JPS63143537A - ネガ型フォトレジスト - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、写真に関し、更に詳しくは、本発明は、ＷＩ
ＴｆＡなフォトレジスト組成物に関する。

〔先行技術〕

像パターンを作るための種々の産業上の要求に役立つ商
業的に有用な組成物が、特別の分類の物質として認めら
れるようになり、フォトレジストと呼ばれている。フォ
トレジストは典型的には枝覆されるか又は他の方法で空
間的に配置され、像状に化学放射線に露光され、そして
、露光されたが又は露光されない範囲のいずれかに選択
的にフォトレジストを残すように現像される。名称「フ
ォトレジスト」は、像形成及び現像後に残留してエツチ
ングに耐性（レソス））ＩＩＬ、それによってエツチン
グパターンを定める物′Ｑｆｔ使用することに由来して
いる。しかしながら、今日フォトレジストは、層平滑化
及び着色像形成のような全体的に露光された層の形成？
含む、多くの多岐にわたる応用のために使用されている
。

ネガ型（ｎｅｇａｔｉｖｅ　ｗｏｒｋｉｎｇ）フォトレ
ジストは、現像により化学放射線に露光された領域が残
留するものである。ネガ型フォトレジストはエチレン（
ビニル）性不飽和を示す有機フィルム形成性戊分を含有
することを特色とする。このフィルム形成性成分はエチ
レン性不飽和部位（ｓｉｔｅ）で光誘起付加反応を受け
ることにより現像で不動化（又は硬化）される。

エチレン性不飽和ヲ含有するフィルム形成性成分は、一
般に、像形成性放射線に対する限定された直接の感応を
示し、それでエチレン性付加反応のための１ａ又は２種
以上の開始剤に依存する。

Ｈａｓｅｌｔｌｎｅ　ａｔ　ａｌ　ａｎｄ　Ｊａｎｋｉ
ｎｓ　ｓｔ　ａｌの米国再発行特許第２７．９２２号及
び間詰２７．９２５号には、それぞれ光架橋及び光重合
のためのＮ−オキシアソニウム開始剤が開示されている
。

フォトレノスト組成物を製造する場合に共開始剤を使用
することが一般的な方法である。共開始剤の一つは、感
光剤である。感光剤は、露光放射線の光子を捕捉すると
考えられる。残りの共開始剤は活性化剤と呼ばれる。活
性化剤は直接露光放射線に感応するとは考えられず、隣
接する活性北側分子と感光剤分子とが反応し、光子捕捉
により後者を励起させ、引き続いてエチレン性不飽和部
位で不動化付加反応を誘発する遊離ラジカルを活性化剤
により放出する。

光増感剤共開始剤は、光子吸収により、電子を占拠され
た分子軌道からより高いエネルギーの非占拠軌道に持ち
上げる作用金することが、一般的に受は入れられている
。より高いエネルギーの軌道に持ち上げられｆｃ電子の
スピンは、それが最初の軌道又は基底状態で示すスピン
に対応している。かくして、その最初に形成された励起
状態にある光増感剤は、−１項（ｓｉｎＢＩｅｔ）励起
状四にある。−１項励起状態の期間は典型的には数ナノ
秒未満に限定される。励起された光増感剤は、その−１
項励起状態から直接その最初の基底状態に帰り、捕捉さ
れた光子エネルギーを消散し得る。、ま；ｅ、−ｘ項励
起状態の光増感剤は、ある場合には、スピン反転を通し
て三重項状態（ｔｒｉｐｌｅｔ　５ｔａｔｅ）と言われ
る池の励起状態への系間交差（ｉｎｔｅｒｓｙｓｔｅｍ
　ｃｒｏｓｓｉｎｇ）　ｆ受け、三重項状態では寿命は
典型的にはマイクロ秒からミリ秒の範囲である。

三重項状態を示す光増感剤共開始剤は、−重項励起状轢
しか示さない光増感剤共開始剤よりも大きい大きさの程
度である時間の間励起状態に留まるので、組み合わされ
た活性化側共開始剤との反応のために、もっと長い時間
が利用できる。

