JPS60147729A - ホトレジスト組成物 - Google Patents

ホトレジスト組成物

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JPS60147729A
JPS60147729A JP59002614A JP261484A JPS60147729A JP S60147729 A JPS60147729 A JP S60147729A JP 59002614 A JP59002614 A JP 59002614A JP 261484 A JP261484 A JP 261484A JP S60147729 A JPS60147729 A JP S60147729A
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soluble
adhesion
photoresist
compd
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Norio Koike
小池 教雄
Hatsuo Tsukagoshi
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    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔開明の3i術分野〕 本釦明はホトレジスト組成物(ニーし、挺4二峰しくは
、基板との接着性が向上したホトレジスト組成物(二重
する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来から、ホトレジスト組成物は製版用又はホトエツチ
ング用として広く使用SALでお9、それらの使用目的
橢対応して一成(二次のような性質を備えることが必要
とされている。すなわち、■屏偉力が優れていること、
■感度が高いこと、■保存性のよいこと、■硬化したホ
トレジスト膜が強靭で耐腐食性、耐摩耗性(二すぐれて
いること、■基板との密着性が良好でろって、現像ラチ
チュードが大きいこと、■使用されるホトレジスト及び
現像液は公害の虞れを生じないこと、などでめる。
従来、これらの目的(二使用される水溶性ホトレジスト
としては、ニカワ、上2チン、卵白、ポリビニルアルコ
ールなどの水溶性高分子(二重クロム酸の塩類を混合し
た重クロム酸塩系のものが広く用いられてきた。これは
、このホトレジストが安価で、かつ、上日己した条件の
うち■、■、[有]6=関してはほぼ満足する性能を備
えているからであった。しかしながら、この種のホトレ
ジストは、暗所6二おっても暗反応とよばれる自然反応
によって保々(=変質して使用不能口なること、光果償
剤として使用されるクロムの紬采に伴って公害を発生す
ること、などの欠点なイしていた。
このような欠点を除去するため(二、高分子材料白体鴫
;感光基な尋人したり、有機感光剤を上記高分子(二混
合したりしてホトレジストを製造することが試みられて
いる。
それらの試みの1つとして、重クロム鐵塩類の代り(二
M機元架橋剤を水疹性高分子と混付してホトレジストを
構成する方法が知られている。
例えば、4.4’−ビスアジドスチルベン−2゜2′−
ジスルホン酸及びその塩のよう(二親木基なもつ水溶性
ビスアジド化合切とポリアクリルアミド。
ポリビニルピロリドン、ゼラチンなどの水444分子と
から成るホトレジスト組成留がある。このビスアジド系
ホトレジストは、組み合わされる水a性高分子の性質(
二よって種々の性能をMするホトレジスト4二なシ、上
記した条件のうち、■、■。
■、すζニーしてほぼは満足する性+1ヒを示す。しか
しながら、この種のホトレジストは一般)二基板との密
着性が悪く、現像条件が強すぎると硬化したホトレジス
ト膜が基板から一部又は全部が剥離したり、迎ζ二現像
条件か弱すぎると未硬化部分が残留・して充分な屏像度
を与えないという欠点を有している。
