JP5728822B2 - 近赤外光吸収膜形成材料及び積層膜 - Google Patents
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Description
請求項1:
(A)下記式(1)で示される近赤外光吸収色素1種以上、
(B)下記式で示される酸存在下で架橋反応を起こす繰り返し単位を含む高分子化合物1種以上、及び
(C)溶剤1種以上
を含有することを特徴とする近赤外光吸収膜形成材料。
のいずれかで示される陰イオンを示す。]
請求項2:
上記(A)近赤外光吸収色素が、下記式(2)で示される請求項1記載の近赤外光吸収膜形成材料。
のいずれかで示される陰イオンを示す。]
請求項3:
上記(A)近赤外光吸収色素が、下記式(3)で示される請求項2記載の近赤外光吸収膜形成材料。
のいずれかで示される陰イオンを示す。]
請求項4:
上記X-が式(1−3)で示される陰イオンである請求項1乃至3のいずれか1項記載の近赤外光吸収膜形成材料。
請求項5:
更に、酸発生剤、架橋剤、界面活性剤から選ばれる1種以上を含有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の近赤外光吸収膜形成材料。
請求項6:
請求項1乃至5のいずれか1項記載の近赤外光吸収膜形成材料を成膜することにより形成される近赤外光吸収膜を有し、更に、フォトレジスト材料から形成されるフォトレジスト膜を有することを特徴とする積層膜。
請求項7:
上記近赤外光吸収膜がフォトレジスト膜の直下にあることを特徴とする請求項6記載の積層膜。
請求項8:
上記積層膜が、フォトレジスト膜の直下に珪素を含有する膜を有し、更にその下に近赤外光吸収膜形成材料を成膜することにより形成される近赤外光吸収膜を有することを特徴とする請求項6記載の積層膜。
請求項9:
上記近赤外光吸収膜が、レジストパターンの形成に用いられる露光光の反射防止膜であることを特徴とする請求項6乃至8のいずれか1項記載の積層膜。
本発明の近赤外光吸収膜形成材料は、(A)近赤外光吸収色素、(B)高分子化合物、及び(C)溶剤を含有することを特徴とするものであり、以下に詳細を説明する。
本発明における(A)近赤外光吸収色素は、下記式(1)で示されるものである。
[式(1)中、R1及びR2はそれぞれ独立に炭素数1〜20のヘテロ原子を含んでもよい1価炭化水素基を示す。kは0〜5の整数を示す。mは0又は1を示す。nは1又は2を示す。Zは酸素原子、硫黄原子、及びC(R’)(R”)のいずれかで示される基を示す。R’及びR”はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜20のヘテロ原子を含んでもよい1価炭化水素基を示す。X-は下記式(1−1)〜(1−3)
(式中、Ra、Rb1、Rb2、Rc1、Rc2及びRc3はそれぞれ独立してフッ素原子又は炭素数1〜20のヘテロ原子を含んでもよい1価炭化水素基を示す。また、Rb1及びRb2、又はRc1及びRc2は互いに結合してこれらが結合する基と共に環を形成してもよく、この場合、環の形成に関与するRb1及びRb2、又はRc1及びRc2は、単結合又は合計して炭素数1〜20のヘテロ原子を含んでもよい2価炭化水素基を示す。)
のいずれかで示される陰イオンを示す。]
(上記式(4)〜(8)中、R11は水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、−R1a、−OR1a、−SR1a、−SO2R1a、−O2CR1a、−CO2R1a、又は−N(R1a)2を示す。
R12は水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、−R1a、−OR1a、−SR1a、−O2CR1a、−CO2R1a、又は−N(R1a)2を示す。R1aは炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状の1価炭化水素基を示し、該炭化水素基の水素原子の一部がハロゲン原子又はシアノ基で置換されたもの、あるいは−CH2−が酸素原子、硫黄原子、又は−C(=O)O−に置換されたものでもよい。R22は窒素原子を含み、かつ環状構造を含む有機基を示す。R33は炭素数1〜5の直鎖状、分岐状又は環状の1価炭化水素基を示す。R44、R55及びR66はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アミノ基、−R1a、−OR1a、−SR1a、−O2CR1a、−CO2R1a、又は−N(R1a)2を示す。