短時間で行え、光の干渉制御が容易なレーザ光が好適に挙げられる。
前記紫外から可視光の波長としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、感光性組成物の露光時間の短縮を図る目的から、330〜650nmが好ましく、395〜415nmがより好ましく、405nmであることが特に好ましい。
前記光照射手段による光の照射方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、高圧水銀灯、キセノン灯、カーボンアーク灯、ハロゲンランプ、複写機用冷陰極管、LED、半導体レーザなどの公知の光源によって照射する方法が挙げられる。また、これらの光源からの光を2以上合成して照射することが好適であり、2以上の光を合成したレーザ光(以下、「合波レーザ光」と称することもがある)を照射することが特に好適に挙げられる。
前記合波レーザ光の照射方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、複数のレーザ光源と、マルチモード光ファイバと、該複数のレーザ光源から照射されるレーザ光を集光して前記マルチモード光ファイバに結合させる集合光学系とにより合波レーザ光を構成して照射する方法が挙げられる。
In the exposure step, the light emitted from the light irradiation means is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, an electromagnetic wave that activates a photopolymerization initiator or a sensitizer, Examples include ultraviolet to visible light, electron beam, X-ray, and laser beam. Among these, a laser beam that can perform on / off control of light in a short time and can easily control interference of light is preferable.
The wavelength of the ultraviolet to visible light is not particularly limited and may be appropriately selected according to the purpose. However, from the purpose of shortening the exposure time of the photosensitive composition, 330 to 650 nm is preferable, and 395 to 415 nm. Is more preferable and 405 nm is particularly preferable.
The light irradiation method by the light irradiation means is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. For example, a high pressure mercury lamp, a xenon lamp, a carbon arc lamp, a halogen lamp, a cold cathode tube for a copying machine, The method of irradiating with well-known light sources, such as LED and a semiconductor laser, is mentioned. Further, it is preferable to synthesize and irradiate two or more light beams from these light sources, and irradiate a laser beam (hereinafter sometimes referred to as “combined laser beam”) that combines two or more light beams. Are particularly preferred.
There is no restriction | limiting in particular as the irradiation method of the said combined laser beam, Although it can select suitably according to the objective, A laser irradiated from a several laser light source, a multimode optical fiber, and this several laser light source There is a method of forming and irradiating a combined laser beam with a collective optical system that collects light and couples it to the multimode optical fiber.
前記露光工程において、光を変調する方法としては、前記光照射手段からの光を受光し出射する描素部をn個有する光変調手段により変調する方法であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、n個の描素部の中から連続的に配置された任意のn個未満の描素部をパターン情報に応じて制御する方法が好適に挙げられる。
前記描素部の数(n)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記光変調手段における描素部の配列としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、2次元的に配列されることが好ましく、格子状に配列されることがより好ましい。
また、前記光の変調方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記光変調手段が、空間光変調素子による方法が好適に挙げられる。
前記空間光変調素子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、デジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)タイプの空間光変調素子(SLM;Special Light Modulator)、電気光学効果により透過光を変調する光学素子(PLZT素子)、液晶光シャッタ(FLC)などが好適に挙げられ、これらの中でもDMDが特に好適に挙げられる。
In the exposure step, the method for modulating light is not particularly limited as long as it is a method for modulating light by means of light modulation means having n number of pixel parts for receiving and emitting light from the light irradiation means. Although it can select suitably according to this, The method of controlling the arbitrary less than n image-element parts arrange | positioned continuously from n image element parts according to pattern information is mentioned suitably.
There is no restriction | limiting in particular as the number (n) of said picture element parts, According to the objective, it can select suitably.
The arrangement of the picture element portions in the light modulation means is not particularly limited and may be appropriately selected according to the purpose. For example, it is preferably arranged two-dimensionally and arranged in a lattice pattern. Is more preferable.
The light modulation method is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. A preferable example is a method using a spatial light modulation element as the light modulation means.
The spatial light modulation element is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. However, a digital micromirror device (DMD) or a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) type spatial light modulation element (SLM) may be used. A Special Light Modulator), an optical element that modulates transmitted light by an electro-optic effect (PLZT element), a liquid crystal light shutter (FLC), and the like. Among these, a DMD is particularly preferable.
前記露光工程において、前記変調手段により変調された光は、前記描素部における出射面の歪みによる収差を補正可能な非球面を有するマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイ、又は、前記描素部の周辺部からの光を入射させないレンズ開口形状を有するマイクロレンズを配列したマイクロレンズアレイを通過させられる。
前記マイクロレンズアレイに配置されるマイクロレンズとしては、特に制限はないが、例えは、非球面を有するものが好ましく、前記非球面がトーリック面であるマイクロレンズであることがより好ましい。
更に、前記露光工程において、前記変調手段により変調された光は、アパーチャアレイ、結合光学系、適宜選択されるその他の光学系などを通過させられることが好ましい。
In the exposure step, the light modulated by the modulation means is a microlens array in which microlenses having aspherical surfaces capable of correcting aberrations due to distortion of the exit surface in the image element, or the image element Can be passed through a microlens array in which microlenses having a lens aperture shape that does not allow light from the peripheral portion of the lens to enter.
Although there is no restriction | limiting in particular as a microlens arrange | positioned at the said microlens array, For example, what has an aspherical surface is preferable, and it is more preferable that the said aspherical surface is a microlens which is a toric surface.
Further, in the exposure step, it is preferable that the light modulated by the modulation means is allowed to pass through an aperture array, a coupling optical system, other optical systems appropriately selected, and the like.
前記露光工程において、感光層を、露光する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、デジタル露光、アナログ露光などが挙げられるが、デジタル露光が好適である。
前記デジタル露光の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、所定のパターン情報に基づいて生成される制御信号に応じて変調されたレーザ光を用いて行われることが好適である。
更に、前記露光工程において、感光層を、露光する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、短時間、かつ高速露光を可能とする観点から、露光光と感光層とを相対的に移動させながら行うことが好ましく、前記デジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)と併用されることが特に好ましい。
In the exposure step, the method for exposing the photosensitive layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include digital exposure and analog exposure, but digital exposure is preferred. .
The digital exposure method is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, the digital exposure method is performed using laser light modulated according to a control signal generated based on predetermined pattern information. Is preferred.
Furthermore, in the exposure step, the method for exposing the photosensitive layer is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. From the viewpoint of enabling high-speed exposure in a short time, It is preferably carried out while relatively moving the photosensitive layer, and particularly preferably used in combination with the digital micromirror device (DMD).
以下本発明のパターン形成方法に好適に用いられるパターン形成装置を図面を参照しながら説明する。 A pattern forming apparatus suitably used in the pattern forming method of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図7は本発明のパターン形成方法に好適に用いられるパターン形成装置の外観を示す概略斜視図である。
前記光変調手段を含むパターン形成装置は、図7に示すように4本の脚部154に支持された厚い板状の設置台156の上面に、シート状のパターン形成材料150を表面に吸着して保持する平板状のステージ152を備えている。
ステージ152は、その長手方向がステージ移動方向を向くように配置されると共に、前記設置台156の上面に形成されたガイド158によって往復移動可能に支持されている。なお、前記パターン形成装置には、ステージ152をガイド158に沿って駆動するための図示しない駆動装置を有している。
FIG. 7 is a schematic perspective view showing the appearance of a pattern forming apparatus preferably used in the pattern forming method of the present invention.
As shown in FIG. 7, the pattern forming apparatus including the light modulation means adsorbs the sheet-like pattern forming material 150 on the upper surface of a thick plate-like installation table 156 supported by four legs 154. A flat plate-like stage 152 is provided.
The stage 152 is arranged so that the longitudinal direction thereof faces the stage moving direction, and is supported by a guide 158 formed on the upper surface of the installation table 156 so as to be reciprocally movable. The pattern forming apparatus has a drive device (not shown) for driving the stage 152 along the guide 158.
設置台156の中央部には、ステージ152の移動経路を跨ぐように下向きC字状のゲート160が設けられている。ゲート160の各々の端部は、設置台156の長手方向中央部における両側面に固定されている。このゲート160の一方の側面側には、スキャナ162が設けられ、他方の側面側には、パターン形成材料150の先端及び後端を検知する複数(例えば、2個)の検知センサ164が設けられている。スキャナ162及び検知センサ164は、ゲート160に各々取り付けられて、ステージ152の移動経路の上方に固定配置されている。なお、スキャナ162及び検知センサ164は、これらを制御する図示しないコントローラに接続されている。 A downward C-shaped gate 160 is provided at the center of the installation table 156 so as to straddle the movement path of the stage 152. Each end portion of the gate 160 is fixed to both side surfaces in the longitudinal center portion of the installation table 156. A scanner 162 is provided on one side of the gate 160, and a plurality of (for example, two) detection sensors 164 that detect the front and rear ends of the pattern forming material 150 are provided on the other side. ing. The scanner 162 and the detection sensor 164 are respectively attached to the gate 160 and fixedly arranged above the moving path of the stage 152. The scanner 162 and the detection sensor 164 are connected to a controller (not shown) that controls them.
図8は、スキャナの構成を示す概略斜視図である。また、図9(A)は、感光層に形成される露光済み領域を示す平面図であり、図9(B)は、露光ヘッドによる露光エリアの配列を示す図である。
スキャナ162は、図8及び図9(B)に示すように、m行n列(例えば、3行5列)の略マトリックス状に配列された複数(例えば、14個)の露光ヘッド166を備えている。この例では、パターン形成材料150の幅との関係で、3行目には4個の露光ヘッド166を配置した。なお、m行目のn列目に配列された個々の露光ヘッドを示す場合は、露光ヘッド166mnと表記する。
露光ヘッド166による露光エリア168は、副走査方向を短辺とする矩形状である。従って、ステージ152の移動に伴い、パターン形成材料150には露光ヘッド166毎に帯状の露光済み領域170が形成される。なお、m行目のn列目に配列された個々の露光ヘッドによる露光エリアを示す場合は、露光エリア168mnと表記する。
FIG. 8 is a schematic perspective view showing the configuration of the scanner. FIG. 9A is a plan view showing an exposed region formed on the photosensitive layer, and FIG. 9B is a diagram showing an arrangement of exposure areas by the exposure head.
As shown in FIGS. 8 and 9B, the scanner 162 includes a plurality of (for example, 14) exposure heads 166 arranged in a substantially matrix of m rows and n columns (for example, 3 rows and 5 columns). ing. In this example, four exposure heads 166 are arranged in the third row in relation to the width of the pattern forming material 150. In addition, when showing each exposure head arranged in the m-th row and the n-th column, it is expressed as an exposure head 166 mn .
An exposure area 168 by the exposure head 166 has a rectangular shape with a short side in the sub-scanning direction. Accordingly, as the stage 152 moves, a strip-shaped exposed region 170 is formed in the pattern forming material 150 for each exposure head 166. In addition, when showing the exposure area by each exposure head arranged in the m-th row and the n-th column, it is expressed as an exposure area 168 mn .
また、図9(A)及び(B)に示すように、帯状の露光済み領域170が副走査方向と直交する方向に隙間無く並ぶように、ライン状に配列された各行の露光ヘッドの各々は、配列方向に所定間隔(露光エリアの長辺の自然数倍、本例では2倍)ずらして配置されている。このため、1行目の露光エリア16811と露光エリア16812との間の露光できない部分は、2行目の露光エリア16821と3行目の露光エリア16831とにより露光することができる。 Further, as shown in FIGS. 9A and 9B, each of the exposure heads in each row arranged in a line so that the strip-shaped exposed regions 170 are arranged in the direction orthogonal to the sub-scanning direction without gaps. These are arranged with a predetermined interval (natural number times the long side of the exposure area, twice in this example) in the arrangement direction. Therefore, can not be exposed portion between the exposure area 168 11 in the first row and the exposure area 168 12, it can be exposed by the second row of the exposure area 168 21 and the exposure area 168 31 in the third row.
図10は露光ヘッドの概略構成を示す斜視図である。
露光ヘッド16611〜166mn各々は、図10に示すように、光ビームをパターン情報に応じて光変調する前記光変調手段(各描素毎に変調する空間光変調素子)としての、米国テキサス・インスツルメンツ社製のデジタル・マイクロミラー・デバイス(以下「DMD」ということがある。)50と、DMD50の光入射側に配置され、光ファイバの出射端部(発光点)が露光エリア168の長辺方向と対応する方向に沿って一列に配列されるレーザ出射部68を備えた光照射手段66としてのファイバアレイ光源66と、ファイバアレイ光源66から出射されたレーザ光を補正してDMD上に集光させるレンズ系67と、レンズ系67を透過したレーザ光をDMD50に向けて反射するミラー69と、DMD50で反射されたレーザ光Bを、パターン形成材料150上に結像する結像光学系51とを備えている。なお、図10では、レンズ系67を概略的に示してある。
FIG. 10 is a perspective view showing a schematic configuration of the exposure head.
As shown in FIG. 10, each of the exposure heads 166 11 to 166 mn serves as the light modulation means (spatial light modulation element for modulating each pixel) that modulates a light beam according to pattern information. A digital micromirror device (hereinafter also referred to as “DMD”) 50 manufactured by Instruments Co., Ltd. A fiber array light source 66 as a light irradiating means 66 provided with laser emitting portions 68 arranged in a line along a direction corresponding to the side direction, and a laser beam emitted from the fiber array light source 66 are corrected and placed on the DMD. A condensing lens system 67, a mirror 69 that reflects laser light transmitted through the lens system 67 toward the DMD 50, and a laser reflected by the DMD 50 The B, and an image forming optical system 51 forms an image on the pattern forming material 150. In FIG. 10, the lens system 67 is schematically shown.
図12は、パターン情報に基づいて、DMDの制御を行うコントローラである。
DMD50は、図12に示すように、データ処理部、ミラー駆動制御部などを有するコントローラ302に接続されている。このコントローラ302のデータ処理部では、入力されたパターン情報に基づいて、露光ヘッド166毎にDMD50の制御すべき領域内の各マイクロミラーを駆動制御する制御信号を生成する。なお、制御すべき領域については後述する。また、ミラー駆動制御部では、パターン情報処理部で生成した制御信号に基づいて、露光ヘッド166毎にDMD50の各マイクロミラーの反射面の角度を制御する。
FIG. 12 shows a controller that controls the DMD based on the pattern information.
As shown in FIG. 12, the DMD 50 is connected to a controller 302 having a data processing unit, a mirror drive control unit, and the like. The data processing unit of the controller 302 generates a control signal for driving and controlling each micromirror in the area to be controlled by the DMD 50 for each exposure head 166 based on the input pattern information. The area to be controlled will be described later. The mirror drive control unit controls the angle of the reflection surface of each micromirror of the DMD 50 for each exposure head 166 based on the control signal generated by the pattern information processing unit.
図1は、前記光変調手段としてのデジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)の構成を示す部分拡大図である。
図1に示すように、DMD50は、SRAMセル(メモリセル)60上に、各々描素(ピクセル)を構成する多数(例えば、1024個×768個)の微小ミラー(マイクロミラー)62が格子状に配列されてなるミラーデバイスである。各ピクセルにおいて、最上部には支柱に支えられたマイクロミラー62が設けられており、マイクロミラー62の表面にはアルミニウム等の反射率の高い材料が蒸着されている。なお、マイクロミラー62の反射率は90%以上であり、その配列ピッチは縦方向、横方向とも一例として13.7μmである。また、マイクロミラー62の直下には、ヒンジ及びヨークを含む支柱を介して通常の半導体メモリの製造ラインで製造されるシリコンゲートのCMOSのSRAMセル60が配置されており、全体はモノリシックに構成されている。
FIG. 1 is a partially enlarged view showing a configuration of a digital micromirror device (DMD) as the light modulation means.
As shown in FIG. 1, in the DMD 50, a large number (for example, 1024 × 768) of micromirrors (micromirrors) 62 each constituting a pixel (pixel) are arranged on a SRAM cell (memory cell) 60 in a lattice shape. This is a mirror device arranged in a row. In each pixel, a micromirror 62 supported by a support column is provided at the top, and a material having high reflectance such as aluminum is deposited on the surface of the micromirror 62. The reflectance of the micromirror 62 is 90% or more, and the arrangement pitch is 13.7 μm as an example in both the vertical and horizontal directions. A silicon gate CMOS SRAM cell 60 manufactured in a normal semiconductor memory manufacturing line is disposed directly below the micromirror 62 via a support including a hinge and a yoke. The entire structure is monolithically configured. ing.
図2(A)及び(B)は、DMDの動作を説明する図である。
DMD50のSRAMセル60にデジタル信号が書き込まれると、支柱に支えられたマイクロミラー62が、対角線を中心としてDMD50が配置された基板側に対して±α度(例えば±12度)の範囲で傾けられる。図2(A)は、マイクロミラー62がオン状態である+α度に傾いた状態を示し、図2(B)は、マイクロミラー62がオフ状態である−α度に傾いた状態を示す。
従って、パターン情報に応じて、DMD50の各ピクセルにおけるマイクロミラー62の傾きを制御することによって、DMD50に入射したレーザ光は、それぞれのマイクロミラー62の傾き方向へ反射される。
なお、図1では、マイクロミラー62が、+α度又は−α度に制御されている状態の一例を示す。それぞれのマイクロミラー62のオンオフ制御は、DMD50に接続された前記コントローラ302によって行われる。また、オフ状態のマイクロミラー62で反射したレーザ光Bが進行する方向には、図示しない光吸収体が配置されている。
2A and 2B are diagrams for explaining the operation of the DMD.
When a digital signal is written in the SRAM cell 60 of the DMD 50, the micromirror 62 supported by the support is tilted in a range of ± α degrees (for example, ± 12 degrees) with respect to the substrate side on which the DMD 50 is disposed with the diagonal line as the center. It is done. 2A shows a state in which the micromirror 62 is tilted to + α degrees when the micromirror 62 is in an on state, and FIG. 2B shows a state in which the micromirror 62 is tilted to −α degrees that is in an off state.
Therefore, by controlling the tilt of the micromirror 62 in each pixel of the DMD 50 according to the pattern information, the laser light incident on the DMD 50 is reflected in the tilt direction of each micromirror 62.
FIG. 1 shows an example of a state in which the micromirror 62 is controlled to + α degrees or −α degrees. On / off control of each micromirror 62 is performed by the controller 302 connected to the DMD 50. A light absorber (not shown) is arranged in the direction in which the laser beam B reflected by the micromirror 62 in the off state travels.
DMD50は、その短辺が副走査方向と所定角度θ(例えば、0.1°〜5°)を成すように僅かに傾斜させて配置するのが好ましい。
図3(A)はDMD50を傾斜させない場合の各マイクロミラーによる反射光像(露光ビーム)53の走査軌跡を示し、図3(B)はDMD50を傾斜させた場合の露光ビーム53の走査軌跡を示している。
図3(B)に示すように、DMD50には、長手方向にマイクロミラーが多数個(例えば、1024個)配列されたマイクロミラー列が、短手方向に多数組(例えば、756組)配列されているが、DMD50を傾斜させることにより、各マイクロミラーによる露光ビーム53の走査軌跡(走査線)のピッチP2が、DMD50を傾斜させない場合の走査線のピッチP1より狭くなり、解像度を大幅に向上させることができる。一方、DMD50の傾斜角は微小であるので、DMD50を傾斜させた場合の走査幅W2と、DMD50を傾斜させない場合の走査幅W1とは略同一である。
The DMD 50 is preferably arranged with a slight inclination so that the short side forms a predetermined angle θ (for example, 0.1 ° to 5 °) with the sub-scanning direction.
3A shows the scanning trajectory of the reflected light image (exposure beam) 53 by each micromirror when the DMD 50 is not tilted, and FIG. 3B shows the scanning trajectory of the exposure beam 53 when the DMD 50 is tilted. Show.
As shown in FIG. 3B, the DMD 50 has a plurality of micromirror arrays (for example, 756 pairs) arranged in the short direction, in which a large number (for example, 1024) of micromirrors are arranged in the longitudinal direction. and which is, by inclining the DMD 50, the pitch P 2 of the scanning locus of the exposure beams 53 from each micromirror (scan line), it becomes narrower than the pitch P 1 of the scanning line in the case of not tilting the DMD 50, significant resolution Can be improved. On the other hand, the inclination angle of the DMD 50 is small, the scanning width W 2 in the case of tilting the DMD 50, which is substantially equal to the scanning width W 1 when not inclined DMD 50.
次に、前記光変調手段における変調速度を速くさせる方法(以下、「高速変調」と称することがある)について説明する。
ファイバアレイ光源66からDMD50にレーザ光Bが照射されると、ファイバアレイ光源66から出射されたレーザ光が描素毎にオンオフされて、パターン形成材料150がDMD50の使用描素数と略同数の描素単位(露光エリア168)で露光される。また、パターン形成材料150がステージ152と共に一定速度で移動されることにより、パターン形成材料150がスキャナ162によりステージ移動方向と反対の方向に副走査され、露光ヘッド166毎に帯状の露光済み領域170が形成される。
ここで、DMD50全体のデータ処理速度には、限界があり、使用する描素数に比例して1ライン当りの変調速度が決定されるので、一部のマイクロミラー列だけを使用することで1ライン当りの変調速度が速くなる。一方、連続的に露光ヘッドを露光面に対して相対移動させる露光方式の場合には、副走査方向の描素を全部使用する必要はない。
DMD50は、主走査方向にマイクロミラーが1024個配列されたマイクロミラー列が、副走査方向に768組配列されているが、コントローラ302により一部のマイクロミラー列(例えば、1024個×256列)だけが駆動するように制御される。
図4(A)及び(B)は、DMDの使用領域を示す図である。
図4(A)に示すように、DMDの使用領域としては、DMD50の中央部に配置されたマイクロミラー列を使用してもよく、図4(B)に示すように、DMD50の端部に配置されたマイクロミラー列を使用してもよい。また、一部のマイクロミラーに欠陥が発生した場合は、欠陥が発生していないマイクロミラー列を使用するなど、状況に応じて使用するマイクロミラー列を適宜変更してもよい。
例えば、768組のマイクロミラー列の内、384組だけ使用する場合には、768組全部使用する場合と比較すると1ライン当り2倍速く変調することができる。また、768組のマイクロミラー列の内、256組だけ使用する場合には、768組全部使用する場合と比較すると1ライン当り3倍速く変調することができる。
Next, a method for increasing the modulation speed in the light modulation means (hereinafter sometimes referred to as “high-speed modulation”) will be described.
When the laser light B is irradiated from the fiber array light source 66 to the DMD 50, the laser light emitted from the fiber array light source 66 is turned on and off for each pixel, and the pattern forming material 150 has approximately the same number of pixels as the DMD 50 used. Exposure is performed in elementary units (exposure area 168). Further, when the pattern forming material 150 is moved at a constant speed together with the stage 152, the pattern forming material 150 is sub-scanned in the direction opposite to the stage moving direction by the scanner 162, and a strip-shaped exposed region 170 is provided for each exposure head 166. Is formed.
Here, the data processing speed of the entire DMD 50 is limited, and the modulation speed per line is determined in proportion to the number of pixels to be used. Therefore, one line can be obtained by using only a part of the micromirror array. The modulation speed per hit is increased. On the other hand, in the case of an exposure method in which the exposure head is continuously moved relative to the exposure surface, it is not necessary to use all the pixels in the sub-scanning direction.
In the DMD 50, 768 micromirror rows in which 1024 micromirrors are arranged in the main scanning direction are arranged in the subscanning direction, but a part of micromirror rows (eg, 1024 × 256 rows) is arranged by the controller 302. Only is controlled to drive.
4 (A) and 4 (B) are diagrams showing areas where DMD is used.
As shown in FIG. 4 (A), the DMD use area may be a micromirror array arranged at the center of the DMD 50. As shown in FIG. 4 (B), the end of the DMD 50 may be used. Arranged micromirror rows may be used. In addition, when a defect occurs in some of the micromirrors, the micromirror array to be used may be appropriately changed depending on the situation, such as using a micromirror array in which no defect has occurred.
For example, in the case of using only 384 sets out of 768 sets of micromirror arrays, the modulation can be performed twice as fast per line as compared with the case of using all 768 sets. Also, when only 256 pairs are used in the 768 sets of micromirror arrays, modulation can be performed three times faster per line than when all 768 sets are used.
以上説明した通り、本発明のパターン形成方法によれば、主走査方向にマイクロミラーが1,024個配列されたマイクロミラー列が、副走査方向に768組配列されたDMDを備えているが、コントローラにより一部のマイクロミラー列だけが駆動されるように制御することにより、全部のマイクロミラー列を駆動する場合に比べて、1ライン当りの変調速度が速くなる。 As described above, according to the pattern forming method of the present invention, the micromirror array in which 1,024 micromirrors are arranged in the main scanning direction includes the DMD in which 768 sets are arranged in the subscanning direction. By controlling so that only a part of the micromirror rows are driven by the controller, the modulation rate per line becomes faster than when all the micromirror rows are driven.