一般に、重クロム酸塩系のホトレジストζ二比べ、ビス
アジド系ホトレジストは基板との密着性C二劣る。この
理由は明らかではないが、重クロム酸塩系のホトレジス
トにおいては、クロムイオンが基板と高分子とを結合す
る作用を果すの(二対し、ビスアジド系ホトレジストで
はその効果がないためと考えられる。
したがって、このような欠点を除去するため(:。
ビスアジド系ホトレジスト(二r−アξノプロビルトリ
メトキシシラン、N−(β−アミノエチル)r−アきノ
グロビルメチルジメトキシシラン及びN−(β−アミノ
エチル)r−アミノグロビルト?メトキシシランの少な
くとも1種のシラン化合物を接着促進剤として添加し、
ホ)L/シストと基板との密着性を改善する試みもなさ
れている。<tri公昭 ′51−19982号参照)
。しかしながら、これらシラン化合物を添加した場合で
あっても、ビスアジド系ホトレジストは基板との充分な
密着性を与えることはなかった。
〔発明の目的〕
本発明は、取扱い上公害の心配がなく、良好な一解像度
及び保存性を備えるととも(=、高感度で基板シニ対し
充分な密着性を示しかつ強靭な塗INを形成し得る新規
なホトレジストm成柳の提供を目的とする。
〔発明の概要〕
本発明のホトレジスト組成物は、上d己した時分が接着
促進剤として、r−アミノプロビルトリメトキシン2ン
、N−(β−アミノエチル)r−アミノプロピルメチル
ジメトキシシラン及びN−(β−アミノエテル)γ−ア
ミノプロピルトリメトキシクランの少なくとも1sの7
ジン化合吻とから構成されているの(二対し、該感光性
組成物(二、接着促進剤として、一般式’ (R’ 0
 )a S i QIHe NHCl &NHCmHa
 81 (OR’)s (但しR′はメチル基かエチル
基かのいずれかである。)を含有させる事(二よりX全
体の基板との間(=おける密着性を向上せしめたもので
ある。
本発明で用いる水溶性アジド化会物としては、公知の化
合瞼、例えば特公昭51−48946号公報C二妃載さ
れている、4.4′−ジアジドスチルベン=2.2′−
ジスルホン戚、4.4’−ジアジドベンザルアセトフェ
ノン−2−スルホン酸、4.4’−シアジドスチルベV
−α−カルボン酸およびこれらの塩かつ、P−アジドベ
ンザルアセトン−2−スルホン酸、P−アジド−ベンザ
アルデヒド−2−スルホン酸及びこれらの塩をあげるこ
とができる。
次≦二水溶性高分子の例としては公知のもの、例えば、
ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリア
クリルアミド、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニル
アセタール、ポリ1クリA−111などの合成高分子;
ゼラチン、シェフツク、アラビアゴム、カゼインなどの
天然高分子;メチルビニルエーテルとマレイン酸、アク
リルアミドとダイア七トンアクリルアミド、アクリルア
ミドとビニルアルコールなどの共重合体;アクリロニト
リルグラフト化ポリビニルアルコール、グリシジルメタ
クリレートグラ7ト化ポリビニルアルコール。
β−オΦ7エチルメタクリレートグ27F化ポリビニル
アルコールなどのグラフト化された高分子;カルボキシ
メチルセルローズ、しドロキシメチルセルローズ、ヒド
ロキシグロビルセルローズ、ポリ−L−グルタミン酸(
Na塩)などの半合成高分子などを挙げることができる
。これらの水溶性高分子の少なくとも1種は、上目己し
た水溶性アジド化合物、と紫外線の作用により架橋する
ことが必要である。
本発明ベニかかる感光性組成*<二あっては、更(二、
これ(二少量の界面活性剤、例えば、ポリエチレングリ
コール、アルキルフェノキシポリエチレンオキサイドリ
ン戚エステル、ヘキサメタリン試ナトリウム等、あるい
は少量の゛アルコール類、例えば、エチルアルコール、
グリセリン、エチレングリコール、ソルビトール、te