５ｐｅｃｈｔ　ａｎｄ　Ｆａｒｉｄ　の英国特許第２，
０８３，８３２Ａ号には、アジニウム活性化剤及び励起
で三重項状態を示すアミノ置換光増感剤（例えば、アミ
ノ置換３−ケトクマリン）共開始剤を含有する光重合共
開始剤が開示されている。本質的に累積された開示は、
Ｒｅ５ｅａｒｃｈ　Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ＋　Ｖｏｌ、
　２００ｅＤｅｃ、　１９８０．　Ｉｔｅｍ　２００３
６によって与えられる。

Ｒｅ５ｅａｒｃｈ　Ｄｉａｃｌｏａｕｒｓは、Ｋａｎｎ
ａｔｈ　ＭａｓｏｎＰｕｂｌｌｃａｔｉｏｎｓ＊　Ｌｔ
ｄ、ｅ　Ｅｍｓｗｏｒｔｈ＋　ＨａｍｐｓｈｌｒｓＰｏ
ｌｏ　７ＤＤ、　Ｅｎｇｌａｎｄにより刊行されている
。

５ｐｓｅｈｔ、　Ｍａｒｔｉｃ＋　ａｎｄ　Ｆａｒｉｄ
、　”Ａ　Ｎ＠ｗ　Ｃ１ａｓｓｏｆ　Ｔｒｉｐｌｅｔ　
５ｅｎｓｉｔｉｚｅｒｓ’ｓ　Ｔｅｔｒａｈｅｄｒａｎ
＋Ｖｏｌ、　３８．　　ｐｐ、　１２０３−１２１１．
　１９８２　　に示されているように、これらのアミノ
置換３−ケトクマリンは、１０％より上の、例えば０．
１８へ０．９２、即ち１８〜９２％の範囲の系間交差効
率を示す。

Ｊ７′１，７］、自 〔発明の目的〕 本発明の目的は、エチレン不飽和を含有しエチレン性付
加の機能として選択的不動化（ｉｍ−ｍｏｂｉｌｉｚａ
ｔｌｏｎ）　ｔ−可能にする有機フィルム形成性成分、
並びにアジニウム塩活性化剤及び以前には光増感剤とし
て有用であるとは決して認められなかった広範囲のより
短い波長の染料から選択される光増感剤からなるエチレ
ン性付加用共開始剤からなるネガ型フォトレジストを提
供することである。

〔発明の構成〕

この目的は、５５０ｎｍ　より短い波長に主吸収ピーク
を有し、そして該アジニウム活性化剤の還元電位に対し
て最大０．１ボルトまで正方向に大きい還元電位を有す
る染料である光増感剤を、上記組合せで提供することに
よって達成される。該染料がケト染料である場合には、
それは像形成放射線で励起された時に１０％未満の三重
項状態に対する系間交差効率を示す。

エチレン性不飽和部位で付加反応により不動化を受ける
形のネガ型フォトレジストは、アノニウム活性化剤と従
来光増感剤共開始剤として有用であるとは認識されなか
ったある種のより短い波長の染料とを含有させることに
よって、その性能を改良できることが見出された。特に
、有用な光増感剤が、染料がアノニウム活性化剤の還元
電位に関して最大０．１．！＝”ルトまで正方向に大き
い還元電位を示すという条件で、どの様な種類の公知の
染料からも選択できることが本発明の知見である。

必要とされる還元電位を満足する染料は、種々の公知の
より短゛い波長の染料から選択できる。より短い波長の
染料を選択できる特に注目される染料の種類には、クマ
リン（ケトクマリン及びスルフォノクマリンを含む）染
料、メロシアニン染料、メロスチリル染料、オキサゾー
ル染料及びヘミオキソノール染料がある。上記種類のそ
れぞれからの染料は、全て発色団にケト基全含有し、そ
れで全てケト染料と特定される。更に、本発明の実施に
有用な染料光増感剤はケト染料であることを要しないこ
とが、本発明の特別の知見である。即ち、染料の発色団
中のケト基は必須ではない。非ケト染料としては、非ケ
トポリメチン染料、アンスラセン染料、アクリジン染料
、アニリン染料、ローダミン及びアゾ染料ｔ−含む種々
の染料４類があげられる。非ケトポリメチン染料にけ、
シアニン、ヘミシアニン及びスチリル染料が含まれる。