また、DMDのマイクロミラーを部分的に駆動する例について説明したが、所定方向に対応する方向の長さが前記所定方向と交差する方向の長さより長い基板上に、各々制御信号に応じて反射面の角度が変更可能な多数のマイクロミラーが2次元状に配列された細長いDMDを用いても、反射面の角度を制御するマイクロミラーの個数が少なくなるので、同様に変調速度を速くすることができる。 In addition, an example in which the DMD micromirror is partially driven has been described, but the length of the direction corresponding to the predetermined direction is reflected on the substrate longer than the length of the direction intersecting the predetermined direction according to the control signal. Even if a long and narrow DMD in which a large number of micromirrors capable of changing the surface angle are arranged in a two-dimensional manner is used, the number of micromirrors for controlling the angle of the reflecting surface is reduced. Can do.
前記露光の方法としては、図5に示すように、スキャナ162によるX方向への1回の走査でパターン形成材料150の全面を露光してもよい。
また、前記露光の方法としては、図6(A)及び(B)に示すように、スキャナ162によりパターン形成材料150をX方向へ走査した後、スキャナ162をY方向に1ステップ移動し、X方向へ走査を行うというように、走査と移動を繰り返して、複数回の走査でパターン形成材料150の全面を露光するようにしてもよい。
As the exposure method, as shown in FIG. 5, the entire surface of the pattern forming material 150 may be exposed by a single scan in the X direction by a scanner 162.
Further, as the exposure method, as shown in FIGS. 6A and 6B, after the pattern forming material 150 is scanned in the X direction by the scanner 162, the scanner 162 is moved by one step in the Y direction. The entire surface of the pattern forming material 150 may be exposed by a plurality of scans by repeating scanning and movement, such as scanning in the direction.
前記露光は、前記感光層の一部の領域に対してされることにより該一部の領域が硬化され、後述の現像工程において、前記硬化させた一部の領域以外の未硬化領域が除去され、パターンが形成される。 The exposure is performed on a partial area of the photosensitive layer to cure the partial area, and uncured areas other than the cured partial area are removed in a development step described later. A pattern is formed.
次に、レンズ系67及び結像光学系51を説明する。
図11は、図10における露光ヘッドの構成の詳細を示す光軸に沿った複走査方向の断面図である。
図11に示すように、レンズ系67は、ファイバアレイ光源66から出射した照明光としてのレーザ光Bを集光する集光レンズ71、集光レンズ71を通過した光の光路に挿入されたロッド状オプティカルインテグレータ(以下、「ロッドインテグレータ」と称することがある)72、及びロッドインテグレータ72の前方つまりミラー69側に配置された結像レンズ74を備えている。
集光レンズ71、ロッドインテグレータ72及び結像レンズ74は、ファイバアレイ光源66から出射したレーザ光を、平行光に近くかつビーム断面内強度が均一化された光束としてDMD50に入射させる。
Next, the lens system 67 and the imaging optical system 51 will be described.
FIG. 11 is a cross-sectional view in the multiple scanning direction along the optical axis showing the details of the configuration of the exposure head in FIG.
As shown in FIG. 11, the lens system 67 includes a condensing lens 71 that condenses the laser light B as illumination light emitted from the fiber array light source 66, and a rod that is inserted in the optical path of the light that has passed through the condensing lens 71. And an imaging lens 74 disposed in front of the rod integrator 72, that is, on the mirror 69 side.
The condensing lens 71, the rod integrator 72, and the imaging lens 74 cause the laser light emitted from the fiber array light source 66 to enter the DMD 50 as a light beam that is close to parallel light and has a uniform beam cross-sectional intensity.
レンズ系67から出射したレーザ光Bは、ミラー69で反射し、TIR(全反射)プリズム70を介してDMD50に照射される。なお、図10では、このTIRプリズム70は省略してある。 The laser beam B emitted from the lens system 67 is reflected by the mirror 69 and irradiated to the DMD 50 via the TIR (total reflection) prism 70. In FIG. 10, the TIR prism 70 is omitted.
図11に示すように、結像光学系51は、レンズ系52,54からなる第1結像光学系と、レンズ系57,58からなる第2結像光学系と、これらの結像光学系の間に挿入されたマイクロレンズアレイ55と、アパーチャアレイ59とを備えている。 As shown in FIG. 11, the imaging optical system 51 includes a first imaging optical system including lens systems 52 and 54, a second imaging optical system including lens systems 57 and 58, and these imaging optical systems. And an aperture array 59. The microlens array 55 is inserted between the microlens array 55 and the aperture array 59.
マイクロレンズアレイ55は、DMD50の各描素に対応する多数のマイクロレンズ55aが2次元状に配列されてなるものである。本例では、後述するようにDMD50の1024個×768列のマイクロミラーのうち1024個×256列だけが駆動されるので、それに対応させてマイクロレンズ55aは1024個×256列配置されている。
マイクロレンズ55aの配置ピッチは、縦方向、横方向とも41μmである。マイクロレンズ55aの焦点距離は、0.19mm、NA(開口数)は0.11である。
また、マイクロレンズ55aは、光学ガラスBK7から形成されている。
各マイクロレンズ55aの位置におけるレーザ光Bのビーム径としては、41μmである。
The microlens array 55 is formed by two-dimensionally arranging a large number of microlenses 55a corresponding to the pixels of the DMD 50. In this example, as will be described later, only 1024 × 256 rows of the 1024 × 768 rows of micromirrors of the DMD 50 are driven, and accordingly, 1024 × 256 rows of microlenses 55a are arranged.
The arrangement pitch of the micro lenses 55a is 41 μm in both the vertical direction and the horizontal direction. The focal length of the micro lens 55a is 0.19 mm, and the NA (numerical aperture) is 0.11.
Further, the microlens 55a is formed from the optical glass BK7.
The beam diameter of the laser beam B at the position of each microlens 55a is 41 μm.
アパーチャアレイ59は、マイクロレンズアレイ55の各マイクロレンズ55aに対応する多数のアパーチャ(開口)59aが形成されている。各アパーチャ59aの径は、10μmである。 In the aperture array 59, a large number of apertures (openings) 59a corresponding to the respective microlenses 55a of the microlens array 55 are formed. The diameter of each aperture 59a is 10 μm.
第1結像光学系は、DMD50による像を3倍に拡大してマイクロレンズアレイ55上に結像する。
第2結像光学系は、マイクロレンズアレイ55を経た像を1.6倍に拡大してパターン形成材料150上に結像、投影する。
従って、光学系全体では、DMD50による像が、4.8倍に拡大されてパターン形成材料150上に結像、投影される。
The first imaging optical system forms an image on the microlens array 55 by enlarging the image by the DMD 50 three times.
The second imaging optical system enlarges the image that has passed through the microlens array 55 by 1.6 times, and forms and projects the image on the pattern forming material 150.
Accordingly, in the entire optical system, an image formed by the DMD 50 is magnified 4.8 times and formed and projected on the pattern forming material 150.
なお、前記第2結像光学系とパターン形成材料150との間にプリズムペア73が配設され、該プリズムペア73を図11において、上下方向に移動させることにより、パターン形成材料150上における像のピントを調節可能となっている。なお同図中において、パターン形成材料150は矢印F方向に副走査送りされる。 A prism pair 73 is disposed between the second imaging optical system and the pattern forming material 150. By moving the prism pair 73 in the vertical direction in FIG. 11, an image on the pattern forming material 150 is obtained. The focus can be adjusted. In the figure, the pattern forming material 150 is sub-scanned in the direction of arrow F.
次に、前記マイクロレンズアレイ、前記アパーチャアレイ、及び前記結像光学系等について図面を参照しながら説明する。 Next, the microlens array, the aperture array, the imaging optical system, and the like will be described with reference to the drawings.
図13(A)は前記露光ヘッドの構成を示す光軸に沿った断面図である。
図13(A)に示すように、前記露光ヘッドは、DMD50にレーザ光を照射する光照射手段144、DMD50で反射されたレーザ光を拡大して結像するレンズ系(結像光学系)454、458、DMD50の各描素部に対応して多数のマイクロレンズ474が配置されたマイクロレンズアレイ472、マイクロレンズアレイ472の各マイクロレンズに対応して多数のアパーチャ478が設けられたアパーチャアレイ476、アパーチャを通過したレーザ光を被露光面56に結像するレンズ系(結像光学系)480、482で構成される。
FIG. 13A is a cross-sectional view along the optical axis showing the configuration of the exposure head.
As shown in FIG. 13A, the exposure head includes a light irradiating means 144 for irradiating the DMD 50 with laser light, and a lens system (imaging optical system) 454 for enlarging the laser light reflected by the DMD 50 to form an image. 458, a microlens array 472 in which a large number of microlenses 474 are arranged corresponding to each pixel portion of the DMD 50, and an aperture array 476 in which a large number of apertures 478 are provided corresponding to each microlens of the microlens array 472. , And lens systems (imaging optical systems) 480 and 482 for forming an image of the laser beam that has passed through the aperture on the exposed surface 56.
図14は、DMD50を構成するマイクロミラー62の反射面の平面度を測定した結果を示す図である。
図14において、反射面の同じ高さ位置を等高線で結んで示してあり、等高線のピッチは5nmである。図中x方向及びy方向は、マイクロミラー62の2つ対角線方向であり、マイクロミラー62はy方向に延びる回転軸を中心として前述のように回転する。
図15(A)及び(B)は、それぞれ、図14におけるx方向、y方向に沿ったマイクロミラー62の反射面の高さ位置変位を示す。
図14及び図15に示した通り、マイクロミラー62の反射面には歪みが存在し、そして特にミラー中央部に注目してみると、1つの対角線方向(y方向)の歪みが、別の対角線方向(x方向)の歪みよりも大きくなっている。このため、マイクロレンズアレイ55のマイクロレンズ55aで集光されたレーザ光Bの集光位置における形状が歪むという問題が発生し得る。
FIG. 14 is a diagram showing a result of measuring the flatness of the reflecting surface of the micromirror 62 constituting the DMD 50.
In FIG. 14, the same height positions of the reflecting surfaces are shown connected by contour lines, and the pitch of the contour lines is 5 nm. In the drawing, the x direction and the y direction are two diagonal directions of the micromirror 62, and the micromirror 62 rotates around the rotation axis extending in the y direction as described above.
FIGS. 15A and 15B show the height position displacement of the reflecting surface of the micromirror 62 along the x direction and the y direction in FIG. 14, respectively.
As shown in FIGS. 14 and 15, there is distortion on the reflection surface of the micromirror 62, and when attention is particularly paid to the center of the mirror, distortion in one diagonal direction (y direction) is different from that in the other diagonal line. It is larger than the distortion in the direction (x direction). For this reason, the problem that the shape in the condensing position of the laser beam B condensed with the micro lens 55a of the micro lens array 55 may be distorted may occur.
図16(A)及び(B)は、それぞれ、マイクロレンズアレイ55全体の正面形状及び側面形状を示す図である。
図16(A)に示すように、マイクロレンズアレイ55は、DMD50のマイクロミラー62に対応して、マイクロレンズ55aを横方向に1024列、縦方向に256列並設して構成される。
マイクロレンズアレイ55の長辺の寸法は、50mmであり、短辺の寸法は20mmである。
なお、同図(A)では、マイクロレンズ55aの並び順を、横方向についてはjで、縦方向についてはkで示す。
FIGS. 16A and 16B are views showing the front and side shapes of the entire microlens array 55, respectively.
As shown in FIG. 16A, the microlens array 55 is configured by arranging microlenses 55a in parallel in the horizontal direction and 1024 rows and in the vertical direction corresponding to the micromirrors 62 of the DMD 50, respectively.
The long side dimension of the microlens array 55 is 50 mm, and the short side dimension is 20 mm.
In FIG. 9A, the arrangement order of the micro lenses 55a is indicated by j for the horizontal direction and k for the vertical direction.
図17(A)及び(B)は、マイクロレンズアレイ構成するマイクロレンズの正面形状及び側面形状を示す図である。なお、図17(A)には、マイクロレンズ55aの等高線を併せて示す。
図17(A)及び(B)に示すように、マイクロレンズ55aの光出射側の端面は、マイクロミラー62の反射面の歪みによる収差を補正する非球面形状とされる。
非球面形状のマイクロレンズ55aは、具体的には、x方向における曲率半径Rxが−0.125mmであり、y方向における曲率半径Ryが−0.1mmとされるトーリックレンズである。
図18は、マイクロレンズによる集光状態を1つの断面内(A)と別の断面内(B)について示す概略図である。
図18に示すように、マイクロレンズアレイ構成するマイクロレンズ55aとして、光出射側の端面が非球面形状であるトーリックレンズが用いられているため、x方向及びy方向に平行な断面内におけるレーザ光Bの集光状態は、x方向に平行な断面内とy方向に平行な断面内とを比較すると、後者の断面内の方がマイクロレンズ55aの曲率半径がより小であって、焦点距離がより短くなる。
FIGS. 17A and 17B are diagrams showing a front shape and a side shape of the microlens constituting the microlens array. Note that FIG. 17A also shows the contour lines of the microlens 55a.
As shown in FIGS. 17A and 17B, the end surface of the microlens 55a on the light emission side has an aspherical shape that corrects aberration due to distortion of the reflection surface of the micromirror 62.
Specifically, the aspherical microlens 55a is a toric lens having a radius of curvature Rx in the x direction of −0.125 mm and a radius of curvature Ry in the y direction of −0.1 mm.
FIG. 18 is a schematic diagram showing a condensing state by the microlens in one cross section (A) and another cross section (B).
As shown in FIG. 18, since a toric lens having an aspherical end surface on the light emission side is used as the microlens 55a constituting the microlens array, laser light in a cross section parallel to the x direction and the y direction is used. When the B condensing state is compared between the cross section parallel to the x direction and the cross section parallel to the y direction, the radius of curvature of the microlens 55a is smaller in the latter cross section, and the focal length is smaller. Shorter.
マイクロレンズ55aの形状としては、2次の非球面形状であってもよく、より高次(4次、6次・・・)の非球面形状であってもよい。前記高次の非球面形状を採用することにより、ビーム形状をさらに高精細にすることができる。さらには、マイクロミラー62の反射面の歪みに応じて、前述したx方向及びy方向の曲率が互いに一致しているようなレンズ形状を採用することも可能である。以下、そのようなレンズ形状の例について詳しく説明する。 The shape of the microlens 55a may be a secondary aspherical shape or a higher order (4th order, 6th order,...) Aspherical shape. By adopting the higher order aspherical shape, the beam shape can be further refined. Furthermore, it is possible to adopt a lens shape in which the curvatures in the x direction and the y direction described above coincide with each other in accordance with the distortion of the reflection surface of the micromirror 62. Hereinafter, examples of such lens shapes will be described in detail.
図39(A)、(B)にそれぞれ等高線付き正面形状、側面形状を示すマイクロレンズ55a”は、x方向及びy方向の曲率が互いに等しく、かつ、該曲率が、球面レンズの曲率Cyをレンズ中心からの距離hに応じて補正したものとなっている。すなわち、このマイクロレンズ55a”のレンズ形状の基となる球面レンズ形状は、例えば、下記計算式(数1)でレンズ高さ(レンズ曲面の光軸方向位置)zを規定したものを採用する。
そして、上記球面レンズ形状の曲率Cyをレンズ中心からの距離hに応じて下記計算式(数2)のように補正して、マイクロレンズ55a”のレンズ形状とする。
前記計算式(数2)においても、zの意味するところは上述の計算式(数2)と同じであり、ここでは4次係数a及び6次係数bを用いて曲率Cyを補正している。なお、上記曲率Cy=(1/0.1mm)、4次係数a=1.2×103、6次係数a=5.5×107である場合の、レンズ高さzと距離hとの関係をグラフにして図41に示す。 Also in the calculation formula (Equation 2), the meaning of z is the same as the above-described calculation equation (Equation 2). Here, the curvature Cy is corrected using the fourth-order coefficient a and the sixth-order coefficient b. . The lens height z and the distance h when the curvature Cy = (1 / 0.1 mm), the fourth-order coefficient a = 1.2 × 10 3 , and the sixth-order coefficient a = 5.5 × 10 7 are described. The relationship is shown in a graph in FIG.
また、マイクロレンズ55aの光出射側の端面形状をトーリック面とすることの他、2つの光通過端面の一方を球面とし、他方をシリンドリカル面としたマイクロレンズからマイクロレンズアレイを構成することも可能である。 In addition to making the end surface shape of the light exit side of the microlens 55a a toric surface, it is also possible to form a microlens array from microlenses in which one of the two light passage end surfaces is a spherical surface and the other is a cylindrical surface. It is.
図19a、b、c、及びdは、マイクロレンズ55aの集光位置(焦点位置)近傍におけるビーム径を計算機によってシミュレーションした結果を示す図である。
また、比較のために、マイクロレンズが、曲率半径Rx=Ry=−0.1mmの球面形状である場合について、同様のシミュレーションを行った結果を、図20a、b、c及びdに示す。なお、各図におけるzの値は、マイクロレンズ55aのピント方向の評価位置を、マイクロレンズ55aのビーム出射面からの距離で示している。
また、前記シミュレーションに用いたマイクロレンズ55aの面形状は、下記計算式で計算される。
19A, 19B, 19C, and 19D are diagrams showing the results of simulating the beam diameter in the vicinity of the condensing position (focal position) of the microlens 55a by a computer.
For comparison, FIGS. 20a, 20b, 20c, and 20d show the results of a similar simulation performed when the microlens has a spherical shape with a radius of curvature Rx = Ry = −0.1 mm. In addition, the value of z in each figure has shown the evaluation position of the focus direction of the micro lens 55a with the distance from the beam emission surface of the micro lens 55a.
The surface shape of the microlens 55a used for the simulation is calculated by the following calculation formula.
図19a〜dと図20a〜dとを比較すると明らかなように、本発明のパターン形成方法ではマイクロレンズ55aを、y方向に平行な断面内の焦点距離がx方向に平行な断面内の焦点距離よりも小さいトーリックレンズとしたことにより、その集光位置近傍におけるビーム形状の歪みが抑制される。このため、歪みの無い、より高精細な画像をパターン形成材料150に露光可能となる。 19A to 19D and FIGS. 20A to 20D, in the pattern forming method of the present invention, the microlens 55a is focused on the micro lens 55a with a focal length in a cross section parallel to the y direction. By using a toric lens smaller than the distance, distortion of the beam shape in the vicinity of the condensing position is suppressed. Therefore, it is possible to expose the pattern forming material 150 with a higher definition image without distortion.
なお、マイクロミラー62のx方向及びy方向に関する中央部の歪の大小関係が、上記と逆になっている場合は、x方向に平行な断面内の焦点距離がy方向に平行な断面内の焦点距離よりも小さいトーリックレンズからマイクロレンズを構成すれば、同様に、歪みの無い、より高精細な画像をパターン形成材料150に露光可能となる。 In addition, when the magnitude relation of the distortion of the center part in the x direction and the y direction of the micromirror 62 is opposite to the above, the focal length in the cross section parallel to the x direction is in the cross section parallel to the y direction. If the microlens is formed of a toric lens that is smaller than the focal length, similarly, it is possible to expose the pattern forming material 150 with a higher definition image without distortion.
アパーチャアレイ59は、マイクロレンズアレイ55の集光位置近傍に配置される。アパーチャアレイ59に備えられた各アパーチャ59aには、対応するマイクロレンズ55aを経た光のみが入射する。従って、1のマイクロレンズ55aに対応する1のアパーチャ59aには、それと対応しない隣接のマイクロレンズ55aからの光が入射することが防止され、消光比を高めることが可能となる。
アパーチャ59aの径をある程度小さくすれば、マイクロレンズ55aの集光位置におけるビーム形状の歪みを抑制する効果が得られが、アパーチャアレイ59で遮断される光量がより多くなり、光利用効率が低下する。この場合に、マイクロレンズ55aを前記非球面形状とすることにより、光の遮断が防止され、光利用効率が高く保たれる。
The aperture array 59 is disposed in the vicinity of the light collection position of the microlens array 55. Only the light that has passed through the corresponding microlens 55 a is incident on each aperture 59 a provided in the aperture array 59. Therefore, it is possible to prevent light from the adjacent micro lens 55a not corresponding to one aperture 59a corresponding to the one micro lens 55a from entering, and to increase the extinction ratio.
If the diameter of the aperture 59a is reduced to some extent, an effect of suppressing distortion of the beam shape at the condensing position of the microlens 55a can be obtained, but the amount of light blocked by the aperture array 59 is increased, and the light utilization efficiency is reduced. . In this case, the microlens 55a having the aspherical shape prevents light from being blocked and keeps light use efficiency high.
また、前記マイクロレンズアレイ55及びアパーチャアレイ59により、DMD50を構成するマイクロミラー62の反射面の歪みによる収差を補正しているが、DMD以外の空間光変調素子を用いる本発明のパターン形成方法においても、その空間光変調素子の描素部の面に歪みが存在する場合は、本発明を適用してその歪みによる収差を補正し、ビーム形状に歪みが生じることを防止可能である。 The micro lens array 55 and the aperture array 59 correct the aberration caused by the distortion of the reflection surface of the micro mirror 62 constituting the DMD 50. In the pattern forming method of the present invention using a spatial light modulation element other than the DMD. However, if there is distortion on the surface of the picture element portion of the spatial light modulator, the present invention can be applied to correct the aberration due to the distortion and prevent the beam shape from being distorted.
なお、本発明のパターン形成方法においては、マイクロミラー62の2つの対角線方向に光学的に対応するx方向及びy方向の曲率が異なるトーリックレンズであるマイクロレンズ55aが適用されているが、マイクロミラー62の歪みに応じて、図38(A)、(B)にそれぞれ等高線付き正面形状、側面形状を示すように、矩形のマイクロミラー62の2つの辺方向に光学的に対応するxx方向及びyy方向の曲率が互いに異なるトーリックレンズからなるマイクロレンズ55a’も適用可能である。 In the pattern forming method of the present invention, the micro lens 55a which is a toric lens having different curvatures in the x direction and the y direction optically corresponding to the two diagonal directions of the micro mirror 62 is applied. According to the distortion of 62, the xx direction and yy optically corresponding to the two side directions of the rectangular micromirror 62 are shown in FIGS. A microlens 55a ′ composed of toric lenses having different curvatures in directions is also applicable.
図13(A)に示すように、前記結像光学系は、レンズ480、482を備え、アパーチャアレイ59を通過した光は、該結像光学系により被露光面56上に結像される。 As shown in FIG. 13A, the imaging optical system includes lenses 480 and 482, and the light passing through the aperture array 59 is imaged on the exposed surface 56 by the imaging optical system.
以上説明したとおり、前記パターン形成装置は、DMD50により反射されたレーザ光が、レンズ系の拡大レンズ454、458により数倍に拡大されて被露光面56に投影されるので、全体の画像領域が広くなる。このとき、マイクロレンズアレイ472及びアパーチャアレイ476が配置されていなければ、図13(B)に示すように、被露光面56に投影される各ビームスポットBSの1描素サイズ(スポットサイズ)が露光エリア468のサイズに応じて大きなものとなり、露光エリア468の鮮鋭度を表すMTF(Modulation Transfer Function)特性が低下する。
一方、前記パターン形成装置では、マイクロレンズアレイ472及びアパーチャアレイ476を備えているので、DMD50により反射されたレーザ光は、マイクロレンズアレイ472の各マイクロレンズによりDMD50の各描素部に対応して集光される。これにより、図13(C)に示すように、露光エリアが拡大された場合でも、各ビームスポットBSのスポットサイズを所望の大きさ(例えば、10μm×10μm)に縮小することが可能となり、MTF特性の低下を防止して、高精細な露光を行うことができる。
なお、露光エリア468が傾いているのは、描素間の隙間を無くす為に、DMD50を傾けて配置しているからである。
また、マイクロレンズの収差によるビームの太りがあっても、アパーチャアレイによって被露光面56上でのスポットサイズが一定の大きさになるようにビームを整形することができると共に、各描素に対応して設けられたアパーチャアレイを通過させることにより、隣接する描素間でのクロストークを防止することができる。
更に、光照射手段144に高輝度光源を使用することにより、レンズ458からマイクロレンズアレイ472の各マイクロレンズに入射する光束の角度が小さくなるので、隣接する描素の光束の一部が入射するのを防止することができる。即ち、高消光比を実現することができる。
As described above, in the pattern forming apparatus, the laser light reflected by the DMD 50 is magnified several times by the magnifying lenses 454 and 458 of the lens system and projected onto the exposed surface 56, so that the entire image area is Become wider. At this time, if the microlens array 472 and the aperture array 476 are not arranged, as shown in FIG. 13B, one pixel size (spot size) of each beam spot BS projected onto the exposed surface 56 is set. MTF (Modulation Transfer Function) characteristics representing the sharpness of the exposure area 468 are reduced depending on the size of the exposure area 468.