r−ブチルアルコールなどを添加すると、該感光性組成
物の消泡性、感光膜形成性などを萬めるので有効である
本発明のホトレジスト組成物は、上(二詳述した感光性
組成物(二、一般式 %式%) 、(但しR′は、メチル基かエチル基かのいずれか)で
示される水溶性シラン化合物を密着促進剤として含Mさ
せて構成される。
不発dAl:、かかる水溶性シラン化合豐としては、例
えば、 (C山0 )ssicsf(aNHc*瓜NHCsHa
 8i (0CRs )s(、CtHs O)++ S
t C5HsNHCt&NHC畠&8i (OCt山)
易をあげる事ができ、これらは谷々単独で又は2種以上
の適宜な混合系として用いる事ができる。不発明のホト
レジスト組成#lJ(二おいて、該水溶性シラン化合物
の添加配合(含有)量は、水#!性性分分子100重量
部り0.0001〜20![ts、好ましくは0.01
〜101L量部楊度であり、この添加量で光分全体の基
板(二対する密着力を閤める事ができる。
本発明(二かかる水溶性シラン化合物は、分子中両端1
二OR’で示されるアルコキシ基を有している為、基板
(例えばガラス板、金属板、セラミック板等)表rJn
(:存在する水酸基又は吸着している水分と反応して基
板との密着力を一層高めるものと考えられる。しかも上
記水溶性シラン化合物は、公害の問題も発生しない為取
扱い4=おいて安全性の上でも好ましいと言える。
〔発明の実施例〕
実施例1.2 ポリビニルピロリドンloomt部、4.4′−ビスア
ジドスチルベン−2,2′−ジスルホン酸のナトリウム
塩5重量部を5ooo nit部の水(二溶解し、ここ
鑑二密着促進剤として第1衣(=示した2種類の水溶性
シラン化合物をそれぞjLo、1重′1に部配合して、
ホトレジスト液を調合した。ついで、これらのホトレジ
スト液をそれぞれガラス基板(100X 100謁)の
上(=塗布して乾燥させたのちマスク(直径0.351
11の円をピッチ0.61111で2次元(;配列した
もの)を密着し、500 Wの超高圧水銀灯で1分間露
光せしめた。しかるのち(=密着力を比較するため(−
1下紀の条件で現像した。
水 圧 2.01cfi/Cm 液 温 4o〜41℃ ノズルパネル間距離 300關 ノズル径 1.0關 現像時間 20秒 このときの、硬化ホトレジストのドツトの欠落の個数を
観察し、その結果を第1弐(=用いた密着促進剤を対応
させて記した。
また、上d己したホトレジスト組成物は、いずれもその
解像力が20μm程度と良好で69、形成された塗膜の
耐食性及び耐摩耗性も充分実用上満足のいくものであっ
た。更に、これらホトレジスト組成物は貯蔵性シニも優
れてお9、常温下、暗所に1ケ月曲放置しておいてもほ
とんど変質することがなかった。
実施例3 ポリアクリルアミド父型を部、ポリビニルピロリドン5
0J[t#、’P−アジドベンfルアセトン−2−スル
ホン酸のナトリクム塩15重量部をaooo重量部の水
(=溶解し、実施例1,2と同様(二密着促進剤を添加
し同様の方法で評価した。結果は、実施例1.2同様の
良好な効果を得た。
比較例1〜3 実施例1〜3で用いた密着促進剤の代り(二弗2表(=
示した密着促進剤を用い、かつホトレジスト液トシて、
ポリビニルピロリドン100*ith’lS、4゜4′
−ビスアジドスチルベン−2,2′−ジスルホン酸のナ
トリウム塩5i量部を5000重瀘部0水(−m解した
もの使用した。実施例1〜3と同様(二して密着力を比
較した結果を第2表(二示した。
〔発明の効果〕
以上の説明で明らかなよう(;、本発明のホ“トレジス
ト組成物は、■基板との密着力が高くなること、■解像
力も大きいこと、■耐食性、耐摩耗性にすぐれた虐膜を
形成し得ること、■貯蔵安定性(二優れること、■公害
問題の発生の虞れがないこと、などの利点をゼし、製版
用又はホトエツチング用としてその工業的価値は懺めて
大でるる。
代理人 弁理士 則 近 悪 右(ほか1名)手 続 