R77、R88、R99及びR110はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アミノ基、−R1a、−OR1a、−SR1a、−O2CR1a、−CO2R1a、又は−N(R1a)2を示す。R111、R112、R113及びR114はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アミノ基、−R1a、−OR1a、−SR1a、−O2CR1a、−CO2R1a、又は−N(R1a)2を示す。R1aは上記の通りである。X2 -は陰イオンを示す。a1及びa2はそれぞれ独立に0〜5の整数である。b1及びb2はそれぞれ独立に0〜5の整数である。rは1又は2である。c1、c2及びc3はそれぞれ独立に0〜5の整数である。d1、d2、d3及びd4はそれぞれ独立に0〜5の整数である。eは1又は2である。f1、f2、f3及びf4はそれぞれ独立に0〜5の整数である。)
R12は水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、−R1a、−OR1a、−SR1a、−O2CR1a、−CO2R1a、又は−N(R1a)2を示す。R1aは炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状の1価炭化水素基を示し、該炭化水素基の水素原子の一部がハロゲン原子又はシアノ基で置換されたもの、あるいは−CH2−が酸素原子、硫黄原子、又は−C(=O)O−に置換されたものでもよい。上記1価炭化水素基としては、例えば、メタン、エタン、プロパン、n−ブタン、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン、2−メチルプロパン、2−メチルブタン、2,2−ジメチルプロパン、2−メチルペンタン、2−メチルへキサン、2−メチルヘプタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタン、メチルシクロへキサン、エチルシクロペンタン、メチルシクロヘプタン、エチルシクロヘキサン、ノルボルナン、アダマンタン、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、n−プロピルベンゼン、2−プロピルベンゼン、n−ブチルベンゼン、t−ブチルベンゼン、n−ペンチルベンゼン、ナフタレン等の炭化水素から水素原子一つを除いたもの等を挙げることができる。
(上記式(9)、(10)中、R2a及びR2bはそれぞれ独立に炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状の1価炭化水素基を示し、該炭化水素基の水素原子の一部がハロゲン原子又はシアノ基で置換されたもの、あるいは−CH2−が酸素原子、硫黄原子、又は−C(=O)O−に置換されたものでもよい。また、R2a及びR2bは互いに結合してこれらが結合する炭素原子と共に環、特に炭素数5〜15の脂肪族環又は芳香族環を形成してもよい。Yは酸素原子、硫黄原子、−C(RY)2−を示し、RYは水素原子又は炭素数1〜10の1価炭化水素基を示す。RYはR2bと互いに結合してこれらが結合する炭素原子と共に環、特に炭素数5〜15の脂肪族環又は芳香族環を形成してもよい。R2cは炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状の1価炭化水素基を示し、該炭化水素基の水素原子の一部がハロゲン原子又はシアノ基に置換されたもの、あるいは−CH2−が酸素原子、硫黄原子、又は−C(=O)O−に置換されたものでもよい。)
本発明の近赤外光吸収膜形成材料には、(B)高分子化合物1種以上が含まれる。本発明における(B)高分子化合物は、より緻密な近赤外光吸収膜を形成するために酸存在下で架橋反応を起こす繰り返し単位、例えば、ヒドロキシル基又はオキシラン、オキセタン等の環状エーテル構造、又はカルボキシル基を含有する繰り返し単位を1種以上有することが好ましい。上記(B)の高分子化合物が架橋反応を起こす繰り返し単位を含有する場合、硬く緻密な近赤外光吸収膜を形成することができる。これにより、近赤外光吸収膜の直上に珪素含有膜等の別の膜を積層させる場合に近赤外光吸収膜の膜厚が減少したり、該膜内の近赤外光吸収色素が溶出したりすることがなくなる。オキシラン構造、オキセタン構造を有する酸存在下で架橋反応を起こす繰り返し単位は、酸反応性が高く、より緻密な膜を形成することが可能となるため、特に好ましい。