上記極々の種類の染料は、ある例ではより短い波長の染
料にあり、ある列ではより長い波長の染料（即ち、５５
０ｎｍ　よりも大きい波長で主吸収ピークを有する染料
）にある。５００　ｎｍ　より低いスペクトル領域で主
吸収ピークを有するエリ短い波長の染料は一般にイエロ
ーを示し、容易に肉眼で選択できる。染料の吸収がスペ
クトルのグリーン部分で５００　ｎｍ　より大きいある
範囲まで、染料は色相に於てマゼンタになる。目的とす
る選択基準を与えるために、本発明の実施に使用される
より短い波長の染料は、実質的にブルー又はグリーン吸
収を示すものであり、全ての例で、５５０ｎｍ未満の波
長でフォトレジスト被覆中で最大吸収を示す。更に色相
に於てより短い波長である上記種類から染料を選択する
がイドとして作用し得る一般的構造相関がある。ポリメ
チン染料については、一般に、メチン鎖が短くなるほど
吸収ピークの波長は短くなる。核もまた吸収に影響を与
える。融合環の核への付加は、より長い波長の吸収に寄
与する傾向にある。置換基もまた吸収特性を変え得る。

下記の式に於て、池に特定しない限り、アルキル基及び
部分は、１〜２０個の炭素原子、好ましくは１〜８個の
炭素原子を含有する。アリール基及び部分は、６〜１５
個の炭素原子を含有し、好ましくはフェニル又はナフチ
ル基又は部分である。

好ましいより短い波長のシアニン染料はモノメチンシア
ニンである。しかしながら、有用なより短い波長の染料
は、式１及び２のものから選択できる。

ｆ、１（λ）ｋ（畷 〔式中　２１　　及びｚ２　は、同じか又は異なり、オ
キサゾリン、オキサゾール、ベンゾキサゾール、ナフト
キサゾール（例えば、ナフト［２，１−ジ〕オキサゾー
ル、ナフト〔２，３−）〕オキサゾール、及びナフト〔
１，２−ジ〕オキサゾール）、オキサジアゾール、チア
ゾリン、チアゾール、ベンゾチアゾール、ナフトチアゾ
ール（例えば、ナンド〔２，１−ジ〕チアゾール）、チ
アゾロキノリン（例えば、チアゾロ〔４，５−ビ〕キノ
リン）、フェナンスロチアゾール、アセナフトチアゾー
ル、チアジオキサゾール、セレナゾリン、セレナゾール
、ベンゾセレナゾール、ナフトセレナゾール（例えば、
ナフト〔１，２−ジ〕セレナゾール）、ペンゾテルラゾ
ール、ナフトテルラゾール（例えば、ナツト〔１，２−
）〕テルラゾール）、イミダシリン、イミダゾール、ベ
ンズイミダゾール、ナフトイミダゾール（例えば、ナフ
ト（２，３−ソ〕イミダゾール）、２−又は４−ピリジ
ノ、２−又は４−キノリン、ｌ−又は３−インキノリン
、ベンゾキノリン、３Ｈ−インドール、ＩＨ−又は３Ｈ
−ベンゾインドール及びピラゾールのような塩基性異部
環窒素化合物から誘導される環状核全完結するために必
要な元素群を表わし、該核は、ヒドロキシ、ハロゲノＣ
ＰＪＬげ、フルオロ、クロロ、プロそ及びヨード）、ア
ルキル基又は置換アルキルｉＶ　（ＩＩＨＪ　、ｔば、
メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、オ
クチル、ドデシル、オクタデシル、２゛−ヒドロキシエ
チル、３−スルフォグロピル、カルボキシメチル、２−
シアンエチル及びトリフルオロメチル）、アリール基又
Ｖｉ置換アリール基（例えば、フェニル、１−ナフチル
、２−ナフチル、４−スルフォフェニル、３−カルボキ
シメチル及び４−ビフェニリル）、７フルキル基（Ｆｊ
ＡＪえは、ペンノル及びフェネチル）、アルコキシ基（
例えば、メトキシ、エトキシ及びイソプロポキシ）、ア
リーロキシ基（例えば、フェノキシ及び１−ナフトキシ
）、アルキルチオ基（例えば、メチルチオ及びエチルチ
オ）、アリールチオ基（例えば、フェニルチオ、ｐ−ト
リールチオ及び２−ナフチルチオ）、メチレンツオキシ
、シアノ、２−チェニル、スチリル、アミノ若しくは置
換アミノ基（例えば、アニリノ、ツメチルアミノ、ジエ
チルアミノ及びモルフォリノ）並びにホルミル、アセチ
ル、ベンゾイル及ヒベンゼンスルフォニルのよりなアシ
ル基の如き、１個又は２個以上の広範囲の種々の置換基
によって環上で置換されていてよく： Ｑは、ピロール、インドール、カルバゾール、ベンズイ
ンドール、ピラゾール、インダゾール及びピロロビリソ
ンのような塩基性異部環窒素化合物から誘導される環状
核を完結するために必要な元素群を表わし； Ｒ１及びＲ２は、同じか異なり、置換基（例えハ、カル
ボキシ、ヒドロキシ、スルフォ、アルコキシ、スルファ
ト、チオスルファト、ホスホノ、クロロ及びブロモ置換
基）を有するか又は有しないアルキル基、アリール基、
アルケニル基又はアラルキル基を表わしｔ Ｒ３は水素を表わし： Ｒ４及びＲは、水素又は１〜４個の炭素原子のアルキル
を表わし： ｐ及びｑは、ｐ及び′ｑが共に好ましくは１ではない他
は、０又は１であり； ｍは、ｍが１である時ｐ及びｑが共に０であり、Ｚｌ　
　及び２　の少なくとも１個がイミダシリン、オキサゾ
リン、チアゾリン又はセレナゾリンヲ表わす他は、０又
は１であり； Ａはアニオン基であり； Ｂはカチオン基であり；そして、 ｋ及びｔは、イオン置換基が存在するか否かに依存して
、０又は１である。〕 勿論、変形は、Ｒ１とＲ５，１２とＲ５又はＲ１とＲ２
が（特に、ｍｌ　ｐ及びｑが０であるとき）−緒になっ
てアルキレン橋を完結するために必要な元素群を表わす
場合に可能でおる。