On the other hand, since the pattern forming apparatus includes the micro lens array 472 and the aperture array 476, the laser light reflected by the DMD 50 corresponds to each pixel part of the DMD 50 by each micro lens of the micro lens array 472. Focused. As a result, as shown in FIG. 13C, even when the exposure area is enlarged, the spot size of each beam spot BS can be reduced to a desired size (for example, 10 μm × 10 μm). It is possible to perform high-definition exposure while preventing deterioration of characteristics.
Note that the exposure area 468 is inclined because the DMD 50 is inclined and disposed in order to eliminate the gap between the pixels.
In addition, the aperture array can shape the beam so that the spot size on the surface to be exposed 56 is constant even if the beam is thick due to the aberration of the micro lens. Thus, crosstalk between adjacent picture elements can be prevented by passing through the aperture array.
Further, by using a high-intensity light source for the light irradiating means 144, the angle of the light beam incident from the lens 458 to each microlens of the microlens array 472 is reduced, so that a part of the light flux of the adjacent pixel enters. Can be prevented. That is, a high extinction ratio can be realized.
図22(A)及び(B)は、他のマイクロレンズアレイの正面形状及び側面形状を示す図である。
図22に示すとおり、他のマイクロレンズアレイとしては、各マイクロレンズに、マイクロミラー62の反射面の歪みによる収差を補正する屈折率分布を持たせたものである。
図示の通り、他のマイクロレンズ155aの外形形状は平行平板状である。なお、同図におけるx、y方向は、既述した通りである。
図23は、図22のマイクロレンズ155aによる上記x方向及びy方向に平行な断面内におけるレーザ光Bの集光状態を示す概略図である。
図23に示すように、マイクロレンズ155aは、光軸Oから外方に向かって次第に増大する屈折率分布を有するものであり、同図においてマイクロレンズ155a内に示す破線は、その屈折率が光軸Oから所定の等ピッチで変化した位置を示している。図示の通り、x方向に平行な断面内とy方向に平行な断面内とを比較すると、後者の断面内の方がマイクロレンズ155aの屈折率変化の割合がより大であって、焦点距離がより短くなっている。このような屈折率分布型レンズから構成されるマイクロレンズアレイを用いても、前記マイクロレンズアレイ55を用いる場合と同様の効果を得ることが可能である。
なお、図17及び図18に示したマイクロレンズ55aにおいて、併せて、前記屈折率分布を与え、面形状と屈折率分布の双方によって、マイクロミラー62の反射面の歪みによる収差を補正することも可能である。
FIGS. 22A and 22B are views showing the front shape and side shape of another microlens array.
As shown in FIG. 22, as another microlens array, each microlens has a refractive index distribution for correcting aberration due to distortion of the reflection surface of the micromirror 62.
As illustrated, the external shape of the other microlens 155a is a parallel plate. The x and y directions in the figure are as described above.
FIG. 23 is a schematic view showing a condensing state of the laser beam B in the cross section parallel to the x direction and the y direction by the microlens 155a of FIG.
As shown in FIG. 23, the micro lens 155a has a refractive index distribution that gradually increases outward from the optical axis O. In FIG. 23, the broken line shown in the micro lens 155a indicates that the refractive index is light. A position changed from the axis O at a predetermined equal pitch is shown. As shown in the drawing, when comparing the cross section parallel to the x direction and the cross section parallel to the y direction, the ratio of the refractive index change of the microlens 155a is larger in the latter cross section, and the focal length is larger. It is shorter. Even when a microlens array composed of such a gradient index lens is used, it is possible to obtain the same effect as when the microlens array 55 is used.
In addition, in the microlens 55a shown in FIGS. 17 and 18, the refractive index distribution is given together, and the aberration due to the distortion of the reflecting surface of the micromirror 62 can be corrected by both the surface shape and the refractive index distribution. Is possible.
次に、前記マイクロレンズアレイの他の一例について図面を参照しながら説明する。 本例のマイクロレンズアレイは、図42に示すとおり、前記描素部の周辺部からの光を入射させないレンズ開口形状を有するマイクロレンズを配列してなる。 Next, another example of the microlens array will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 42, the microlens array of this example is formed by arranging microlenses having a lens opening shape that does not allow the light from the peripheral portion of the picture element portion to enter.
先に図14及び図15を参照して説明したとおり、DMD50のマイクロミラー62の反射面には歪みが存在するが、その歪み変化量はマイクロミラー62の中心から周辺部に行くにつれて次第に大きくなる傾向を有している。そしてマイクロミラー62の1つの対角線方向(y方向)の周辺部歪み変化量は、別の対角線方向(x方向)の周辺部歪み変化量と比べて大きく、上記の傾向もより顕著となっている。 As described above with reference to FIGS. 14 and 15, there is distortion on the reflection surface of the micromirror 62 of the DMD 50, but the amount of change in distortion gradually increases from the center of the micromirror 62 toward the periphery. Has a trend. The amount of change in peripheral distortion in one diagonal direction (y direction) of the micromirror 62 is larger than the amount of change in peripheral distortion in another diagonal direction (x direction), and the above-described tendency is more remarkable. .
本例のマイクロレンズアレイは、上述の問題に対処するために適用されたものである。このマイクロレンズアレイ255は、アレイ状に配設されたマイクロレンズ255aが円形のレンズ開口を有するものとされている。そこで、上述のように歪みが大きいマイクロミラー62の反射面の周辺部、特に、四隅部で反射したレーザ光Bはマイクロレンズ255aによって集光されなくなり、集光されたレーザ光Bの集光位置における形状が歪んでしまうことを防止できる。したがって、歪みの無い、より高精細な画像をパターン形成材料150に露光可能となる。 The microlens array of this example is applied to cope with the above-described problem. In the microlens array 255, the microlenses 255a arranged in an array have a circular lens opening. Therefore, as described above, the laser light B reflected at the peripheral portion of the reflecting surface of the micromirror 62 having a large distortion, particularly at the four corners, is not condensed by the microlens 255a, and the condensing position of the condensed laser light B is reduced. Can be prevented from being distorted. Therefore, a higher-definition image without distortion can be exposed to the pattern forming material 150.
また前記マイクロレンズアレイ255においては、図42に示したとおり、マイクロレンズ255aを保持している透明部材255b(これは通常、マイクロレンズ255aと一体的に形成される)の裏面、つまりマイクロレンズ255aが形成されている面と反対側の面に、互いに離れた複数のマイクロレンズ255aのレンズ開口の外側領域を埋める状態にして、遮光性のマスク255cが形成されている。このようなマスク255cが設けられていることにより、マイクロミラー62の反射面の周辺部、特に四隅部で反射したレーザ光Bはそこで吸収、遮断されるので、集光されたレーザ光Bの形状が歪んでしまうという問題がより確実に防止される。 In the microlens array 255, as shown in FIG. 42, the back surface of the transparent member 255b holding the microlens 255a (which is usually formed integrally with the microlens 255a), that is, the microlens 255a. A light-shielding mask 255c is formed on the surface opposite to the surface on which the lens openings are formed so as to fill the outer regions of the lens openings of the plurality of microlenses 255a separated from each other. By providing such a mask 255c, the laser beam B reflected at the periphery of the reflecting surface of the micromirror 62, particularly at the four corners, is absorbed and blocked there, so the shape of the focused laser beam B Is more reliably prevented from being distorted.
前記マイクロレンズアレイ255において、マイクロレンズの開口形状は上述した円形に限られるものではなく、例えば図43に示すように、楕円形の開口を有するマイクロレンズ455aを複数並設してなるマイクロレンズアレイ455や、図44に示すように多角形(図示の例では四角形)の開口を有するマイクロレンズ555aを複数並設してなるマイクロレンズアレイ555等を適用することもできる。なお上記マイクロレンズ455a及び555aは、通常の軸対称球面レンズの一部を円形あるいは多角形に切り取った形のものであり、通常の軸対称球面レンズと同様の集光機能を有する。 In the microlens array 255, the opening shape of the microlens is not limited to the circular shape described above. For example, as shown in FIG. 43, a microlens array in which a plurality of microlenses 455a having elliptical openings are arranged in parallel. As shown in FIG. 44, a microlens array 555 formed by arranging a plurality of microlenses 555a having polygonal (quadrangle in the illustrated example) openings can be used. Note that the microlenses 455a and 555a are formed by cutting out a part of a normal axisymmetric spherical lens into a circular shape or a polygonal shape, and have a light collecting function similar to that of a normal axisymmetric spherical lens.
さらに、本発明においては、図45の(A)、(B)及び(C)に示すようなマイクロレンズアレイを適用することも可能である。同図(A)に示すマイクロレンズアレイ655は、透明部材655bのレーザ光Bが出射する側の面に、上記マイクロレンズ55a、455a及び555aと同様の複数のマイクロレンズ655aが互いに密接するように並設され、レーザ光Bが入射する側の面に上記マスク255cと同様のマスク655cが形成されてなる。なお、図42のマスク255cはレンズ開口の外側部分に形成されているのに対し、このマスク655cはレンズ開口内に設けられている。また同図(B)に示すマイクロレンズアレイ755は、透明部材455bのレーザ光Bが出射する側の面に、互いに離して複数のマイクロレンズ755aが並設され、それらのマイクロレンズ755a間にマスク755cが形成されてなる。また同図(C)に示すマイクロレンズアレイ855は、透明部材855bのレーザ光Bが出射する側の面に、互いに接する状態にして複数のマイクロレンズ855aが並設され、各マイクロレンズ855aの周辺部にマスク855cが形成されてなる。 Furthermore, in the present invention, a microlens array as shown in FIGS. 45A, 45B and 45C can be applied. The microlens array 655 shown in FIG. 5A is such that a plurality of microlenses 655a similar to the microlenses 55a, 455a, and 555a are in close contact with the surface of the transparent member 655b on the side where the laser beam B is emitted. A mask 655c similar to the mask 255c is formed on the surface on which the laser beam B is incident in parallel. Note that the mask 255c in FIG. 42 is formed in the outer portion of the lens opening, whereas the mask 655c is provided in the lens opening. In the microlens array 755 shown in FIG. 5B, a plurality of microlenses 755a are arranged in parallel on the surface of the transparent member 455b on the side where the laser beam B is emitted, and a mask is provided between the microlenses 755a. 755c is formed. In the microlens array 855 shown in FIG. 5C, a plurality of microlenses 855a are arranged in parallel with each other on the surface of the transparent member 855b on the side where the laser beam B is emitted, and the periphery of each microlens 855a is arranged. A mask 855c is formed on the portion.
なお、前記マスク655c、755c及び855cは全て、前述のマスク255cと同様に円形の開口を有するものであり、それによりマイクロレンズの開口が円形に規定されるようになっている。 The masks 655c, 755c, and 855c all have a circular opening as in the above-described mask 255c, so that the opening of the microlens is defined as a circle.
以上説明したマイクロレンズ255a、455a、555a、655a及び755aのように、マスクを設ける等によって、DMD50のマイクロミラー62の周辺部からの光を入射させないレンズ開口形状とする構成は、図17に示す既述のマイクロレンズ55aのようにマイクロミラー62の面の歪みによる収差を補正する非球面形状のレンズや、図22に示すマイクロレンズ155aのように上記収差を補正する屈折率分布を有するレンズに併せて採用することも可能である。そのようにすれば、マイクロミラー62の反射面の歪みによる露光画像の歪みを防止する効果が相乗的に高められる。 FIG. 17 shows a configuration in which a lens opening shape that does not allow light from the periphery of the micromirror 62 of the DMD 50 to enter by providing a mask, such as the microlenses 255a, 455a, 555a, 655a, and 755a described above. An aspherical lens that corrects aberration due to the distortion of the surface of the micromirror 62 like the microlens 55a described above, or a lens having a refractive index distribution that corrects the aberration like the microlens 155a shown in FIG. It is also possible to employ them. By doing so, the effect of preventing the distortion of the exposure image due to the distortion of the reflection surface of the micromirror 62 is synergistically enhanced.
特に、図45(C)に示すように、マイクロレンズアレイ855におけるマイクロレンズ855aのレンズ面にマスク855cが形成される構成において、マイクロレンズ855aが上述のような非球面形状や屈折率分布を有するものとされ、その上で、例えば、図11に示したレンズ系52、54のような第1結像光学系の結像位置が、マイクロレンズ855aのレンズ面に設定されているときは、特に光利用効率が高くなり、より高強度の光でパターン形成材料150を露光することができる。すなわち、そのときは、第1の結像光学系により、マイクロミラー62の反射面の歪みによる迷光が該光学系の結像位置で1点に集束するように光が屈折するが、この位置にマスク855cが形成されていれば、迷光以外の光が遮光されることがなくなり、光利用効率が向上する。 In particular, as shown in FIG. 45C, in the configuration in which the mask 855c is formed on the lens surface of the microlens 855a in the microlens array 855, the microlens 855a has the above-described aspherical shape and refractive index distribution. When the imaging position of the first imaging optical system such as the lens systems 52 and 54 shown in FIG. 11 is set on the lens surface of the microlens 855a, The light utilization efficiency increases, and the pattern forming material 150 can be exposed with higher intensity light. That is, at that time, the first imaging optical system refracts the light so that stray light due to the distortion of the reflection surface of the micromirror 62 is focused at one point at the imaging position of the optical system. If the mask 855c is formed, light other than stray light is not shielded, and light use efficiency is improved.
本発明のパターン形成方法では、公知の光学系の中から適宜選択したその他の光学系と併用してもよく、例えば、1対の組合せレンズからなる光量分布補正光学系などが挙げられる。
前記光量分布補正光学系は、光軸に近い中心部の光束幅に対する周辺部の光束幅の比が入射側に比べて出射側の方が小さくなるように各出射位置における光束幅を変化させて、光照射手段からの平行光束をDMDに照射するときに、被照射面での光量分布が略均一になるように補正する。以下、前記光量分布補正光学系について図面を参照しながら説明する。
In the pattern forming method of the present invention, it may be used in combination with other optical systems appropriately selected from known optical systems, for example, a light amount distribution correcting optical system composed of a pair of combination lenses.
The light amount distribution correcting optical system changes the light flux width at each exit position so that the ratio of the light flux width at the peripheral portion to the light flux width at the central portion close to the optical axis is smaller on the exit side than on the incident side. When the DMD is irradiated with the parallel light flux from the light irradiation means, the light amount distribution on the irradiated surface is corrected so as to be substantially uniform. Hereinafter, the light quantity distribution correcting optical system will be described with reference to the drawings.
図24は、光量分布補正光学系による補正の概念を示す説明図である。
図24(A)に示すように、入射光束と出射光束とで、その全体の光束幅(全光束幅)H0、H1が同じである場合について説明する。なお、図24(A)において、符号51、52で示した部分は、前記光量分布補正光学系における入射面及び出射面を仮想的に示したものである。
前記光量分布補正光学系において、光軸Z1に近い中心部に入射した光束と、周辺部に入射した光束とのそれぞれの光束幅h0、h1が、同一であるものとする(h0=hl)。前記光量分布補正光学系は、入射側において同一の光束幅h0,h1であった光に対し、中心部の入射光束については、その光束幅h0を拡大し、逆に、周辺部の入射光束に対してはその光束幅h1を縮小するような作用を施す。すなわち、中心部の出射光束の幅h10と、周辺部の出射光束の幅h11とについて、h11<h10となるようにする。光束幅の比率で表すと、出射側における中心部の光束幅に対する周辺部の光束幅の比「h11/h10」が、入射側における比(h1/h0=1)に比べて小さくなっている((h11/h10)<1)。
FIG. 24 is an explanatory diagram showing the concept of correction by the light quantity distribution correction optical system.
As shown in FIG. 24A, the case where the entire luminous flux width (total luminous flux width) H0 and H1 is the same for the incident luminous flux and the outgoing luminous flux will be described. In FIG. 24A, the portions denoted by reference numerals 51 and 52 virtually indicate the entrance surface and the exit surface in the light amount distribution correcting optical system.
In the light quantity distribution correcting optical system, it is assumed that the light flux widths h0 and h1 of the light beam incident on the central portion near the optical axis Z1 and the light beam incident on the peripheral portion are the same (h0 = hl). The light quantity distribution correcting optical system expands the light flux width h0 of the incident light beam in the central portion with respect to the light having the same light flux widths h0 and h1 on the incident side, and conversely changes the incident light flux in the peripheral portion. On the other hand, the light beam width h1 is reduced. That is, the width h10 of the outgoing light beam at the center and the width h11 of the outgoing light beam at the periphery are set to satisfy h11 <h10. In terms of the ratio of the luminous flux width, the ratio “h11 / h10” of the luminous flux width in the peripheral portion to the luminous flux width in the central portion on the emission side is smaller than the ratio on the incident side (h1 / h0 = 1) ( (H11 / h10) <1).
このように光束幅を変化させることにより、通常では光量分布が大きくなっている中央部の光束を、光量の不足している周辺部へと生かすことができ、全体として光の利用効率を落とさずに、被照射面での光量分布が略均一化される。均一化の度合いは、例えば、有効領域内における光量ムラが30%以内、好ましくは20%以内となるようにする。 By changing the light flux width in this way, the light flux in the central part, which normally has a large light quantity distribution, can be utilized in the peripheral part where the light quantity is insufficient, and the overall light utilization efficiency is not reduced. In addition, the light quantity distribution on the irradiated surface is made substantially uniform. The degree of uniformity is, for example, such that the unevenness in the amount of light in the effective area is within 30%, preferably within 20%.
前記光量分布補正光学系による作用、効果は、入射側と出射側とで、全体の光束幅を変える場合(図24(B),(C))においても同様である。 The operations and effects of the light quantity distribution correcting optical system are the same when the entire luminous flux width is changed between the incident side and the exit side (FIGS. 24B and 24C).
図24(B)は、入射側の全体の光束幅H0を、幅H2に“縮小”して出射する場合(H0>H2)を示している。このような場合においても、前記光量分布補正光学系は、入射側において同一の光束幅h0、h1であった光を、出射側において、中央部の光束幅h10が周辺部に比べて大きくなり、逆に、周辺部の光束幅h11が中心部に比べて小さくなるようにする。光束の縮小率で考えると、中心部の入射光束に対する縮小率を周辺部に比べて小さくし、周辺部の入射光束に対する縮小率を中心部に比べて大きくするような作用を施している。この場合にも、中心部の光束幅に対する周辺部の光束幅の比「H11/H10」が、入射側における比(h1/h0=1)に比べて小さくなる((h11/h10)<1)。 FIG. 24B shows a case where the entire light flux width H0 on the incident side is “reduced” to the width H2 and emitted (H0> H2). Even in such a case, the light quantity distribution correcting optical system has the same light beam width h0, h1 on the incident side, and the light beam width h10 in the central part is larger than that in the peripheral part on the emission side. Conversely, the luminous flux width h11 at the peripheral part is made smaller than that at the central part. Considering the reduction rate of the light beam, the reduction rate with respect to the incident light beam in the central part is made smaller than that in the peripheral part, and the reduction rate with respect to the incident light beam in the peripheral part is made larger than that in the central part. Also in this case, the ratio “H11 / H10” of the light flux width in the peripheral portion to the light flux width in the central portion is smaller than the ratio (h1 / h0 = 1) on the incident side ((h11 / h10) <1). .
図24(C)は、入射側の全体の光束幅H0を、幅Η3に“拡大”して出射する場合(H0<H3)を示している。このような場合においても、前記光量分布補正光学系は、入射側において同一の光束幅h0、h1であった光を、出射側において、中央部の光束幅h10が周辺部に比べて大きくなり、逆に、周辺部の光束幅h11が中心部に比べて小さくなるようにする。光束の拡大率で考えると、中心部の入射光束に対する拡大率を周辺部に比べて大きくし、周辺部の入射光束に対する拡大率を中心部に比べて小さくするような作用を施している。この場合にも、中心部の光束幅に対する周辺部の光束幅の比「h11/h10」が、入射側における比(h1/h0=1)に比べて小さくなる((h11/h10)<1)。 FIG. 24C shows a case where the entire light flux width H0 on the incident side is “enlarged” by the width Η3 and emitted (H0 <H3). Even in such a case, the light quantity distribution correcting optical system has the same light beam width h0, h1 on the incident side, and the light beam width h10 in the central part is larger than that in the peripheral part on the emission side. Conversely, the luminous flux width h11 at the peripheral part is made smaller than that at the central part. Considering the expansion rate of the light beam, the expansion rate for the incident light beam in the central portion is made larger than that in the peripheral portion, and the expansion rate for the incident light beam in the peripheral portion is made smaller than that in the central portion. Also in this case, the ratio “h11 / h10” of the light flux width in the peripheral portion to the light flux width in the central portion is smaller than the ratio (h1 / h0 = 1) on the incident side ((h11 / h10) <1). .
このように、前記光量分布補正光学系は、各出射位置における光束幅を変化させ、光軸Z1に近い中心部の光束幅に対する周辺部の光束幅の比を入射側に比べて出射側の方が小さくなるようにしたので、入射側において同一の光束幅であった光が、出射側においては、中央部の光束幅が周辺部に比べて大きくなり、周辺部の光束幅は中心部に比べて小さくなる。これにより、中央部の光束を周辺部へと生かすことができ、光学系全体としての光の利用効率を落とさずに、光量分布の略均一化された光束断面を形成することができる。 As described above, the light quantity distribution correcting optical system changes the light flux width at each emission position, and the ratio of the light flux width in the peripheral portion to the light flux width in the central portion close to the optical axis Z1 is larger on the outgoing side than on the incident side. Since the light having the same luminous flux width on the incident side is larger on the outgoing side, the luminous flux width in the central portion is larger than that in the peripheral portion, and the luminous flux width in the peripheral portion is smaller than that in the central portion. Become smaller. As a result, it is possible to make use of the light beam at the center part to the peripheral part, and it is possible to form a light beam cross-section with a substantially uniform light amount distribution without reducing the light use efficiency of the entire optical system.
次に、前記光量分布補正光学系として使用する1対の組合せレンズの具体的なレンズデータの1例を示す。この例では、前記光照射手段がレーザアレイ光源である場合のように、出射光束の断面での光量分布がガウス分布である場合のレンズデータを示す。なお、シングルモード光ファイバの入射端に1個の半導体レーザを接続した場合には、光ファイバからの射出光束の光量分布がガウス分布になる。本発明のパターン形成方法では、このような場合の適用も可能である。また、マルチモード光ファイバのコア径を小さくしてシングルモード光ファイバの構成に近付ける等により光軸に近い中心部の光量が周辺部の光量よりも大きい場合にも適用可能である。
下記表1に基本レンズデータを示す。
Next, an example of specific lens data of a pair of combination lenses used as the light quantity distribution correcting optical system will be shown. In this example, lens data is shown in the case where the light amount distribution in the cross section of the emitted light beam is a Gaussian distribution, as in the case where the light irradiation means is a laser array light source. When one semiconductor laser is connected to the incident end of the single mode optical fiber, the light quantity distribution of the emitted light beam from the optical fiber becomes a Gaussian distribution. The pattern forming method of the present invention can be applied to such a case. Further, the present invention can be applied to a case where the light amount in the central portion near the optical axis is larger than the light amount in the peripheral portion, for example, by reducing the core diameter of the multi-mode optical fiber and approaching the configuration of the single mode optical fiber.
Table 1 below shows basic lens data.
表1から分かるように、1対の組合せレンズは、回転対称の2つの非球面レンズから構成されている。光入射側に配置された第1のレンズの光入射側の面を第1面、光出射側の面を第2面とすると、第1面は非球面形状である。また、光出射側に配置された第2のレンズの光入射側の面を第3面、光出射側の面を第4面とすると、第4面が非球面形状である。 As can be seen from Table 1, the pair of combination lenses is composed of two rotationally symmetric aspherical lenses. If the light incident side surface of the first lens disposed on the light incident side is the first surface and the light exit side surface is the second surface, the first surface is aspherical. In addition, when the surface on the light incident side of the second lens disposed on the light emitting side is the third surface and the surface on the light emitting side is the fourth surface, the fourth surface is aspherical.
