JP3876991B2 - 青紫色レーザー感光性レジスト材層を有する画像形成材及びそのレジスト画像形成方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、青紫色レーザー光による露光、及び現像処理によってレジスト画像形成可能な、青紫色レーザー感光性レジスト材層を有する画像形成材、及びそのレジスト画像形成方法に関し、特に、青紫色レーザー光による直接描画によって、プリント配線基板、プラズマディスプレイ用配線板、液晶ディスプレイ用配線板、大規模集積回路、薄型トランジスタ、半導体パッケージ等の微細電子回路の形成に有用な、青紫色レーザー感光性レジスト材層を有する画像形成材(但し、平版印刷版以外)、及びそのレジスト画像形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、プリント配線基板、プラズマディスプレイ用配線板、液晶ディスプレイ用配線板、大規模集積回路、薄型トランジスタ、半導体パッケージ等の微細電子回路の形成には、例えば、被加工基板上に感光性レジスト材層を有し、必要に応じてその上に保護層を有する画像形成材のその感光性レジスト材層を、マスクフィルムを通して紫外線照射して露光した後、マスクフィルムを剥離し、更に保護層を有する場合にはその保護層を剥離し、露光部と非露光部の現像液に対する溶解性の差を利用して現像してパターンを形成し、このパターン層をマスクとして被加工基板をエッチング加工等することにより、被加工基板に回路パターンを形成するリソグラフィー法が広く用いられている。
【0003】
更に、近年、露光光源にレーザー光を用いることにより、マスクフィルムを用いずに、コンピューター等のデジタル情報から直接画像を形成するレーザー直接描画法が、生産性のみならず、解像性や位置精度等の向上も図れることから注目されるに到り、それに伴い、リソグラフィー法においてもレーザー光の利用が盛んに研究されている。
【0004】
一方、レーザー光は、紫外から赤外までの種々の光源が知られているが、画像露光に利用できるレーザー光としては、出力、安定性、感光能力、及びコスト等の点から、アルゴンイオンレーザー、ヘリウムネオンレーザー、YAGレーザー、及び半導体レーザー等の可視から赤外領域の光を発するものが有力視されており、例えば、波長488nmのアルゴンイオンレーザー、波長532nmのFD−YAGレーザーを用いたリソグラフィー法は既に実用化に到っている。
【0005】
しかしながら、このような可視レーザー光を用いた画像形成法は、黄色灯下でのセーフライト性に劣り、赤色灯照明のような暗室環境下での作業が必要であるという制約があり、これに対して、近年のレーザー技術の著しい進歩により、黄色灯照明のような明室環境下での作業が可能な、青紫色領域で安定的に発振できる半導体レーザーが利用できるようになったものの、その出力が他の可視領域に比して低いこともあって、感光性レジスト材の感度が必ずしも十分とは言えず、直接描画法においてはもとよりリソグラフィー法においても実用化できるレベルには達していないのが現状である。
EP1148387号公報には、390〜430nmに分光感度の極大ピークを有し、410nm及び450nmにおける画像形成露光量が特定の範囲にある感光層を有する感光性平版印刷版が開示されているが、その感光層の厚みは2μm程度にすぎない。
一方、プリント配線板などの製造工程であるメッキ工程においては、近年の配線線幅の微小化に伴い、メッキ厚を厚くすることが求められている。
【0006】
【特許文献1】
EP1148387号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前述の従来技術に鑑みてなされたものであって、従って、本発明は、青紫色領域のレーザー光に対して高感度であると共に、膜厚を上げても感度が低下しない青紫色レーザー感光性レジスト材層を有する画像形成材、及びそのレジスト画像形成方法を提供することを目的とする。
【0008】
また、上述した従来法の可視光から赤外領域のレーザーを用いた感光層の場合には、膜厚を高くすると感度が低下し、膜厚と感度の両方の要求をバランス良く満たす感材を見出すことが困難であった。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、バイオレットレーザーを用いる場合には、特にレジスト材層として特定の吸光度を有するものを使用すると、レジスト材層の膜厚を高くしても、感度が低下しないため、レジスト材層の膜厚の高い画像形成材を形成できることを見出し、本発明に到達した。
【0010】
即ち、本発明の要旨は、プリント配線基板、プラズマディスプレイ用配線板、液晶ディスプレイ用配線板、大規模集積回路、薄型トランジスタ、半導体パッケージの微細電子回路の形成に用いられる被加工基板上に青紫色レーザー用感光性レジスト材層を有する画像形成材であって、該感光性レジスト材層が、下記の(C−1)、(C−2)、及び(C−3)成分を含有し、前記(C−3)成分の含有量が、(C−1)成分100重量部に対して0.001〜1重量部であるネガ型感光性組成物からなり、且つ膜厚が10μm以上であり、且つ波長域390〜430nmにおける吸光度が膜厚1μm当たり0.3以下であることを特徴とする画像形成材に存する。
(C−1)アルカリ可溶性樹脂
(C−2)酸性条件下でアルカリ可溶性樹脂に作用する架橋剤
(C−3)光酸発生剤
更に、本発明の他の要旨は、仮支持フィルム上に青紫色レーザー用感光性レジスト材層が形成された画像形成材料であって、該レジスト材層が、上記の(C−1)、(C−2)、及び(C−3)成分を含有し、前記(C−3)成分の含有量が、(C−1)成分100重量部に対して0.001〜1重量部であるネガ型感光性組成物からなり、且つ膜厚が10μm以上であり、且つ波長域390〜430nmにおける吸光度が膜厚1μm当たり0.3以下であることを特徴とする画像形成材料に存する。
【0011】
更に、本発明の他の要旨は、上記の画像形成材の該感光性レジスト材層を、波長390〜430nmのレーザー光により走査露光した後、現像処理することを特徴とするレジスト画像形成方法、に存する。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の青紫色レーザー感光性レジスト材層を有する画像形成材は、被加工基板上に青紫色レーザー感光性レジスト材層を有するものであって、その感光性レジスト材層が390〜430nmの波長域に分光感度の極大ピークを有し、400〜420nmの波長域に分光感度の極大ピークを有するのが好ましい。分光感度の極大ピークを前記範囲未満の波長域に有する場合には、感光性レジスト材層として波長390〜430nmのレーザー光に対する感度が劣り、一方、前記範囲超過の波長域に有する場合には、黄色灯下でのセーフライト性が劣ることとなる。
【0013】
尚、本発明において、分光感度の極大ピークとは、例えば、「フォトポリマー・テクノロジー」(山岡亜夫著、昭和63年日刊工業新聞社発行、第262頁)等に詳述されているように、基板表面に感光性層を形成した感光性画像形成材試料を、分光感度測定装置を用い、キセノンランプ又はタングステンランプ等の光源から分光した光を、横軸方向に露光波長が直線的に、縦軸方向に露光強度が対数的に変化するように設定して照射して露光した後、現像処理することにより、各露光波長の感度に応じた画像が得られ、その画像高さから画像形成可能な露光エネルギーを算出し、横軸に波長、縦軸にその露光エネルギーの逆数をプロットすることにより得られる分光感度曲線における極大ピークを指す。
【0014】
又、本発明の青紫色レーザー感光性レジスト材層を有する画像形成材における感光性レジスト材層は、その感光性レジスト材層の上に保護層を有する場合、波長410nmにおける画像形成可能な最小露光量〔S410 〕が10,000μJ/cm2以下であり、200μJ/cm2 以下であるのが好ましく、100μJ/cm2 以下であるのが更に好ましく、50μJ/cm2 以下であるのが特に好ましい。この最小露光量〔S410 〕が前記範囲超過では、レーザー光源の露光強度にもよるが、露光時間が長くなって実用性が低下することとなる。
【0015】
又、本発明の青紫色レーザー感光性レジスト材層を有する画像形成材における感光性レジスト材層は、その感光性レジスト材層の上に保護層を有さない場合、波長410nmにおける画像形成可能な最小露光量〔S410 〕が10,000μJ/cm2 以下であり、5,000μJ/cm2 以下であるのが好ましく、2,000μJ/cm2 以下であるのが更に好ましい。この最小露光量〔S410 〕が前記範囲超過では、レーザー光源の露光強度にもよるが、露光時間が長くなって実用性が低下することとなる。
【0016】
尚、この最小露光量〔S410 〕の下限は小さい程好ましいが、感光性レジスト材層の上に保護層を有する場合であっても有さない場合であっても、通常1μJ/cm2 以上であり、実用的には2.5μJ/cm2 以上である。
又、本発明の青紫色レーザー感光性レジスト材層を有する画像形成材における感光性レジスト材層は、前記S410 の波長450nmにおける画像形成可能な最小露光量〔S450 (μJ/cm2 )〕に対する比〔S410 /S450 〕が0.1以下であることが好ましく、0.05以下であるのが更に好ましい。この比〔S41 0 /S450 〕が前記範囲超過では、青紫光レーザー感光性と黄色灯下でのセーフライト性を両立させることが困難となる。
【0017】
又、本発明の青紫色レーザー感光性レジスト材層を有する画像形成材における感光性レジスト材層は、波長450nm超過650nm以下の各波長における画像形成可能な最小露光量〔S450-650 (μJ/cm2 )〕の波長450nmにおける画像形成可能な最小露光量〔S450 (μJ/cm2 )〕に対する比〔S450-650 /S450 〕が1超過であるのが好ましい。この比〔S450-650 /S450 〕が前記範囲未満では、青紫色レーザー感光性と黄色灯下でのセーフライト性を両立させることが困難な傾向となる。
【0018】
尚、前記波長410nmにおける画像形成可能な最小露光量〔S410 〕、波長450nmにおける画像形成可能な最小露光量〔S450 〕、及び、波長450nm超過650nm以下の各波長における画像形成可能な最小露光量〔S450-650 〕は、前述した分光感度測定装置を用いての分光感度の極大ピークの測定において、得られる画像高さから算出される画像形成可能な露光エネルギーとして求められ、その際の、現像液の種類、現像温度、現像時間等の現像条件を変化させて決定される最適現像条件で画像を形成し得る最小露光量を意味し、その最適現像条件としては、通常、pH11〜14のアルカリ現像液に温度25℃で0.5〜3分浸漬する条件が採られる。
【0019】
また、本発明の青紫色レーザー感光性レジスト材層を有する画像形成材は、被加工基板上に青紫色レーザー感光性レジスト材層を有するものであって、その感光性レジスト材層の膜厚が10μm以上であり、好ましくは15μm以上、上限は通常200μm以下、好ましくは100μm以下の膜厚であることが好ましい。該感光性レジスト材層の膜厚が10μm未満の場合には、被加工基板上に十分な厚さのメッキまたはエッチングが施されず、一方、該感光性レジスト材層の膜厚が好ましい範囲よりも厚くなるとレジストの感度が低下する傾向がある。
【0020】
従来、可視光から赤外領域のレーザーを用いた感光層の場合には、膜厚を高くすると感度が低下し、膜厚と感度の両方の要求をバランス良く満たす感材を見出すことが困難であり、10μm以上の膜厚のレジスト材層は実用化されていなかった。本発明者らは、バイオレットレーザーを用いる場合には、特にレジスト材層として特定の吸光度を有するものを使用すると、レジスト材層の膜厚を高くしても、感度が低下しないため、レジスト材層の膜厚の高い画像形成材を形成できることを見出した。
【0021】
即ち、感光性レジスト材層の露光波長における吸光度が膜厚1μm当たり0.3以下であり、更には0.25以下、特には0.1以下がよい。下限は、膜厚1μm当たり0.001以上、更には0.005以上である。
一般に感光性レジスト材層の膜厚が厚くなるとレジストの感度は低下するが、基板加工のスループットの点において、膜厚による感度変化の程度は小さい方が好ましい。即ち該感光性レジスト材層の露光波長における膜厚10μmの時の感度をS1とし、膜厚20μmの時の感度をS2としたときS2/S1が1以上5以下であることが好ましく、さらに好ましくは特には2以下であり、下限は1以上がよい。S2/S1がこの範囲であることにより、膜厚変動による感度変化が小さいため、被加工基板上に段差がある場合においても良好な画像形式が可能となる。本発明において、レジストの感度とは青紫色レーザーにより該感光層を露光、現像したときにレジスト塗布膜厚の90%以上の残膜率を与える最少露光量で定義される。
【0022】
本発明における感光性レジスト材層を形成する感光性組成物は、
(1)該組成物からなる感光性レジスト材層の膜厚(D)と、該膜厚(D)の感光性レジスト材層を波長390〜430nmのレーザー光により走査露光した後現像処理することにより解像しうる最小線幅(L)との比(D/L)の最大値が1.0以上であり、かつ
(2)該感光性レジスト材層の波長410nmにおける画像形成可能な最小露光量〔S410 (μJ/cm2 )〕が10,000μJ/cm2以下である、
のが好ましい。尚、解像しうる最小線幅(L)は、感光性レジスト材層の膜厚によって変動する。従って、上記最大値とは、感光性レジスト材層の膜厚を変えて最小線幅(L)を測定し、D/Lを求め、得られる複数のD/Lの最大値を意味する。上記最大値は、好ましくは1.3以上であり、更に好ましくは2以上である。D/Lは、高いほど好ましいが、通常、10以下である。又、〔S410 (μJ/cm2 )〕の好ましい範囲は前記の通りである。
【0023】
又、本発明における感光性レジスト材層を形成する感光性組成物は、
(1)該組成物からなる感光性レジスト材層の膜厚(D)と、該膜厚(D)の感光性レジスト材層を波長390〜430nmのレーザー光により走査露光した後現像処理することにより解像しうる最小線幅(L)との比(D/L)の最大値が1.0以上であり、かつ
(2)該D/Lを達成する露光量が20mJ/cm2以下である、
であるものも好ましい。
D/Lの好ましい範囲は、前記の通りである。又、該D/Lを達成する露光量は、好ましくは10mJ/cm2以下である。該D/Lを達成する露光量の下限は、小さいほど好ましいが、通常、1μJ/cm2以上であり、実用的には2.5μJ/cm2以上である。
【0024】
本発明の青紫色レーザー感光性レジスト材層を有する画像形成材における感光性レジスト材層の組成は、前述の分光感度特性又は膜厚を満足する限り特に限定されるものではなく、ネガ型及びポジ型のいずれであってもよい。ネガ型としては[A]光重合性のネガ型、[B]化学増幅ネガ型、ポジ型としては、化学増幅ポジ型が挙げられる。
[A.光重合性ネガ型]
ネガ型としては、下記の(N−1)、(N−2)、及び(N−3)成分を含有する光重合性の感光性組成物からなるのが好ましい。
【0025】
(N−1)エチレン性不飽和化合物
(N−2)増感剤
(N−3)光重合開始剤
本発明における光重合性の感光性組成物を構成する(N−1)成分のエチレン性不飽和化合物は、感光性組成物が活性光線の照射を受けたときに、後述する(N−3)成分の光重合開始剤を含む光重合開始系の作用により付加重合し、場合により架橋、硬化するようなラジカル重合性のエチレン性不飽和結合を分子内に少なくとも1個有する化合物である。
【0026】