<1>酸で架橋反応を起こす繰り返し単位を合計で5〜90モル%、好ましくは8〜80モル%、より好ましくは10〜70モル%。
<2>芳香環を含む繰り返し単位を合計で5〜90モル%、好ましくは8〜80モル%、より好ましくは10〜70モル%。
<3>その他の繰り返し単位を合計で0〜40モル%、好ましくは1〜30モル%、より好ましくは3〜20モル%。
本発明の近赤外光吸収膜形成材料には溶剤1種以上が含まれるが、使用可能な有機溶剤としては、上記の(A)近赤外光吸収色素、(B)高分子化合物、酸発生剤、架橋剤、界面活性剤、その他添加剤等が溶解するものであれば特に制限はない。その具体例を列挙すると、シクロヘキサノン、メチル−2−アミルケトン等のケトン類;3−メトキシブタノール、3−メチル−3−メトキシブタノール、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール等のアルコール類;プロピ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、エチ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ジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類;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、乳酸エチル、ピルビン酸エチル、酢酸ブチル、3−メ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、酢酸tert−ブチル、プロピオン酸tert−ブチル、プロピレングリコールモノtert−ブチルエーテルアセテート等のエステル類、及びγ−ブチロラクトン等のラクトン類が挙げられる。これらの溶剤は、1種単独又は2種以上を混合して使用できるが、これらに限定されるものではない。本発明の近赤外光吸収膜形成材料においては、これら有機溶剤の中でもプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノン、γ−ブチロラクトン及びこれらの混合溶剤が好ましく使用される。
(A)上記式(1)で示される近赤外光吸収色素、
(B)高分子化合物、及び
(C)溶剤、
を含有するものであるが、必要により
(D)酸発生剤、
(E)架橋剤、
を含有してもよく、更に必要により
(F)界面活性剤、
を含有してもよい。
本発明の近赤外光吸収膜形成材料には、熱等による架橋反応を更に促進させるための酸発生剤を添加することができる。酸発生剤は熱分解によって酸を発生するもの(熱酸発生剤)や、光照射によって酸を発生するもの(光酸発生剤)があり、いずれのものも添加することができるが、特に熱酸発生剤が好ましい。
本発明の近赤外光吸収膜形成材料には、架橋剤を添加することができる。本発明の材料を用いて形成された近赤外光吸収膜の性能の一つとして、他の積層膜、例えばレジスト上層膜とのインターミキシングがないこと、低分子成分の拡散がないことが挙げられる。これらを防止するために、本発明の近赤外光吸収膜をスピンコート法等で基板に形成後、ベークで熱架橋するという方法が適用できる。そのため、近赤外光吸収膜形成材料の成分として架橋剤を添加する方法及びポリマーに架橋性の置換基を導入する方法がある。
本発明の近赤外光吸収膜形成材料には、更に界面活性剤を添加することができる。本発明で使用される(F)成分の界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステリアルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレインエーテル等の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オクチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル類、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート等の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モノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルのノニオン系界面活性剤、エフトップEF301、EF303、EF