補 正 書(自発) 昭156す10. B2O 特許庁長官殿 1、事件の表示 特願昭59−2614号 2、発明の名称 ホトレジスト組成物 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 (307)株式会社 東芝 4、代理人 〒105 東京都港区芝浦−丁目1番1号 O明細書全文 訂正′明細書 1、発明の名称 ホトレジスト組成物 2、特許請求の範囲 水溶性アジド化合物及び水溶性高分子から成る化合物を
含有させて成る事を特徴とするホトレジスト組成物。
3、発明の詳細な説明 〔発明の技術分野〕 本発明はホトレジスト組成物に関し、更に詳しくは、基
板との接着性が向上したホトレジスト組成物に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来から、ホトレジスト組成物は製版用又はホ ゛トエ
ッチング用として広く使用されており、それらの使用目
的に対応して一般に次のような性質を備えることが必要
とされている。すなわち、■解像力が優れていること、
■感度が高いこと、■保存性のよいこと、■硬化したホ
トレジスト膜が強靭で耐腐食性、耐摩耗性にすぐれてい
ること、■基板との密着性が良好であって、現像ラチチ
ュードが大きいこと、■使用されるホトレジスト及び現
像液は公害の虞れを生じないこと、などである。
従来、これらの目的に使用される水溶性ホトレジストと
しては、ニカワ、ゼラチン、卵白、ポリビニルアルコー
ルなどの水溶性高分子に重クロム酸の塩類を混合した重
クロム酸塩系のものが広く用いられてきた。これは、こ
のホトレジストが安価で、かつ、上記した条件のうち■
、■、■に関してはほぼ満足する性能を備えているから
であった。しかしながら、この種のホトレジストは、暗
所にあっても暗反応とよばれる自然反応によって徐々に
変質して使用不能になること、光架橋剤として使用され
るクロムの廃棄に伴って公害を発生すること、などの欠
点を有していた。
このような欠点を除去するために、高分子材料自体に感
光基を導入したり、有機感光剤を上記高。
分子に混合したりしてホトレジストを製造することが試
みられている。
それらの試みの、1つとして、重クロム酸塩類の代りに
有機光架橋剤を水溶性高分子と混合してホトレジストを
構成する方法が知られている。
例えば、 4 、4’−ビスアジドスチルベン−2゜2
′−ジスルホン酸及びその塩のように親水基をもつ水溶
性ビスアジド化合物とポリアクリルアミド。
ポリビニルピロリドン、ゼラチンなどの水溶性高分子と
から成るホトレジスト組成物がある。このビスアジド系
ホトレジストは、組み合わされる水溶性高分子の性質に
よって種々の性能を有するホトレジストになり・、上記
した条件のうち、■、■。
■、■;−関してはほぼ満足する性能を示す。しかしな
がら、この種のホ)L/シストは一般に基板との密着性
が悪く、現像条件が強すぎると硬化したホトレジスト膜
が基板から一部又は全部が剥離したり、逆に現像条件か
弱すぎると未硬化部分が残留して充分な解像度を与えな
いという欠点を有している。
一般に、重クロム酸塩系のホトレジストに比べ、ビスア
ジド系ホトレジストは基板との密着性に劣る。この理由
は明らかではないが、重クロム酸塩系あホトレジストに
おいては、゛クロムイオンカー基指と高分子とを結合す
る作□用を果すの6二対し、と□スアジF系ホトレジス
トではその効果がな′I/)ため− したがって、このような欠点を除去するため書=、ビス
アジド系ホトレジストにr′−アミノプロピルトリメト
キシシラン、N−(β−アミノエテル)r−アミノプロ
ビルメチルジメ□トキシシラソ及びリメトキνシランの
少なくとも1棟のシラン化合物を接着促進剤として添加
し、ホトレジストと基板との密着性を改善する試みもな
されている。
(特公昭51−19982号公報参M)。しかじなから
、これらシラン化合物ヲ添加した場合であっても、ビス
アジド系ホトレジスト組成物との充分な密着性を与える