本発明におけるエチレン性不飽和化合物としては、エチレン性不飽和結合を分子内に1個有する化合物、具体的には、例えば、(メタ)アクリル酸〔尚、本発明において、「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」又は/及び「メタクリル」を意味するものとする。〕、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸等の不飽和カルボン酸、及びそのアルキルエステル、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、スチレン等、であってもよいが、重合性、架橋性、及びそれに伴う露光部と非露光部の現像液溶解性の差異を拡大できる等の点から、エチレン性不飽和結合を分子内に2個以上有する化合物であるのが好ましく、又、その不飽和結合が(メタ)アクリロイルオキシ基に由来するアクリレート化合物が特に好ましい。
【0027】
エチレン性不飽和結合を分子内に2個以上有する化合物としては、代表的には、不飽和カルボン酸とポリヒドロキシ化合物とのエステル類、(メタ)アクリロイルオキシ基含有ホスフェート類、ヒドロキシ(メタ)アクリレート化合物とポリイソシアネート化合物とのウレタン(メタ)アクリレート類、及び、(メタ)アクリル酸又はヒドロキシ(メタ)アクリレート化合物とポリエポキシ化合物とのエポキシ(メタ)アクリレート類等が挙げられる。
【0028】
そのエステル類としては、具体的には、例えば、前記の如き不飽和カルボン酸と、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、トリプロピレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ヘキサメチレングリコール、ノナメチレングリコール、トリメチロールエタン、テトラメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセロール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソルビトール、及びそれらのエチレンオキサイド付加物、プロピレンオキサイド付加物、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の脂肪族ポリヒドロキシ化合物との反応物、具体的には、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラメチレングリコールジ(メタ)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、ヘキサメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ノナメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンエチレンオキサイド付加トリ(メタ)アクリレート、グリセロールジ(メタ)アクリレート、グリセロールトリ(メタ)アクリレート、グリセロールプロピレンオキサイド付加トリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ソルビトールトリ(メタ)アクリレート、ソルビトールテトラ(メタ)アクリレート、ソルビトールペンタ(メタ)アクリレート、ソルビトールヘキサ(メタ)アクリレート等、及び同様のクロトネート、イソクロトネート、マレエート、イタコネート、シトラコネート等が挙げられる。
【0029】
更に、そのエステル類として、前記の如き不飽和カルボン酸と、ヒドロキノン、レゾルシン、ピロガロール、ビスフェノールF、ビスフェノールA等の芳香族ポリヒドロキシ化合物との反応物、具体的には、例えば、ヒドロキノンジ(メタ)アクリレート、レゾルシンジ(メタ)アクリレート、ピロガロールトリ(メタ)アクリレート等、又、前記の如き不飽和カルボン酸と、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート等の複素環式ポリヒドロキシ化合物との反応物、具体的には、例えば、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートのジ(メタ)アクリレート、トリ(メタ)アクリレート等、又、不飽和カルボン酸と多価カルボン酸とポリヒドロキシ化合物との反応物、具体的には、例えば、(メタ)アクリル酸とフタル酸とエチレングリコールとの縮合物、(メタ)アクリル酸とマレイン酸とジエチレングリコールとの縮合物、(メタ)アクリル酸とテレフタル酸とペンタエリスリトールとの縮合物、(メタ)アクリル酸とアジピン酸とブタンジオールとグリセリンとの縮合物等が挙げられる。
【0030】
又、その(メタ)アクリロイルオキシ基含有ホスフェート類としては、(メタ)アクリロイルオキシ基を含有するホスフェート化合物であれば特に限定されないが、中で、下記一般式(Ia)又は(Ib)で表されるものが好ましい。
【0031】
【化1】
【0032】
〔式(Ia)及び(Ib)中、R1 は水素原子又はメチル基を示し、nは1〜25の整数、mは1、2、又は3である。〕
ここで、nは1〜10、特に1〜4であるのが好ましく、これらの具体例としては、例えば、(メタ)アクリロイルオキシエチルホスフェート、ビス〔(メタ)アクリロイルオキシエチル〕ホスフェート、(メタ)アクリロイルオキシエチレングリコールホスフェート等が挙げられ、これらはそれぞれ単独で用いられても混合物として用いられてもよい。
又、そのウレタン(メタ)アクリレート類としては、具体的には、例えば、ヒドロキシメチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、グリセロールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールエタントリ(メタ)アクリレート等のヒドロキシ(メタ)アクリレート化合物と、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンメチルエステルジイソシアネート、リジンメチルエステルトリイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、1,6,11−ウンデカトリイソシアネート、1,3,6−ヘキサメチレントリイソシアネート、1,8−ジイソシアネート−4−イソシアネートメチルオクタン等の脂肪族ポリイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、ジメチルシクロヘキサンジイソシアネート、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、イソホロンジイソシアネート、ビシクロヘプタントリイソシアネート等の脂環式ポリイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、トリス(イソシアネートフェニルメタン)、トリス(イソシアネートフェニル)チオホスフェート等の芳香族ポリイソシアネート、イソシアヌレート等の複素環式ポリイソシアネート、等のポリイソシアネート化合物との反応物等が挙げられる。
【0033】
中で、ウレタン(メタ)アクリレート類としては、1分子中に4個以上のウレタン結合〔−NH−CO−O−〕及び4個以上の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物が好ましく、該化合物は、例えば、ペンタエリスリトール、ポリグリセリン等の1分子中に4個以上の水酸基を有する化合物に、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、イソホロンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート等のジイソシアネート化合物を反応させて得られた化合物(i−1)、或いは、エチレングリコール等の1分子中に2個以上の水酸基を有する化合物に、旭化成工業社製「デュラネート24A−100」、同「デュラネート22A−75PX」、同「デュラネート21S−75E」、同「デュラネート18H−70B」等ビウレットタイプ、同「デュラネートP−301−75E」、同「デュラネートE−402−90T」、同「デュラネートE−405−80T」等のアダクトタイプ等の1分子中に3個以上のイソシアネート基を有する化合物を反応させて得られた化合物(i−2)、或いは、イソシアネートエチル(メタ)アクリレート等を重合若しくは共重合させて得られた化合物(i−3)等の、1分子中に4個以上、好ましくは6個以上のイソシアネート基を有する化合物等、具体的には、例えば、旭化成工業社製「デュラネートME20−100」(i)と、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等の、1分子中に1個以上の水酸基及び2個以上、好ましくは3個以上の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物(ii)とを、反応させることにより得ることができる。
【0034】
ここで、前記化合物(i)の分子量は、500〜200,000であるのが好ましく、1,000〜150,000であるのが特に好ましい。又、前記のようなウレタン(メタ)アクリレート類の分子量は、600〜150,000であるのが好ましい。又、ウレタン結合を6個以上有するのが好ましく、8個以上有するのが特に好ましく、(メタ)アクリロイルオキシ基を6個以上有するのが好ましく、8個以上有するのが特に好ましい。
【0035】
尚、このようなウレタン(メタ)アクリレート類は、例えば、前記化合物(i)と前記化合物(ii)とを、トルエンや酢酸エチル等の有機溶媒中で、前者のイソシアネート基と後者の水酸基とのモル比を1/10〜10/1の割合として、必要に応じてジラウリン酸n−ブチル錫等の触媒を用いて、10〜150℃で5分〜3時間程度反応させる方法により製造することができる。
本発明において、前記ウレタン(メタ)アクリレート類の中でも、下記一般式(II)で表されるものが特に好ましい。
【0036】
【化2】
【0037】
〔式(II)中、Raはアルキレンオキシ基又はアリーレンオキシ基の繰り返し構造を有し、且つRbと結合し得るオキシ基を4〜20個有する基を示し、Rb及びRcは各々独立して炭素数が1〜10のアルキレン基を示し、Rdは(メタ)アクリロイルオキシ基を1〜10個有する有機残基を示し、Ra、Rb、Rc、及びRdは置換基を有していてもよく、xは4〜20の整数、yは0〜15の整数、zは1〜15の整数である。〕
ここで、式(II)中のRaのアルキレンオキシ基の繰り返し構造としては、例えば、プロピレントリオール、グリセリン、ペンタエリスリトール等に由来するものが、又、アリーレンオキシ基の繰り返し構造としては、例えば、ピロガロール、1,3,5−ベンゼントリオール等に由来するものが、それぞれ挙げられる。又、Rb及びRcのアルキレン基の炭素数は、各々独立して1〜5であるのが好ましく、又、Rdにおける(メタ)アクリロイルオキシ基は1〜7個であるのが好ましい。又、xは4〜15、yは1〜10、zは1〜10であるのが、それぞれ好ましい。
【0038】
更に、Raとしては下記式〔尚、式中、kは2〜10の整数である。〕であるのが、又、Rb及びRcとしては各々独立して、ジメチレン基、モノメチルジメチレン基、又は、トリメチレン基であるのが、又、Rdとしては下記式であるのが、それぞれ特に好ましい。
【0039】
【化3】
【0040】
又、そのエポキシ(メタ)アクリレート類としては、具体的には、例えば、(メタ)アクリル酸、又は前記の如きヒドロキシ(メタ)アクリレート化合物と、(ポリ)エチレングリコールポリグリシジルエーテル、(ポリ)プロピレングリコールポリグリシジルエーテル、(ポリ)テトラメチレングリコールポリグリシジルエーテル、(ポリ)ペンタメチレングリコールポリグリシジルエーテル、(ポリ)ネオペンチルグリコールポリグリシジルエーテル、(ポリ)ヘキサメチレングリコールポリグリシジルエーテル、(ポリ)トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、(ポリ)グリセロールポリグリシジルエーテル、(ポリ)ソルビトールポリグリシジルエーテル等の脂肪族ポリエポキシ化合物、フェノールノボラックポリエポキシ化合物、ブロム化フェノールノボラックポリエポキシ化合物、(o−,m−,p−)クレゾールノボラックポリエポキシ化合物、ビスフェノールAポリエポキシ化合物、ビスフェノールFポリエポキシ化合物等の芳香族ポリエポキシ化合物、ソルビタンポリグリシジルエーテル、トリグリシジルイソシアヌレート、トリグリシジルトリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート等の複素環式ポリエポキシ化合物、等のポリエポキシ化合物との反応物等が挙げられる。
又、その他のエチレン性不飽和化合物として、前記以外に、例えば、エチレンビス(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド類、フタル酸ジアリル等のアリルエステル類、ジビニルフタレート等のビニル基含有化合物類等が挙げられる。以上のエチレン性不飽和化合物は、それぞれ単独で用いられても2種以上が併用されてもよい。
【0041】
以上の(N−1)成分のエチレン性不飽和化合物として、本発明においては、エステル(メタ)アクリレート類、(メタ)アクリロイルオキシ基含有ホスフェート類、又は、ウレタン(メタ)アクリレート類が好ましく、(メタ)アクリロイルオキシ基含有ホスフェート類、又は、ウレタン(メタ)アクリレート類が特に好ましい。(N−1)成分のエチレン性不飽和化合物全体に対して、(メタ)アクリロイルオキシ基含有ホスフェート類としてはその占める割合が1〜60重量%であるのが好ましく、2〜40重量%であるのが特に好ましく、又、ウレタン(メタ)アクリレート類としてはその占める割合が0.5〜50重量%であるのが好ましく、2〜40重量%であるのが特に好ましい。
【0042】
本発明における光重合性の感光性組成物を構成する(N−2)成分の増感剤は、波長390〜430nmの青紫外領域の光を効率よく吸収すると共に、その光励起エネルギーを後述する(N−3)成分の光重合開始剤に伝え、該光重合開始剤を分解し、(N−1)成分の前記エチレン性不飽和化合物の重合を誘起する活性ラジカルを発生させる増感機能を有する光吸収色素が好ましい。
【0043】
本発明における光吸収色素としては、ジアルキルアミノベンゼン系化合物が挙げられ、その中でも、ジアルキルアミノベンゾフェノン系化合物、及び、ベンゼン環上のアミノ基に対してp−位の炭素原子に複素環基を置換基として有するジアルキルアミノベンゼン系化合物が好ましい。
そのジアルキルアミノベンゾフェノン系化合物としては、下記一般式(IIIa)で表されるものが好ましい。
【0044】
【化4】
【0045】
〔式(IIIa)中、R2 、R3 、R4 、及びR5 は各々独立して、アルキル基を示し、R6 、R7 、R8 、及びR9 は各々独立して、アルキル基、又は水素原子を示し、R2 とR3 、R4 とR5 、R2 とR6 、R3 とR7 、R4 とR8 、及びR5 とR9 とは各々独立して、含窒素複素環を形成していてもよい。〕
ここで、式(IIIa)中のR2 、R3 、R4 、及びR5 のアルキル基の炭素数、並びに、R6 、R7 、R8 、及びR9 がアルキル基であるときの炭素数は1〜6であるのが好ましく、又、含窒素複素環を形成する場合、5又は6員環であるのが好ましく、6員環が特に好ましい。
前記一般式(IIIa)で表される化合物の具体例としては、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(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、及び、下記構造の化合物が挙げられる。
【0046】
【化5】
【0047】