表1において、面番号Siはi番目(i=1〜4)の面の番号を示し、曲率半径riはi番目の面の曲率半径を示し、面間隔diはi番目の面とi+1番目の面との光軸上の面間隔を示す。面間隔di値の単位はミリメートル(mm)である。屈折率Niはi番目の面を備えた光学要素の波長405nmに対する屈折率の値を示す。
下記表2に、第1面及び第4面の非球面データを示す。
In Table 1, the surface number Si indicates the number of the i-th surface (i = 1 to 4), the curvature radius ri indicates the curvature radius of the i-th surface, and the surface interval di indicates the i-th surface and the i + 1-th surface. The distance between surfaces on the optical axis is shown. The unit of the surface interval di value is millimeter (mm). The refractive index Ni indicates the value of the refractive index with respect to the wavelength of 405 nm of the optical element having the i-th surface.
Table 2 below shows the aspheric data of the first surface and the fourth surface.
上記の非球面データは、非球面形状を表す下記式(A)における係数で表される。 The aspheric data is expressed by a coefficient in the following formula (A) that represents the aspheric shape.
上記式(A)において各係数を以下の通り定義する。
Z:光軸から高さρの位置にある非球面上の点から、非球面の頂点の接平面(光軸に垂直な平面)に下ろした垂線の長さ(mm)
ρ:光軸からの距離(mm)
K:円錐係数
C:近軸曲率(1/r、r:近軸曲率半径)
ai:第i次(i=3〜10)の非球面係数
表2に示した数値において、記号“E”は、その次に続く数値が10を底とした“べき指数″であることを示し、その10を底とした指数関数で表される数値が“E”の前の数値に乗算されることを示す。例えば、「1.0E−02」であれば、「1.0×10−2」であることを示す。
In the above formula (A), each coefficient is defined as follows.
Z: Length of a perpendicular line (mm) drawn from a point on the aspheric surface at a height ρ from the optical axis to the tangent plane (plane perpendicular to the optical axis) of the apex of the aspheric surface
ρ: Distance from optical axis (mm)
K: Conic coefficient C: Paraxial curvature (1 / r, r: Paraxial radius of curvature)
ai: i-th order (i = 3 to 10) aspheric coefficient In the numerical values shown in Table 2, the symbol “E” indicates that the subsequent numerical value is a “power index” with 10 as the base. The numerical value represented by the exponential function with the base of 10 is multiplied by the numerical value before “E”. For example, “1.0E-02” indicates “1.0 × 10 −2 ”.
図26は、前記表1及び表2に示す1対の組合せレンズによって得られる照明光の光量分布を示す。ここで、横軸は光軸からの座標を示し、縦軸は光量比(%)を示す。なお、比較のために、図25に、補正を行わなかった場合の照明光の光量分布(ガウス分布)を示す。
図25及び図26に示すように、光量分布補正光学系で補正を行うことにより、補正を行わなかった場合と比べて、略均一化された光量分布が得られている。これにより、光の利用効率を落とさずに、均一なレーザ光でムラなく露光を行うことができる。
FIG. 26 shows a light amount distribution of illumination light obtained by the pair of combination lenses shown in Tables 1 and 2. Here, the horizontal axis represents coordinates from the optical axis, and the vertical axis represents the light amount ratio (%). For comparison, FIG. 25 shows a light amount distribution (Gaussian distribution) of illumination light when correction is not performed.
As shown in FIGS. 25 and 26, the light amount distribution correction optical system performs a correction to obtain a substantially uniform light amount distribution as compared with the case where the correction is not performed. Thereby, it is possible to perform exposure with uniform laser light without reducing the use efficiency of light, without causing any unevenness.
次に、光照射手段としてのファイバアレイ光源66を説明する。
図27a(A)は、ファイバアレイ光源の構成を示す斜視図であり、図27a(B)は、(A)の部分拡大図であり、図27a(C)及び(D)は、レーザ出射部における発光点の配列を示す平面図である。また、図27bは、ファイバアレイ光源のレーザ出射部における発光点の配列を示す正面図である。
Next, the fiber array light source 66 as a light irradiation means will be described.
27A (A) is a perspective view showing a configuration of a fiber array light source, FIG. 27A (B) is a partially enlarged view of (A), and FIGS. 27A (C) and (D) are laser emitting portions. It is a top view which shows the arrangement | sequence of the light emission point in. FIG. 27 b is a front view showing the arrangement of the light emitting points in the laser emission part of the fiber array light source.
図27aに示すように、ファイバアレイ光源66は、複数(例えば、14個)のレーザモジュール64を備えており、各レーザモジュール64には、マルチモード光ファイバ30の一端が結合されている。マルチモード光ファイバ30の他端には、コア径がマルチモード光ファイバ30と同一でかつクラッド径がマルチモード光ファイバ30より小さい光ファイバ31が結合されている。図27bに詳しく示すように、マルチモード光ファイバ31の光ファイバ30と反対側の端部は副走査方向と直交する主走査方向に沿って7個並べられ、それが2列に配列されてレーザ出射部68が構成されている。 As shown in FIG. 27 a, the fiber array light source 66 includes a plurality of (for example, 14) laser modules 64, and one end of the multimode optical fiber 30 is coupled to each laser module 64. An optical fiber 31 having the same core diameter as that of the multimode optical fiber 30 and a smaller cladding diameter than the multimode optical fiber 30 is coupled to the other end of the multimode optical fiber 30. As shown in detail in FIG. 27b, seven end portions of the multimode optical fiber 31 opposite to the optical fiber 30 are arranged along the main scanning direction orthogonal to the sub-scanning direction, and they are arranged in two rows to form a laser. An emission unit 68 is configured.
図27bに示すように、レーザ出射部68は、表面が平坦な2枚の支持板65に挟み込まれて固定されている。また、マルチモード光ファイバ31の光出射端面には、その保護のために、ガラス等の透明な保護板が配置されるのが望ましい。マルチモード光ファイバ31の光出射端面は、光密度が高いため集塵し易く劣化し易いが、上述のような保護板を配置することにより、端面への塵埃の付着を防止し、また劣化を遅らせることができる。 As shown in FIG. 27b, the laser emitting portion 68 is sandwiched and fixed between two support plates 65 having a flat surface. In addition, a transparent protective plate such as glass is preferably disposed on the light emitting end face of the multimode optical fiber 31 for protection. The light exit end face of the multimode optical fiber 31 has high light density and is likely to collect dust and easily deteriorate. However, the protective plate as described above prevents the dust from adhering to the end face and deteriorates. Can be delayed.
また、クラッド径が小さい光ファイバ31の出射端を隙間無く1列に配列するために、クラッド径が大きい部分で隣接する2本のマルチモード光ファイバ30の間にマルチモード光ファイバ30を積み重ね、積み重ねられたマルチモード光ファイバ30に結合された光ファイバ31の出射端が、クラッド径が大きい部分で隣接する2本のマルチモード光ファイバ30に結合された光ファイバ31の2つの出射端の間に挟まれるように配列されている。 Further, in order to arrange the emission ends of the optical fibers 31 having a small cladding diameter in a row without any gaps, the multi-mode optical fibers 30 are stacked between two adjacent multi-mode optical fibers 30 in a portion having a large cladding diameter, The exit end of the optical fiber 31 coupled to the stacked multi-mode optical fiber 30 is between the two exit ends of the optical fiber 31 coupled to the two adjacent multi-mode optical fibers 30 at a portion where the cladding diameter is large. It is arranged to be sandwiched between.
このような光ファイバは、図28に示すように、クラッド径が大きいマルチモード光ファイバ30のレーザ光出射側の先端部分に、長さ1〜30cmのクラッド径が小さい光ファイバ31を同軸的に結合することにより得ることができる。2本の光ファイバは、光ファイバ31の入射端面が、マルチモード光ファイバ30の出射端面に、両光ファイバの中心軸が一致するように融着されて結合されている。上述した通り、光ファイバ31のコア31aの径は、マルチモード光ファイバ30のコア30aの径と同じ大きさである。 In such an optical fiber, as shown in FIG. 28, an optical fiber 31 having a length of 1 to 30 cm and having a small cladding diameter is coaxially provided at the tip of the multimode optical fiber 30 having a large cladding diameter on the laser light emission side. It can be obtained by bonding. In the two optical fibers, the incident end face of the optical fiber 31 is fused and joined to the outgoing end face of the multimode optical fiber 30 so that the central axes of both optical fibers coincide. As described above, the diameter of the core 31 a of the optical fiber 31 is the same as the diameter of the core 30 a of the multimode optical fiber 30.
また、長さが短くクラッド径が大きい光ファイバにクラッド径が小さい光ファイバを融着させた短尺光ファイバを、フェルールや光コネクタ等を介してマルチモード光ファイバ30の出射端に結合してもよい。コネクタ等を用いて着脱可能に結合することで、クラッド径が小さい光ファイバが破損した場合等に先端部分の交換が容易になり、露光ヘッドのメンテナンスに要するコストを低減できる。なお、以下では、光ファイバ31を、マルチモード光ファイバ30の出射端部と称する場合がある。 In addition, a short optical fiber in which an optical fiber having a short cladding diameter and a large cladding diameter is fused to an optical fiber having a short cladding diameter and a large cladding diameter may be coupled to the output end of the multimode optical fiber 30 via a ferrule or an optical connector. Good. By detachably coupling using a connector or the like, the tip portion can be easily replaced when an optical fiber having a small cladding diameter is broken, and the cost required for exposure head maintenance can be reduced. Hereinafter, the optical fiber 31 may be referred to as an emission end portion of the multimode optical fiber 30.
マルチモード光ファイバ30及び光ファイバ31としては、ステップインデックス型光ファイバ、グレーテッドインデックス型光ファイバ、及び複合型光ファイバの何れでもよい。例えば、三菱電線工業株式会社製のステップインデックス型光ファイバを用いることができる。本実施の形態では、マルチモード光ファイバ30及び光ファイバ31は、ステップインデックス型光ファイバであり、マルチモード光ファイバ30は、クラッド径=125μm、コア径=50μm、NA=0.2、入射端面コートの透過率=99.5%以上であり、光ファイバ31は、クラッド径=60μm、コア径=50μm、NA=0.2である。 The multimode optical fiber 30 and the optical fiber 31 may be any of a step index type optical fiber, a graded index type optical fiber, and a composite type optical fiber. For example, a step index type optical fiber manufactured by Mitsubishi Cable Industries, Ltd. can be used. In the present embodiment, the multimode optical fiber 30 and the optical fiber 31 are step index type optical fibers, and the multimode optical fiber 30 has a cladding diameter = 125 μm, a core diameter = 50 μm, NA = 0.2, an incident end face. The transmittance of the coat is 99.5% or more, and the optical fiber 31 has a cladding diameter = 60 μm, a core diameter = 50 μm, and NA = 0.2.
一般に、赤外領域のレーザ光では、光ファイバのクラッド径を小さくすると伝搬損失が増加する。このため、レーザ光の波長帯域に応じて好適なクラッド径が決定されている。しかしながら、波長が短いほど伝搬損失は少なくなり、GaN系半導体レーザから出射された波長405nmのレーザ光では、クラッドの厚み{(クラッド径−コア径)/2}を800nmの波長帯域の赤外光を伝搬させる場合の1/2程度、通信用の1.5μmの波長帯域の赤外光を伝搬させる場合の約1/4にしても、伝搬損失は殆ど増加しない。従って、クラッド径を60μmと小さくすることができる。 In general, in laser light in the infrared region, propagation loss increases as the cladding diameter of the optical fiber is reduced. For this reason, a suitable cladding diameter is determined according to the wavelength band of the laser beam. However, the shorter the wavelength, the smaller the propagation loss. In the case of laser light having a wavelength of 405 nm emitted from a GaN-based semiconductor laser, the cladding thickness {(cladding diameter−core diameter) / 2} is set to an infrared light having a wavelength band of 800 nm. The propagation loss hardly increases even if it is about ½ of the case of propagating infrared light and about ¼ of the case of propagating infrared light in the 1.5 μm wavelength band for communication. Therefore, the cladding diameter can be reduced to 60 μm.
但し、光ファイバ31のクラッド径は60μmには限定されない。従来のファイバアレイ光源に使用されている光ファイバのクラッド径は125μmであるが、クラッド径が小さくなるほど焦点深度がより深くなるので、マルチモード光ファイバのクラッド径は80μm以下が好ましく、60μm以下がより好ましく、40μm以下が更に好ましい。一方、コア径は少なくとも3〜4μm必要であることから、光ファイバ31のクラッド径は10μm以上が好ましい。 However, the clad diameter of the optical fiber 31 is not limited to 60 μm. The clad diameter of the optical fiber used in the conventional fiber array light source is 125 μm, but the depth of focus becomes deeper as the clad diameter becomes smaller. More preferably, it is 40 μm or less. On the other hand, since the core diameter needs to be at least 3 to 4 μm, the cladding diameter of the optical fiber 31 is preferably 10 μm or more.
レーザモジュール64は、図29に示す合波レーザ光源(ファイバアレイ光源)によって構成されている。この合波レーザ光源は、ヒートブロック10上に配列固定された複数(例えば、7個)のチップ状の横マルチモード又はシングルモードのGaN系半導体レーザLD1,LD2,LD3,LD4,LD5,LD6,及びLD7と、GaN系半導体レーザLD1〜LD7の各々に対応して設けられたコリメータレンズ11,12,13,14,15,16,及び17と、1つの集光レンズ20と、1本のマルチモード光ファイバ30と、から構成されている。なお、半導体レーザの個数は7個には限定されない。例えば、クラッド径=60μm、コア径=50μm、NA=0.2のマルチモード光ファイバには、20個もの半導体レーザ光を入射することが可能であり、露光ヘッドの必要光量を実現して、かつ光ファイバ本数をより減らすことができる。 The laser module 64 includes a combined laser light source (fiber array light source) shown in FIG. This combined laser light source includes a plurality of (for example, seven) chip-like lateral multimode or single mode GaN-based semiconductor lasers LD1, LD2, LD3, LD4, LD5, LD6, arrayed and fixed on the heat block 10. And LD7, collimator lenses 11, 12, 13, 14, 15, 16, and 17 provided corresponding to each of the GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7, one condenser lens 20, and one multi-lens. Mode optical fiber 30. The number of semiconductor lasers is not limited to seven. For example, as many as 20 semiconductor laser beams can be incident on a multimode optical fiber having a cladding diameter = 60 μm, a core diameter = 50 μm, and NA = 0.2. In addition, the number of optical fibers can be further reduced.
GaN系半導体レーザLD1〜LD7は、発振波長が総て共通(例えば、405nm)であり、最大出力も総て共通(例えば、マルチモードレーザでは100mW、シングルモードレーザでは30mW)である。なお、GaN系半導体レーザLD1〜LD7としては、350nm〜450nmの波長範囲で、上記の405nm以外の発振波長を備えるレーザを用いてもよい。 The GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 all have the same oscillation wavelength (for example, 405 nm), and the maximum output is also all the same (for example, 100 mW for the multimode laser and 30 mW for the single mode laser). As the GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7, lasers having an oscillation wavelength other than the above 405 nm in a wavelength range of 350 nm to 450 nm may be used.
前記合波レーザ光源は、図30及び図31に示すように、他の光学要素と共に、上方が開口した箱状のパッケージ40内に収納されている。パッケージ40は、その開口を閉じるように作成されたパッケージ蓋41を備えており、脱気処理後に封止ガスを導入し、パッケージ40の開口をパッケージ蓋41で閉じることにより、パッケージ40とパッケージ蓋41とにより形成される閉空間(封止空間)内に上記合波レーザ光源が気密封止されている。 As shown in FIGS. 30 and 31, the combined laser light source is housed in a box-shaped package 40 having an upper opening together with other optical elements. The package 40 includes a package lid 41 created so as to close the opening thereof. After the deaeration process, a sealing gas is introduced, and the package 40 and the package lid 41 are closed by closing the opening of the package 40 with the package lid 41. 41. The combined laser light source is hermetically sealed in a closed space (sealed space) formed by 41.
パッケージ40の底面にはベース板42が固定されており、このベース板42の上面には、前記ヒートブロック10と、集光レンズ20を保持する集光レンズホルダー45と、マルチモード光ファイバ30の入射端部を保持するファイバホルダー46とが取り付けられている。マルチモード光ファイバ30の出射端部は、パッケージ40の壁面に形成された開口からパッケージ外に引き出されている。 A base plate 42 is fixed to the bottom surface of the package 40, and the heat block 10, a condensing lens holder 45 that holds the condensing lens 20, and the multimode optical fiber 30 are disposed on the top surface of the base plate 42. A fiber holder 46 that holds the incident end is attached. The exit end of the multimode optical fiber 30 is drawn out of the package from an opening formed in the wall surface of the package 40.
また、ヒートブロック10の側面にはコリメータレンズホルダー44が取り付けられており、コリメータレンズ11〜17が保持されている。パッケージ40の横壁面には開口が形成され、この開口を通してGaN系半導体レーザLD1〜LD7に駆動電流を供給する配線47がパッケージ外に引き出されている。 Further, a collimator lens holder 44 is attached to the side surface of the heat block 10, and the collimator lenses 11 to 17 are held. An opening is formed in the lateral wall surface of the package 40, and wiring 47 for supplying a driving current to the GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 is drawn out of the package through the opening.
なお、図31においては、図の煩雑化を避けるために、複数のGaN系半導体レーザのうちGaN系半導体レーザLD7にのみ番号を付し、複数のコリメータレンズのうちコリメータレンズ17にのみ番号を付している。 In FIG. 31, in order to avoid complication of the figure, only the GaN-based semiconductor laser LD7 among the plurality of GaN-based semiconductor lasers is numbered, and only the collimator lens 17 among the plurality of collimator lenses is numbered. is doing.
図32は、前記コリメータレンズ11〜17の取り付け部分の正面形状を示すものである。コリメータレンズ11〜17の各々は、非球面を備えた円形レンズの光軸を含む領域を平行な平面で細長く切り取った形状に形成されている。この細長形状のコリメータレンズは、例えば、樹脂又は光学ガラスをモールド成形することによって形成することができる。コリメータレンズ11〜17は、長さ方向がGaN系半導体レーザLD1〜LD7の発光点の配列方向(図32の左右方向)と直交するように、上記発光点の配列方向に密接配置されている。 FIG. 32 shows the front shape of the attachment part of the collimator lenses 11-17. Each of the collimator lenses 11 to 17 is formed in a shape obtained by cutting a region including the optical axis of a circular lens having an aspherical surface into a long and narrow plane. This elongated collimator lens can be formed, for example, by molding resin or optical glass. The collimator lenses 11 to 17 are closely arranged in the arrangement direction of the light emitting points so that the length direction is orthogonal to the arrangement direction of the light emitting points of the GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 (left and right direction in FIG. 32).
一方、GaN系半導体レーザLD1〜LD7としては、発光幅が2μmの活性層を備え、活性層と平行な方向、直角な方向の拡がり角が各々例えば10°、30°の状態で各々レーザビームB1〜B7を発するレーザが用いられている。これらGaN系半導体レーザLD1〜LD7は、活性層と平行な方向に発光点が1列に並ぶように配設されている。 On the other hand, each of the GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 includes an active layer having a light emission width of 2 μm, and each of the laser beams B1 in a state parallel to the active layer and a divergence angle in a direction perpendicular to the active layer, respectively, for example A laser emitting ~ B7 is used. These GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 are arranged so that the light emitting points are arranged in a line in a direction parallel to the active layer.
各発光点から発せられたレーザビームB1〜B7は、上述のように細長形状の各コリメータレンズ11〜17に対して、拡がり角度が大きい方向が長さ方向と一致し、拡がり角度が小さい方向が幅方向(長さ方向と直交する方向)と一致する状態で入射することになる。つまり、各コリメータレンズ11〜17の幅が1.1mm、長さが4.6mmであり、それらに入射するレーザビームB1〜B7の水平方向、垂直方向のビーム径は各々0.9mm、2.6mmである。また、コリメータレンズ11〜17の各々は、焦点距離f1=3mm、NA=0.6、レンズ配置ピッチ=1.25mmである。 In the laser beams B1 to B7 emitted from the respective light emitting points, the direction in which the divergence angle is large coincides with the length direction and the direction in which the divergence angle is small with respect to the elongated collimator lenses 11 to 17 as described above. Incident light is incident in a state that coincides with the width direction (direction orthogonal to the length direction). That is, the collimator lenses 11 to 17 have a width of 1.1 mm and a length of 4.6 mm, and the horizontal and vertical beam diameters of the laser beams B1 to B7 incident thereon are 0.9 mm and 6 mm. Each of the collimator lenses 11 to 17 has a focal length f 1 = 3 mm, NA = 0.6, and a lens arrangement pitch = 1.25 mm.
集光レンズ20は、非球面を備えた円形レンズの光軸を含む領域を平行な平面で細長く切り取って、コリメータレンズ11〜17の配列方向、つまり水平方向に長く、それと直角な方向に短い形状に形成されている。この集光レンズ20は、焦点距離f2=23mm、NA=0.2である。この集光レンズ20も、例えば、樹脂又は光学ガラスをモールド成形することにより形成される。 The condensing lens 20 is formed by cutting a region including the optical axis of a circular lens having an aspheric surface into a long and narrow shape in parallel planes, and is long in the arrangement direction of the collimator lenses 11 to 17, that is, in a horizontal direction and short in a direction perpendicular thereto. Is formed. This condenser lens 20 has a focal length f 2 = 23 mm and NA = 0.2. This condensing lens 20 is also formed by molding resin or optical glass, for example.
前記ファイバアレイ光源は、DMDを照明する光照射手段に、合波レーザ光源の光ファイバの出射端部をアレイ状に配列した高輝度のファイバアレイ光源を用いているので、高出力でかつ深い焦点深度を備えたパターン形成装置を実現することができる。更に、各ファイバアレイ光源の出力が大きくなることで、所望の出力を得るために必要なファイバアレイ光源数が少なくなり、パターン形成装置の低コスト化が図られる。
また、光ファイバの出射端のクラッド径を入射端のクラッド径よりも小さくしているので、発光部径がより小さくなり、ファイバアレイ光源の高輝度化が図られる。これにより、より深い焦点深度を備えたパターン形成装置を実現することができる。例えば、ビーム径1μm以下、解像度0.1μm以下の超高解像度露光の場合にも、深い焦点深度を得ることができ、高速かつ高精細な露光が可能となる。したがって、高解像度が必要とされる薄膜トランジスタ(TFT)の露光工程に好適である。
Since the fiber array light source uses a high-intensity fiber array light source in which the output ends of the optical fibers of the combined laser light source are arranged in an array as the light irradiating means for illuminating the DMD, it has a high output and a deep focus. A pattern forming apparatus having a depth can be realized. Furthermore, since the output of each fiber array light source is increased, the number of fiber array light sources required to obtain a desired output is reduced, and the cost of the pattern forming apparatus can be reduced.
Further, since the cladding diameter of the output end of the optical fiber is smaller than the cladding diameter of the incident end, the diameter of the light emitting portion is further reduced, and the brightness of the fiber array light source can be increased. Thereby, a pattern forming apparatus having a deeper depth of focus can be realized. For example, even in the case of ultra-high resolution exposure with a beam diameter of 1 μm or less and a resolution of 0.1 μm or less, a deep depth of focus can be obtained, and high-speed and high-definition exposure is possible. Therefore, it is suitable for a thin film transistor (TFT) exposure process that requires high resolution.
前記光照射手段としては、前記合波レーザ光源を複数備えたファイバアレイ光源に限定されず、例えば、1個の発光点を有する単一の半導体レーザから入射されたレーザ光を出射する1本の光ファイバを備えたファイバ光源をアレイ化したファイバアレイ光源を用いることができる。 The light irradiating means is not limited to a fiber array light source including a plurality of the combined laser light sources. For example, a single laser beam that emits laser light incident from a single semiconductor laser having one light emitting point is emitted. A fiber array light source obtained by arraying fiber light sources including optical fibers can be used.
複数の発光点を備えた光照射手段としては、例えば、図33に示すように、ヒートブロック100上に、複数(例えば、7個)のチップ状の半導体レーザLD1〜LD7を配列したレーザアレイを用いることができる。また、図34(A)に示す、複数(例えば、5個)の発光点110aが所定方向に配列されたチップ状のマルチキャビティレーザ110を用いることも可能である。マルチキャビティレーザ110は、チップ状の半導体レーザを配列する場合と比べ、発光点を位置精度良く配列できるので、各発光点から出射されるレーザビームを合波し易い。但し、発光点が多くなるとレーザ製造時にマルチキャビティレーザ110に撓みが発生し易くなるため、発光点110aの個数は5個以下とするのが好ましい。 As the light irradiation means having a plurality of light emitting points, for example, as shown in FIG. 33, a laser array in which a plurality of (for example, seven) chip-shaped semiconductor lasers LD1 to LD7 are arranged on the heat block 100 is used. Can be used. A chip-shaped multicavity laser 110 in which a plurality of (for example, five) light emitting points 110a shown in FIG. 34A are arranged in a predetermined direction can also be used. Since the multicavity laser 110 can arrange the light emitting points with higher positional accuracy than the case where the chip-shaped semiconductor lasers are arranged, it is easy to multiplex laser beams emitted from the respective light emitting points. However, as the number of light emitting points increases, the multicavity laser 110 is likely to be bent at the time of laser manufacturing. Therefore, the number of light emitting points 110a is preferably 5 or less.