352((株)ジェムコ製)、メガファックF171、F172、F173、R08、R30(DIC(株)製)、フロラードFC−430、FC−431、FC−4430、FC−4432(住友スリーエム(株)製)、アサヒガードAG710、サーフロンS−381、S−382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106、サーフィノールE1004、KH−10、KH−20、KH−30、KH−40(旭硝子(株)製)等のフッ素系界面活性剤、オルガノシロキサンポリマーKP341、X−70−092、X−70−093(信越化学工業(株)製)、アクリル酸系又はメタクリル酸系ポリフローNo.75、No.95(共栄社化学(株)製)等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、下記構造(surf−1)の部分フッ素化オキセタン開環重合物系の界面活性剤も好ましく用いられる。
(式中、破線は結合手を示し、それぞれグリセロール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールから派生した部分構造である。)
(上記式中、LS01はそれぞれ同一でも異なってもよく、−C(=O)−O−、−O−、又は−C(=O)−LS07−C(=O)−O−を示し、LS07は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基を示す。RS01はそれぞれ同一でも異なってもよく水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基を示す。RS02はそれぞれ同一でも異なってもよく水素原子、又は炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基又はフッ素化アルキル基を示し、同一繰り返し単位内のRS02がそれぞれ結合してこれらが結合する炭素原子と共に環を形成してもよく、その場合、合計して炭素数2〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基又はフッ素化アルキレン基を示す。RS03はフッ素原子又は水素原子を示し、同一繰り返し単位内のLS02と結合してこれらが結合する炭素原子と共に炭素数の和が3〜10の非芳香環を形成してもよい。LS02は炭素数1〜6の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基を示し、1つ以上の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい。RS04は1つ以上の水素原子がフッ素原子で置換された炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基を示し、LS02とRS04が結合してこれらが結合する炭素原子と共に非芳香環を形成していてもよく、その場合、該環は炭素数の総和が2〜12の三価の有機基を示す。LS03は単結合又は炭素数1〜4のアルキレン基を示し、LS04は同一でも異なってもよく、単結合、−O−、又は−CRS01RS01−を示す。LS05は炭素数1〜4の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示し、同一繰り返し単位内のRS02と結合してこれらが結合する炭素原子と共に炭素数3〜10の非芳香環を形成してもよい。LS06はメチレン基、1,2−エチレン基、1,3−プロピレン基、又は1,4−ブチレン基を示し、Rfは炭素数3〜6の直鎖状のパーフルオロアルキル基、3H−パーフルオロプロピル基、4H−パーフルオロブチル基、5H−パーフルオロペンチル基、又は6H−パーフルオロヘキシル基を示す。(a−1)〜(a−3)、b及びcは、0≦(a−1)<1、0≦(a−2)<1、0≦(a−3)<1、0<(a−1)+(a−2)+(a−3)<1、0≦b<1、0≦c<1であり、0<(a−1)+(a−2)+(a−3)+b+c≦1を満たす正数である。)