又、ベンゼン環上のアミノ基に対してp−位の炭素原子に複素環基を置換基として有するジアルキルアミノベンゼン系化合物における複素環基としては、窒素原子、酸素原子、又は硫黄原子を含む5又は6員環のものが好ましく、縮合ベンゼン環を有する5員環が特に好ましく、そのジアルキルアミノベンゼン系化合物としては下記一般式(IIIb)で表されるものが特に好ましい。
【0048】
【化6】
【0049】
〔式(IIIb)中、R10及びR11は各々独立して、アルキル基を示し、R12及びR13は各々独立して、アルキル基、又は水素原子を示し、R10とR11、R10とR12、及びR11とR13とは各々独立して、含窒素複素環を形成していてもよい。Xは、酸素原子、硫黄原子、ジアルキルメチレン基、イミノ基、又はアルキルイミノ基を示し、該Xを含む複素環に縮合するベンゼン環は置換基を有していてもよい。〕
ここで、式(IIIb)中のR10及びR11のアルキル基の炭素数、並びに、R12及びR13がアルキル基であるときの炭素数は1〜6であるのが好ましく、又、含窒素複素環を形成する場合、5又は6員環であるのが好ましく、6員環が特に好ましい。又、Xがジアルキルメチレン基であるときのアルキル基の炭素数は1〜6であるのが好ましく、アルキルイミノ基であるときのアルキル基の炭素数は1〜6であるのが好ましい。
【0050】
前記一般式(IIIb)で表される化合物の具体例としては、例えば、2−(p−ジメチルアミノフェニル)ベンゾオキサゾール、2−(p−ジエチルアミノフェニル)ベンゾオキサゾール、2−(p−ジメチルアミノフェニル)ベンゾ〔4,5〕ベンゾオキサゾール、2−(p−ジメチルアミノフェニル)ベンゾ〔6,7〕ベンゾオキサゾール、2−(p−ジメチルアミノフェニル)ベンゾチアゾール、2−(p−ジエチルアミノフェニル)ベンゾチアゾール、2−(p−ジメチルアミノフェニル)ベンゾイミダゾール、2−(p−ジエチルアミノフェニル)ベンゾイミダゾール、2−(p−ジメチルアミノフェニル)−3,3−ジメチル−3H−インドール、2−(p−ジエチルアミノフェニル)−3,3−ジメチル−3H−インドール、及び、下記構造の化合物が挙げられる。
【0051】
【化7】
【0052】
又、前記一般式(IIIb)で表される化合物以外の、ベンゼン環上のアミノ基に対してp−位の炭素原子に複素環基を置換基として有するジアルキルアミノベンゼン系化合物としては、例えば、2−(p−ジメチルアミノフェニル)ピリジン、2−(p−ジエチルアミノフェニル)ピリジン、2−(p−ジメチルアミノフェニル)キノリン、2−(p−ジエチルアミノフェニル)キノリン、2−(p−ジメチルアミノフェニル)ピリミジン、2−(p−ジエチルアミノフェニル)ピリミジン、2,5−ビス(p−ジエチルアミノフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール、2,5−ビス(p−ジエチルアミノフェニル)−1,3,4−チアジアゾール等が挙げられる。
【0053】
本発明における光重合性の感光性組成物を構成する(N−3)成分の光重合開始剤は、前記(N−2)成分の増感剤等との共存下で光照射されたときに、増感剤の光励起エネルギーを受け取って活性ラジカルを発生し、前記(N−1)成分のエチレン性不飽和化合物を重合に到らしめるラジカル発生剤であって、例えば、ヘキサアリールビイミダゾール系化合物、チタノセン系化合物、ハロゲン化炭化水素誘導体、ジアリールヨードニウム塩、又は有機過酸化物等が挙げられる。中で、感光性組成物としての感度、基板に対する密着性、及び保存安定性等の面から、ヘキサアリールビイミダゾール系化合物、及びチタノセン系化合物が好ましく、ヘキサアリールビイミダゾール系化合物が特に好ましい。
【0054】
そのヘキサアリールビイミダゾール系化合物としては、具体的には、例えば、2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール、2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラ(p−メチルフェニル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラ(p−メトキシフェニル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラ(p−エトキシカルボニルフェニル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラ(p−クロロフェニル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラ(o,p−ジクロロフェニル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(o,p−ジクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラ(o,p−ジクロロフェニル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラ(p−フルオロフェニル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラ(o,p−ジブロモフェニル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(o−ブロモフェニル)−4,4’,5,5’−テトラ(o,p−ジクロロフェニル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(o−ブロモフェニル)−4,4’,5,5’−テトラ(p−ヨードフェニル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(o−ブロモフェニル)−4,4’,5,5’−テトラ(o−クロロ−p−メトキシフェニル)ビイミダゾール、2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラ(p−クロロナフチル)ビイミダゾール等が挙げられる。中で、ヘキサフェニルビイミダゾール化合物が好ましく、そのイミダゾール環上の2,2’−位に結合したベンゼン環のo−位がハロゲン原子で置換されたものが更に好ましく、そのイミダゾール環上の4,4’,5,5’−位に結合したベンゼン環が無置換、又は、ハロゲン原子或いはアルコキシカルボニル基で置換されたものが特に好ましい。尚、これらのヘキサアリールビイミダゾール系化合物は、例えば、Bull.Chem.Soc.Japan;33,565(1960)、J.Org.Chem.;36,2262(1971) 等に開示されている方法により合成されるビイミダゾール系化合物と併用して用いられてもよい。
【0055】
又、そのチタノセン系化合物としては、具体的には、例えば、ジシクロペンタジエニルチタニウムジクロライド、ジシクロペンタジエニルチタニウムビスフェニル、ジシクロペンタジエニルチタニウムビス(2,4−ジフルオロフェニル)、ジシクロペンタジエニルチタニウムビス(2,6−ジフルオロフェニル)、ジシクロペンタジエニルチタニウムビス(2,4,6−トリフルオロフェニル)、ジシクロペンタジエニルチタニウムビス(2,3,5,6−テトラフルオロフェニル)、ジシクロペンタジエニルチタニウムビス(2,3,4,5,6−ペンタフルオロフェニル)、ジ(メチルシクロペンタジエニル)チタニウムビス(2,6−ジフルオロフェニル)、ジ(メチルシクロペンタジエニル)チタニウムビス(2,3,4,5,6−ペンタフルオロフェニル)、ジシクロペンタジエニルチタニウムビス〔2,6−ジフルオロ−3−(1−ピロリル)フェニル〕等が挙げられる。中で、ジシクロペンタジエニル構造とビフェニル構造を有するチタン化合物が好ましく、ビフェニル環のo−位がハロゲン原子で置換されたものが特に好ましい。
【0056】
本発明において、前記ネガ型感光性組成物における前記(N−1)成分のエチレン性不飽和化合物、前記(N−2)成分の増感剤、及び前記(N−3)成分の光重合開始剤の各含有割合は、(N−1)成分のエチレン性不飽和化合物100重量部に対して、(N−2)成分の増感剤は、0.05〜20重量部であるのが好ましく、0.1〜10重量部であるのが更に好ましい。又、(N−3)成分の光重合開始剤は、1〜60重量部であるのが好ましく、5〜40重量部であるのが更に好ましい。
【0057】
本発明における前記ネガ型感光性組成物は、前記(N−1)、(N−2)、及び(N−3)成分以外に、基板上への感光性レジスト材層としての形成性、及び現像性等の向上を目的として、更に、高分子結合材(N−4)成分を含有するのが好ましく、その高分子結合材としては、例えば、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、マレイン酸、スチレン、酢酸ビニル、塩化ビニリデン、マレイミド等の単独又は共重合体、並びに、ポリアミド、ポリエステル、ポリエーテル、ポリウレタン、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、アセチルセルロース等が挙げられるが、中で、アルカリ現像性等の面から、カルボキシル基含有ビニル系樹脂が好適である。
【0058】
そのカルボキシル基含有ビニル系樹脂としては、具体的には、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸等の不飽和カルボン酸と、スチレン、α−メチルスチレン、ヒドロキシスチレン、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ヒドロキシメチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N−(メタ)アクリロイルモルホリン、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(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−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、酢酸ビニル等のビニル化合物との共重合体等が挙げられ、これらカルボキシル基含有ビニル系樹脂は、酸価が30〜250KOH・mg/g、ポリスチレン換算の重量平均分子量が1,000〜300,000であるのが好ましい。
【0059】
更に、そのカルボキシル基含有ビニル系樹脂として、側鎖にエチレン性不飽和結合を有するものが好適であり、具体的には、例えば、カルボキシル基含有重合体に、アリルグリシジルエーテル、グリシジル(メタ)アクリレート、α−エチルグリシジル(メタ)アクリレート、グリシジルクロトネート、グリシジルイソクロトネート、クロトニルグリシジルエーテル、イタコン酸モノアルキルモノグリシジルエステル、フマル酸モノアルキルモノグリシジルエステル、マレイン酸モノアルキルモノグリシジルエステル等の脂肪族エポキシ基含有不飽和化合物、又は、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、2,3−エポキシシクロペンチルメチル(メタ)アクリレート、7,8−エポキシ〔トリシクロ[5.2.1.0]デシ−2−イル〕オキシメチル(メタ)アクリレート等の脂環式エポキシ基含有不飽和化合物を、カルボキシル基含有重合体の有するカルボキシル基の5〜90モル%、好ましくは30〜70モル%程度を反応させて得られた反応生成物、及び、アリル(メタ)アクリレート、3−アリルオキシ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、シンナミル(メタ)アクリレート、クロトニル(メタ)アクリレート、メタリル(メタ)アクリレート、N,N−ジアリル(メタ)アクリルアミド等の2種以上の不飽和基を有する化合物、又は、ビニル(メタ)アクリレート、1−クロロビニル(メタ)アクリレート、2−フェニルビニル(メタ)アクリレート、1−プロペニル(メタ)アクリレート、ビニルクロトネート、ビニル(メタ)アクリルアミド等の2種以上の不飽和基を有する化合物と、(メタ)アクリル酸等の不飽和カルボン酸、又は更に不飽和カルボン酸エステルとを、前者の不飽和基を有する化合物の全体に占める割合を10〜90モル%、好ましくは30〜80モル%程度となるように共重合させて得られた反応生成物等が挙げられる。
【0060】
本発明において、前記ネガ型感光性組成物における前記(N−4)成分の高分子結合材の含有割合は、(N−1)成分のエチレン性不飽和化合物100重量部に対して、50〜500重量部であるのが好ましく、70〜200重量部であるのが更に好ましい。
又、本発明における前記ネガ型感光性組成物は、光重合開始能力等の向上を目的として、更に、水素供与性化合物(N−5)成分を含有するのが好ましく、その水素供与性化合物としては、例えば、2−メルカプトベンゾチアゾール、2−メルカプトベンゾイミダゾール、2−メルカプトベンゾオキサゾール、3−メルカプト−1,2,4−トリアゾール、2−メルカプト−4(3H)−キナゾリン、β−メルカプトナフタレン、エチレングリコールジチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート等のメルカプト基含有化合物類、ヘキサンジチオール、トリメチロールプロパントリスチオグリコネート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート等の多官能チオール化合物類、N,N−ジアルキルアミノ安息香酸エステル、N−フェニルグリシン、又はそのアンモニウムやナトリウム塩等の塩、同上のエステル等の誘導体、フェニルアラニン、又はそのアンモニウムやナトリウム塩等の塩、同上のエステル等の誘導体等の芳香族環を有するアミノ酸又はその誘導体類等が挙げられる。中で、本発明においては、メルカプト基含有化合物類、及び、N−フェニルグリシン、又はそのアンモニウムやナトリウム塩等の塩、同上のエステル等の誘導体が好ましい。
【0061】
本発明において、前記ネガ型感光性組成物における前記(N−5)成分の水素供与性化合物の含有割合は、前記(N−1)成分のエチレン性不飽和化合物100重量部に対して、1〜50重量部であるのが好ましく、10〜40重量部であるのが更に好ましい。
又、本発明における前記ネガ型感光性組成物は、感光性組成物としての保存安定性等の向上を目的として、アミン化合物(N−6)成分を含有するのが好ましく、そのアミン化合物としては、脂肪族、脂環式、又は芳香族アミンのいずれでもよく、又、モノアミンに限定されず、ジアミン、トリアミン等のポリアミンであってもよく、又、第1アミン、第2アミン、第3アミンのいずれであってもよいが、pKbが7以下であるものが好ましい。
【0062】
そのアミン化合物としては、具体的には、例えば、ブチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン、アミルアミン、ジアミルアミン、トリアミルアミン、ヘキシルアミン、ジヘキシルアミン、トリヘキシルアミン、アリルアミン、ジアリルアミン、トリアリルアミン、トリエタノールアミン、ベンジルアミン、ジベンジルアミン、トリベンジルアミン等の、水酸基又はフェニル基で置換されていてもよい脂肪族アミンが挙げられる。中で、本発明においては、トリベンジルアミンが好ましい。
【0063】
本発明において、前記ネガ型感光性組成物における前記(N−6)成分のアミン化合物の含有割合は、前記(N−1)成分のエチレン性不飽和化合物100重量部に対して、1〜20重量部であるのが好ましく、5〜10重量部であるのが更に好ましい。