前記光照射手段としては、このマルチキャビティレーザ110や、図34(B)に示すように、ヒートブロック100上に、複数のマルチキャビティレーザ110が各チップの発光点110aの配列方向と同じ方向に配列されたマルチキャビティレーザレイを、レーザ光源として用いることができる。 As the light irradiation means, the multi-cavity laser 110 or a plurality of multi-cavity lasers 110 on the heat block 100 in the same direction as the arrangement direction of the light emitting points 110a of each chip as shown in FIG. An arrayed multi-cavity laser ray can be used as a laser light source.
また、合波レーザ光源は、複数のチップ状の半導体レーザから出射されたレーザ光を合波するものには限定されない。
例えば、図21に示すように、複数(例えば、3個)の発光点110aを有するチップ状のマルチキャビティレーザ110を備えた合波レーザ光源を用いることができる。この合波レーザ光源は、マルチキャビティレーザ110と、1本のマルチモード光ファイバ130と、集光レンズ120と、を備えて構成されている。マルチキャビティレーザ110は、例えば、発振波長が405nmのGaN系レーザダイオードで構成することができる。
The combined laser light source is not limited to one that combines laser beams emitted from a plurality of chip-shaped semiconductor lasers.
For example, as shown in FIG. 21, a combined laser light source including a chip-shaped multicavity laser 110 having a plurality of (for example, three) light emitting points 110a can be used. This combined laser light source is configured to include a multi-cavity laser 110, one multi-mode optical fiber 130, and a condensing lens 120. The multi-cavity laser 110 can be composed of, for example, a GaN-based laser diode having an oscillation wavelength of 405 nm.
前記構成では、マルチキャビティレーザ110の複数の発光点110aの各々から出射したレーザビームBの各々は、集光レンズ120によって集光され、マルチモード光ファイバ130のコア130aに入射する。コア130aに入射したレーザ光は、光ファイバ内を伝搬し、1本に合波されて出射する。 In the above configuration, each of the laser beams B emitted from each of the plurality of light emitting points 110 a of the multicavity laser 110 is collected by the condenser lens 120 and enters the core 130 a of the multimode optical fiber 130. The laser light incident on the core 130a propagates in the optical fiber, is combined into one, and is emitted.
マルチキャビティレーザ110の複数の発光点110aを、上記マルチモード光ファイバ130のコア径と略等しい幅内に並設すると共に、集光レンズ120として、マルチモード光ファイバ130のコア径と略等しい焦点距離の凸レンズや、マルチキャビティレーザ110からの出射ビームをその活性層に垂直な面内のみでコリメートするロッドレンズを用いることにより、レーザビームBのマルチモード光ファイバ130への結合効率を上げることができる。 A plurality of light emitting points 110 a of the multicavity laser 110 are arranged in parallel within a width substantially equal to the core diameter of the multimode optical fiber 130, and a focal point substantially equal to the core diameter of the multimode optical fiber 130 is formed as the condenser lens 120. By using a convex lens of a distance or a rod lens that collimates the outgoing beam from the multicavity laser 110 only in a plane perpendicular to the active layer, the coupling efficiency of the laser beam B to the multimode optical fiber 130 can be increased. it can.
また、図35に示すように、複数(例えば、3個)の発光点を備えたマルチキャビティレーザ110を用い、ヒートブロック111上に複数(例えば、9個)のマルチキャビティレーザ110が互いに等間隔で配列されたレーザアレイ140を備えた合波レーザ光源を用いることができる。複数のマルチキャビティレーザ110は、各チップの発光点110aの配列方向と同じ方向に配列されて固定されている。 As shown in FIG. 35, a multi-cavity laser 110 having a plurality of (for example, three) emission points is used, and a plurality of (for example, nine) multi-cavity lasers 110 are equidistant from each other on the heat block 111. A combined laser light source including the laser array 140 arranged in (1) can be used. The plurality of multi-cavity lasers 110 are arranged and fixed in the same direction as the arrangement direction of the light emitting points 110a of each chip.
この合波レーザ光源は、レーザアレイ140と、各マルチキャビティレーザ110に対応させて配置した複数のレンズアレイ114と、レーザアレイ140と複数のレンズアレイ114との間に配置された1本のロッドレンズ113と、1本のマルチモード光ファイバ130と、集光レンズ120と、を備えて構成されている。レンズアレイ114は、マルチキャビティレーザ110の発光点に対応した複数のマイクロレンズを備えている。 This combined laser light source includes a laser array 140, a plurality of lens arrays 114 arranged corresponding to each multi-cavity laser 110, and a single rod arranged between the laser array 140 and the plurality of lens arrays 114. The lens 113, one multimode optical fiber 130, and a condenser lens 120 are provided. The lens array 114 includes a plurality of microlenses corresponding to the emission points of the multicavity laser 110.
上記の構成では、複数のマルチキャビティレーザ110の複数の発光点110aの各々から出射したレーザビームBの各々は、ロッドレンズ113により所定方向に集光された後、レンズアレイ114の各マイクロレンズにより平行光化される。平行光化されたレーザビームLは、集光レンズ120によって集光され、マルチモード光ファイバ130のコア130aに入射する。コア130aに入射したレーザ光は、光ファイバ内を伝搬し、1本に合波されて出射する。 In the above configuration, each of the laser beams B emitted from each of the plurality of light emitting points 110a of the plurality of multi-cavity lasers 110 is condensed in a predetermined direction by the rod lens 113, and then each microlens of the lens array 114. It becomes parallel light. The collimated laser beam L is condensed by the condenser lens 120 and enters the core 130a of the multimode optical fiber 130. The laser light incident on the core 130a propagates in the optical fiber, is combined into one, and is emitted.
更に、他の合波レーザ光源としては、図36(A)及び(B)に示すように、略矩形状のヒートブロック180上に光軸方向の断面がL字状のヒートブロック182が搭載され、2つのヒートブロック間に収納空間が形成されている。L字状のヒートブロック182の上面には、複数の発光点(例えば、5個)がアレイ状に配列された複数(例えば、2個)のマルチキャビティレーザ110が、各チップの発光点110aの配列方向と同じ方向に等間隔で配列されて固定されている。 Furthermore, as another combined laser light source, as shown in FIGS. 36A and 36B, a heat block 182 having an L-shaped cross section in the optical axis direction is mounted on a heat block 180 having a substantially rectangular shape. A storage space is formed between the two heat blocks. On the upper surface of the L-shaped heat block 182, a plurality of (for example, two) multi-cavity lasers 110 in which a plurality of light emitting points (for example, five) are arranged in an array form the light emitting points 110a of each chip. It is arranged and fixed at equal intervals in the same direction as the arrangement direction.
略矩形状のヒートブロック180には凹部が形成されており、ヒートブロック180の空間側上面には、複数の発光点(例えば、5個)がアレイ状に配列された複数(例えば、2個)のマルチキャビティレーザ110が、その発光点がヒートブロック182の上面に配置されたレーザチップの発光点と同じ鉛直面上に位置するように配置されている。 A concave portion is formed in the substantially rectangular heat block 180, and a plurality of (for example, two) light emitting points (for example, five) are arranged in an array on the upper surface of the space side of the heat block 180. The multi-cavity laser 110 is arranged such that its emission point is located on the same vertical plane as the emission point of the laser chip arranged on the upper surface of the heat block 182.
マルチキャビティレーザ110のレーザ光出射側には、各チップの発光点110aに対応してコリメートレンズが配列されたコリメートレンズアレイ184が配置されている。コリメートレンズアレイ184は、各コリメートレンズの長さ方向とレーザビームの拡がり角が大きい方向(速軸方向)とが一致し、各コリメートレンズの幅方向が拡がり角が小さい方向(遅軸方向)と一致するように配置されている。このように、コリメートレンズをアレイ化して一体化することで、レーザ光の空間利用効率が向上し合波レーザ光源の高出力化が図られると共に、部品点数が減少し低コスト化することができる。 On the laser beam emission side of the multi-cavity laser 110, a collimator lens array 184 in which collimator lenses are arranged corresponding to the light emission points 110a of the respective chips is arranged. In the collimating lens array 184, the length direction of each collimating lens coincides with the direction in which the divergence angle of the laser beam is large (fast axis direction), and the width direction of each collimating lens is in the direction in which the divergence angle is small (slow axis direction). They are arranged to match. Thus, by collimating and integrating the collimating lenses, the space utilization efficiency of the laser light can be improved, the output of the combined laser light source can be increased, and the number of parts can be reduced and the cost can be reduced. .
また、コリメートレンズアレイ184のレーザ光出射側には、1本のマルチモード光ファイバ130と、このマルチモード光ファイバ130の入射端にレーザビームを集光して結合する集光レンズ120と、が配置されている。 Further, on the laser beam emitting side of the collimating lens array 184, there is one multimode optical fiber 130, and a condensing lens 120 that condenses and combines the laser beam at the incident end of the multimode optical fiber 130. Is arranged.
前記構成では、レーザブロック180、182上に配置された複数のマルチキャビティレーザ110の複数の発光点110aの各々から出射したレーザビームBの各々は、コリメートレンズアレイ184により平行光化され、集光レンズ120によって集光されて、マルチモード光ファイバ130のコア130aに入射する。コア130aに入射したレーザ光は、光ファイバ内を伝搬し、1本に合波されて出射する。 In the above-described configuration, each of the laser beams B emitted from each of the plurality of light emitting points 110a of the plurality of multicavity lasers 110 arranged on the laser blocks 180 and 182 is collimated by the collimating lens array 184 and condensed. The light is condensed by the lens 120 and enters the core 130 a of the multimode optical fiber 130. The laser light incident on the core 130a propagates in the optical fiber, is combined into one, and is emitted.
前記合波レーザ光源は、上記の通り、マルチキャビティレーザの多段配置とコリメートレンズのアレイ化とにより、特に高出力化を図ることができる。この合波レーザ光源を用いることにより、より高輝度なファイバアレイ光源やバンドルファイバ光源を構成することができるので、本発明のパターン形成装置のレーザ光源を構成するファイバ光源として特に好適である。 As described above, the combined laser light source can achieve particularly high output by the multistage arrangement of multicavity lasers and the array of collimating lenses. By using this combined laser light source, a higher-intensity fiber array light source or bundle fiber light source can be configured, so that it is particularly suitable as a fiber light source constituting the laser light source of the pattern forming apparatus of the present invention.
なお、前記各合波レーザ光源をケーシング内に収納し、マルチモード光ファイバ130の出射端部をそのケーシングから引き出したレーザモジュールを構成することができる。 It should be noted that a laser module in which each of the combined laser light sources is housed in a casing and the emission end of the multimode optical fiber 130 is pulled out from the casing can be configured.
また、合波レーザ光源のマルチモード光ファイバの出射端に、コア径がマルチモード光ファイバと同一でかつクラッド径がマルチモード光ファイバより小さい他の光ファイバを結合してファイバアレイ光源の高輝度化を図る例について説明したが、例えば、クラッド径が125μm、80μm、60μm等のマルチモード光ファイバを、出射端に他の光ファイバを結合せずに使用してもよい。 In addition, the other end of the multimode optical fiber of the combined laser light source is coupled with another optical fiber having the same core diameter as the multimode optical fiber and a cladding diameter smaller than the multimode optical fiber. However, for example, a multimode optical fiber having a cladding diameter of 125 μm, 80 μm, 60 μm or the like may be used without coupling another optical fiber to the emission end.
スキャナ162の各露光ヘッド166において、ファイバアレイ光源66の合波レーザ光源を構成するGaN系半導体レーザLD1〜LD7の各々から発散光状態で出射したレーザビームB1,B2,B3,B4,B5,B6,及びB7の各々は、対応するコリメータレンズ11〜17によって平行光化される。平行光化されたレーザビームB1〜B7は、集光レンズ20によって集光され、マルチモード光ファイバ30のコア30aの入射端面に収束する。 In each exposure head 166 of the scanner 162, laser beams B1, B2, B3, B4, B5, and B6 emitted in a divergent light state from each of the GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 constituting the combined laser light source of the fiber array light source 66. , And B7 are collimated by corresponding collimator lenses 11-17. The collimated laser beams B <b> 1 to B <b> 7 are collected by the condenser lens 20 and converge on the incident end face of the core 30 a of the multimode optical fiber 30.
集光光学系は、コリメータレンズ11〜17及び集光レンズ20によって構成される。また、集光光学系とマルチモード光ファイバ30とによって合波光学系が構成される。
集光レンズ20によって上述のように集光されたレーザビームB1〜B7が、マルチモード光ファイバ30のコア30aに入射して光ファイバ内を伝搬し、1本のレーザビームBに合波されてマルチモード光ファイバ30の出射端部に結合された光ファイバ31から出射する。
The condensing optical system includes collimator lenses 11 to 17 and a condensing lens 20. Also, the converging optical system and the multimode optical fiber 30 constitute a multiplexing optical system.
The laser beams B1 to B7 condensed as described above by the condenser lens 20 are incident on the core 30a of the multimode optical fiber 30, propagate through the optical fiber, and are combined into one laser beam B. The light exits from the optical fiber 31 coupled to the exit end of the multimode optical fiber 30.
各レーザモジュールにおいて、レーザビームB1〜B7のマルチモード光ファイバ30への結合効率が0.85で、GaN系半導体レーザLD1〜LD7の各出力が30mWの場合には、アレイ状に配列された光ファイバ31の各々について、出力180mW(=30mW×0.85×7)の合波レーザビームBを得ることができる。従って、6本の光ファイバ31がアレイ状に配列されたレーザ出射部68での出力は約1W(=180mW×6)である。 In each laser module, when the coupling efficiency of the laser beams B1 to B7 to the multimode optical fiber 30 is 0.85 and each output of the GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 is 30 mW, the light arranged in an array For each of the fibers 31, a combined laser beam B with an output of 180 mW (= 30 mW × 0.85 × 7) can be obtained. Therefore, the output from the laser emitting unit 68 in which the six optical fibers 31 are arranged in an array is about 1 W (= 180 mW × 6).
ファイバアレイ光源66のレーザ出射部68には、高輝度の発光点が主走査方向に沿って一列に配列されている。単一の半導体レーザからのレーザ光を1本の光ファイバに結合させる従来のファイバ光源は低出力であるため、多数列配列しなければ所望の出力を得ることができなかったが、前記合波レーザ光源は高出力であるため、少数列、例えば1列でも所望の出力を得ることができる。 In the laser emitting section 68 of the fiber array light source 66, high-luminance light emitting points are arranged in a line along the main scanning direction. A conventional fiber light source that couples laser light from a single semiconductor laser to a single optical fiber has a low output, so that a desired output cannot be obtained unless multiple rows are arranged. Since the laser light source has a high output, a desired output can be obtained even with a small number of columns, for example, one column.
例えば、半導体レーザと光ファイバを1対1で結合させた従来のファイバ光源では、通常、半導体レーザとしては出力30mW(ミリワット)程度のレーザが使用され、光ファイバとしてはコア径50μm、クラッド径125μm、NA(開口数)0.2のマルチモード光ファイバが使用されているので、約1W(ワット)の出力を得ようとすれば、マルチモード光ファイバを48本(8×6)束ねなければならず、発光領域の面積は0.62mm2(0.675mm×0.925mm)であるから、レーザ出射部68での輝度は1.6×106(W/m2)、光ファイバ1本当りの輝度は3.2×106(W/m2)である。 For example, in a conventional fiber light source in which a semiconductor laser and an optical fiber are coupled on a one-to-one basis, a laser having an output of about 30 mW (milliwatt) is usually used as the semiconductor laser, and the core diameter is 50 μm and the cladding diameter is 125 μm. Since a multimode optical fiber having a numerical aperture (NA) of 0.2 is used, if an output of about 1 W (watt) is to be obtained, 48 multimode optical fibers (8 × 6) must be bundled. Since the area of the light emitting region is 0.62 mm 2 (0.675 mm × 0.925 mm), the luminance at the laser emitting portion 68 is 1.6 × 10 6 (W / m 2 ) and one optical fiber is used. The luminance per hit is 3.2 × 10 6 (W / m 2 ).
これに対し、前記光照射手段が合波レーザを照射可能な手段である場合には、マルチモード光ファイバ6本で約1Wの出力を得ることができ、レーザ出射部68での発光領域の面積は0.0081mm2(0.325mm×0.025mm)であるから、レーザ出射部68での輝度は123×106(W/m2)となり、従来に比べ約80倍の高輝度化を図ることができる。また、光ファイバ1本当りの輝度は90×106(W/m2)であり、従来に比べ約28倍の高輝度化を図ることができる。 On the other hand, when the light irradiating means is a means capable of irradiating a combined laser, an output of about 1 W can be obtained with six multimode optical fibers, and the area of the light emitting region at the laser emitting portion 68 can be obtained. Is 0.0081 mm 2 (0.325 mm × 0.025 mm), the luminance at the laser emitting portion 68 is 123 × 10 6 (W / m 2 ), which is about 80 times higher than the conventional luminance. be able to. Further, the luminance per optical fiber is 90 × 10 6 (W / m 2 ), and the luminance can be increased by about 28 times compared with the conventional one.
ここで、図37(A)及び(B)を参照して、従来の露光ヘッドと本実施の形態の露光ヘッドとの焦点深度の違いについて説明する。従来の露光ヘッドのバンドル状ファイバ光源の発光領域の副走査方向の径は0.675mmであり、露光ヘッドのファイバアレイ光源の発光領域の副走査方向の径は0.025mmである。図37(A)に示すように、従来の露光ヘッドでは、光照射手段(バンドル状ファイバ光源)1の発光領域が大きいので、DMD3へ入射する光束の角度が大きくなり、結果として走査面5へ入射する光束の角度が大きくなる。このため、集光方向(ピント方向のずれ)に対してビーム径が太りやすい。 Here, with reference to FIGS. 37A and 37B, the difference in depth of focus between the conventional exposure head and the exposure head of the present embodiment will be described. The diameter of the light emission region of the bundled fiber light source of the conventional exposure head in the sub-scanning direction is 0.675 mm, and the diameter of the light emission region of the fiber array light source of the exposure head in the sub-scanning direction is 0.025 mm. As shown in FIG. 37A, in the conventional exposure head, since the light emitting area of the light irradiating means (bundle-shaped fiber light source) 1 is large, the angle of the light beam incident on the DMD 3 is increased, and as a result, the scanning surface 5 is moved. The angle of the incident light beam increases. For this reason, the beam diameter tends to increase with respect to the light condensing direction (shift in the focus direction).
一方、図37(B)に示すように、本発明のパターン形成装置における露光ヘッドでは、ファイバアレイ光源66の発光領域の副走査方向の径が小さいので、レンズ系67を通過してDMD50へ入射する光束の角度が小さくなり、結果として走査面56へ入射する光束の角度が小さくなる。即ち、焦点深度が深くなる。この例では、発光領域の副走査方向の径は従来の約30倍になっており、略回折限界に相当する焦点深度を得ることができる。従って、微小スポットの露光に好適である。この焦点深度への効果は、露光ヘッドの必要光量が大きいほど顕著であり、有効である。この例では、露光面に投影された1描素サイズは10μm×10μmである。なお、DMDは反射型の空間光変調素子であるが、図37(A)及び(B)は、光学的な関係を説明するために展開図とした。 On the other hand, as shown in FIG. 37B, in the exposure head in the pattern forming apparatus of the present invention, the diameter of the light emitting region of the fiber array light source 66 in the sub-scanning direction is small, so that it passes through the lens system 67 and enters the DMD 50. As a result, the angle of the light beam incident on the scanning surface 56 is reduced. That is, the depth of focus becomes deep. In this example, the diameter of the light emitting region in the sub-scanning direction is about 30 times that of the conventional one, and a depth of focus substantially corresponding to the diffraction limit can be obtained. Therefore, it is suitable for exposure of a minute spot. This effect on the depth of focus is more prominent and effective as the required light quantity of the exposure head is larger. In this example, the size of one pixel projected on the exposure surface is 10 μm × 10 μm. The DMD is a reflective spatial light modulator, but FIGS. 37A and 37B are developed views for explaining the optical relationship.
次に、前記パターン形成装置を用いた本発明のパターン形成方法について説明する。
まず、露光パターンに応じたパターン情報が、DMD50に接続された図示しないコントローラに入力され、コントローラ内のフレームメモリに一旦記憶される。このパターン情報は、画像を構成する各描素の濃度を2値(ドットの記録の有無)で表したデータである。
次に、パターン形成材料150を表面に吸着したステージ152は、図示しない駆動装置により、ガイド158に沿ってゲート160の上流側から下流側に一定速度で移動される。ステージ152がゲート160下を通過する際に、ゲート160に取り付けられた検知センサ164によりパターン形成材料150の先端が検出されると、フレームメモリに記憶されたパターン情報が複数ライン分ずつ順次読み出され、データ処理部で読み出されたパターン情報に基づいて各露光ヘッド166毎に制御信号が生成される。そして、ミラー駆動制御部により、生成された制御信号に基づいて露光ヘッド166毎にDMD50のマイクロミラーの各々がオンオフ制御される。
次に、ファイバアレイ光源66からDMD50にレーザ光が照射されると、DMD50のマイクロミラーがオン状態のときに反射されたレーザ光が、レンズ系54、58によりパターン形成材料150の被露光面56上に結像される。
このようにして、ファイバアレイ光源66から出射されたレーザ光が、描素毎にオンオフされて、パターン形成材料150がDMD50の使用描素数と略同数の描素単位(露光エリア168)で露光される。
また、パターン形成材料150がステージ152と共に一定速度で移動されることにより、パターン形成材料150がスキャナ162によりステージ移動方向と反対の方向に副走査され、露光ヘッド166毎に帯状の露光済み領域170が形成される。
Next, the pattern forming method of the present invention using the pattern forming apparatus will be described.
First, pattern information corresponding to the exposure pattern is input to a controller (not shown) connected to the DMD 50 and temporarily stored in a frame memory in the controller. This pattern information is data representing the density of each pixel constituting the image as binary values (whether or not dots are recorded).
Next, the stage 152 having the pattern forming material 150 adsorbed on the surface thereof is moved at a constant speed from the upstream side to the downstream side of the gate 160 along the guide 158 by a driving device (not shown). When the leading edge of the pattern forming material 150 is detected by the detection sensor 164 attached to the gate 160 when the stage 152 passes under the gate 160, the pattern information stored in the frame memory is sequentially read out for a plurality of lines. Then, a control signal is generated for each exposure head 166 based on the pattern information read by the data processing unit. Then, each of the micromirrors of the DMD 50 is on / off controlled for each exposure head 166 based on the generated control signal by the mirror drive control unit.
Next, when the DMD 50 is irradiated with laser light from the fiber array light source 66, the laser light reflected when the micromirrors of the DMD 50 are turned on is exposed to the exposed surface 56 of the pattern forming material 150 by the lens systems 54 and 58. Imaged on top.
In this way, the laser light emitted from the fiber array light source 66 is turned on / off for each pixel, and the pattern forming material 150 is exposed in approximately the same number of pixel units (exposure area 168) as the number of used pixel elements of the DMD 50. The
Further, when the pattern forming material 150 is moved at a constant speed together with the stage 152, the pattern forming material 150 is sub-scanned in the direction opposite to the stage moving direction by the scanner 162, and a strip-shaped exposed region 170 is provided for each exposure head 166. Is formed.
[現像工程]
前記現像工程としては、前記露光工程により前記感光層を露光し、未露光部分を除去することにより現像する工程を有する。
前記未硬化領域の除去方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、現像液を用いて除去する方法などが挙げられる。
[Development process]
The developing step includes a step of developing the photosensitive layer by exposing the photosensitive layer by the exposing step and removing an unexposed portion.
There is no restriction | limiting in particular as the removal method of the said unhardened area | region, According to the objective, it can select suitably, For example, the method etc. which remove using a developing solution are mentioned.
前記現像液としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、アルカリ性水溶液、水系現像液、有機溶剤などが挙げられ、これらの中でも、弱アルカリ性の水溶液が好ましい。該弱アルカリ水溶液の塩基成分としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム、硼砂などが挙げられる。 There is no restriction | limiting in particular as said developing solution, Although it can select suitably according to the objective, For example, alkaline aqueous solution, an aqueous developing solution, an organic solvent etc. are mentioned, Among these, weakly alkaline aqueous solution is preferable. Examples of the basic component of the weak alkaline aqueous solution include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, lithium hydrogen carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, sodium phosphate, phosphorus Examples include potassium acid, sodium pyrophosphate, potassium pyrophosphate, and borax.