好ましいより短い波長のメロシアニン染料は、ゼロメチ
ンメロシアニンである。しかしながら、有用なより短い
波長のメロシアニン染料は、式３のものＧ中から選択で
きる。

式３ （式中、２は上記式１の２　又はＺ　のいずれかと同じ
元素群を表わし； Ｒは上記式１のＲ又はＲのいずれかと同じ元素群を表わ
し； Ｒ４及びＲは、水素、１〜４個の炭素原子のアルキル基
又はアリール基（例えば、フェニル又はナフチル）を表
わし； Ｇ１　は、アルキル基、置換アルキル基、アリール基、
置換アリール基、アラルキル基、アルコキシ、Ｌ−ｙ＋
）−ロキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基又は置換アミン
基（但し、例示的置換基は、式１及び２に関して記載し
ｆｃ種々の形を取り得る）を表わし； Ｇ２　は　Ｇ１　　について記載し念基の一つを表わし
、更に、シアノ基、アルキル若しくはアリールスルフォ
ニル基又は−〇−Ｇ　”により表わされる基を表わし、
Ｇ２　はＧ１　　と−緒になって、２．４−オキサゾリ
ソノン（ｇＡＪえは、３−エチル−２，４−オキサゾリ
ジンジオン）、２．４−チアゾリソンジオン（例えば、
３−メチル−２，４−チアゾリジンソオン）、２−チオ
−２，４−オキサゾリジンジオン（例えば、３−フェニ
ル−２−チオ−２，４−オキサゾリジンジオン）、３−
エチルローダニン、３−フェニルローダニン、３−（３
−ジメチルアミノプロピル）ローダニン及び３−カルボ
キンメチルローダニンのようなローダニン、ヒダントイ
ン（例、ｔば、１，３−ノエチルヒダントイン及び３−
エチル−１−フェニルヒダントイン）、２−チオヒダン
トイン（例えば、１−エチル−３−フェニル−２−チオ
ヒダントイン、３−へブチル−１−フェニル−２−チオ
とダントイン及び１．３−ジフェニル−２−チオヒダン
トイン）、３−メチル−１−フェニル−２−ピラゾリン
−５−オン、３−メチル−１−（４−カル？キシブチル
）−２−ピラゾリン−５−オン、３−メチル−２−（４
−スルフォフェニル）−２−ピラゾ＋Ｊンー５−オンの
ような２−ピラゾリン−５−オン、２−インキサシリン
−５−オン、（例えは、３−フェニル−２−イソキサゾ
リン−５−オン）、３．５−ピラゾリジンジオン（例え
は、１．２−ジエチル−３，５−ピラゾリジンジオン及
び１．２−ジフェニル−３，５−ピラゾリジンジオン）
、１．３−インダンジオン、１．３−ジオキサン−４，
６−ジオン、１，３−シクロヘキサンジオン、バルビッ
ール１Ｒ（９ＱＩ、ｔば、ｌ−エチルノ々ルビツール酸
及び１，３−ジエチルバルビッール酸）並びに２−チオ
バルビッール＠（飼えば、１．３−ジエチル−２−チオ
バルビッール酊及び１．３−に’ス（２−メトキシエチ
ルグー２−チオバルビッール酸）から誘導されるものの
ような環状酸性核を完結するために必要な元素群を表わ
し；ｒ及びｎは、ｎが１であり、一般に２がイミダシリ
ン、オキサゾリン、セレナゾリン、チアゾリン、イミダ
ゾール、オキサゾール又はベンズオキサゾールに限定さ
れるか、又は０１Ｇ２が環状系を表わさないときを除い
て、Ｏ又は１である）有用なより短い波長のへミシアニ
ン染料は、式４によって表わされるものの中から選択で
きる。