ことはなかった。
そこで、本発明者等は、種々の水溶性シラン化合物を検
討した結果分子中末端基番二少なくとも2を竹するシラ
ン化合物を用いれば充分C二密着性を改善できる事を見
出した。
〔発明の目的〕 □ 本発明は、収扱い上公害の心配がなく、良好な解散度及
び保存性を備えるとともに、高感度で基板に対し充分な
密着性を示しかつ強靭な塗膜を形成し得る新規なホトレ
ジスト組成物の提供を目的とする。
〔発明の概要〕
本発明のホトレジスト組成物は、上記特公昭51−19
982号公報に記載されているホトレジスト組成物が接
着促進剤としてr−アミノプロピルトリメトキシシラン
、N−(β−アミノエテル)r−アミノブロピルメチル
ジメトキジVラン及びN−(β−1ミノエチル)r−ア
ミノプロピルトリメトキシシラン、すなわち、その分芋
中末端基に1つの1ルコキシシ→ンを有した水溶性シラ
ン化合物の少なくとも1種とから構成される装置に対し
、該感光性組成物に接着促進剤として分子中末端基に少
なくとも2個以上のアルコキシシランを有している水溶
性シラン化合物を含有させる事により、全体の基板との
間における密着性を一層向上せしめたものである。
本発明で用いる水溶性アジド化合物としては、公知の化
合物、例えば特公昭51−48946号公報に記載され
ている。 4 、4’−ジアジドスチルベン−2,2’
−ジスルホン酸、4,4′−ジアジドベンザルアセトフ
ェノン−2−スルホン酸、4.4’−ジアジドスチルベ
ン−α−カルボン酸およびこれらの塩かつ、P−アジド
ベンザルアセトン−2−スルホン酸、P−アジド−ベン
ザアルデヒド−2−スルホン酸及びこれらの塩をあげる
ことができる。
次に水溶性高分子の例としては公知のもの、例えば、ポ
リビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアク
リルアミド、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルア
セタール、ポリアクリル酸などの合成高分子;ゼラチン
、シェラツク、アラビアゴム、カゼインなどの天然高分
子;メチルビニルエーテルとマレイン酸、アクリルアミ
ドとダイア七トンアクリルアミド、アクリルアミドとビ
ニルアルコールなどの共重合体;アクリロニトリルグラ
フト化ポリビニルアルコール、グリvジルメタクリレー
トグラフト化ポリビニルアルコール、β−オキシエチル
メタクリレートグラフト化ポリビニルアルコールなどの
グラフト化された高分子;カルボキンメチルセルローズ
、ヒドロキシメチルセルo−:x、ヒドロキシプロピル
セルローズ、ポリ−L−グルタミン酸(Na塩)などの
半合成高分子などを挙げることができる。これらの水溶
性高分子の少なくとも1種は、上記した水溶性アジド化
合物、と紫外線の作用により架橋することが必要である
本発明にかかる感光性組成物にあっては、更に、これに
少量の界面活性剤、例えば、ポリエチレングリコール、
アルキルフェノキシポリエチレンオキサイドリン酸エス
テル、ヘキサメタリン酸ナトリウム等、あるいは少量の
アルコール類、例えば、エチルアルコール、グリセリン
、エチレングリコール、ソルビトール、ter−フテル
アルコールなどを添加すると、該感光、性組成物の消泡
性、感光膜形成性などを高めるので有効である。
本発明のホトレジスト組成物は、上に詳述した感光性組
成物に分子中末端基に少なくとも2個以上のアルコキシ
シランを有した水溶性シラン化合物を接着促進剤として
含有させて構成される。
本発明にかかる水溶性シラン化合物としては、例えば、 (CHsO) s S i CIH6NHCtHa N
HCsHa 8 i (OCHs )畠(C,HsO)
 、S jc、H,NHC,H4NHC,Hs81(Q
C!H,)。
をあげる事ができ、これらは各々単独で又は2種以上の
適宜な混合系として用いる事ができる。本発明のホトレ
ジスト組成物において、該水溶性シラン化合物の添加配