前記弱アルカリ性の水溶液のpHとしては、例えば、約8〜12が好ましく、約9〜11がより好ましい。前記弱アルカリ性の水溶液としては、例えば、0.1〜5質量%の炭酸ナトリウム水溶液又は炭酸カリウム水溶液などが挙げられる。
前記現像液の温度としては、前記感光層の現像性に合わせて適宜選択することができるが、例えば、約25℃〜40℃が好ましい。
The pH of the weak alkaline aqueous solution is, for example, preferably about 8 to 12, and more preferably about 9 to 11. Examples of the weak alkaline aqueous solution include a 0.1 to 5% by mass aqueous sodium carbonate solution or an aqueous potassium carbonate solution.
The temperature of the developer can be appropriately selected according to the developability of the photosensitive layer, and is preferably about 25 ° C. to 40 ° C., for example.
前記現像液は、界面活性剤、消泡剤、有機塩基(例えば、エチレンジアミン、エタノールアミン、テトラメチルアンモニウムハイドロキサイド、ジエチレントリアミン、トリエチレンペンタミン、モルホリン、トリエタノールアミン等)や、現像を促進させるため有機溶剤(例えば、アルコール類、ケトン類、エステル類、エーテル類、アミド類、ラクトン類等)などと併用してもよい。また、前記現像液は、水又はアルカリ水溶液と有機溶剤を混合した水系現像液であってもよく、有機溶剤単独であってもよい。 The developer includes a surfactant, an antifoaming agent, an organic base (for example, ethylenediamine, ethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, diethylenetriamine, triethylenepentamine, morpholine, triethanolamine, etc.) and accelerates development. Therefore, it may be used in combination with an organic solvent (for example, alcohols, ketones, esters, ethers, amides, lactones, etc.). The developer may be an aqueous developer obtained by mixing water or an aqueous alkali solution and an organic solvent, or may be an organic solvent alone.
[その他の工程]
前記その他の工程としては、特に制限はなく、公知のパターン形成における工程の中から適宜選択することが挙げられるが、例えば、硬化処理工程、エッチング工程、メッキ工程などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
[Other processes]
There is no restriction | limiting in particular as said other process, Although selecting suitably from the process in well-known pattern formation is mentioned, For example, a hardening process process, an etching process, a plating process, etc. are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
−硬化処理工程−
前記本発明のパターン形成方法が、保護膜、層間絶縁膜等の永久パターンやカラーフィルターの形成を行うパターン形成方法である場合には、前記現像工程後に、感光層に対して硬化処理を行う硬化処理工程を備えることが好ましい。
前記硬化処理工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、全面露光処理、全面加熱処理などが好適に挙げられる。
-Curing process-
When the pattern forming method of the present invention is a pattern forming method for forming a permanent pattern such as a protective film or an interlayer insulating film, or a color filter, curing for performing a curing process on the photosensitive layer after the development step. It is preferable to provide a processing step.
There is no restriction | limiting in particular as said hardening process, Although it can select suitably according to the objective, For example, a whole surface exposure process, a whole surface heat processing, etc. are mentioned suitably.
前記全面露光処理の方法としては、例えば、前記現像工程の後に、前記永久パターンが形成された前記積層体上の全面を露光する方法が挙げられる。該全面露光により、前記感光層を形成する感光性組成物中の樹脂の硬化が促進され、前記永久パターンの表面が硬化される。
前記全面露光を行う装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、超高圧水銀灯などのUV露光機が好適に挙げられる。
Examples of the entire surface exposure processing method include a method of exposing the entire surface of the laminate on which the permanent pattern is formed after the developing step. The entire surface exposure accelerates the curing of the resin in the photosensitive composition forming the photosensitive layer, and the surface of the permanent pattern is cured.
There is no restriction | limiting in particular as an apparatus which performs the said whole surface exposure, Although it can select suitably according to the objective, For example, UV exposure machines, such as an ultrahigh pressure mercury lamp, are mentioned suitably.
前記全面加熱処理の方法としては、前記現像工程の後に、前記永久パターンが形成された前記積層体上の全面を加熱する方法が挙げられる。該全面加熱により、前記永久パターンの表面の膜強度が高められる。
前記全面加熱における加熱温度としては、120〜250℃が好ましく、120〜200℃がより好ましい。該加熱温度が120℃未満であると、加熱処理による膜強度の向上が得られないことがあり、250℃を超えると、前記感光性組成物中の樹脂の分解が生じ、膜質が弱く脆くなることがある。
前記全面加熱における加熱時間としては、10〜120分が好ましく、15〜60分がより好ましい。
前記全面加熱を行う装置としては、特に制限はなく、公知の装置の中から、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ドライオーブン、ホットプレート、IRヒーターなどが挙げられる。
Examples of the entire surface heat treatment method include a method of heating the entire surface of the laminate on which the permanent pattern is formed after the developing step. The entire surface heating increases the film strength of the surface of the permanent pattern.
As heating temperature in the said whole surface heating, 120-250 degreeC is preferable and 120-200 degreeC is more preferable. When the heating temperature is less than 120 ° C., the film strength may not be improved by heat treatment. When the heating temperature exceeds 250 ° C., the resin in the photosensitive composition is decomposed, and the film quality is weak and brittle. Sometimes.
The heating time in the entire surface heating is preferably 10 to 120 minutes, and more preferably 15 to 60 minutes.
There is no restriction | limiting in particular as an apparatus which performs the said whole surface heating, According to the objective, it can select suitably from well-known apparatuses, For example, a dry oven, a hot plate, IR heater etc. are mentioned.
−エッチング工程−
前記エッチング工程としては、公知のエッチング処理方法の中から適宜選択した方法により行うことができる。
前記エッチング処理に用いられるエッチング液としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記金属層が銅で形成されている場合には、塩化第二銅溶液、塩化第二鉄溶液、アルカリエッチング溶液、過酸化水素系エッチング液などが挙げられ、これらの中でも、エッチングファクターの点から塩化第二鉄溶液が好ましい。また、公知のサンドブラスト法を用いることができる。
前記エッチング工程によりエッチング処理した後に前記パターンを除去することにより、前記基体の表面に配線パターンを形成することができる。
-Etching process-
The etching step can be performed by a method appropriately selected from known etching methods.
There is no restriction | limiting in particular as an etching liquid used for the said etching process, Although it can select suitably according to the objective, For example, when the said metal layer is formed with copper, a cupric chloride solution, Examples thereof include a ferric chloride solution, an alkali etching solution, and a hydrogen peroxide-based etching solution. Among these, a ferric chloride solution is preferable from the viewpoint of an etching factor. Moreover, a well-known sandblasting method can be used.
A wiring pattern can be formed on the surface of the substrate by removing the pattern after performing the etching process in the etching step.
−メッキ工程−
前記メッキ工程としては、公知のメッキ処理の中から適宜選択した適宜選択した方法により行うことができる。
前記メッキ処理としては、例えば、硫酸銅メッキ、ピロリン酸銅メッキ等の銅メッキ、ハイフローハンダメッキ等のはんだメッキ、ワット浴(硫酸ニッケル−塩化ニッケル)メッキ、スルファミン酸ニッケル等のニッケルメッキ、ハード金メッキ、ソフト金メッキ等の金メッキなど処理が挙げられる。
前記メッキ工程によりメッキ処理した後に前記パターンを除去することにより、また更に必要に応じて不要部をレジスト剥離処理等で除去することにより、前記基体の表面に金属配線パターンを形成することができる。
-Plating process-
The plating step can be performed by an appropriately selected method selected from known plating processes.
Examples of the plating treatment include copper plating such as copper sulfate plating and copper pyrophosphate plating, solder plating such as high flow solder plating, watt bath (nickel sulfate-nickel chloride) plating, nickel plating such as nickel sulfamate, and hard gold plating. And gold plating such as soft gold plating.
A metal wiring pattern can be formed on the surface of the substrate by removing the pattern after plating by the plating step and further removing unnecessary portions by a resist stripping process or the like as necessary.
本発明のパターン形成方法は、パターン形成材料上に結像させる像の歪みを抑制することにより、永久パターンを高精細に、かつ、効率よく形成可能であるため、高精細な露光が必要とされる各種パターンの形成などに好適に使用することができ、特に高精細な配線パターンの形成に好適に使用することができる。 The pattern forming method of the present invention can form a permanent pattern with high definition and efficiency by suppressing distortion of an image formed on the pattern forming material, so that high-definition exposure is required. In particular, it can be suitably used for forming high-definition wiring patterns.
−保護膜及び層間絶縁膜形成方法−
本発明のパターン形成方法が、いわゆるソルダレジストを用いて保護膜及び層間絶縁膜の少なくともいずれかを形成するパターン形成方法である場合には、プリント配線板上に本発明のパターン形成方法により、永久パターンを形成し、更に、以下のように半田付けを行うことができる。
即ち、前記現像工程により、前記永久パターンである硬化層が形成され、前記プリント配線板の表面に金属層が露出される。該プリント配線板の表面に露出した金属層の部位に対して金メッキを行った後、半田付けを行う。そして、半田付けを行った部位に、半導体や部品などを実装する。このとき、前記硬化層による永久パターンが、保護膜あるいは絶縁膜(層間絶縁膜)としての機能を発揮し、外部からの衝撃や隣同士の電極の導通が防止される。
-Method for forming protective film and interlayer insulating film-
When the pattern forming method of the present invention is a pattern forming method of forming at least one of a protective film and an interlayer insulating film using a so-called solder resist, the pattern forming method of the present invention is used on a printed wiring board. A pattern can be formed and soldering can be performed as follows.
That is, the development step forms a hardened layer that is the permanent pattern, and the metal layer is exposed on the surface of the printed wiring board. Gold plating is performed on the portion of the metal layer exposed on the surface of the printed wiring board, and then soldering is performed. Then, a semiconductor or a component is mounted on the soldered portion. At this time, the permanent pattern by the hardened layer exhibits a function as a protective film or an insulating film (interlayer insulating film), and prevents external impact and conduction between adjacent electrodes.
本発明のパターン形成方法においては、前記永久パターン形成方法により形成される永久パターンが、前記保護膜又は前記層間絶縁膜であると、配線を外部からの衝撃や曲げから保護することができ、特に、前記層間絶縁膜である場合には、例えば、多層配線基板やビルドアップ配線基板などへの半導体や部品の高密度実装に有用である。 In the pattern forming method of the present invention, when the permanent pattern formed by the permanent pattern forming method is the protective film or the interlayer insulating film, the wiring can be protected from impact and bending from the outside. In the case of the interlayer insulating film, for example, it is useful for high-density mounting of semiconductors and components on a multilayer wiring board, a build-up wiring board, and the like.
−プリント配線パターン形成方法−
本発明のパターン形成方法が、プリント配線パターンを形成するパターン形成方法である場合には、高速でパターン形成が可能であるため、各種パターンの形成に広く用いることができ、特に、プリント配線板の製造、特にスルーホール又はビアホールなどのホール部を有するプリント配線板の製造に好適に用いることができる。
-Printed wiring pattern formation method-
When the pattern forming method of the present invention is a pattern forming method for forming a printed wiring pattern, the pattern can be formed at a high speed, and thus can be widely used for forming various patterns. It can be suitably used for manufacturing, particularly for manufacturing a printed wiring board having a hole portion such as a through hole or a via hole.
本発明のパターン形成方法により、前記スルーホール又はビアホールなどのホール部を有するプリント配線板の製造する方法としては、(1)前記基体としてホール部を有するプリント配線板形成用基板上に、前記パターン形成材料を、その感光層が前記基体側となる位置関係にて積層して積層体形成し、(2)前記積層体からもし支持体があれば前記パターン形成材料における支持体を除去し、(3)前記積層体の前記基体とは反対の側から、配線パターン形成領域及びホール部形成領域に不活性ガス雰囲気下で光照射を行い感光層を硬化させ、(4)前記積層体における感光層を現像して、該積層体中の未硬化部分を除去することによりパターンを形成することができる。 As a method for producing a printed wiring board having a hole portion such as the through hole or via hole by the pattern forming method of the present invention, (1) the pattern is formed on a printed wiring board forming substrate having a hole portion as the substrate. The forming material is laminated in such a positional relationship that the photosensitive layer is on the substrate side, and (2) if there is a support from the laminate, the support in the pattern forming material is removed ( 3) From the opposite side of the laminate to the base, the wiring pattern formation region and the hole portion formation region are irradiated with light in an inert gas atmosphere to cure the photosensitive layer, and (4) the photosensitive layer in the laminate. The pattern can be formed by developing and removing uncured portions in the laminate.
その後、プリント配線板を得るには、前記形成したパターンを用いて、前記プリント配線板形成用基板をエッチング処理又はメッキ処理する方法(例えば、公知のサブトラクティブ法又はアディティブ法(例えば、セミアディティブ法、フルアディティブ法))により処理すればよい。これらの中でも、工業的に有利なテンティングでプリント配線板を形成するためには、前記サブトラクティブ法が好ましい。前記処理後プリント配線板形成用基板に残存する硬化樹脂は剥離させ、また、前記セミアディティブ法の場合は、剥離後さらに銅薄膜部をエッチングすることにより、所望のプリント配線板を製造することができる。また、多層プリント配線板も、前記プリント配線板の製造法と同様に製造が可能である。
次に、前記パターン形成材料を用いたスルーホールを有するプリント配線板の製造方法について、更に説明する。
まずスルーホールを有し、表面が金属メッキ層で覆われたプリント配線板形成用基板を用意する。前記プリント配線板形成用基板としては、例えば、銅張積層基板及びガラス−エポキシなどの絶縁基材に銅メッキ層を形成した基板、又はこれらの基板に層間絶縁膜を積層し、銅メッキ層を形成した基板(積層基板)を用いることができる。
Thereafter, in order to obtain a printed wiring board, a method of etching or plating the printed wiring board forming substrate using the formed pattern (for example, a known subtractive method or additive method (for example, a semi-additive method) And the full additive method)). Among these, in order to form a printed wiring board by industrially advantageous tenting, the subtractive method is preferable. After the treatment, the cured resin remaining on the printed wiring board forming substrate is peeled off. In the case of the semi-additive method, a desired printed wiring board can be manufactured by further etching the copper thin film portion after peeling. it can. A multilayer printed wiring board can also be manufactured in the same manner as the printed wiring board manufacturing method.
Next, the manufacturing method of the printed wiring board which has a through hole using the said pattern formation material is further demonstrated.
First, a printed wiring board forming substrate having through holes and having a surface covered with a metal plating layer is prepared. As the printed wiring board forming substrate, for example, a copper-clad laminate substrate and a substrate in which a copper plating layer is formed on an insulating base material such as glass-epoxy, or an interlayer insulating film is laminated on these substrates, and a copper plating layer is formed. A formed substrate (laminated substrate) can be used.
次に、前記パターン形成材料上に保護フィルムを有する場合には、該保護フィルムを剥離して、前記パターン形成材料における感光層が前記プリント配線板形成用基板の表面に接するようにして加圧ローラを用いて圧着する(積層工程)。これにより、前記プリント配線板形成用基板と前記積層体とをこの順に有する積層体が得られる。
前記パターン形成材料の積層温度としては、特に制限はなく、例えば、室温(15〜30℃)、又は加熱下(30〜180℃)が挙げられ、これらの中でも、加温下(60〜140℃)が好ましい。
前記圧着ロールのロール圧としては、特に制限はなく、例えば、0.1〜1MPaが好ましい。
前記圧着の速度としては、特に制限はなく、1〜3m/分が好ましい。
また、前記プリント配線板形成用基板を予備加熱しておいてもよく、また、減圧下で積層してもよい。
Next, when a protective film is provided on the pattern forming material, the protective film is peeled off so that the photosensitive layer in the pattern forming material is in contact with the surface of the printed wiring board forming substrate. Is used for pressure bonding (lamination process). Thereby, the laminated body which has the said board | substrate for printed wiring board formation and the said laminated body in this order is obtained.
There is no restriction | limiting in particular as lamination | stacking temperature of the said pattern formation material, For example, room temperature (15-30 degreeC) or under heating (30-180 degreeC) is mentioned, Among these, under heating (60-140 degreeC) ) Is preferred.
There is no restriction | limiting in particular as roll pressure of the said crimping | compression-bonding roll, For example, 0.1-1 Mpa is preferable.
There is no restriction | limiting in particular as the speed | rate of the said crimping | compression-bonding, and 1-3 m / min is preferable.
The printed wiring board forming substrate may be preheated or laminated under reduced pressure.
前記積層体の形成は、前記プリント配線板形成用基板上に前記パターン形成材料を積層してもよく、また、前記パターン形成材料製造用の感光性組成物溶液を前記プリント配線板形成用基板の表面に直接塗布し、乾燥させることにより前記プリント配線板形成用基板上に感光層を積層してもよい。 In the formation of the laminate, the pattern forming material may be laminated on the printed wiring board forming substrate, and the photosensitive composition solution for producing the pattern forming material is added to the printed wiring board forming substrate. The photosensitive layer may be laminated on the printed wiring board forming substrate by applying directly to the surface and drying.
次に、前記積層体の基体とは反対側の面から、光を照射して感光層を硬化させる。なおこの際、必要に応じて(例えば、支持体の光透過性が不十分な場合など)支持体を剥離してから露光を行ってもよい。 Next, the photosensitive layer is cured by irradiating light from the surface of the laminate opposite to the substrate. At this time, exposure may be performed after peeling the support as necessary (for example, when the light transmittance of the support is insufficient).
この時点で、前記支持体を未だ剥離していない場合には、前記積層体から該支持体を剥がす(支持体剥離工程)。 At this point, if the support has not yet been peeled off, the support is peeled off from the laminate (support peeling step).
次に、前記プリント配線板形成用基板上の感光層の未硬化領域を、適当な現像液にて溶解除去して、配線パターン形成用の硬化層とスルーホールの金属層保護用硬化層のパターンを形成し、前記プリント配線板形成用基板の表面に金属層を露出させる(現像工程)。 Next, the uncured region of the photosensitive layer on the printed wiring board forming substrate is dissolved and removed with an appropriate developer to form a pattern of the cured layer for forming the wiring pattern and the cured layer for protecting the metal layer of the through hole. And a metal layer is exposed on the surface of the printed wiring board forming substrate (developing step).
また、現像後に必要に応じて後加熱処理や後露光処理によって、硬化部の硬化反応を更に促進させる処理をおこなってもよい。現像は上記のようなウエット現像法であってもよく、ドライ現像法であってもよい。 Moreover, you may perform the process which further accelerates | stimulates the hardening reaction of a hardening part by post-heat processing or post-exposure processing as needed after image development. The development may be a wet development method as described above or a dry development method.
次いで、前記プリント配線板形成用基板の表面に露出した金属層をエッチング液で溶解除去する(エッチング工程)。スルーホールの開口部は、硬化樹脂組成物(テント膜)で覆われているので、エッチング液がスルーホール内に入り込んでスルーホール内の金属メッキを腐食することなく、スルーホールの金属メッキは所定の形状で残ることになる。これより、前記プリント配線板形成用基板に配線パターンが形成される。 Next, the metal layer exposed on the surface of the printed wiring board forming substrate is dissolved and removed with an etching solution (etching step). Since the opening of the through hole is covered with a cured resin composition (tent film), the metal plating of the through hole is predetermined without etching liquid entering the through hole and corroding the metal plating in the through hole. It will remain in the shape. Thus, a wiring pattern is formed on the printed wiring board forming substrate.
前記エッチング液としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記金属層が銅で形成されている場合には、塩化第二銅溶液、塩化第二鉄溶液、アルカリエッチング溶液、過酸化水素系エッチング液などが挙げられ、これらの中でも、エッチングファクターの点から塩化第二鉄溶液が好ましい。 There is no restriction | limiting in particular as said etching liquid, Although it can select suitably according to the objective, For example, when the said metal layer is formed with copper, a cupric chloride solution, a ferric chloride solution , Alkaline etching solutions, hydrogen peroxide-based etching solutions, and the like. Among these, ferric chloride solutions are preferable from the viewpoint of etching factors.
次に、強アルカリ水溶液などにて前記硬化層を剥離片として、前記プリント配線板形成用基板から除去する(硬化物除去工程)。
前記強アルカリ水溶液における塩基成分としては、特に制限はなく、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどが挙げられる。
前記強アルカリ水溶液のpHとしては、例えば、約12〜14が好ましく、約13〜14がより好ましい。
前記強アルカリ水溶液としては、特に制限はなく、例えば、1〜10質量%の水酸化ナトリウム水溶液又は水酸化カリウム水溶液などが挙げられる。
Next, it removes from the said board | substrate for printed wiring board formation by making the said hardened layer into a peeling piece with strong alkaline aqueous solution etc. (hardened | cured material removal process).
There is no restriction | limiting in particular as a base component in the said strong alkali aqueous solution, For example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc. are mentioned.
As pH of the said strong alkali aqueous solution, about 12-14 are preferable, for example, and about 13-14 are more preferable.
There is no restriction | limiting in particular as said strong alkali aqueous solution, For example, 1-10 mass% sodium hydroxide aqueous solution or potassium hydroxide aqueous solution etc. are mentioned.
また、プリント配線板は、多層構成のプリント配線板やフレキシブル基板であってもよい。
なお、前記パターン形成材料は上記のエッチングプロセスのみでなく、メッキプロセスに使用してもよい。前記メッキ法としては、例えば、硫酸銅メッキ、ピロリン酸銅メッキ等の銅メッキ、ハイフローハンダメッキ等のはんだメッキ、ワット浴(硫酸ニッケル−塩化ニッケル)メッキ、スルファミン酸ニッケル等のニッケルメッキ、ハード金メッキ、ソフト金メッキ等の金メッキなどが挙げられる。
The printed wiring board may be a multilayer printed wiring board or a flexible substrate.
The pattern forming material may be used not only for the above etching process but also for a plating process. Examples of the plating method include copper plating such as copper sulfate plating and copper pyrophosphate plating, solder plating such as high flow solder plating, watt bath (nickel sulfate-nickel chloride) plating, nickel plating such as nickel sulfamate, and hard gold plating. And gold plating such as soft gold plating.
−カラーフィルタ形成方法−
本発明のパターン形成方法が、前記カラーレジスト層を用いてカラーフィルタを形成するパターン形成方法である場合には、ガラス基板等の透明基板上に、本発明のパターン形成方法により、3原色の画素をモザイク状又はストライプ状に配置することができる。
各画素の寸法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、40〜200μmとすることが好適に挙げられる。
前記カラーフィルタ形成方法としては、例えば、透明基板上に黒色に着色された感光性組成物を用いて、露光及び現像を行いブラックマトリックスを形成し、次いで、RGBの3原色のいずれかに着色された感光性組成物を用いて、前記ブラックマトリックスに対して所定の配置で、各色毎に、順次、露光及び現像を繰り返して、前記透明基板上にRGBの3原色がモザイク状又はストライプ状に配置されたカラーフィルタを形成する方法が挙げられる。
前記カラーフィルタ形成方法で形成されたカラーフィルタは、ビデオカメラ、モニター、液晶カラーテレビに好適に使用することができる。
-Color filter formation method-
When the pattern forming method of the present invention is a pattern forming method of forming a color filter using the color resist layer, pixels of three primary colors are formed on a transparent substrate such as a glass substrate by the pattern forming method of the present invention. Can be arranged in a mosaic or stripe form.
There is no restriction | limiting in particular as a dimension of each pixel, According to the objective, it can select suitably, For example, it is preferable to set it as 40-200 micrometers.
As the color filter forming method, for example, using a photosensitive composition colored in black on a transparent substrate, exposure and development are performed to form a black matrix, and then it is colored in one of the three primary colors of RGB. The three primary colors of RGB are arranged in a mosaic or stripe pattern on the transparent substrate by repeating exposure and development sequentially for each color in a predetermined arrangement with respect to the black matrix. And a method of forming a color filter.
The color filter formed by the color filter forming method can be suitably used for a video camera, a monitor, and a liquid crystal color television.