（式中、Ｚ、Ｒ及びｐは、式２におけると同じ元素群を
表わし； Ｇ３　及びＧ４　は、同一か又は異なっていてよく、ア
ルキル、置換アルキル、アリール、置換アリール又はア
ラルキルを表わし、置換基は式１における環置換基につ
いて示したようなものであり、又はＧ３　及びＧ４　　
は−緒になって、ピロリジン、３−ピロリン、ピペリジ
ン、ピにラソン（例えば、４−メチルビ啄うソン及び４
−フェニルピベラソン）モルフォリン、１．２，３．４
−テトラヒドロキノリン、デカヒドロキノリン、３−ア
ザビシクロ（３，２，２）ノナン、インドリン、アゼチ
ジン及ヒヘキサヒドロアゼピンのような、環状第２級ア
ミンから誘導される環システムを完結し；Ｌ−Ｌ　　は
、１〜４個の炭素のアルキル、アリール、置換アリール
を表わし、Ｌ　　、Ｌ　　、Ｌ　　。

Ｌ４　のいずれか二つは、アルキレン又は炭素環橋を完
結するために必要な元素群全表わし；ｎは０又は１であ
り；そして Ａ及びｋは、式１におけると同じ定義を有する）有用な
より短い波長のへミオキンノール染料は、式５によって
表わされるものの中から選択できる。

式５ （式中、Ｇ１及びＧ２は、式３におけると同じ基を表わ
し； Ｇ　％Ｇ　　、Ｌ　　、Ｌ及びＬ　は、式４におけると
同じ基を表わし；そして、ｎはＯ又は１である）有用な
より短い波長のメロスチリル染料は、弐６によって表わ
されるものの中から選択できる。

式６ （式中、Ｇ　　、Ｇ　　、Ｇ　　％Ｇ　　及びｎは、式
５において定義したものである） 式１へ６は、これらの種類からの有用なより短い波長の
染料が選択できる、シアニン、メロシアニン、ヘミシア
ニン、ヘミオキサノール及びメロスチリル染料を単に開
示するものであり、これらの種類から並びに他の公知の
染料及び染料種類からの染料の他の選択が可能である。

更に、染料発色団の一部を形成しない種々の置換基は、
使用される特別のフィルム形成成分に適するように、染
料の物理的性質、特に疎水性及び親水性を適合させるた
めに所望のように変えることができる。より多くの炭素
原子（例えば、約６〜２０個の炭素原子）を有する炭化
水素基を使用することによって、染料はよりオレフィン
性にでき、一方より少ない数の炭素原子（例えば、１〜
５個の炭素原子）を含有する炭化水素基及び特に極性置
換基を有するものは、染料をエリ親水性にする。