3−ブチル−2−(2−{3−[2−(3−ブチル−1,1−ジメチル−1H−ベンゾ[e]インドール−2(3H)−イリデン)エチリデン]−2−(フェニルスルホニル)シクロペンタ−1−エン−1−イル}エテニル)−1,1−ジメチル−1H−ベンゾ[e]インドール−3−イウム p−トルエンスルホネート0.96g(1ミリモル)、パーフルオロブタンスルホン酸カリウム0.51g(1.5ミリモル)、水20g、メチルイソブチルケトン20gの混合溶液を室温で6時間撹拌し、有機層を分取した。分取した有機層にパーフルオロブタンスルホン酸カリウム0.17g(0.5ミリモル)、水20gを加えて一晩撹拌し、有機層を分取した。分取した有機層を水洗し、減圧濃縮した後、得られた残渣にジイソプロピルエーテルを加えて再結晶を行った。得られた結晶を回収し、その後減圧乾燥させることで目的物である3−ブチル−2−(2−{3−[2−(3−ブチル−1,1−ジメチル−1H−ベンゾ[e]インドール−2(3H)−イリデン)エチリデン]−2−(フェニルスルホニル)シクロペンタ−1−エン−1−イル}エテニル)−1,1−ジメチル−1H−ベンゾ[e]インドール−3−イウム パーフルオロブタンスルホネートを得た[茶色結晶1.1g(収率92%)]。
[赤外吸収スペクトル(IR(D−ATR);cm-1)]
2958、2932、2870、1712、1541、1505、1440、1430、1409、1392、1359、1322、1272、1229、1187、1170、1140、1127、1109、1083、1053、1047、1014、959、927、902、892、867、834、818、805、786、754、724、682、652、634、624、602、584cm-1
[飛行時間型質量分析(TOF−MS;MALDI)]
POSITIVE M+759(C51H55N2O2S相当)
NEGATIVE M-298(C4F9O3S相当)
3−ブチル−2−(2−{3−[2−(3−ブチル−1,1−ジメチル−1H−ベンゾ[e]インドール−2(3H)−イリデン)エチリデン]−2−(フェニルスルホニル)シクロペンタ−1−エン−1−イル}エテニル)−1,1−ジメチル−1H−ベンゾ[e]インドール−3−イウム p−トルエンスルホネート2.87g(3ミリモル)、リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド1.31g(4.5ミリモル)、水40g、メチルイソブチルケトン40gの混合溶液を室温で8時間撹拌し、有機層を分取した。分取した有機層にリチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド0.43g(1.5ミリモル)、水40gを加えて一晩撹拌し、有機層を分取した。分取した有機層を水洗し、減圧濃縮した後、得られた残渣にジイソプロピルエーテルを加えて再結晶を行った。得られた結晶を回収し、その後減圧乾燥させることで目的物である3−ブチル−2−(2−{3−[2−(3−ブチル−1,1−ジメチル−1H−ベンゾ[e]インドール−2(3H)−イリデン)エチリデン]−2−(フェニルスルホニル)シクロペンタ−1−エン−1−イル}エテニル)−1,1−ジメチル−1H−ベンゾ[e]インドール−3−イウム ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミドを得た[茶色結晶2.9g(収率87%)]。
[赤外吸収スペクトル(IR(KBr);cm-1)]
3432、2961、2933、2873、1624、1599、1584、1536、1503、1460、1441、1432、1416、1387、1352、1280、1228、1182、1166、1137、1102、1061、1013、958、922、897、864、832、808、786、748、725、680、651、616、588、569、553、534、525、511cm-1
[飛行時間型質量分析(TOF−MS;MALDI)]
POSITIVE M+759(C51H55N2O2S相当)
NEGATIVE M-279(C2F6O4NS2相当)
3−ブチル−2−(2−{3−[2−(3−ブチル−1,1−ジメチル−1H−ベンゾ[e]インドール−2(3H)−イリデン)エチリデン]−2−(フェニルスルホニル)シクロペンタ−1−エン−1−イル}エテニル)−1,1−ジメチル−1H−ベンゾ[e]インドール−3−イウム p−トルエンスルホネート1.86g(2ミリモル)、56%トリス(トリフルオロメタンスルホニル)メチド酸水溶液2.21g(3ミリモル)、25%水酸化ナトリウム水溶液0.48g、水30g、メチルイソブチルケトン30gの混合溶液を室温で8時間撹拌し、有機層を分取した。分取した有機層に56%トリス(トリフルオロメタンスルホニル)メチド酸水溶液0.74g(1ミリモル)、水30gを加えて一晩撹拌し、有機層を分取した。分取した有機層を水洗し、減圧濃縮した後、得られた残渣にジイソプロピルエーテルを加えて再結晶を行った。得られた結晶を回収し、その後減圧乾燥させることで目的物である3−ブチル−2−(2−{3−[2−(3−ブチル−1,1−ジメチル−1H−ベンゾ[e]インドール−2(3H)−イリデン)エチリデン]−2−(フェニルスルホニル)シクロペンタ−1−エン−1−イル}エテニル)−1,1−ジメチル−1H−ベンゾ[e]インドール−3−イウムトリス(トリフルオロメタンスルホニル)メチドを得た[茶色結晶2.2g(収率92%)]。