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
(実施例1)
実施例1の永久パターン形成方法として、以下の方法により永久パターンを形成し、得られた永久パターンの評価を行った。
[永久パターンの形成]
<感光層形成工程>
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂とアクリル酸との反応物のテトラヒドロフタル酸無水物付加物100質量部、ジペンタエリトリトールヘキサアクリレート20質量部、3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ジグリシジルオキシビフェニル(商品名:YX4000、ジャパンエポキシレジン社製)50質量部、硫酸バリウム(商品名:B−30、堺化学社製)90質量部、ジエチルチオキサントン(商品名:DETX−S、日本化薬社製)1質量部、ジメチルモルホリノメチル−p−メチルチオフェニルケトン(商品名:イルガキュア907、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)15質量部、ジシアンジアミド0.3質量部、及びフタロシアニングリーン1質量部からなる組成を3本のロールミルにて混練し、感光性組成物(溶液)を調製した。
次いで、得られた感光性組成物を、スクリーン印刷法により、35μmの乾燥厚みとなるように、銅張り積層板(銅箔厚18μm/樹脂厚1.4mm)上に、塗布し、80℃の熱風循環式の乾燥炉中で30分間乾燥し、厚さ35μmのフォトソルレジスト層を形成した。
Example 1
As a permanent pattern formation method of Example 1, a permanent pattern was formed by the following method, and the obtained permanent pattern was evaluated.
[Permanent pattern formation]
<Photosensitive layer forming step>
100 parts by mass of tetrahydrophthalic anhydride adduct of reaction product of cresol novolac type epoxy resin and acrylic acid, 20 parts by mass of dipentaerythritol hexaacrylate, 3,3 ′, 5,5′-tetramethyl-4,4 ′ -Diglycidyl oxybiphenyl (trade name: YX4000, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) 50 parts by mass, barium sulfate (trade name: B-30, manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd.) 90 parts by mass, diethylthioxanthone (trade name: DETX-S, Nippon Kayaku Co., Ltd.) 1 part by mass, dimethylmorpholinomethyl-p-methylthiophenyl ketone (trade name: Irgacure 907, Ciba Specialty Chemicals) 15 parts by mass, dicyandiamide 0.3 part by mass, and phthalocyanine green 1 part by mass The composition consisting of parts is kneaded with three roll mills, and the photosensitive composition (solution ) Was prepared.
Next, the obtained photosensitive composition was applied on a copper-clad laminate (copper foil thickness 18 μm / resin thickness 1.4 mm) by screen printing so as to have a dry thickness of 35 μm. It dried for 30 minutes in the drying oven of a hot air circulation type, and formed the 35-micrometer-thick photosol resist layer.
−酸素遮断層組成物の調製−
ポリビニルアルコール(商品名:PVA205 株式会社クラレ製)13質量部、ポリビニルピロリドン6質量部、水200質量部、及びメタノール180質量部の組成に基づいて、酸素遮断層組成物(溶液)を調製した。
得られた酸素遮断層組成物を、前記感光層上に、塗布し、乾燥させて、膜厚1.5μmの酸素遮断層を形成した。この酸素遮断層の酸素透過率は20cm3/(m2・day・気圧)であった。
前記酸素透過率は、以下のようにして測定した。
酸素電極としてオービスフェアラボラトリーズジャパンインク製model3600を使用した。電極隔膜としては、最も応答速度が速く感度が高いポリフルオロアルコキシ(PFA)2956Aを使用した。電極隔膜にシリコーングリス(SH111、東レダウコーニング(株)製)を薄く塗布し、その上に測定する薄膜材料を貼付し、酸素濃度値を測定した。なお、シリコーングリスの塗布膜は、酸素透過率に影響を与えないことが確認されている。酸素濃度値に対する酸素透過率が既知の膜サンプル(ポリエチレンテレフタレート)により、電極が示す酸素濃度値から、測定する薄膜材料の酸素透過率(cc/m2・day・atm)を換算した。
-Preparation of oxygen barrier layer composition-
Based on the composition of 13 parts by weight of polyvinyl alcohol (trade name: PVA205 manufactured by Kuraray Co., Ltd.), 6 parts by weight of polyvinylpyrrolidone, 200 parts by weight of water, and 180 parts by weight of methanol, an oxygen barrier layer composition (solution) was prepared.
The obtained oxygen barrier layer composition was applied onto the photosensitive layer and dried to form an oxygen barrier layer having a thickness of 1.5 μm. The oxygen permeability of this oxygen barrier layer was 20 cm 3 / (m 2 · day · atmospheric pressure).
The oxygen permeability was measured as follows.
Orbis Fair Laboratories Japan Inc. model 3600 was used as the oxygen electrode. As the electrode diaphragm, polyfluoroalkoxy (PFA) 2956A having the fastest response speed and high sensitivity was used. Silicone grease (SH111, manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.) was thinly applied to the electrode diaphragm, a thin film material to be measured was applied thereon, and the oxygen concentration value was measured. It has been confirmed that the silicone grease coating film does not affect the oxygen transmission rate. The oxygen permeability (cc / m 2 · day · atm) of the thin film material to be measured was converted from the oxygen concentration value indicated by the electrode using a membrane sample (polyethylene terephthalate) having a known oxygen permeability relative to the oxygen concentration value.
<露光工程>
基材上の前記感光層を以下に説明するパターン形成装置を用いて、波長が405nmのレーザ光を、15段ステップウエッジパターン(ΔlogE=0.15)、及び直径の異なる多数の穴部が形成されるパターンが得られるように照射して露光し、前記感光層の一部の領域を硬化させた。
<Exposure process>
Using the pattern forming apparatus described below, the photosensitive layer on the substrate is formed with a laser beam having a wavelength of 405 nm, a 15-step step wedge pattern (Δlog E = 0.15), and a large number of holes having different diameters. Irradiation was performed to obtain a pattern to be obtained, and a part of the photosensitive layer was cured.
−パターン形成装置−
前記光照射手段として図27〜32に示す合波レーザ光源と、前記光変調手段として図4に示す主走査方向にマイクロミラーが1024個配列されたマイクロミラー列が、副走査方向に768組配列された前記光変調手段の内、1024個×256列のみを駆動するように制御されたDMD50と、図13に示した一方の面がトーリック面であるマイクロレンズをアレイ状に配列したマイクロレンズアレイ472及び該マイクロレンズアレイを通した光を前記感光層に結像する光学系480、482とを有するパターン形成装置を用いた。
-Pattern forming device-
27 to 32 as the light irradiating means, and 768 pairs of micromirror arrays in which 1024 micromirrors are arranged in the main scanning direction shown in FIG. 4 as the light modulating means are arranged in the sub-scanning direction. Among the optical modulation means, the DMD 50 controlled to drive only 1024 × 256 rows, and the microlens array in which the microlenses whose one surface is a toric surface shown in FIG. 13 are arranged in an array A pattern forming apparatus having 472 and optical systems 480 and 482 for forming an image of light passing through the microlens array on the photosensitive layer was used.
前記マイクロレンズとしては、図17及び図18に示すように、トーリックレンズ55aが用いられており、前記x方向に光学的に対応する方向の曲率半径Rx=−0.125mm、前記y方向に対応する方向の曲率半径Ry=−0.1mmである。 As the microlens, a toric lens 55a is used as shown in FIGS. 17 and 18, and a curvature radius Rx = −0.125 mm in a direction optically corresponding to the x direction, corresponding to the y direction. The radius of curvature Ry in the direction to travel is −0.1 mm.
また、マイクロレンズアレイ55の集光位置近傍に配置されるアパーチャアレイ59は、その各アパーチャ59aに、それと対応するマイクロレンズ55aを経た光のみが入射するように配置されている。 In addition, the aperture array 59 disposed in the vicinity of the condensing position of the microlens array 55 is disposed so that only light that has passed through the corresponding microlens 55a is incident on each aperture 59a.
<現像工程>
露光が終了した前記感光層を室温にて10分間静置した後、感光層の全面に、アルカリ現像液として、1質量%炭酸ソーダ水溶液を用い、30℃にて60秒間シャワー現像し、未硬化の領域を溶解除去した。その後、水洗し、乾燥させ、永久パターンを形成した。
<Development process>
The exposed photosensitive layer was allowed to stand at room temperature for 10 minutes, and then the entire surface of the photosensitive layer was shower-developed at 30 ° C. for 60 seconds using a 1% by weight aqueous sodium carbonate solution as an alkaline developer, and uncured. The area of was dissolved and removed. Thereafter, it was washed with water and dried to form a permanent pattern.
[評価]
形成された永久パターンについて、以下の方法により露光感度、解像度、及び露光速度の評価を行った。結果を表3に示す。
[Evaluation]
The formed permanent pattern was evaluated for exposure sensitivity, resolution, and exposure speed by the following methods. The results are shown in Table 3.
<露光感度>
得られた前記永久パターンにおいて、残った前記感光層の硬化領域の厚みを測定した。次いで、レーザ光の照射量と、硬化層の厚さとの関係をプロットして感度曲線を得る。こうして得た感度曲線から配線上の硬化領域の厚さが15μmとなり、硬化領域の表面が光沢面である時の光エネルギー量を、感光層を硬化させるために必要な光エネルギー量とした。
その結果、前記感光層を硬化させるために必要な光エネルギー量は、50mJ/cm2であった。
<Exposure sensitivity>
In the obtained permanent pattern, the thickness of the cured region of the remaining photosensitive layer was measured. Subsequently, a sensitivity curve is obtained by plotting the relationship between the irradiation amount of the laser beam and the thickness of the cured layer. From the sensitivity curve thus obtained, the thickness of the cured region on the wiring was 15 μm, and the amount of light energy when the surface of the cured region was a glossy surface was determined as the amount of light energy necessary for curing the photosensitive layer.
As a result, the amount of light energy necessary for curing the photosensitive layer was 50 mJ / cm 2 .
<解像度>
得られた前記永久パターン形成済みのプリント配線基板の表面を光学顕微鏡で観察し、硬化層パターンの穴部に残膜が無い、最小の穴径を測定し、これを解像度とした。該解像度は数値が小さいほど良好である。その結果、解像度は、65μmφであった。
<Resolution>
The surface of the obtained printed circuit board on which the permanent pattern was formed was observed with an optical microscope, and the minimum hole diameter with no residual film in the hole portion of the cured layer pattern was measured. The smaller the numerical value, the better the resolution. As a result, the resolution was 65 μmφ.
<露光速度>
前記パターン形成装置を用いて、露光光と前記感光層とを相対的に移動させる速度を変更し、永久パターンが形成される速度を求めた。露光は、基材上に調製した前記感光層側から行った。なお、この設定速度が速い方が効率的な永久パターン形成が可能となる。その結果、露光速度は、24mm/secであった。
<Exposure speed>
Using the pattern forming apparatus, the speed at which the exposure light and the photosensitive layer were relatively moved was changed, and the speed at which the permanent pattern was formed was determined. The exposure was performed from the photosensitive layer side prepared on the substrate. It should be noted that an efficient permanent pattern can be formed at a higher setting speed. As a result, the exposure speed was 24 mm / sec.
(比較例1)
[永久パターンの形成及び評価]
実施例1において、感光層上に酸素遮断層を設けないこと以外は、実施例1と同様な方法により、比較例1の永久パターンを形成した。
比較例1の永久パターンについて、実施例1と同様の評価を行った。その結果、露光感度は300mJ/cm2であり、解像度は65μmφであり、露光速度は4mm/secであった。結果を表3に示す。
(Comparative Example 1)
[Formation and evaluation of permanent pattern]
In Example 1, the permanent pattern of Comparative Example 1 was formed by the same method as in Example 1 except that the oxygen blocking layer was not provided on the photosensitive layer.
The permanent pattern of Comparative Example 1 was evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the exposure sensitivity was 300 mJ / cm 2 , the resolution was 65 μmφ, and the exposure speed was 4 mm / sec. The results are shown in Table 3.
(実施例2)
[永久パターンの形成及び評価]
実施例1において、酸素遮断層を、以下の方法で形成したこと以外は、実施例1と同様な方法により、実施例2の永久パターンを形成した。
(Example 2)
[Formation and evaluation of permanent pattern]
In Example 1, the permanent pattern of Example 2 was formed by the same method as in Example 1 except that the oxygen blocking layer was formed by the following method.
−酸素遮断層転写フィルムの作製−
支持体としての膜厚25μmのポリエチレンテレフタレートフィルム上に、ポリビニルアルコール(重合度1700、ガラス転移温度(Tg)65℃、実施例1と同様にして測定した酸素透過率7cm3/(m2・day・気圧))の12%水溶液を塗布し、乾燥させて、膜厚1.5μmの酸素遮断層転写フィルムを作製した。
-Production of oxygen barrier layer transfer film-
On a polyethylene terephthalate film having a film thickness of 25 μm as a support, polyvinyl alcohol (degree of polymerization 1700, glass transition temperature (Tg) 65 ° C., oxygen permeability measured in the same manner as in Example 1 7 cm 3 / (m 2 · day) A 12% aqueous solution of atmospheric pressure)) was applied and dried to prepare an oxygen barrier layer transfer film having a thickness of 1.5 μm.
得られた酸素遮断層転写フィルムを、該酸素遮断層が前記感光層上に当接するように重ねて、ラミネータを用いて加熱しながら前記酸素遮断層を前記感光層上に転写し、次いで、前記支持体を剥離した。
実施例2の永久パターンについて、実施例1と同様の評価を行った。その結果、露光感度は50mJ/cm2であり、解像度は65μmφであり、露光速度は24mm/secであった。結果を表3に示す。
The obtained oxygen barrier layer transfer film is overlaid so that the oxygen barrier layer is in contact with the photosensitive layer, and the oxygen barrier layer is transferred onto the photosensitive layer while being heated using a laminator. The support was peeled off.
For the permanent pattern of Example 2, the same evaluation as in Example 1 was performed. As a result, the exposure sensitivity was 50 mJ / cm 2 , the resolution was 65 μmφ, and the exposure speed was 24 mm / sec. The results are shown in Table 3.
(実施例3)
[永久パターンの形成及び評価]
実施例1において、下記組成に基づいて、感光性組成物(溶液)を調製したこと以外は、実施例1の永久パターン形成方法と同様にして、実施例3の永久パターンを形成した。
得られた実施例3の永久パターンについて、実施例1と同様の評価を行った。その結果、露光感度は20mJ/cm2であり、解像度は65μmφであり、露光速度は60mm/secであった。結果を表3に示す。
(Example 3)
[Formation and evaluation of permanent pattern]
In Example 1, the permanent pattern of Example 3 was formed in the same manner as the permanent pattern forming method of Example 1 except that a photosensitive composition (solution) was prepared based on the following composition.
The obtained permanent pattern of Example 3 was evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the exposure sensitivity was 20 mJ / cm 2 , the resolution was 65 μmφ, and the exposure speed was 60 mm / sec. The results are shown in Table 3.
−感光性組成物の調製−
硫酸バリウム(堺化学工業社製、B30)50.00質量部、スチレン/無水マレイン酸/ブチルアクリレート共重合体(モル比40/32/28)とベンジルアミン(該共重合体の無水物基に対して1.0当量)との付加反応物35質量%メチルエチルケトン溶液81.70質量部、ジペンタエリトリトールヘキサアクリレート13.16質量部、IRGACURE907(チバ・スペシャルティー・ケミカルズ製)6.82質量部、YX4000(ジャパンエポキシレジン社製、エポキシ樹脂)20.00質量部、RE306(日本化薬社製、エポキシ樹脂)5.00質量部、ジシアンジアミド0.13質量部、ハイドロキノンモノメチルエーテル0.024質量部、及びフタロシアニングリーン0.42質量部からなる組成に基づいて、感光性組成物を調製した。
-Preparation of photosensitive composition-
50.00 parts by mass of barium sulfate (manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd., B30), styrene / maleic anhydride / butyl acrylate copolymer (molar ratio 40/32/28) and benzylamine (on the anhydride group of the copolymer) Addition reaction product 35 mass% methyl ethyl ketone solution 81.70 parts by mass, dipentaerythritol hexaacrylate 13.16 parts by mass, IRGACURE907 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 6.82 parts by mass, YX4000 (Japan Epoxy Resin, Epoxy Resin) 20.00 parts by mass, RE306 (Nippon Kayaku, Epoxy Resin) 5.00 parts by mass, Dicyandiamide 0.13 parts by mass, Hydroquinone monomethyl ether 0.024 parts by mass, And based on a composition comprising 0.42 parts by weight of phthalocyanine green The photosensitive composition was prepared.
(比較例2)
[永久パターンの形成及び評価]
実施例3において、感光層上に酸素遮断層を設けないこと以外は、実施例3と同様な方法により、比較例2の永久パターンを形成した。
得られた比較例2の永久パターンについて、実施例1と同様の評価を行った。その結果、露光感度は200mJ/cm2であり、解像度は65μmφであり、露光速度は6mm/secであった。結果を表3に示す。
(Comparative Example 2)
[Formation and evaluation of permanent pattern]
In Example 3, the permanent pattern of Comparative Example 2 was formed by the same method as in Example 3 except that the oxygen blocking layer was not provided on the photosensitive layer.
The obtained permanent pattern of Comparative Example 2 was evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the exposure sensitivity was 200 mJ / cm 2 , the resolution was 65 μmφ, and the exposure speed was 6 mm / sec. The results are shown in Table 3.
(比較例3)
[永久パターンの形成及び評価]
支持体としての厚さ20μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(商品名G2、帝人社製)上に、実施例1のフォトソルダレジストを、スクリーン印刷法により、35μmの乾燥厚みとなるように、塗布し、80℃の熱風循環式の乾燥炉中で30分間乾燥し、35μm厚の回路パターンフォトレジスト感光層を形成した。
該回路パターンフォトレジスト感光層上に、厚さ30μmのポリエチレン保護フィルム(商品名GF−3、タマポリ社製)をラミネートしてフォトソルダレジスト形成フィルムを作製した。
次いで、前記保護フィルムを剥離した前記フォトソルダレジスト形成フィルムを、感光層側が銅張り積層板(銅箔厚18μm/樹脂厚1.4mm)側となるように重ね合わせた後に、加圧・加熱して銅張り積層板上に前記フォトソルダレジスト形成フィルムを積層した。
(Comparative Example 3)
[Formation and evaluation of permanent pattern]
On a 20 μm-thick polyethylene terephthalate film (trade name G2, manufactured by Teijin Ltd.) as a support, the photo solder resist of Example 1 was applied by screen printing so as to have a dry thickness of 35 μm. The film was dried for 30 minutes in a hot-air circulating drying oven at 0 ° C. to form a circuit pattern photoresist photosensitive layer having a thickness of 35 μm.
A 30 μm thick polyethylene protective film (trade name GF-3, manufactured by Tamapoly Co., Ltd.) was laminated on the circuit pattern photoresist photosensitive layer to prepare a photo solder resist forming film.
Next, the photo solder resist-formed film from which the protective film has been peeled is overlaid so that the photosensitive layer side is the copper-clad laminate (copper foil thickness 18 μm / resin thickness 1.4 mm) side, and then pressed and heated. Then, the photo solder resist forming film was laminated on the copper-clad laminate.
<露光工程>
基材上の前記感光層を、前記支持体を介して、実施例1と同様のパターン形成装置を用いて、波長が405nmのレーザ光を、15段ステップウエッジパターン(ΔlogE=0.15)、及び直径の異なる多数の穴部が形成されるパターンが得られるように照射して露光し、前記感光層の一部の領域を硬化させた。
次いで、実施例1と同様な方法により、比較例3の永久パターンを形成した。
得られた比較例3の永久パターンについて、実施例1と同様の評価を行った。その結果、露光感度は50mJ/cm2であり、解像度は100μmφであり、露光速度は24mm/secであった。
この結果から、前記支持体を介して露光を行った場合には、解像度が劣化することが認められた。結果を表3に示す。
<Exposure process>
Using the same pattern forming apparatus as in Example 1 through the support, the photosensitive layer on the substrate was irradiated with a laser beam having a wavelength of 405 nm, a 15-step step wedge pattern (Δlog E = 0.15), In addition, irradiation was performed so as to obtain a pattern in which a large number of holes having different diameters were formed, and a part of the photosensitive layer was cured.
Next, a permanent pattern of Comparative Example 3 was formed by the same method as in Example 1.
The obtained permanent pattern of Comparative Example 3 was evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the exposure sensitivity was 50 mJ / cm 2 , the resolution was 100 μmφ, and the exposure speed was 24 mm / sec.
From this result, it was confirmed that the resolution deteriorated when the exposure was performed through the support. The results are shown in Table 3.
(実施例4)
[配線パターンの形成及び評価]
メチルメタクリレート/2−エチルヘキシルアクリレート/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体[共重合体組成(モル比):40/26.7/4.5/28.8、質量平均分子量:90000、Tg:50℃]15質量部、ドデカポリプロピレングリコールジアクリレート6.5質量部、テトラエチレングリコールジメタクリレート1.5質量部、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン0.4質量部、ベンゾフェノン3.0質量部、4−トルエンスルホンアミド0.5質量部、マラカイトグリーン蓚酸塩0.02質量部、1,2,4−トリアゾール0.01質量部、ロイコクリスタルバイオレット0.2質量部、トリブロモメチルフェニルスルホン0.1質量部、メチルエチルケトン15質量部、及び1−メトキシ−2−プロパノール35質量部からなる組成に基づいて、感光性組成物(溶液)を調製し、銅張り積層板(銅厚12μm)上に、スピンコーターを用いて塗布し、オーブン中で120℃、2分間の条件で乾燥し、厚さ5μmの回路パターンフォトレジスト層を形成した。
次いで、実施例1と同様の酸素遮断層組成物を、前記回路パターンフォトレジスト層上に、塗布し、乾燥させて、膜厚1.5μmの酸素遮断層を形成した。
Example 4
[Formation and evaluation of wiring patterns]
Methyl methacrylate / 2-ethylhexyl acrylate / benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer [copolymer composition (molar ratio): 40 / 26.7 / 4.5 / 28.8, mass average molecular weight: 90000, Tg: 50 ° C. ] 15 parts by mass, 6.5 parts by mass of dodecapolypropylene glycol diacrylate, 1.5 parts by mass of tetraethylene glycol dimethacrylate, 0.4 parts by mass of 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone, 3.0 parts by mass of benzophenone, 0.5 parts by mass of 4-toluenesulfonamide, 0.02 parts by mass of malachite green succinate, 0.01 parts by mass of 1,2,4-triazole, 0.2 parts by mass of leucocrystal violet, 0. 1 part by weight, 15 parts by weight of methyl ethyl ketone, and 1-methoxy- A photosensitive composition (solution) was prepared on the basis of a composition consisting of 35 parts by mass of 2-propanol, and applied on a copper-clad laminate (copper thickness 12 μm) using a spin coater. The film was dried for 2 minutes to form a circuit pattern photoresist layer having a thickness of 5 μm.
Next, the same oxygen barrier layer composition as in Example 1 was applied onto the circuit pattern photoresist layer and dried to form an oxygen barrier layer having a thickness of 1.5 μm.
<露光工程>
基材上の前記感光層に対し、前記実施例1と同様のパターン形成装置を用いて、波長が405nmのレーザ光を、15段ステップウエッジパターン(ΔlogE=0.15)、及び解像度評価の為の種々のライン/スペース幅を有するパターンが得られるように照射して露光し、前記感光層の一部の領域を硬化させた。
<Exposure process>
For the photosensitive layer on the substrate, a laser beam having a wavelength of 405 nm was applied to the photosensitive layer on the substrate using a 15-step step wedge pattern (Δlog E = 0.15) and resolution evaluation. Irradiation was performed to obtain patterns having various line / space widths, and a part of the photosensitive layer was cured.
<現像工程>
露光が終了した前記感光層を室温にて10分間静置した後、感光層の全面に、アルカリ現像液として、1質量%炭酸ソーダ水溶液を用い、35℃にて現像し、未硬化の領域を溶解除去した。その後、純水スプレーで水洗し、自然乾燥させ、永久パターンを形成した。
<Development process>
The exposed photosensitive layer was allowed to stand at room temperature for 10 minutes, and then developed on the entire surface of the photosensitive layer at 35 ° C. using a 1% by weight sodium carbonate aqueous solution as an alkaline developer to remove uncured regions. Dissolved and removed. Thereafter, it was washed with pure water spray and naturally dried to form a permanent pattern.
[評価]
実施例4の配線パターンについて、実施例1と同様の評価を行った。その結果、露光感度は20mJ/cm2であり、解像度はL/S(ライン/スペース)=15μm/15μmであり、露光速度は60mm/secであった。結果を表3に示す。
[Evaluation]
The wiring pattern of Example 4 was evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the exposure sensitivity was 20 mJ / cm 2 , the resolution was L / S (line / space) = 15 μm / 15 μm, and the exposure speed was 60 mm / sec. The results are shown in Table 3.