又、本発明における前記ネガ型感光性組成物は、基板上への感光性レジスト材層形成時の塗布性、及び感光性レジスト材層の現像性等の向上を目的として、ノニオン性、アニオン性、カチオン性、両性、及び弗素系等の界面活性剤(N−7)成分を含有するのが好ましく、具体的には、例えば、そのノニオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルエステル類、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル類、グリセリン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル類、ペンタエリスリット脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンペンタエリスリット脂肪酸エステル類、ソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類、ソルビット脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビット脂肪酸エステル類等が、又、そのアニオン性界面活性剤としては、アルキルスルホン酸塩類、アルキルベンゼンスルホン酸塩類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類、ポリオキシエチレンアルキルエーテルスルホン酸塩類、アルキル硫酸塩類、アルキル硫酸エステル塩類、高級アルコール硫酸エステル塩類、脂肪族アルコール硫酸エステル塩類、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩類、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩類、アルキル燐酸エステル塩類、ポリオキシエチレンアルキルエーテル燐酸塩類、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル燐酸塩類等が、又、そのカチオン性界面活性剤としては、第4級アンモニウム塩類、イミダゾリン誘導体類、アミン塩類等が、又、両性界面活性剤としては、ベタイン型化合物類、イミダゾリウム塩類、イミダゾリン類、アミノ酸類等が、それぞれ挙げられる。
【0064】
本発明において、前記ネガ型感光性組成物における前記(N−7)成分の界面活性剤の含有割合は、前記(N−1)成分のエチレン性不飽和化合物100重量部に対して、0.1〜10重量部であるのが好ましく、1〜5重量部であるのが更に好ましい。
本発明における前記ネガ型感光性組成物は基板との接着性改善の為にシランカップリング剤を含有していても良い。具体的には、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリクロロシラン、3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシジルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシジルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−〔N−(2−アミノエチル)アミノ〕プロピルトリメトキシシラン、3−〔N−(2−アミノエチル)アミノ〕プロピルトリエトキシシラン、3−〔N−(2−アミノエチル)アミノ〕プロピルメチルジメトキシシラン、3−〔N−(2−アミノエチル)アミノ〕プロピルメチルジエトキシシラン、3−(N−アリル−N−グリシジルアミノ)プロピルトリメトキシシラン、3−(N−アリル−N−グリシジルアミノ)プロピルトリエトキシシラン、3−(N,N−ジグリシジルアミノ)プロピルトリメトキシシラン、3−(N,N−ジグリシジルアミノ)プロピルトリエトキシシラン、3−(N−フェニルアミノ)プロピルトリメトキシシラン、3−(N−フェニルアミノ)プロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリエトキシシラン等、及び、N−グリシジル−N,N−ビス〔3−(トリメトキシシリル)プロピル〕アミン、N−グリシジル−N,N−ビス〔3−(トリエトキシシリル)プロピル〕アミン、N−グリシジル−N,N−ビス〔3−(メチルジメトキシシリル)プロピル〕アミン、N−グリシジル−N,N−ビス〔3−(メチルジエトキシシリル)プロピル〕アミンなどのシラン化合物が挙げられる。
【0065】
又、本発明における前記ネガ型感光性組成物は、更に、各種添加剤、例えば、ハイドロキノン、p−メトキシフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール等の熱重合防止剤を、前記(N−1)成分のエチレン性不飽和化合物100重量部に対して2重量部以下、有機又は無機の染顔料からなる着色剤を同じく20重量部以下、ジオクチルフタレート、ジドデシルフタレート、トリクレジルホスフェート等の可塑剤を同じく40重量部以下、三級アミンやチオール等の感度特性改善剤を同じく10重量部以下、色素前駆体を同じく30重量部以下、の割合で含有していてもよい。
【0066】
[B.化学増幅ネガ型]
また、本発明の感光性レジスト材層としては、下記の(C−1)、(C−2)及び(C−3)成分を含有する化学増幅型のネガ型感光性組成物からなるのが好ましい。
(C−1)アルカリ可溶性樹脂
(C−2)酸性条件下でアルカリ可溶性樹脂に作用する架橋剤
(C−3)光酸発生剤
【0067】
ここで、アルカリ可溶性樹脂(C−1)としては、現像時に未露光部がアルカリ可溶性となり、アルカリ現像液に溶出するものであれば特に限定されないが、通常、ノボラック樹脂、ポリビニルフェノール類、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコール、スチレン−無水マレイン酸樹脂並びに、アクリル酸、ビニルアルコールまたはビニルフェノールを単量体単位として含む重合体、あるいはこれらの誘導体などが用いられる。これらのうち、特に、フェノール性水酸基を有する重合単位を含有するものが好ましく、ノボラック樹脂またはポリビニルフェノール類が好ましい。
【0068】
ノボラック樹脂としては、m−クレゾール、o−クレゾール、p−クレゾール、2,5−キシレノール、3,5−キシレノール、レゾルシン、ピロガロール、ビスフェノール、ビスフェノール−A、トリスフェノール、o−エチルフェノール、m−エチルフェノール、p−エチルフェノール、プロピルフェノール、n−ブチルフェノール、t−ブチルフェノール、1−ナフトール、2−ナフトール等の芳香族炭化水素類の少なくとも1種を酸性触媒下、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ベンズアルデヒド、フルフラール等のアルデヒド類及び、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類から選ばれた少なくとも1種のアルデヒド類又はケトン類と重縮合させたものが挙げられる。
【0069】
ホルムアルデヒド及びアセトアルデヒドの代わりに、それぞれパラホルムアルデヒド及びパラアルデヒドを使用してもよい。ノボラック樹脂のゲルパーミュエーションクロマトグラフィー(以下、GPCと略す)測定によるポリスチレン換算重量平均分子量(以下、GPC測定による重量平均分子量Mwと略す)が1,000〜15,000、好ましくは1,500〜10,000のものが用いられる。
【0070】
ノボラック樹脂としては、より好ましくは、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、2,5−キシレノール、及び3,5−キシレノール、レゾルシンから選ばれる少なくとも1種のフェノール類をホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒドなどのアルデヒド類の中から選ばれる少なくとも1種と重縮合したノボラック樹脂が挙げられる。中でも、m−クレゾール:p−クレゾール:2,5−キシレノール:3,5−キシレノール:レゾルシンの混合割合がモル比で70〜100:0〜30:0〜20:0〜20:0〜20のフェノール類とアルデヒド類との重縮合物であるノボラック樹脂が好ましい。アルデヒド類の中でも、特にホルムアルデヒドが好ましい。
【0071】
ポリビニルフェノール類としては、o−ヒドロキシスチレン、m−ヒドロキシスチレン、p−ヒドロキシスチレン、2−(o−ヒドロキシフェニル)プロピレン、2−(m−ヒドロキシフェニル)プロピレン、2−(p−ヒドロキシフェニル)プロピレンなどのヒドロキシスチレン類の単独または2種以上の重合体が挙げられる。ヒドロキシスチレン類は芳香環に塩素、臭素、ヨウ素、フッ素等のハロゲンあるいはC1〜C4のアルキル置換基等の置換基を有していてもよく、従ってポリビニルフェノール類としては、芳香環にハロゲン又はC1〜C4のアルキル置換基を有していても良いポリビニルフェノールが挙げられる。
【0072】
ポリビニルフェノール類は、通常、置換基を有していてもよいヒドロキシスチレン類を単独で又は2種以上をラジカル重合開始剤またはカチオン重合開始剤の存在下で重合することにより得られる。かかるポリビニルフェノール類は、樹脂の吸光度を下げるために一部水素添加を行なったものでもよい。又、t−ブトキシカルボニル基、ピラニル基、フラニル基などでポリビニルフェノール類の一部のOH基を保護した樹脂でもよい。ポリビニルフェノール類のMwは、1,000〜100,000、好ましくは1,500〜50,000のものが用いられる。ポリビニルフェノール類としては、より好ましくは、芳香環にC1〜C4のアルキル置換基を有していてもよいポリビニルフェノールが挙げられ、未置換のポリビニルフェノールが特に好ましい。アルカリ可溶性樹脂の分子量が、上記範囲よりも小さいとレジストとしての十分な塗膜が得られず、この範囲よりも大きいと未露光部分のアルカリ現像液に対する溶解性が小さくなり、レジストのパターンが得られない傾向にある。上述のアルカリ可溶性樹脂のうち、特に、未置換のポリビニルフェノール及びノボラック樹脂が好ましい。
【0073】
化学増幅ネガ型の感光性組成物の第2成分である、酸性条件下でアルカリ可溶性樹脂に作用する架橋剤(C−2)としては、用いるアルカリ可溶性樹脂と架橋反応する化合物であれば特に限定されないが、例として、メラミン、ベンゾグアナミン、グリコールウリルもしくは尿素にホルマリンを作用させた化合物またはそれらのアルキル変性化合物、エポキシ化合物、レゾール化合物等が挙げられる。
【0074】
具体的には、三井サイアナミド社のサイメル(登録商標)300、301、303、350、736、738、370、771、325、327、703、701、266、267、285、232、235、238、1141、272、254、202、1156、1158、三和ケミカル社のニカラック(登録商標)E−2151、MW−100LM、MX−750LMを、メラミンにホルマリンを作用させた化合物またはそのアルキル変性物の例として挙げることができる。
【0075】
また、サイメル(登録商標)1123、1125、1128は、ベンゾグアナミンにホルマリンを作用させた化合物またはそのアルキル変性物の例として挙げることができる。サイメル(登録商標)1170、1171、1174、1172、ニカラック(登録商標)MX−270は、グリコールウリルにホルマリンを作用させた化合物またはそのアルキル変性物の例として挙げることができる。尿素にホルマリンを作用させた化合物またはそのアルキル変性物の例としては、三井サイアミド社のUFR(登録商標)65、300、ニカラック(登録商標)MX−290を挙げることができる。
【0076】
エポキシ化合物の例としては、ノボラックエポキシ樹脂(東都化成社製、YDP N−638、701、702、703、704等)、アミンエポキシ樹脂(東都化成社製、YH−434等)、ビスフェノールAエポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン社製、エピコート825、826、827、828、1001、1002、1003、1055、1004、1007、1009、1010等)、ソルビトール(ポリ)グリシジルエーテル、(ポリ)グリセロール(ポリ)グリシジルエーテル、ペンタエリスリトール(ポリ)グリシジルエーテル、トリグリシジルトリスヒドロキシエチルイソシアヌレート、アリルグリシジルエーテル、エチルヘキシルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、フェノールグリシジルエーテル、ラウリルアルコールグリシジルエーテル、アジピン酸グリシジルエーテル、フタル酸グリシジルエーテル、ジブロモフェニルグリシジルエーテル、ジブロモネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、グリシジルフタルイミド、(ポリ)エチレングリコールグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、グリセリンポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル等を挙げることができる。
【0077】
この中で特に好ましい化合物として、分子中に−N(CH2OR)2基(式中、Rはアルキル基または水素原子を示す)を有する化合物が挙げられる。詳しくは、尿素あるいはメラミンに、ホルマリンを作用させた化合物またはそのアルキル変性物が特に好ましい。
光酸発生剤(C−3)としては、後に記載のポジ型感光性組成物に用いられる光酸発生剤(P−2)と同様のものが用いられ、感光性組成物が活性光線の照射を受けたときに、酸を生成する化合物であって、例えば、ハロゲン置換アルカン、ハロメチル化s−トリアジン誘導体等のハロゲン含有化合物類、オニウム塩類、及びスルホン化合物類等が好ましいものとして挙げられ、中で、本発明においては、ハロメチル化s−トリアジン誘導体が特に好ましい。
【0078】
ここで、そのハロゲン含有化合物類の中でハロゲン置換アルカンとしては、具体的には、例えば、ジクロロメタン、トリクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、1,2−ジブロモエタン等が挙げられる。