合(含有)量は、水溶性高分子100重量部当り0.0
001〜20重量部、好ましくは0.01〜10重量部
程度であり、この添加量で充分全体の基板に対する密着
力を高める事ができる。
本発明にかかる水溶性シラン化合物が、公知のシラン化
合物に比べて密着力効果が得られるのは、下記理由によ
るものと思われる。
従来、シラン化合物を接着促進剤としてガラス基板に塗
布・乾燥した場合、はじき現象によ?連続した硬化フィ
ルムが得られず、効率の良い接着促進効果を得る事がで
きなかった。その対策として両末端基にアルコキシシラ
ンを含有したプライマーを用いると硬化した連続フィル
ムが得られ、充分な接着補助効果を得る事ができる。ま
た、これは、ガラス基板表面のシラノール基とシラン化
合物のシラノール基との反応確率が倍になったためとも
考えられる。
本発明は、末端基に2個以上のアルコキシνうの1つの
ものとは異なり、ガラス基板との間でレジスト被膜のは
じき現象がなく、密着力が充分に得られる。しかも、上
記水溶性シラン化合物は、 ′公害の問題も発生しない
ため、取扱いにおいて安全性の上でも好ましいと言える
当然の事ながら、シラン化合物中の側鎖にアルコキシシ
ランを3つ以上のものを用いれば、一層効果が向上する
事は言うまでもない。
〔発明の実施例〕
実施例1〜4 ポリビニルピロリドン100重量部、4,4′−ビスア
ジドスチルベン−2,2′−ジスルホン酸のナトリウム
塩5重量部を5000重量部の水に溶解し、ここに密着
促進剤として第1表に示した4種類の水溶性シラン化合
物をそれぞれ0.1重量部配合して、ホトレジスト液を
調合した。ついで、これらのホトレジスト液をそれぞ庇
ガラス基板(100X100m)の上に塗布して乾燥さ
せたのちマスク(直径0.35ffllの円をピッチ0
.6mで2次元に配列したもの)を密着し、500Wの
超高圧水銀灯で1分間露光せしめた。しかるのちに密着
力を比較するために、下記の条件で現像した。
水 圧 2.0 Kt/ctn 液 温 40〜41℃ ノズルパネル間距離 300s1ml ノズル径 1.011 現像時間 20秒 このときの、硬化ホトレジストのドツトの欠落の個数を
観察し、その結果を第1表に用いた密着促進剤を対応さ
せて記した。
また、上記したホトレジスト組成物は、いずれもその解
像力が20μm程度と良好であり、形成されび耐摩耗性
も充分実用上満足の いくものであった。更に、これらホトレジスト組成物は
貯蔵性にも優れており、常温下、暗所に1ケ月間放置し
ておいてもほとんど変質することがなかった。
実施例5〜9 ポリアクリルアミド50重量部・ポリビニルピロリドン
50重量部P−アジドベンザルアセトン−2−スルホン
酸のナトリウム塩15重量一部を6000重量部の水に
溶解し、実施例1〜4と同様に密着促進剤を添加し同様
の方法で評価した。結果は、実施例1〜4同様の良好な
効果を得た。
〔発明の効果〕
以上の説明で明らかなように、本発明のホトレジスト組
成物は、■基板との密着力が高くなること、■解像力も
大きいこと、■耐食性、耐摩耗性にすぐれた塗膜を形成
し得ること、■貯蔵安定性に優れること、■公害問題の
発生の虞れがないこと、などの利点を有し、製版用又は
ホトエツチング用としてその工業的価値は極めて大であ
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 水溶性アジド化曾吻及び水浴性高分子から成る感光性組
    成物に、一般式: %式%) 、(但し、R′はメチル基かエチル基かのいずれ)で示
    される水溶性シラン化合物を含有させ′C成る事を特徴
    とするホ)L/シスト組成物。
JP59002614A 1984-01-12 1984-01-12 ホトレジスト組成物 Granted JPS60147729A (ja)

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