(比較例4)
[配線パターンの形成及び評価]
実施例4において、感光層上に酸素遮断層を設けないこと以外は、実施例4と同様な方法により、比較例4の配線パターンを形成し、実施例4と同様の評価を行った。その結果、露光感度は300J/cm2であり、解像度はL/S(ライン/スペース)=30μm/30μmであり、露光速度は4mm/secであった。結果を表3に示す。
(Comparative Example 4)
[Formation and evaluation of wiring patterns]
In Example 4, the wiring pattern of Comparative Example 4 was formed by the same method as in Example 4 except that the oxygen blocking layer was not provided on the photosensitive layer, and the same evaluation as in Example 4 was performed. As a result, the exposure sensitivity was 300 J / cm 2 , the resolution was L / S (line / space) = 30 μm / 30 μm, and the exposure speed was 4 mm / sec. The results are shown in Table 3.
(実施例5)
[カラーフィルターパターンの形成及び評価]
下記により調製されたカラーレジスト組成物を均一混合した分散液を、孔径5μmのフィルターで濾過し、該濾過液をガラス板(厚さ0.7mm)上に、スピンコーターを用いて塗布し、オーブン中で120℃、2分間の条件で乾燥し、厚さ2μmの緑色の均一なカラーレジスト層を形成した。
次いで、実施例1と同様の酸素遮断層組成物を、前記カラーレジスト層上に、塗布し、乾燥させて、膜厚1.5μmの酸素遮断層を形成した。
(Example 5)
[Formation and evaluation of color filter pattern]
The dispersion prepared by uniformly mixing the color resist composition prepared as follows is filtered through a filter having a pore size of 5 μm, and the filtrate is applied onto a glass plate (thickness 0.7 mm) using a spin coater. The film was dried at 120 ° C. for 2 minutes to form a green uniform color resist layer having a thickness of 2 μm.
Next, the same oxygen barrier layer composition as in Example 1 was applied onto the color resist layer and dried to form an oxygen barrier layer having a thickness of 1.5 μm.
−カラーレジスト組成物の調製−
ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体[共重合組成(モル比):68/32、質量平均分子量:30.000、Tg:77℃]80質量部、C.I.Pigment Green7 100質量部、C.I.Pigment Yellow185 30質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート500質量部からなる各成分を、サンドミルで1昼夜分散した。
次いで、得られた分散液に、ジペンタエリトリトールヘキサアクリレート80質量部、4−[o−ブロモ−p−N,N−ジ(エトキシカルボニル)アミノフェニル]2,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン5質量部、7−[4−クロロ−6−(ジエチルアミノ)−s−トリアジン−2−イルアミノ]−3−フェニルクマリン2質量部、ハイドロキノンモノメチルエーテル0.01質量部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート500質量部からなる混合物を添加してカラーレジスト組成物を調製した。
-Preparation of color resist composition-
Benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer [copolymerization composition (molar ratio): 68/32, mass average molecular weight: 30.000, Tg: 77 ° C.] 80 parts by mass, C.I. I. Pigment Green 7 100 parts by mass, C.I. I. Each component consisting of 30 parts by mass of Pigment Yellow 185 and 500 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate was dispersed for one day in a sand mill.
Next, 80 parts by mass of dipentaerythritol hexaacrylate, 4- [o-bromo-pN, N-di (ethoxycarbonyl) aminophenyl] 2,6-bis (trichloromethyl) -s was added to the obtained dispersion. -5 parts by weight of triazine, 2 parts by weight of 7- [4-chloro-6- (diethylamino) -s-triazin-2-ylamino] -3-phenylcoumarin, 0.01 part by weight of hydroquinone monomethyl ether, and propylene glycol monomethyl ether A color resist composition was prepared by adding a mixture of 500 parts by mass of acetate.
<露光工程>
基材上の前記カラーレジスト層に対し、前記実施例1と同様のパターン形成装置を用いて、波長が405nmのレーザ光を、15段ステップウエッジパターン(ΔlogE=0.15)、及び解像度評価の為の種々のライン/スペース幅を有するパターンが得られるように照射して露光し、前記感光層の一部の領域を硬化させた。
<Exposure process>
Using the same pattern forming apparatus as in Example 1 above, a laser beam having a wavelength of 405 nm was applied to the color resist layer on the substrate using a 15-step step wedge pattern (Δlog E = 0.15) and resolution evaluation. Irradiation was performed so as to obtain patterns having various line / space widths, and a part of the photosensitive layer was cured.
<現像工程>
露光が終了した前記感光層を室温にて10分間静置した後、感光層の全面に、富士フイルムアーチ社製有機アルカリ現像液(商品名;CD−2000−4)を用い、室温下で60秒間パドル現像し、未硬化の領域を溶解除去した。その後、20秒間スピンシャワーにて純水でリンスし、更に、純水で水洗いし、自然乾燥させ、カラーフィルターパターンを形成した。
<Development process>
The exposed photosensitive layer was allowed to stand at room temperature for 10 minutes, and then an organic alkali developer (trade name: CD-2000-4) manufactured by Fuji Film Arch was used on the entire surface of the photosensitive layer at room temperature for 60 minutes. Paddle development was performed for 2 seconds, and uncured areas were dissolved and removed. Thereafter, it was rinsed with pure water in a spin shower for 20 seconds, further washed with pure water, and naturally dried to form a color filter pattern.
[評価]
実施例5のカラーフィルターパターンについて、実施例1と同様の評価を行った。その結果、露光感度は40mJ/cm2であり、解像度はL/S(ライン/スペース)=5μm/5μmであり、露光速度は30mm/secであった。結果を表3に示す。
[Evaluation]
The color filter pattern of Example 5 was evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the exposure sensitivity was 40 mJ / cm 2 , the resolution was L / S (line / space) = 5 μm / 5 μm, and the exposure speed was 30 mm / sec. The results are shown in Table 3.
(比較例5)
[カラーフィルターパターンの形成及び評価]
実施例5において、感光層上に酸素遮断層を設けないこと以外は、実施例5と同様な方法により、比較例5のカラーフィルターパターンを形成した。得られたカラーフィルターパーターンについて、実施例5と同様の評価を行った。その結果、露光感度は300J/cm2であり、解像度はL/S(ライン/スペース)=10μm/10μmであり、露光速度は4mm/secであった。結果を表3に示す。
(Comparative Example 5)
[Formation and evaluation of color filter pattern]
In Example 5, the color filter pattern of Comparative Example 5 was formed in the same manner as in Example 5 except that the oxygen blocking layer was not provided on the photosensitive layer. The obtained color filter pattern was evaluated in the same manner as in Example 5. As a result, the exposure sensitivity was 300 J / cm 2 , the resolution was L / S (line / space) = 10 μm / 10 μm, and the exposure speed was 4 mm / sec. The results are shown in Table 3.
(実施例6)
[配線パターンの形成]
両面に厚さ18μmの銅層を有する両面銅張り積層板に、幅100μm及び間隙120μmの配線パターン(第一の配線パターン)を、公知のサブトラクティブ法により作製し、公知の方法で銅表面に黒化処理を行った。この配線上に、実施例3の感光性組成物(溶液)を順次、両面に塗布し乾燥して厚み35μm(基板樹脂部分からの厚み、この時のパターン銅からの厚みは17μmであった)の感光層間絶縁層を形成した。そして、実施例1に記載の酸素遮断層組成物溶液を感光性層間絶縁層上に塗布し、乾燥させて、膜厚1.5μmの酸素遮断層を形成した。
(Example 6)
[Formation of wiring pattern]
A wiring pattern (first wiring pattern) having a width of 100 μm and a gap of 120 μm is prepared on a double-sided copper-clad laminate having a copper layer with a thickness of 18 μm on both sides by a known subtractive method. Blackening treatment was performed. On this wiring, the photosensitive composition (solution) of Example 3 was sequentially applied on both sides and dried to a thickness of 35 μm (thickness from the substrate resin portion, and the thickness from the patterned copper at this time was 17 μm). A photosensitive interlayer insulating layer was formed. Then, the oxygen barrier layer composition solution described in Example 1 was applied onto the photosensitive interlayer insulating layer and dried to form an oxygen barrier layer having a thickness of 1.5 μm.
次に、前記実施例1と同様のパターン形成装置を用いて、バイアホール(層間接続用孔部)形成用パターンを有するレーザー光を感光層間絶縁層に、窒素ガスを導入しつつ露光量50mJ/cm2、露光速度24mm/secで照射して、1質量%の炭酸ソーダ水溶液を用いて30℃にて60秒間シャワー現像を行った。その結果、層間絶縁層に直径約65μmのバイアホールが形成された。次に、拡散露光機を用いて、層間絶縁層全面に1900mJ/cm2の条件で露光し、次いで、160℃にて60分間加熱して、後硬化処理を行った。上記層間絶縁層を有する基板を、大気圧オゾン表面処理機(CDO−201、k−tech社製)で、温度180℃で表面処理し、現像スカムを除去した。2.5質量%希硫酸水溶液に24℃にて2分間浸漬させた後、下記の処理剤を用いて下記の(I)〜(V)の工程により、無電解メッキ膜を形成した。 Next, using the same pattern forming apparatus as in Example 1, a laser beam having a via hole (interlayer connection hole) forming pattern is applied to the photosensitive interlayer insulating layer while introducing nitrogen gas to an exposure dose of 50 mJ / Irradiation was performed at cm 2 and an exposure speed of 24 mm / sec, and shower development was performed at 30 ° C. for 60 seconds using a 1 mass% sodium carbonate aqueous solution. As a result, a via hole having a diameter of about 65 μm was formed in the interlayer insulating layer. Next, using a diffusion exposure machine, the entire surface of the interlayer insulating layer was exposed under the condition of 1900 mJ / cm 2 , and then heated at 160 ° C. for 60 minutes to perform post-curing treatment. The substrate having the interlayer insulating layer was subjected to surface treatment at a temperature of 180 ° C. with an atmospheric pressure ozone surface treatment machine (CDO-201, manufactured by k-tech) to remove development scum. After being immersed in a 2.5 mass% dilute sulfuric acid aqueous solution at 24 ° C. for 2 minutes, an electroless plating film was formed by the following steps (I) to (V) using the following treatment agent.
(I)前処理剤(PC206、メルテックス社製)に、上記基板を25℃にて2分間浸漬させた後、2分間純水で洗浄した。
(II)触媒付与剤(アクティベータ444,メルテックス社製)に、上記基板を25℃にて6分間浸漬させた後、2分間純水で洗浄した。
(III)活性化処理剤(PA491、メルテックス社製)に、上記基板を25℃にて10分間浸漬させた後、2分間純水で洗浄した。
(IV)無電解メッキ液(CU390、メルテックス社製)に、上記基板を25℃、pH12.8の条件で20分間浸漬させた後、5分間純水で洗浄した。
(V)100℃にて15分間乾燥した。
その結果、絶縁層上に、膜厚0.3μmの無電解銅メッキ層が形成された。
(I) The substrate was immersed in a pretreatment agent (PC206, manufactured by Meltex) at 25 ° C. for 2 minutes, and then washed with pure water for 2 minutes.
(II) The substrate was immersed in a catalyst-imparting agent (Activator 444, manufactured by Meltex) for 6 minutes at 25 ° C., and then washed with pure water for 2 minutes.
(III) The substrate was immersed in an activation treatment agent (PA491, manufactured by Meltex) at 25 ° C. for 10 minutes, and then washed with pure water for 2 minutes.
(IV) The substrate was immersed in an electroless plating solution (CU390, manufactured by Meltex) for 20 minutes under the conditions of 25 ° C. and pH 12.8, and then washed with pure water for 5 minutes.
(V) It dried at 100 degreeC for 15 minutes.
As a result, an electroless copper plating layer having a film thickness of 0.3 μm was formed on the insulating layer.
引き続き、上記基板をメルテックス社製の脱脂処理液(PC455)中に、25℃にて30秒間浸漬させた後、2分間水洗し、電解銅メッキを行った。硫酸銅75g/L、硫酸190g/L、塩素イオン約50ppm、及びメルテックス社製カパーグリームPCM 5mL/Lからなる組成の電解銅メッキ液を用いて、25℃、2.4A/100cm2、40分間の条件でメッキを行った。その結果、厚さ約20μmの銅が析出した。次に、得られたメッキ層を有する基板をオーブンに入れ、170℃にて60分間放置してアニール処理を行った。
次に、ドライフィルムフォトレジストを用い、画像様露光した後、現像を行った。次いで、露出したメッキ層(銅)のエッチングを行い、第二の配線パターン及び層間接続部領域を形成した。
Subsequently, the substrate was immersed in a degreasing solution (PC455) manufactured by Meltex for 30 seconds at 25 ° C., then washed with water for 2 minutes and subjected to electrolytic copper plating. Using an electrolytic copper plating solution having a composition consisting of 75 g / L of copper sulfate, 190 g / L of sulfuric acid, about 50 ppm of chloride ions, and 5 mL / L of Capper Gream PCM manufactured by Meltex, 25 ° C., 2.4 A / 100 cm 2 , 40 Plating was performed under the condition of minutes. As a result, copper having a thickness of about 20 μm was deposited. Next, the obtained substrate having a plated layer was put in an oven and left at 170 ° C. for 60 minutes for annealing treatment.
Next, development was performed after imagewise exposure using a dry film photoresist. Next, the exposed plating layer (copper) was etched to form a second wiring pattern and an interlayer connection region.
<評価>
得られた絶縁層上に配線パターン及び層間接続部領域が形成された基板について、260℃にて20秒間の半田耐熱試験を行ったところ、配線等の剥がれ、膨れなどは発生しなかった。また、JIS K5400による5mm間隔の碁盤目テストでも10点の評価であり、配線パターンと絶縁樹脂層間の接着は良好であった。また、基板を100mm幅に裁断し、テンシロン引張試験機を用いて90度剥離試験を行って、剥離強度を測定したところ、0.6kg/cm以上であった。
更に、基板上に、再度、前記感光性組成物塗布液を塗布し、乾燥して、前記と同様にして第3層目の配線パターンを形成したが、半田耐熱試験で問題は生じなかった。また、JIS K5400による5mm間隔の碁盤目テストでも10点の評価であり、配線パターンと絶縁樹脂層間の接着は良好であった。
<Evaluation>
When the substrate having the wiring pattern and the interlayer connection region formed on the obtained insulating layer was subjected to a solder heat resistance test at 260 ° C. for 20 seconds, no peeling or swelling of the wiring or the like occurred. In addition, the cross-cut test at 5 mm intervals according to JIS K5400 gave an evaluation of 10 points, and the adhesion between the wiring pattern and the insulating resin layer was good. Further, the substrate was cut into a width of 100 mm, a 90 degree peel test was performed using a Tensilon tensile tester, and the peel strength was measured. As a result, it was 0.6 kg / cm or more.
Further, the photosensitive composition coating solution was applied again on the substrate and dried to form a third-layer wiring pattern in the same manner as described above, but no problem occurred in the solder heat resistance test. In addition, the cross-cut test at 5 mm intervals according to JIS K5400 gave an evaluation of 10 points, and the adhesion between the wiring pattern and the insulating resin layer was good.
(比較例6)
[配線パターンの形成及び評価]
実施例6において、酸素遮断層を設けないこと以外は、実施例6と同様にして、比較例6の配線パターンを形成した。得られた配線パターンについて、実施例6と同様の評価を行った。その結果、必要な露光量は300mJ/cm2であり、解像度は65μmφ、露光速度は4mm/secであった。結果を表3に示す。
(Comparative Example 6)
[Formation and evaluation of wiring patterns]
In Example 6, the wiring pattern of Comparative Example 6 was formed in the same manner as Example 6 except that the oxygen blocking layer was not provided. The obtained wiring pattern was evaluated in the same manner as in Example 6. As a result, the necessary exposure amount was 300 mJ / cm 2 , the resolution was 65 μmφ, and the exposure speed was 4 mm / sec. The results are shown in Table 3.
(比較例7)
[配線パターンの形成及び評価]
実施例1において、保護層として、下記組成の保護層塗布液から形成した保護層(実施例1と同様にして測定した酸素透過率180cm3/(m2・day・気圧))を用いた以外は、実施例1と同様にして、永久パターンを形成した。
−保護層塗布液の組成−
メチルセルロース・・・75質量部
ポリ酢酸ビニルエマルジョン(固形分40質量%)・・・62.5質量部
水・・・800質量部
得られた永久パターンについて、実施例1と同様にして、評価を行ったところ、感光感度は150mJ/cm2、解像度は60μmφ、鉛筆硬度は3H〜4Hであり、露光硬度は8mm/secであった。結果を表3に示す。
(Comparative Example 7)
[Formation and evaluation of wiring patterns]
In Example 1, a protective layer formed from a protective layer coating solution having the following composition (oxygen permeability 180 cm 3 / (m 2 · day · atmospheric pressure) measured in the same manner as in Example 1) was used as the protective layer. In the same manner as in Example 1, a permanent pattern was formed.
-Composition of coating solution for protective layer-
Methyl cellulose: 75 parts by mass Polyvinyl acetate emulsion (solid content: 40% by mass): 62.5 parts by mass Water: 800 parts by mass The obtained permanent pattern was evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the sensitivity was 150 mJ / cm 2 , the resolution was 60 μmφ, the pencil hardness was 3H to 4H, and the exposure hardness was 8 mm / sec. The results are shown in Table 3.
表3の結果から、比較例1〜7のパターンと比較して、実施例1〜6の永久パターンは露光感度及び解像度が高く、効率的にパターン形成ができることが認められた。 From the results shown in Table 3, it was confirmed that the permanent patterns of Examples 1 to 6 had higher exposure sensitivity and resolution than the patterns of Comparative Examples 1 to 7, and the patterns could be formed efficiently.
本発明のパターン形成方法は、感光層上に結像させる像の歪みを抑制することにより、パッケージ基板を含むプリント配線基板分野における永久パターン(層間絶縁膜、ソルダーレジストパターン等の保護膜や回路形成用フォトレジスト、カラーレジスト)を高精細に、かつ、効率よく形成可能であるため、高精細な露光が必要とされる各種パターンの形成などに好適に使用することができ、特に高精細なパターンの形成に好適に使用することができる。 The pattern forming method of the present invention suppresses distortion of an image formed on a photosensitive layer, thereby forming a permanent pattern (a protective film such as an interlayer insulating film, a solder resist pattern, or a circuit formation) in the printed wiring board field including a package substrate. Photo resist and color resist) can be formed with high definition and efficiency, and can be suitably used for forming various patterns that require high-definition exposure. It can be used suitably for formation of.
LD1〜LD7 GaN系半導体レーザ
10 ヒートブロック
11〜17 コリメータレンズ
20 集光レンズ
30〜31 マルチモード光ファイバ
44 コリメータレンズホルダー
45 集光レンズホルダー
46 ファイバホルダー
50 デジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)
52 レンズ系
53 反射光像(露光ビーム)
54 第2結像光学系のレンズ
55 マイクロレンズアレイ
55a マイクロレンズ
55a’ マイクロレンズ
55a” マイクロレンズ
56 被露光面(走査面)
57 第2結像光学系のレンズ
58 第2結像光学系のレンズ
59 アパーチャアレイ
64 レーザモジュール
66 ファイバアレイ光源
67 レンズ系
68 レーザ出射部
69 ミラー
70 プリズム
71 集光レンズ
72 ロッドインテグレータ
73 プリズムペア
74 結像レンズ
100 ヒートブロック
110 マルチキャビティレーザ
111 ヒートブロック
113 ロッドレンズ
120 集光レンズ
130 マルチモード光ファイバ
130a コア
140 レーザアレイ
144 光照射手段
150 パターン形成材料
152 ステージ
155a マイクロレンズ
156 設置台
158 ガイド
160 ゲート
162 スキャナ
164 センサ
166 露光ヘッド
168 露光エリア
170 露光済み領域
180 ヒートブロック
184 コリメートレンズアレイ
255 マイクロレンズアレイ
255a マイクロレンズ
302 コントローラ
304 ステージ駆動装置
355 マイクロレンズアレイ
355a マイクロレンズ
454 レンズ系
455 マイクロレンズアレイ
455a マイクロレンズ
468 露光エリア
472 マイクロレンズアレイ
474 マイクロレンズ
476 アパーチャアレイ
478 アパーチャ
480 レンズ系
555 マイクロレンズアレイ
555a マイクロレンズ
655 マイクロレンズアレイ
655a マイクロレンズ
755 マイクロレンズアレイ
755a マイクロレンズ
855 マイクロレンズアレイ
855a マイクロレンズ
LD1-LD7 GaN-based semiconductor laser 10 Heat block 11-17 Collimator lens 20 Condensing lens 30-31 Multimode optical fiber 44 Collimator lens holder 45 Condensing lens holder 46 Fiber holder 50 Digital micromirror device (DMD)
52 Lens system 53 Reflected light image (exposure beam)
54 Lens of second imaging optical system 55 Micro lens array 55a Micro lens 55a 'Micro lens 55a "Micro lens 56 Surface to be exposed (scanning surface)
57 Lens of second imaging optical system 58 Lens of second imaging optical system 59 Aperture array 64 Laser module 66 Fiber array light source 67 Lens system 68 Laser emitting unit 69 Mirror 70 Prism 71 Condensing lens 72 Rod integrator 73 Prism pair 74 Imaging lens 100 Heat block 110 Multi cavity laser 111 Heat block 113 Rod lens 120 Condensing lens 130 Multimode optical fiber 130a Core 140 Laser array 144 Light irradiation means 150 Pattern forming material 152 Stage 155a Micro lens 156 Installation table 158 Guide 160 Gate 162 Scanner 164 Sensor 166 Exposure head 168 Exposure area 170 Exposed area 180 Heat block 184 Collimating lens Ray 255 Micro lens array 255a Micro lens 302 Controller 304 Stage drive device 355 Micro lens array 355a Micro lens 454 Lens system 455 Micro lens array 455a Micro lens 468 Exposure area 472 Micro lens array 474 Micro lens 476 Aperture array 478 Aperture 480 Lens system 555 Micro lens array 555a Micro lens 655 Micro lens array 655a Micro lens 755 Micro lens array 755a Micro lens 855 Micro lens array 855a Micro lens
Claims (25)
光照射手段からの光を受光し出射する描素部をn個有する光変調手段により、前記光照射手段からの光を変調させた後に、前記描素部における出射面の歪みによる収差を補正可能な非球面を有するマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイを通過させた光によって、前記感光層を、露光する露光工程と、
該露光工程により露光された感光層を現像する現像工程と、を含むことを特徴とするパターン形成方法。 At least on the surface of the substrate, a photosensitive layer made of a photosensitive composition containing a binder, a polymerizable compound, and a photopolymerization initiator, and an oxygen blocking layer are formed so that the photosensitive layer is on the substrate side. A photosensitive layer forming step;
After modulating the light from the light irradiating means by the light modulating means having n picture elements for receiving and emitting the light from the light irradiating means, it is possible to correct aberration due to the distortion of the exit surface in the picture element. An exposure step of exposing the photosensitive layer with light that has passed through a microlens array in which microlenses having aspherical surfaces are arranged; and
And a developing step of developing the photosensitive layer exposed by the exposure step.
光照射手段からの光を受光し出射する描素部をn個有する光変調手段により、前記光照射手段からの光を変調させた後に、前記描素部の周辺部からの光を入射させないレンズ開口形状を有するマイクロレンズを配列したマイクロレンズアレイを通過させた光によって、前記感光層を、露光する露光工程と、
該露光工程により露光された感光層を現像する現像工程と、を含むことを特徴とするパターン形成方法。 At least on the surface of the substrate, a photosensitive layer made of a photosensitive composition containing a binder, a polymerizable compound, and a photopolymerization initiator, and an oxygen blocking layer are formed so that the photosensitive layer is on the substrate side. A photosensitive layer forming step;
A lens that does not allow the light from the peripheral portion of the picture element part to enter after the light from the light irradiation means is modulated by the light modulation means having n picture element parts that receive and emit light from the light irradiation means An exposure step of exposing the photosensitive layer with light that has passed through a microlens array in which microlenses having aperture shapes are arranged; and
And a developing step of developing the photosensitive layer exposed by the exposure step.
25. The pattern forming method according to any one of claims 1 to 8 and 11 to 24, wherein a curing treatment is performed on the photosensitive layer after the development step.
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JP2010079265A (en) * | 2008-08-29 | 2010-04-08 | Fujifilm Corp | Photomask blanks and photomask |
JP2020190735A (en) * | 2020-07-14 | 2020-11-26 | 旭化成株式会社 | Photosensitive resin composition, photosensitive resin laminate, method for forming resist pattern and method for producing conductor pattern |
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2005
- 2005-06-08 JP JP2005168880A patent/JP2006330651A/en active Pending
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JP2020190735A (en) * | 2020-07-14 | 2020-11-26 | 旭化成株式会社 | Photosensitive resin composition, photosensitive resin laminate, method for forming resist pattern and method for producing conductor pattern |
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