又、そのハロゲン含有化合物類の中でハロメチル化s−トリアジン誘導体としては、具体的には、例えば、2,4,6−トリス(モノクロロメチル)−s−トリアジン、2,4,6−トリス(ジクロロメチル)−s−トリアジン、2,4,6−トリス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−メチル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−n−プロピル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(α,α,β−トリクロロエチル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−フェニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(3,4−エポキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−クロロフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−〔1−(p−メトキシフェニル)−2,4−ブタジエニル〕−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−スチリル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−メトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−メトキシ−m−ヒドロキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−i−プロピルオキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−トリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−メトキシナフチル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−エトキシナフチル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−エトキシカルボニルナフチル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−フェニルチオ−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−ベンジルチオ−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4,6−トリス(ジブロモメチル)−s−トリアジン、2,4,6−トリス(トリブロモメチル)−s−トリアジン、2−メチル−4,6−ビス(トリブロモメチル)−s−トリアジン、2−メトキシ−4,6−ビス(トリブロモメチル)−s−トリアジン等が挙げられ、中で、ビス(トリハロメチル)−s−トリアジンが好ましく、2−メチル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−フェニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(3,4−エポキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−〔1−(p−メトキシフェニル)−2,4−ブタジエニル〕−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−メトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−メトキシ−m−ヒドロキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−i−プロピルオキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン等が特に好ましい。
【0079】
又、そのオニウム塩類としては、テトラメチルアンモニウムブロマイド、テトラエチルアンモニウムブロマイド等のアンモニウム塩、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアルセネート、ジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、ジフェニルヨードニウムp−トルエンスルホネート、ジフェニルヨードニウムカンファースルホネート、ジシクロヘキシルヨードニウムヘキサフルオロアルセネート、ジシクロヘキシルヨードニウムテトラフルオロボレート、ジシクロヘキシルヨードニウムp−トルエンスルホネート、ジシクロヘキシルヨードニウムカンファースルホネート等のヨードニウム塩、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、トリフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、トリフェニルスルホニウムp−トルエンスルホネート、トリフェニルスルホニウムカンファースルホネート、トリシクロヘキシルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、トリシクロヘキシルスルホニウムテトラフルオロボレート、トリシクロヘキシルスルホニウムp−トルエンスルホネート、トリシクロヘキシルスルホニウムカンファースルホネート等のスルホニウム塩等が挙げられる。
【0080】
又、スルホン化合物類としては、具体的には、例えば、ビス(フェニルスルホニル)メタン、ビス(p−ヒドロキシフェニルスルホニル)メタン、ビス(p−メトキシフェニルスルホニル)メタン、ビス(α−ナフチルスルホニル)メタン、ビス(β−ナフチルスルホニル)メタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)メタン、ビス(t−ブチルスルホニル)メタン、フェニルスルホニル(シクロヘキシルスルホニル)メタン等のビス(スルホニル)メタン化合物、フェニルカルボニル(フェニルスルホニル)メタン、ナフチルカルボニル(フェニルスルホニル)メタン、フェニルカルボニル(ナフチルスルホニル)メタン、シクロヘキシルカルボニル(フェニルスルホニル)メタン、t−ブチルカルボニル(フェニルスルホニル)メタン、フェニルカルボニル(シクロヘキシルスルホニル)メタン、フェニルカルボニル(t−ブチルカルボニル)メタン等のカルボニル(スルホニル)メタン化合物、ビス(フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−ヒドロキシフェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−メトキシフェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(α−ナフチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(β−ナフチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(t−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、フェニルスルホニル(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(スルホニル)ジアゾメタン化合物、フェニルカルボニル(フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ナフチルカルボニル(フェニルスルホニル)ジアゾメタン、フェニルカルボニル(ナフチルスルホニル)ジアゾメタン、シクロヘキシルカルボニル(フェニルスルホニル)ジアゾメタン、t−ブチルカルボニル(フェニルスルホニル)ジアゾメタン、フェニルカルボニル(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、フェニルカルボニル(t−ブチルカルボニル)ジアゾメタン等のカルボニル(スルホニル)ジアゾメタン化合物等が挙げられる。
又、前記化学増幅型のネガ型感光性組成物は、感光性レジスト剤層としての感度等の向上を目的として、増感剤(C−4)を含有するのが好ましくその増感剤としては、前記光重合性のネガ型感光性組成物の(N−2)成分の増感剤として挙げたものと同様の光吸収色素を挙げることができる。増感剤は、波長390〜430nmの青紫外領域の光を効率よく吸収すると共に、その光励起エネルギーを後述する(C−3)成分の光酸発生剤に伝え、該光酸発生剤を分解し、(C−2)成分による(C−1)成分の架橋を誘起する酸を発生させる増感機能を有する光吸収色素が好ましい。
【0081】
上述した化学増幅ネガ型感光性組成物においては、アルカリ可溶性樹脂(C−1)100重量部に対して、架橋剤(C−2)を通常1〜80重量部、好ましくは5〜60重量部、光酸発生剤(C−3)を通常0.001〜30重量部、好ましくは0.005〜10重量部の割合で用いられる。光酸発生剤系が光酸発生剤と増感剤の組み合せからなる場合には、増感剤(C−4)の添加量は、アルカリ可溶性樹脂(C−1)100重量部に対し0.1〜30重量部程度、好ましくは0.5〜20重量部である。
【0082】
架橋剤(C−2)の量が上記の範囲よりも少ないと、十分な架橋効果が得られずレジストパターンが不良となる傾向にある。一方、架橋剤の量がこの範囲よりも多いと、レジストの塗布特性が低下する傾向がある。又、光酸発生剤の量が、この範囲よりも少ないと感度が低くなる傾向がある。光酸発生剤の量がこの範囲よりも多いと、光酸発生剤によるレジスト膜の透明性の低下により、レジストパターンが逆台形になり解像力の低下を引き起こす傾向がある。
【0083】
[C:化学増幅ポジ型]
又、本発明の青紫色レーザー感光性レジスト材層を有する画像形成材における感光性レジスト材層の組成として、ポジ型としては、下記の(P−1)、及び(P−2)成分を含有する感光性組成物からなるのが好ましい。
(P−1)酸分解性基含有重合体
(P−2)光酸発生剤
本発明におけるポジ型感光性組成物を構成する(P−1)成分の酸分解性基含有重合体は、感光性組成物が活性光線の照射を受けたときに、後述する(P−2)成分の光酸発生剤が生成する酸によって分解し、重合体自体にアルカリ可溶性を付与するような酸分解性基を含有する重合体であれば、特に限定されるものではない。
【0084】
その酸分解性基としては、具体的には、例えば、メトキシ基、エトキシ基、i−プロポキシ基、t−ブトキシ基等の炭素数1〜15のアルコキシ基、メトキシメトキシ基、ジメトキシメトキシ基、エトキシメトキシ基、1−メトキシエトキシ基、1−エトキシエトキシ基、1−プロポキシエトキシ基、1−t−ブトキシエトキシ基、1−シクロヘキシルオキシエトキシ基、1−エトキシプロポキシ基等の炭素数2〜15のアルコキシアルコキシ基、メトキシカルボニルオキシ基、エトキシカルボニルオキシ基、n−プロポキシカルボニルオキシ基、i−プロポキシカルボニルオキシ基、n−ブトキシカルボニルオキシ基、t−ブトキシカルボニルオキシ基等の2〜15のアルコキシカルボニルオキシ基、エトキシカルボニルオキシメトキシ基、n−プロポキシカルボニルオキシメトキシ基、i−プロポキシカルボニルオキシメトキシ基、n−ブトキシカルボニルオキシメトキシ基、t−ブトキシカルボニルオキシメトキシ基等の炭素数2〜15のアルコキシカルボニルオキシアルコキシ基等、少なくとも末端にアルコキシ基を有する基が挙げられる。
【0085】
尚、前記酸分解性基を含有する重合体としては、例えば、ノボラック樹脂、レゾール樹脂等のフェノール樹脂、及びポリビニルフェノール樹脂等のフェノール性水酸基含有樹脂のフェノール性水酸基の少なくとも一部をエーテル化或いはエステル化して前記酸分解性基を導入した樹脂が好ましいものとして挙げられる。中で、本発明においては、ポリビニルフェノール樹脂又はノボラック樹脂に前記酸分解性基を導入した樹脂が更に好ましく、ポリビニルフェノール樹脂に前記酸分解性基を導入した樹脂が特に好ましい。
【0086】
ここで、ノボラック樹脂は、例えば、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、2,5−キシレノール、3,5−キシレノール、o−エチルフェノール、m−エチルフェノール、p−エチルフェノール、プロピルフェノール、n−ブチルフェノール、t−ブチルフェノール、1−ナフトール、2−ナフトール、ピロカテコール、レゾルシノール、ハイドロキノン、ピロガロール、1,2,4−ベンゼントリオール、フロログルシノール、4,4’−ビフェニルジオール、2,2−ビス(4’−ヒドロキシフェニル)プロパン等のフェノール類の少なくとも1種を、酸触媒下、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ベンズアルデヒド、フルフラール等のアルデヒド類(尚、ホルムアルデヒドに代えてパラホルムアルデヒドを、アセトアルデヒドに代えてパラアルデヒドを、用いてもよい。)、又は、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、の少なくとも1種と重縮合させた樹脂であり、又、レゾール樹脂は、ノボラック樹脂の重縮合における酸触媒に代えてアルカリ触媒を用いる以外は同様にして重縮合させた樹脂である。これらのノボラック樹脂及びレゾール樹脂は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー測定によるポリスチレン換算の重量平均分子量が、1,000〜15,000のものが好ましく、1,500〜10,000のものが特に好ましい。
【0087】
又、ポリビニルフェノール樹脂は、例えば、o−ヒドロキシスチレン、m−ヒドロキシスチレン、p−ヒドロキシスチレン、ジヒドロキシスチレン、トリヒドロキシスチレン、テトラヒドロキシスチレン、ペンタヒドロキシスチレン、2−(o−ヒドロキシフェニル)プロピレン、2−(m−ヒドロキシフェニル)プロピレン、2−(p−ヒドロキシフェニル)プロピレン等のヒドロキシスチレン類(尚、これらは、ベンゼン環に塩素、臭素、沃素、弗素等のハロゲン原子、或いは炭素数1〜4のアルキル基を置換基として有していてもよい。)の単独又は2種以上を、ラジカル重合開始剤又はカチオン重合開始剤の存在下で重合させた樹脂である。これらのポリビニルフェノール樹脂は、ポリスチレン換算の重量平均分子量が、1,000〜100,000のものが好ましく、1,500〜50,000のものが特に好ましい。
【0088】
又、前記酸分解性基を含有する重合体として、例えば、カルボキシル基含有ビニル系樹脂のカルボキシル基の少なくとも一部をエステル化して前記酸分解性基を導入した樹脂を好ましいものとして挙げることができる。そのカルボキシル基含有ビニル系樹脂としては、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸等の不飽和カルボン酸と、スチレン、α−メチルスチレン、ヒドロキシスチレン、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ヒドロキシメチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N−(メタ)アクリロイルモルホリン、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(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−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、酢酸ビニル等のビニル化合物との共重合体等が挙げられ、これらのカルボキシル基含有ビニル系樹脂は、ポリスチレン換算の重量平均分子量が1,000〜300,000であるのが好ましい。
【0089】
又、本発明におけるポジ型感光性組成物を構成する(P−2)成分の光酸発生剤は、感光性組成物が活性光線の照射を受けたときに、酸を生成する化合物であって、例えば、ハロゲン置換アルカン、ハロメチル化s−トリアジン誘導体等のハロゲン含有化合物類、オニウム塩類、及びスルホン化合物類等が好ましいものとして挙げられ、中で、本発明においては、ハロメチル化s−トリアジン誘導体が特に好ましい。
【0090】
ここで、そのハロゲン含有化合物類の中でハロゲン置換アルカンとしては、具体的には、例えば、ジクロロメタン、トリクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、1,2−ジブロモエタン等が挙げられる。