[赤外吸収スペクトル(IR(D−ATR);cm-1)]
2962、2934、1538、1504、1463、1442、1433、1418、1377、1356、1325、1275、1234、1181、1140、1123、1084、1013、974、926、897、868、833、805、786、751、724、682、622、584cm-1
[飛行時間型質量分析(TOF−MS;MALDI)]
POSITIVE M+759(C51H55N2O2S相当)
NEGATIVE M-410(C4F9O6S3相当)
窒素雰囲気としたフラスコに13.07gの3,4−エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート、6.93gのスチレン、0.920gのMAIB(ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート)、20.00gのPGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)をとり、モノマー溶液1を調製した。窒素雰囲気とした別のフラスコに10.00gのPGMEAをとり、撹拌しながら80℃まで加熱した後、上記モノマー溶液1を2時間かけて滴下した。次いで、重合液の温度を80℃に保ち6時間撹拌を続けた後、加熱を止め室温まで冷却した。得られた重合液をPGMEA16.67gで希釈し、この溶液を撹拌した32gの水/288gのメタノールの混合溶剤に滴下し、析出した高分子化合物を濾別した。得られた高分子化合物を120gのメタノールで2回洗浄し、50℃で20時間真空乾燥して白色粉末固体状の高分子化合物(高分子化合物1)を18.07g得た。収率は90%であった。得られた高分子化合物のGPCによる重量平均分子量(Mw)は、ポリスチレン換算で14,300、分散度(Mw/Mn)は2.73であった。1H−NMRで分析したところ、共重合組成比は、3,4−エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート由来の単位/スチレン由来の単位=52/48モル%であった。
窒素雰囲気としたフラスコに11.20gの3,4−エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート、8.80gの2−ビニルナフタレン、0.788gのMAIB(ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート)、20.00gのPGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)をとり、モノマー溶液2を調製した。窒素雰囲気とした別のフラスコに10.00gのPGMEAをとり、撹拌しながら80℃まで加熱した後、上記モノマー溶液2を2時間かけて滴下した。次いで、重合液の温度を80℃に保ち2時間撹拌を続けた後、加熱を止め室温まで冷却した。得られた重合液をPGMEA16.67gで希釈し、この溶液を撹拌した32gの水/288gのメタノールの混合溶剤に滴下し、析出した高分子化合物を濾別した。得られた高分子化合物を120gのメタノールで2回洗浄し、50℃で20時間真空乾燥して白色粉末固体状の高分子化合物(高分子化合物2)を17.85g得た。収率は89%であった。得られた高分子化合物のGPCによる重量平均分子量(Mw)は、ポリスチレン換算で13,700、分散度(Mw/Mn)は1.78であった。1H−NMRで分析したところ、共重合組成比は、3,4−エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート由来の単位/2−ビニルナフタレン由来の単位=51/49モル%であった。
上記の近赤外光吸収色素Dye−A〜Gをそれぞれシクロヘキサノンに溶解し、3質量%溶液を調製した。次に、それらをテフロン(登録商標)製フィルター(孔径0.2μm)で濾過し、物性評価用塗布液を調製した。調製した塗布液をSi基板上に塗布して、195℃で60秒間ベークして塗布膜を形成した。これらをJ.A.ウーラム社の入射角度可変の分光エリプソメーター(VASE)を用いて最大吸収波長(λmax)及び該波長での消光係数(k値)を測定した。結果を表1に示す。