又、そのハロゲン含有化合物類の中でハロメチル化s−トリアジン誘導体としては、具体的には、例えば、2,4,6−トリス(モノクロロメチル)−s−トリアジン、2,4,6−トリス(ジクロロメチル)−s−トリアジン、2,4,6−トリス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−メチル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−n−プロピル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(α,α,β−トリクロロエチル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−フェニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(3,4−エポキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−クロロフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−〔1−(p−メトキシフェニル)−2,4−ブタジエニル〕−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−スチリル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−メトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−メトキシ−m−ヒドロキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−i−プロピルオキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−トリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−メトキシナフチル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−エトキシナフチル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−エトキシカルボニルナフチル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−フェニルチオ−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−ベンジルチオ−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4,6−トリス(ジブロモメチル)−s−トリアジン、2,4,6−トリス(トリブロモメチル)−s−トリアジン、2−メチル−4,6−ビス(トリブロモメチル)−s−トリアジン、2−メトキシ−4,6−ビス(トリブロモメチル)−s−トリアジン等が挙げられ、中で、ビス(トリハロメチル)−s−トリアジンが好ましく、2−メチル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−フェニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(3,4−エポキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−〔1−(p−メトキシフェニル)−2,4−ブタジエニル〕−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−メトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−メトキシ−m−ヒドロキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−i−プロピルオキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン等が特に好ましい。
【0091】
又、そのオニウム塩類としては、テトラメチルアンモニウムブロマイド、テトラエチルアンモニウムブロマイド等のアンモニウム塩、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアルセネート、ジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、ジフェニルヨードニウムp−トルエンスルホネート、ジフェニルヨードニウムカンファースルホネート、ジシクロヘキシルヨードニウムヘキサフルオロアルセネート、ジシクロヘキシルヨードニウムテトラフルオロボレート、ジシクロヘキシルヨードニウムp−トルエンスルホネート、ジシクロヘキシルヨードニウムカンファースルホネート等のヨードニウム塩、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、トリフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、トリフェニルスルホニウムp−トルエンスルホネート、トリフェニルスルホニウムカンファースルホネート、トリシクロヘキシルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、トリシクロヘキシルスルホニウムテトラフルオロボレート、トリシクロヘキシルスルホニウムp−トルエンスルホネート、トリシクロヘキシルスルホニウムカンファースルホネート等のスルホニウム塩等が挙げられる。
【0092】
又、スルホン化合物類としては、具体的には、例えば、ビス(フェニルスルホニル)メタン、ビス(p−ヒドロキシフェニルスルホニル)メタン、ビス(p−メトキシフェニルスルホニル)メタン、ビス(α−ナフチルスルホニル)メタン、ビス(β−ナフチルスルホニル)メタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)メタン、ビス(t−ブチルスルホニル)メタン、フェニルスルホニル(シクロヘキシルスルホニル)メタン等のビス(スルホニル)メタン化合物、フェニルカルボニル(フェニルスルホニル)メタン、ナフチルカルボニル(フェニルスルホニル)メタン、フェニルカルボニル(ナフチルスルホニル)メタン、シクロヘキシルカルボニル(フェニルスルホニル)メタン、t−ブチルカルボニル(フェニルスルホニル)メタン、フェニルカルボニル(シクロヘキシルスルホニル)メタン、フェニルカルボニル(t−ブチルカルボニル)メタン等のカルボニル(スルホニル)メタン化合物、ビス(フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−ヒドロキシフェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−メトキシフェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(α−ナフチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(β−ナフチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(t−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、フェニルスルホニル(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(スルホニル)ジアゾメタン化合物、フェニルカルボニル(フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ナフチルカルボニル(フェニルスルホニル)ジアゾメタン、フェニルカルボニル(ナフチルスルホニル)ジアゾメタン、シクロヘキシルカルボニル(フェニルスルホニル)ジアゾメタン、t−ブチルカルボニル(フェニルスルホニル)ジアゾメタン、フェニルカルボニル(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、フェニルカルボニル(t−ブチルカルボニル)ジアゾメタン等のカルボニル(スルホニル)ジアゾメタン化合物等が挙げられる。
【0093】
本発明において、前記ポジ型感光性組成物における前記(P−1)成分の酸分解性基含有重合体、及び前記(P−2)成分の光酸発生剤の各含有割合は、(P−1)成分の酸分解性基含有重合体100重量部に対して、(P−2)成分の光酸発生剤は、0.1〜50重量部であるのが好ましく、0.5〜20重量部であるのが更に好ましい。
【0094】
又、前記ポジ型感光性組成物は、感光性レジスト剤層としての感度等の向上を目的として、増感剤(P−3)成分を含有していてもよく、その増感剤としては、前記ネガ型感光性組成物の(N−2)成分の増感剤として挙げたと同様の光吸収色素を挙げることができる。
本発明におけるポジの感光性組成物を構成する(P−3)成分の増感剤は、波長390〜430nmの青紫外領域の光を効率よく吸収すると共に、その光励起エネルギーを後述する(P−2)成分の光酸発生剤に伝え、該光酸発生剤を分解し、(P−1)成分の前記酸分解性基含有樹脂の分解を誘起する酸を発生させる増感機能を有する光吸収色素が好ましい。
【0095】
その含有割合は、前記(P−1)成分の酸分解性基含有重合体100重量部に対して、1〜30重量部であるのが好ましく、5〜20重量部であるのが更に好ましい。
又、前記ポジ型感光性組成物は、基板上への感光性レジスト材層形成時の塗布性、及び感光性レジスト材層の現像性等の向上を目的として、ノニオン性、アニオン性、カチオン性、両性、及び弗素系等の界面活性剤(P−4)成分を含有していてもよく、その界面活性剤としては、前記ネガ型感光性組成物の(N−7)成分の界面活性剤として挙げたと同様のものを挙げることができ、その含有割合は、前記(P−1)成分の酸分解性基含有重合体100重量部に対して、0.1〜10重量部であるのが好ましく、1〜5重量部であるのが更に好ましい。
【0096】
又、本発明における前記ポジ型感光性組成物は、更に、各種添加剤、例えば、有機又は無機の染顔料からなる着色剤、塗布性改良剤、密着性改良剤、感度改良剤、感脂化剤等を、前記(P−1)成分の酸分解性基含有重合体100重量部に対して10重量部以下の範囲で含有していてもよい。
なお、本発明のポジ型及びネガ型のレジスト組成物は、その性能を損なわない範囲で種々の添加剤、例えば染料、顔料、塗布性改良剤、現像改良剤、密着性改良剤等を含有することも可能である、
本発明において、前記ネガ型或いはポジ型感光性組成物は、通常、前記各成分を適当な溶剤に溶解或いは分散させた塗布液として、被加工基板上に塗布した後、加熱、乾燥させることにより、被加工基板上に前記感光性組成物からなる青紫色レーザー感光性レジスト材層を有する画像形成材とされる。
【0097】
ここで、その被加工基板は、前記感光性組成物からなる青紫色レーザー感光性レジスト材層を青紫色レーザー光により露光し現像処理することによって形成されたパターン層をマスクとしてエッチング加工等することにより、その表面に回路パターンが形成されるものであり、銅、アルミニウム、金、銀、クロム、亜鉛、錫、鉛、ニッケル等の金属板そのものであってもよいが、通常、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂等の熱硬化性樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスルホン樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、弗素樹脂等の熱可塑性樹脂等の樹脂、紙、ガラス、及び、アルミナ、シリカ、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等の無機物、又は、ガラス布基材エポキシ樹脂、ガラス不織布基材エポキシ樹脂、紙基材エポキシ樹脂、紙基材フェノール樹脂等の複合材料等からなり、その厚さが0.02〜10mm程度の絶縁性支持体表面に、前記金属或いは酸化インジウム、酸化錫、酸化インジウムドープ酸化錫等の金属酸化物等の金属箔を加熱、圧着ラミネートするか、金属をスパッタリング、蒸着、メッキする等の方法により、その厚さが1〜100μm程度の導電層を形成した金属張積層板が、好ましく用いられる。
【0098】
又、塗布液に用いられる溶剤としては、使用成分に対して十分な溶解度を持ち、良好な塗膜性を与えるものであれば特に制限はないが、例えば、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、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等のセロソルブ系溶剤、プロピ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エチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールジメチルエーテル等のプロピレングリコール系溶剤、酢酸ブチル、酢酸アミル、酪酸エチル、酪酸ブチル、ジエチルオキサレート、ピルビン酸エチル、エチル−2−ヒドロキシブチレート、エチルアセトアセテート、乳酸メチル、乳酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル等のエステル系溶剤、ヘプタノール、ヘキサノール、ジアセトンアルコール、フルフリルアルコール等のアルコール系溶剤、シクロヘキサノン、メチルアミルケトン等のケトン系溶剤、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等の高極性溶剤、或いはこれらの混合溶剤、更にはこれらに芳香族炭化水素を添加したもの等が挙げられる。溶剤の使用割合は、感光性組成物の総量に対して、通常、重量比で1〜20倍程度の範囲である。
【0099】
又、その塗布方法としては、従来公知の方法、例えば、回転塗布、ワイヤーバー塗布、スプレー塗布、ディップ塗布、エアーナイフ塗布、ロール塗布、ブレード塗布、スクリーン塗布、及びカーテン塗布等を用いることができる。その際の塗布量は、乾燥膜厚として、10μm以上であり、好ましくは15μm以上であり、上限は通常200μm以下、好ましくは100μm以下である。尚、その際の乾燥温度としては、例えば、30〜150℃程度、好ましくは40〜110℃程度、乾燥時間としては、例えば、5秒〜60分間程度、好ましくは10秒〜30分間程度が採られる。
【0100】
本発明の感光性組成物は、前記各成分を適当な溶剤に溶解或いは分散させた塗布液として、仮支持フィルム上に塗布し乾燥させ、必要に応じて、形成された感光性組成物層表面を被覆フィルムで覆うことにより、所謂ドライフィルムレジスト材等としての、本発明の感光性画像形成材料とされ、その画像形成材料の感光性組成物層側を、被覆フィルムで覆われている場合にはその被覆フィルムを剥離して、被加工基板上に積層することにより、又は、前記各成分を適当な溶剤に溶解或いは分散させた塗布液として、被加工基板上に直接に塗布し乾燥させることにより、被加工基板上に本発明の感光性組成物の層が形成された本発明の感光性画像形成材とされ、その画像形成材の感光性組成物層を、波長390〜430nmのレーザー光により走査露光し、現像処理してネガ画像を現出させる画像形成方法としての使用形態に好適に用いられる。
【0101】
そのドライフィルムレジスト材等としての画像形成材料として用いられる場合における仮支持フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリイミドフィルム、ポリアミドイミドフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリスチレンフィルム等の従来公知のフィルムが用いられる。その際、それらのフィルムが画像形成材料の作製時に必要な耐溶剤性や耐熱性等を有しているものであるときは、それらの仮支持フィルム上に直接に感光性組成物塗布液を塗布し乾燥させて本発明の画像形成材料を作製することができ、又、それらのフィルムが耐溶剤性や耐熱性等の低いものであっても、例えば、ポリテトラフルオロエチレンフィルムや離型フィルム等の離型性を有するフィルム上に先ず感光性組成物層を形成した後、その層上に耐溶剤性や耐熱性等の低い仮支持フィルムを積層し、しかる後、離型性を有するフィルムを剥離することにより、本発明の画像形成材料を作製することもできる。
塗布に用いる溶剤及び塗布方法は前記と同様である。
【0102】
ドライフィルムレジスト材等としての画像形成材料として用いられる場合には、その画像形成材料が被加工基板に積層されるまでの間、形成された感光性組成物層表面を被覆フィルムで覆うことが好ましく、その被覆フィルムとしてはポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリテトラフルオロエチレンフィルム等の従来公知のフィルムが用いられる。
【0103】
又、前記画像形成材料の感光性組成物層側を、被覆フィルムで覆われている場合にはその被覆フィルムを剥離して、加熱、加圧等して積層することにより、又は、前記感光性組成物塗布液を直接に塗布し乾燥させることにより、本発明の画像形成材を作製するにおける被加工基板は、その上に形成される感光性組成物層をレーザー光により走査露光し現像処理することによって現出されたネガ画像をレジストとしてエッチング加工或いはメッキ加工等することにより、その表面に回路や電極等のパターンが形成される。
【0104】
尚、本発明において、光重合性の前記ネガ型画像形成材においては、前述の如くして前記被加工基板上に形成された前記感光性組成物からなる青紫色レーザー感光性レジスト材層上に、光重合性組成物の酸素による重合禁止作用を防止するための酸素遮断層、或いは、前述の分光感度の極大ピークの波長領域を調整するための光透過性調整層等の保護層が形成されていてもよい。
【0105】
その酸素遮断層を構成するものとしては、水、又は、水とアルコールやテトラヒドロフラン等の水混和性有機溶剤との混合溶剤に可溶の水溶性高分子や、ポリエチレンテレフタレート等の水不溶性高分子であって、具体的には、例えば、ポリビニルアルコール、及びその部分アセタール化物、4級アンモニウム塩等によるそのカチオン変性物、スルホン酸ナトリウム等によるそのアニオン変性物等の誘導体、ポリピニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、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等が挙げられる。
【0106】
それらの中で、酸素遮断性等の面から、ポリビニルアルコール及びその誘導体が好ましく、又、感光性レジスト材層との密着性等の面から、ポリビニルピロリドンやビニルピロリドン−酢酸ビニル共重合体等のビニルピロリドン系重合体が好ましく、本発明における酸素遮断層としては、ポリビニルアルコール或いはその誘導体100重量部に対して、ポリビニルピロリドン系重合体を、好ましくは1〜20重量部、更に好ましくは3〜15重量部混合した混合物として用いるのが好ましい。
【0107】
又、酸素遮断層としては、保存性付与等の面から、琥珀酸等の有機酸やエチレンジアミンテトラ酢酸等の有機酸塩等を含有するのが好ましく、又、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル等のノニオン性、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアニオン性、アルキルトリメチルアンモニウムクロライド等のカチオン性等の界面活性剤、消泡剤、色素、可塑剤、pH調整剤等を含有していてもよく、それらの合計含有割合は、10重量%以下であるのが好ましく、5重量%以下であるのが更に好ましい。
【0108】
前記酸素遮断層は、水又は水と水混和性有機溶剤との混合溶剤の溶液として、前述の感光性レジスト材層と同様の塗布法によって形成され、その塗布量は、乾燥膜厚として、1〜10g/m2 の範囲とするのが好ましく、1.5〜7g/m2 の範囲とするのが更に好ましい。
又、光透過性調整層を構成するものとしては、高分子結合材に、例えば、クマリン系色素等の可視領域の光吸収色素を含有させたものが挙げられるが、その際の高分子結合材を前記酸素遮断層に挙げたポリビニルアルコール或いはその誘導体やポリビニルピロリドン系重合体とすることにより、酸素遮断能と光透過性調整能とを有する保護層とすることができる。
【0109】
そして、本発明の青紫色レーザー感光性レジスト材層を有する画像形成材は、その感光性レジスト材層を、レーザー光により走査露光した後、現像処理することによりレジスト画像が形成される。
ここで、レーザー露光光源としては、例えば、HeNeレーザー、アルゴンイオンレーザー、YAGレーザー、HeCdレーザー、半導体レーザー、ルビーレーザー等が挙げられるが、特に、波長域390〜430nmの青紫色領域のレーザー光を発生する光源が好ましく、特に限定されるものではないが、具体的には、410nmを発振する窒化インジウムガリウム半導体レーザー等が挙げられる。
【0110】
又、その走査露光方法も、特に限定されるものではないが、例えば、平面走査露光方式、外面ドラム走査露光方式、内面ドラム走査露光方式等が挙げられ、レーザーの版面での出力光強度を、好ましくは100nW〜100mW、更に好ましくは1μW〜70mW、発振波長を、好ましくは390〜430nm、更に好ましくは400〜420nm、ビームスポット径を、好ましくは0.5〜30μm、更に好ましくは1〜20μm、走査速度を、好ましくは50〜500m/秒、更に好ましくは100〜400m/秒、走査密度を、好ましくは2,000dpi以上、更に好ましくは4,000dpi以上として、走査露光する。
【0111】
又、前記レーザー走査露光後の現像処理は、好ましくはアルカリ成分と界面活性剤とを含有する水性現像液を用いてなされる。そのアルカリ成分としては、例えば、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、珪酸リチウム、珪酸アンモニウム、メタ珪酸ナトリウム、メタ珪酸カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、第二燐酸ナトリウム、第三燐酸ナトリウム、第二燐酸アンモニウム、第三燐酸アンモニウム、硼酸ナトリウム、硼酸カリウム、硼酸アンモニウム等の無機アルカリ塩、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノイソプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、モノブチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン等の有機アミン化合物等が挙げられ、その0.1〜5重量%程度の濃度で用いられる。
【0112】
又、界面活性剤としては、前記光重合性のネガ型感光性組成物において挙げたと同様の界面活性剤が挙げられ、中で、ノニオン性、アニオン性、又は両性界面活性剤が好ましく、特に両性界面活性剤、就中、ベタイン型化合物類が好ましい。尚、前記界面活性剤は、好ましくは0.0001〜20重量%、更に好ましくは0.0005〜10重量%、特に好ましくは0.001〜5重量%の濃度で用いられる。
【0113】
更に、現像液には、例えば、イソプロピルアルコール、ベンジルアルコール、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、フェニルセロソルブ、プロピレングリコール、ジアセトンアルコール等の有機溶剤を必要に応じて含有させることができる。又、現像液のpHは、9〜14とするのが好ましく、11〜14とするのが更に好ましい。
【0114】
尚、現像は、通常、前記現像液に画像形成材を浸漬するか、画像形成材に前記現像液をスプレーする等の公知の現像法により、好ましくは10〜50℃程度、更に好ましくは15〜45℃程度の温度で、5秒〜10分程度の時間でなされる。その際、前記保護層は、予め水等で除去しておいてもよいし、現像時に除去することとしてもよい。
【0115】
【実施例】
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。尚、以下の実施例及び比較例における画像形成材としての評価方法を以下に示す。
<吸光度>
ガラス基板上に形成した乾燥膜厚10μmの感光性レジスト材層について、分光光度計(島津製作所社製「UV−3100PC」)を用いて波長405nmにおける吸光度を測定し、その測定値を膜厚で除することにより、1μm当たりの吸光度を算出した。
【0116】
<分光感度の極大ピーク>
画像形成材を50×60mmの大きさに切り出したサンプルを、回折分光照射装置(ナルミ社製「RM−23」)を用い、キセノンランプ(ウシオ電機社製「UI−501C」)を光源として320〜650nmの波長域で分光した光を、横軸方向に露光波長が直線的に、縦軸方向に露光強度が対数的に変化するように設定して10秒間照射して露光し、次いで、各実施例に記載の現像条件で現像処理することにより、各露光波長の感度に応じた画像を得、その画像高さから画像形成可能な露光エネルギーを算出し、横軸に波長、縦軸にその露光エネルギーの逆数をプロットすることにより得られる分光感度曲線における極大ピークを読み取った。
【0117】
<〔S410/S450〕、〔S450-650/S450〕>
前記<分光感度の極大ピーク>に記載と同様にして320〜650nmの波長域で波長を変化させて露光し、現像処理したときの、波長410nmにおける画像形成可能な最小露光量〔S410(mJ/cm2)〕と波長450nmにおける画像形成可能な最小露光量〔S450(mJ/cm2)〕、及び、波長450nm超過650nm以下の各波長にお
ける画像形成可能な最小露光量〔S450-650(mJ/cm2)〕をそれぞれ求め
、その比〔S410/S450〕、及び〔S450-650/S450〕を算出し、以下の基準で評価した。
【0118】
<S410/S450の評価基準>
A:S410/S450が0.03以下。
B:S410/S450が0.03超過0.05以下。
C:S410/S450が0.05超過0.1以下。
D:S410/S450が0.1超過。
<S450-650/S450の評価基準>
A:S450-650/S450が10超過。
B:S450-650/S450が5超過10以下。
C:S450-650/S450が1超過5以下。
D:S450-650/S450が1以下。
【0119】
<露光感度>
画像形成材の感光性レジスト材層を、中心波長405nm、レーザー出力5mWのレーザー光源(日亜化学工業社製「NLHV500C」)を用いて、像面照度2μW、ビームスポット径2.5μmで、ビーム走査間隔及び走査速度を変えながら走査露光し、次いで、各実施例に記載の現像条件で現像処理して画像を現出させ、その際得られた画像について、10μmの線幅が再現するのに要する最小露光量を求め、感度とした。
又、膜厚10μmのときの上記感度(S1)と膜厚20μmのときの上記感度(S2)を測定し、その比(S2/S1)を算出した。
【0120】
<D/L>
レジスト膜厚(D)を変えて、前記<露光感度>の測定法と同様にしてレーザー走査露光を行い、画像を現出させ、各レジスト膜厚において解像した最小線幅(L)を求めることにより、その比D/Lを算出した。また、この様にして求めたD/Lの最大値を与える時の感度をS3とした。
【0121】
<黄色灯下でのセーフライト性>
画像形成材を黄色灯照明(約470nm以下の波長の光を遮断した条件)下に、1分間、2分間、5分間、10分間、20分間、30分間放置した後、前記と同様にして、走査露光及び現像処理を行い、前記に比して画像に変化が生じるまでの放置時間を求め、以下の基準で評価した。
A:20分以上
B:10分以上20分未満
C:1分以上10分未満
D:1分未満
【0122】
<レジスト画像>
得られたレジスト画像について、表に記載の膜厚における再現し得る線幅及びパターン形状を観察し、更に、解像性の目安として、「膜厚(μm)/再現し得る線幅(μm)」の値を算出した。
<感光性組成物塗布液の保存安定性>
感光性組成物塗布液を25℃で7日間、暗所にて保管した後、レジスト画像を形成し、該レジスト画像について結晶状析出物の有無を走査型電子顕微鏡で観察し、以下の基準で評価した。
A:析出物は全く認められず、保存前後での感度、画像に変化なし。
B:析出物は認められないが、保存後の感度が僅かに低下。
C:微量の析出物が認められ、保存後の感度が低下。
【0123】
参考例1−1
光重合性ネガ型感光性組成物(N1)として、下記の各成分をメチルエチルケトン740重量部とメチルセロソルブ400重量部との混合溶剤に加えて、室温で攪拌して調液した塗布液を、ガラス基板上にバーコーターを用いて乾燥膜厚が10μm又は20μmとなる量で塗布し、170℃で2分間乾燥させて感光性レジスト材層を形成し、更にその上に、ポリビニルアルコールとポリビニルピロリドンの混合水溶液(ポリビニルアルコール:ポリビニルピロリドン=95重量%:5重量%)をバーコーターを用いて乾燥膜厚が3μmとなる量で塗布し、50℃で3分間乾燥させて保護層(酸素遮断層)を形成することにより、感光性画像形成材を作製した。
【0124】
<(N1−1);エチレン性不飽和化合物>
(N1−1a);下記の化合物 10重量部
(N1−1b);下記の化合物 5重量部
(N1−1c);下記の化合物 8重量部
(N1−1d);ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 22重量部
【0125】
【化8】
【0126】
<(N1−2)増感剤>
(N1−2a);4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン(波長404nmでのモル吸光係数14,540) 9重量部
<(N1−3)光重合開始剤>
(N1−3a);2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール(融点196℃、波長1.54ÅのX線回折スペクトルにおいてブラッグ角(2θ±0.2°)9.925°に最大回折ピークを有するもの) 15重量部
<(N1−4)高分子結合材>
(N1−4a);スチレン/α−メチルスチレン/アクリル酸共重合体(モル比55/15/30)に3,4−エポキシシクロヘキシルメチルアクリレートを反応させて得られた反応生成物(アクリル酸成分の50モル%がエポキシ基と反応) 45重量部
<(N1−5);水素供与性化合物>
(N1−5a);2−メルカプトベンゾチアゾール 5重量部
(N1−5b);N−フェニルグリシンベンジルエステル 10重量部
<(N1−6);アミン化合物>
(N1−6a);トリベンジルアミン 10重量部
<(N1−7)界面活性剤>
(N1−7a);ノニオン性界面活性剤(花王社製「エマルゲン104P」)
2重量部
(N1−7b);弗素系界面活性剤(旭硝子社製「S−381」) 0.3重量部
<その他>
銅フタロシアニン顔料(可視画剤) 4重量部
分散剤(ビックケミー社製「Disperbyk 161」) 2重量部
【0127】
得られた感光性画像形成材の感光性レジスト材層を、前記露光感度の評価方法に記載した条件で走査露光した後、酸素遮断層を水洗、剥離し、次いで、炭酸ナトリウム0.1重量%及びアニオン性界面活性剤(花王社製「ペレックスNBL」)0.1重量%を含む水溶液に26℃で60秒間浸漬した後、スポンジで5回擦って現像処理を行うことにより、表面にレジスト画像が形成された被加工基板を得た。その際の感光性レジスト材層の吸光度、分光感度の極大ピーク、露光感度、〔S410 /S450 〕及び〔S450−650 /S450 〕、黄色灯下でのセーフライ
ト性、並びに得られたレジスト画像を前述の方法で評価し、結果を表−1に示した。又、S410は0.1mJ/cm2であった。
【0128】
実施例1−2
化学増幅ネガ型感光性組成物(N2)として、下記の各成分をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート300重量部に加えて、室温で攪拌して調液した塗布液を、ガラス基板上に乾燥膜厚が10μm又は20μmとなる量でスピンコートし、90℃で10分間乾燥させて感光性レジスト材層を形成することにより、感光性画像形成材を作製した。
【0129】
<(N2−1)アルカリ可溶性樹脂>
(N2−1a);ポリ(p−ヒドロキシスチレン)(重量平均分子量5,000) 100重量部
<(N2−2)架橋剤>
(N2−2a);メトキシメチル化メラミン(三和ケミカル社製「ニカラックE−2151」) 50重量部