[近赤外光吸収膜形成材料の調製]
上記の近赤外光吸収色素Dye−A〜G、高分子化合物1,2、下記AG1で示される酸発生剤、界面活性剤FC−4430(住友スリーエム(株)製)及び溶剤をそれぞれ表2に示す組成で混合して塗布液を調製した。また、調製した塗布液をSi基板上に塗布して、195℃で60秒間ベークして成膜性を評価した。成膜性の評価結果を表2に併記する。なお、表2中、○は成膜良好、×は成膜不良を示す。
酸発生剤AG1:トリエチルアンモニウムノナフレート
有機溶剤PGMEA:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
[近赤外光吸収膜の光学特性]
上記実施例1,2(M−01,M−02)、及び比較例2(M−05)で調製した組成の近赤外光吸収膜形成材料をテフロン(登録商標)製フィルター(孔径0.2μm)で濾過し、光学パラメーター測定用塗布液を調製した。調製した塗布液(実施例4,5、比較例4)をSi基板上に塗布して、195℃で60秒間ベークして光学パラメーター測定用の塗布膜を形成した。塗布膜の形成後、J.A.ウーラム社の入射角度可変の分光エリプソメーター(VASE)を用いて波長400〜1,100nmにおける消光係数(k)を測定し、得られたk値から該近赤外領域での遮蔽率を算出した。その結果を表3に示す。
[耐溶剤性評価]
上記実施例1,2(M−01,M−02)、及び比較例1(M−04)で調製した組成の近赤外光吸収膜形成材料をテフロン(登録商標)製フィルター(孔径0.2μm)で濾過し、塗布液を調製した。調製した塗布液(実施例6,7、比較例5)をSi基板上に塗布して、195℃で60秒間ベークして近赤外光吸収膜を形成した。これらの塗布膜上に、PGMEA及びPGME(プロピレングリコールモノメチルエーテル)の混合溶剤(質量比30:70)をスピンコートした後100℃で30秒間ベークし、処理前後の膜厚差を求めた。その結果を表4に示す。
[色素の耐熱性評価]
本発明の近赤外光吸収色素Dye−A,B,D、比較例用の近赤外光吸収色素Dye−Eをそれぞれシクロヘキサノンに溶解し、3質量%溶液とした後、それぞれテフロン(登録商標)製フィルター(孔径0.2μm)で濾過し、塗布液を調製した。調製した塗布液をSi基板上に塗布して、各サンプルを180℃、200℃、220℃の3種類の温度で60秒間ベークして塗布膜を形成した。塗布膜の形成後、J.A.ウーラム社の入射角度可変の分光エリプソメーター(VASE)を用いて消光係数(k)を求め、k値が低下し始めた温度を色素劣化開始温度、すなわち耐熱限界温度とした。結果を表5に示す。
Claims (9)
- (A)下記式(1)で示される近赤外光吸収色素1種以上、
(B)下記式で示される酸存在下で架橋反応を起こす繰り返し単位を含む高分子化合物1種以上、及び
(C)溶剤1種以上
を含有することを特徴とする近赤外光吸収膜形成材料。
のいずれかで示される陰イオンを示す。]
- 上記(A)近赤外光吸収色素が、下記式(2)で示される請求項1記載の近赤外光吸収膜形成材料。
のいずれかで示される陰イオンを示す。] - 上記X-が式(1−3)で示される陰イオンである請求項1乃至3のいずれか1項記載の近赤外光吸収膜形成材料。
- 更に、酸発生剤、架橋剤、界面活性剤から選ばれる1種以上を含有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の近赤外光吸収膜形成材料。
- 請求項1乃至5のいずれか1項記載の近赤外光吸収膜形成材料を成膜することにより形成される近赤外光吸収膜を有し、更に、フォトレジスト材料から形成されるフォトレジスト膜を有することを特徴とする積層膜。
- 上記近赤外光吸収膜がフォトレジスト膜の直下にあることを特徴とする請求項6記載の積層膜。
- 上記積層膜が、フォトレジスト膜の直下に珪素を含有する膜を有し、更にその下に近赤外光吸収膜形成材料を成膜することにより形成される近赤外光吸収膜を有することを特徴とする請求項6記載の積層膜。
- 上記近赤外光吸収膜が、レジストパターンの形成に用いられる露光光の反射防止膜であることを特徴とする請求項6乃至8のいずれか1項記載の積層膜。
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