<(N2−3)光酸発生剤
(N2−3a);2−(p−カルボキシアセチルオキシエトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン 1重量部
【0130】
得られた感光性画像形成材の感光性レジスト材層を、前記露光感度の評価方法に記載した条件で走査露光した後、100℃で10分間オーブン中で後加熱処理を施し、次いで、水酸化カリウム1重量%水溶液に20℃で90秒間浸漬して現像処理を行うことにより、表面にレジスト画像が形成された被加工基板を得た。以下、同様にして評価した。S410は、4mJ/cm2であった。
また、レジスト膜厚(D)が20μmの時、解像した最小線幅(L)は10μmであり、D/Lの最大値は2.0であった。またこのときの感度S3は7mJ/cm2であった。
【0131】
実施例1−3
(N2−3)光酸発生剤を下記のものに変えた外は実施例1−2と同様にして、感光性画像形成材を作製し、表面にレジスト画像が形成された被加工基板を得た。以下、同様にして評価した。S410は4mJ/cm2であった。
また、レジスト膜厚(D)が20μmの時、解像した最小線幅(L)は10μmであり、D/Lの最大値は2.0であった。またこのときの感度S3は11mJ/cm2であった。
(N2−3b);2−(p−メトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン
【0132】
実施例1−4
ガラス基板に代えて、シリコン基板上に1μmの厚さの銅メッキを施した被加工基板を用いた外は実施例1−2と同様にして、感光性画像形成材を作製し、表面にレジスト画像が形成された被加工基板を得た。以下、同様にして評価した。
【0133】
実施例1−5
ガラス基板に代えて、シリコン基板上に1μmの厚さの銅メッキを施した被加工基板を用いた外は実施例1−3と同様にして、感光性画像形成材を作製し、表面にレジスト画像が形成された被加工基板を得た。以下、同様にして評価した。
【0134】
参考例1−6
化学増幅ポジ型感光性組成物(P1)として、下記の各成分をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート640重量部とメチルセロソルブ240重量部との混合溶剤に加えて、室温で攪拌して調液した塗布液を、ガラス基板上に乾燥膜厚が10μm又は20μmとなる量でスピンコートし、90℃で10分間乾燥させて感光性レジスト材層を形成することにより、感光性画像形成材を作製した。
【0135】
<(P1−1)酸分解性基含有樹脂>
(P1−1a);ポリ(p−ヒドロキシスチレン)のヒドロキシル基の約45モル%をエーテル化して、酸分解性基としての1−エトキシエトキシ基を導入した酸分解性基含有樹脂 100重量部
<(P1−2)光酸発生剤
(P1−2a);2−(p−メトキシ−m−ヒドロキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン 2重量部
【0136】
得られた感光性画像形成材の感光性レジスト材層を、前記露光感度の評価方法に記載した条件で走査露光した後、90℃で2分間オーブン中で後加熱処理を施し、次いで、水酸化カリウム2重量%水溶液に20℃で90秒間浸漬して現像処理を行うことにより、表面にレジスト画像が形成された被加工基板を得た。以下、同様にして評価した。尚、S410は15mJ/cm2であった。
また、レジスト膜厚(D)が20μmの時、解像した最小線幅(L)は10μmであり、D/Lの最大値は2.0であった。またこのときの感度S3は20mJ/cm2であった。
【0137】
参考例1−7
ガラス基板に代えて、シリコン基板上に1μmの厚さの銅メッキを施した被加工基板を用いた外は参考例1−6と同様にして、感光性画像形成材を作製し、表面にレジスト画像が形成された被加工基板を得た。以下、同様にして評価した。
結果をまとめて表−1に示す。
【0138】
参考例2
参考例1−1に於いて、ガラス基板を片面に厚さ18μmの銅箔がラミネートされた厚さ100μmのポリイミド樹脂の銅張積層基板(サンハヤト社製)に変えた以外同様にしてネガ画像形成材を製造した。
得られたネガ画像形成材を、波長410nmを発振する青紫色レーザー露光機(Escher−Grad社製「Cobalt8」)を用いて、出力0.5mW、レーザービームスポット径12μm、走査密度5080dpi、走査速度167m/秒にて、走査露光を繰り返して行った(このときの版面の露光エネルギーは膜厚10μmのとき100μJ/cm2、膜厚20μmのとき400μJ/cm2であった。)後、酸素遮断層を水洗、剥離し、炭酸ナトリウム0.1重量%及びアニオン性界面活性剤(花王社製「ペレックスNBL」)0.1重量%を含む水溶液に、26℃で60秒間浸漬した後、スポンジで5回擦って現像処理を行った。その結果、各表面に高品質のレジスト画像が形成された被加工基板が得られた。
【0139】
得られた被加工基板(レジスト材層膜厚20μmの場合)について、硫酸銅水溶液を電解液とし、20mA/cm2の電流密度で60分電解メッキを施したところメッキ厚15μmの銅メッキ層がスペース部分に形成された。尚、S2/S1は5、膜厚1μm当たりの吸光度は0.218、分光感度の極大ピークは410、S410は0.1mJ/cm2、S410/S450はA、S450-650/S450はA、セーフライト性はAであった。
【0140】
参考比較例1
光重合性ネガ型感光性組成物(N1)として、下記の各成分をメチルエチルケトン/イソプロパノール(重量比8/2)の混合溶剤100重量部に加えて、室温で攪拌して調液した塗布液を、仮支持フィルムとしてのポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み19μm)上に、アプリケーターを用いて乾燥膜厚が10μm又は20μmとなる量で塗布し、90℃のオーブンで5分間乾燥させ、形成された感光性組成物層上に、被覆フィルムとしてのポリエチレンフィルム(厚み25μm)を積層し、1日放置することにより、ドライフィルムレジスト材を作製した。
【0141】
<(N1−1)エチレン性不飽和化合物
(N1−1e);下記の化合物 15重量部
(N1−1f);下記の化合物 30重量部
【0142】
【化9】
【0143】
<(N1−2)増感剤>
(N1−2j)波長405nmでのモル吸光係数82,700の化合物;1重量部
【0145】
<(N1−3)光重合開始剤>
(N1−3b);2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール(融点172℃、波長1.54ÅのX線回折スペクトルにおいてブラッグ角(2θ±0.2°)21.16°に最大回折ピークを有するもの) 12重量部
<(N1−4)高分子結合材>
(N1−4c);スチレン/メチルメタクリレート/2−ヒドロキシエチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(モル比10/50/20/20、重量平均分子量68,000、酸価129KOH・mg/g) 55重量部
<(N1−5)水素供与性化合物>
(N1−5c);N−フェニルグリシンの双極イオン化合物 0.2重量部
<その他>
ロイコクリスタルバイオレット 0.4重量部
9−フェニルアクリジン 0.2重量部
【0146】
別に、厚み35μmの銅箔を貼り合わせたポリイミド樹脂の銅張積層基板(厚み1.5mm、大きさ250mm×200mm)の銅箔表面を、住友スリーエム社製「スコッチブライトSF」を用いてバフロール研磨し、水洗し、空気流で乾燥させて整面し、次いで、これをオーブンで60℃に予熱した後、その銅張積層板の銅箔上に、前記で得られたドライフィルムレジスト材を、そのポリエチレンフィルムを剥離しながらその剥離面で、ハンド式ロールラミネーターを用いて、ロール温度100℃、ロール圧0.3MPa、ラミネート速度1.5m/分でラミネートすることにより、銅張積層基板上に感光性レジスト材層が形成された感光性画像形成材を作製した。
【0147】
得られた感光性画像形成材の感光性レジスト材層を、前記露光感度の評価方法に記載した条件で走査露光した後、ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥離し、次いで、30℃の炭酸ナトリウム1重量%水溶液を現像液として0.15MPaとなるように吹き付けてスプレー現像処理を行うことにより、表面にレジスト画像が形成された被加工基板を得た。その際の感光性レジスト材層の吸光度、分光感度の極大ピーク、露光感度、〔S410/S450〕及び〔S450-650/S450〕、黄色灯下でのセーフライト性、並びに得られたレジスト画像を前述の方法で評価し、結果を表−1に示した。
尚、膜厚20μmの感光性レジスト材層を有する画像形成材は、走査露光して現像処理を行ったところ、露光部は全て現像液に溶解し、画像が形成されなかった。
【0148】
比較例2
化学増幅ネガ型感光性組成物(N2)として、下記の各成分をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート290重量部に加えて、室温で攪拌して調液した塗布液を、ガラス基板上に乾燥膜厚が10μm又は20μmとなる量でスピンコートし、90℃で10分間乾燥させて感光性レジスト材層を形成することにより、感光性画像形成材を作製した。
【0149】
<(N2−1)アルカリ可溶性樹脂>
(N2−1a);ポリ(p−ヒドロキシスチレン)(重量平均分子量5,000) 100重量部
<(N2−2)架橋剤>
(N2−2a);メトキシメチル化メラミン(三和ケミカル社製「ニカラックE−2151」) 50重量部
<(N2−3)光酸発生剤
(N2−3c);下記の化合物 5重量部
【0150】
【化11】
【0151】
<(N2−4)増感剤>
(N1−2j);前記の化合物(波長405nmでのモル吸光係数82,700) 1重量部
得られた感光性画像形成材の感光性レジスト材層を、前記露光感度の評価方法に記載した条件で走査露光した後、100℃で10分間オーブン中で後加熱処理を施し、次いで、水酸化カリウム0.5重量%水溶液に20℃で60秒間浸漬して現像処理を行うことにより、表面にレジスト画像が形成された被加工基板を得た。その際の感光性レジスト材層の吸光度、分光感度の極大ピーク、露光感度、〔S410/S450〕及び〔S450-650/S450〕、黄色灯下でのセーフライト性
、並びに得られたレジスト画像を前述の方法で評価し、結果を表−1に示した。尚、膜厚20μmの感光性レジスト材層を有する画像形成材は、走査露光して現像処理を行ったところ、露光部は全て現像液に溶解し、画像が形成されなかった。
【0152】
【表1】
【0153】
【発明の効果】
本発明は、青紫色領域のレーザー光に対して高感度であると共に、膜厚を上げても感度が低下しない青紫色レーザー感光性レジスト材層を有する画像形成材、及びそのレジスト画像形成方法を提供することができる。
Claims (19)
- プリント配線基板、プラズマディスプレイ用配線板、液晶ディスプレイ用配線板、大規模集積回路、薄型トランジスタ、半導体パッケージの微細電子回路の形成に用いられる被加工基板上に青紫色レーザー用感光性レジスト材層を有する画像形成材であって、該感光性レジスト材層が、下記の(C−1)、(C−2)、及び(C−3)成分を含有し、前記(C−3)成分の含有量が、(C−1)成分100重量部に対して0.001〜1重量部であるネガ型感光性組成物からなり、且つ膜厚が10μm以上であり、且つ波長域390〜430nmにおける吸光度が膜厚1μm当たり0.3以下であることを特徴とする画像形成材。
(C−1)アルカリ可溶性樹脂
(C−2)酸性条件下でアルカリ可溶性樹脂に作用する架橋剤
(C−3)光酸発生剤 - (C−1)アルカリ可溶性樹脂がフェノール性水酸基を有する重合単位を含有する樹脂である請求項1に記載の画像形成材。
- 感光性材層が、さらに(C−4)増感剤を含有する請求項1又は2に記載の画像形成材。
- (C−4)増感剤の含有量が、(C−1)アルカリ可溶性樹脂100重量部に対して0.1〜30重量部である請求項3に記載の画像形成材。
- (C−2)成分の架橋剤が、尿素あるいはメラミンに、ホルマリンを作用された化合物またはそのアルキル変性物である請求項1乃至4の何れか1項に記載の画像形成材。
- (C−3)成分の光酸発生剤が、ハロメチル化s−トリアジン誘導体である請求項1乃至5の何れか1項に記載の画像形成材。
- 感光性レジスト材層の波長域390〜430nmにおける膜厚10μmの時の感度をS1とし、膜厚20μmの時の感度をS2としたとき、S2/S1が5以下である請求項1乃至6の何れか1項に記載の画像形成材。
- 感光性レジスト材層の厚みが200μm以下である請求項1乃至7の何れか1項に記載の画像形成材。
- 感光性レジスト材層が390〜430nm波長に分光感度の極大ピークを有する請求項1乃至8の何れか1項に記載の画像形成材。
- 感光性レジスト材層が、波長410nmにおける画像形成可能な最小露光量〔S410 (μJ/cm2 )〕の波長450nmにおける画像形成可能な最小露光量〔S450 (μJ/cm2 )〕に対する比〔S410 /S450 〕が0.1以下のものである請求項1乃至9の何れか1項に記載の画像形成材。
- 感光性レジスト材層が、波長450nm超過650nm以下の各波長における画像形成可能な最小露光量〔S450-650 (μJ/cm2 )〕の波長450nmにおける画像形成可能な最小露光量〔S450 (μJ/cm2 )〕に対する比〔S450-650 /S450 〕が1超過のものである請求項1乃至10の何れか1項に記載の画像形成材。
- 感光性レジスト材層の膜厚(D)と、該膜厚(D)の感光性レジスト材層を波長390〜430nmのレーザー光により走査露光した後現像処理することにより解像しうる最小線幅(L)との比(D/L)の最大値が1.0以上であり、かつ(2)該感光性レジスト材層の波長410nmにおける画像形成可能な最小露光量〔S410 (μJ/cm2 )〕が10,000μJ/cm2以下である請求項1乃至11の何れか1項に記載の画像形成材。
- 感光性レジスト材層の膜厚(D)と、該膜厚(D)の感光性レジスト材層を波長390〜430nmのレーザー光により走査露光した後現像処理することにより解像しうる最小線幅(L)との比(D/L)の最大値が1.0以上であり、かつ(2)該D/Lを達成する露光量が20mJ/cm2以下である請求項1乃至11の何れか1項に記載の画像形成材。
- 感光性レジスト材層が、さらに(C−4)増感剤を含有する請求項12又は13に記載の画像形成材。
- 被加工基板が、絶縁性支持体表面に導電層が形成された積層板である請求項1乃至14の何れか1項に記載の画像形成材。
- 仮支持フィルム上に青紫色レーザー用感光性レジスト材層が形成された画像形成材料であって、該感光性レジスト材層が、下記の(C−1)、(C−2)、及び(C−3)成分を含有し、前記(C−3)成分の含有量が、(C−1)成分100重量部に対して0.001〜1重量部であるネガ型感光性組成物からなり、且つ膜厚が10μm以上であり、且つ波長域390〜430nmにおける吸光度が膜厚1μm当たり0.3以下であることを特徴とする画像形成材料。
(C−1)アルカリ可溶性樹脂
(C−2)酸性条件下でアルカリ可溶性樹脂に作用する架橋剤
(C−3)光酸発生剤 - 感光性レジスト材層が、さらに(C−4)増感剤を含有する請求項16に記載の画像形成材料。
- 請求項1乃至15の何れか1項に記載の画像形成材の該感光性レジスト材層を、波長390〜430nmのレーザー光により走査露光した後、現像処理することを特徴とするレジスト画像形成方法。
- 強度が100nW〜100mWである青紫色レーザーで露光する請求項18に記載の画像形成方法。
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