前記定義のようなより短い波長の染料であることに加え
て、本発明において光増感剤として有用であるために、
染料は最大０．１ボルトで、それと共に使用されるアジ
ニウム塩活性化剤の還元電位よりも大きい正である還元
電位を示さねばならない。光増感剤から活性化剤への電
子遷移は、より短い波長の染料の還元電位が光活性化剤
のそれよりも負であるとき、効率的に達成される。更に
、光増感剤と活性化剤の還元電位が等しいとき、なおエ
ネルギー移動が起こり得る。更に、光増感剤の還元電位
が活性化剤のそれよりも限定された程度までより正であ
るとき、効果的な成果が観察される。

それで本発明の実施のために適当なより短い波長の染料
を選択するために、使用すべきアジニウム活性化剤とよ
り短い波長の染料の還元電位を比較することが必要であ
る。圧倒的多数の例で、還元電位の明確な決定は、還元
電位の適当な関係が存在することを確認することを必要
としない。染料の還元電位が、還元電位の明確な決定が
望まれる活性化剤のそれに対して十分圧正である僅かの
例において、還元電位が測定される方法の機能として変
化し得ることを考慮しなくてはならない。

還元電位決定の特別の標準を与えるために、Ｊ。

Ｌｅｎｈａｒｄ、　”Ｍｅａｓｕｒｓｍｅｎｔ　ｏｆ　
ＲｅｖｅｒｓｉｂｌｅＥｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｔｅｎ−
ｔｉａｌｓ　ｆｏｒ　Ｃｙａｎｉｎｓ　Ｄｙｅｓｂｙ　
ｔｈｅ　Ｕｓｅ　ｏｆ　Ｐｈａｓｅ−８ｅｌｅｃｔｉｖ
ｅ　ＳｅｃｏｎｄＨａｒｍｏｎｉｃ　ＡＣＶｏｌｔａｍ
ｍｅｔｒｙ”ｔ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆＩｍａｇｉｎｇ
　５ｃｉｅｎｃｓ＊　Ｖｏｌ、　３０＊　Ａ　Ｉｓ　Ｊ
ａｎノＦｅｂ、　１９８６　に記載された方法が使用さ
れる。

上記還元電位関係を満足するより短い波長の染料を使用
することを考慮することに加えて、本発明は、三重項状
態への低い系間交差効率を示すこれらより短い波長のケ
ト染料の使用を考慮する。

特に、この系間交差効率は１０チ未満であるべきである
。換言すれば、限定され次励起状預寿命を有するより短
い波長の染料は、それでも効率のよい光増感剤であるこ
とが、本発明の知見である。

実用の条件への最善の可能な相互関係を与えるために、
系間交差効率は、溶液中よりもむしろフォトレジスト中
で測定される。三重項状態への系間交差効率の測定は、
一般的に公知であり、当該技術で報告されており、本発
明の一部を構成しない。このパラメーターを測定する技
術は、ＳｐｓｃｈｔＭａｒｔｌｃ＊　ａｎｄ　Ｆａｒｉ
ｄ−Ａ　Ｎｅｗ　Ｃ１ａｓｓ　ｏｆＴｒｉｐｌｅｔ　５
ｅｎａｉｔｌｚｅｒｓ’書Ｔｅｔｒａｈａｄｒｏｌ　Ｖ
ｏｌ。

３８、　ｐｐ。１２０３−１２１１．１９８２及びそれ
に引用された参考文献に示されているように、当該技術
分野で公知である。

公知のアジニウム活性化剤が、本発明の実施に使用でき
る。Ｊｓｎｋｌｎｓ　ａｔ　ａｌの米国再発行特許第２
７．９２２号及び同第２７．９２５号、５ｐｓｃｈｔａ
ｎｄ　Ｆａｒｉｄの英国特許第２，０８３，８３２Ａ号
、及びＲｓａｅａｒｃｂ　Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅｓ　Ｖ
ａｔ、　２００＋　Ｄｓｃ。

１９８０．　Ｉｔａｍ　２００３６　　（それぞれ前掲
）により開示されたアジニウム活性化剤は、有用なアジ
ニウム活性化剤の種々の例を与える。

アジニウム活性化剤には、ピリジニウム、ソアジニウム
又はトリアジニウム核のようなアジニウム核が含まれる
。アジニウム核には、１個又は２個填上の芳香族環、典
型的にはアジニウム環で融合した炭素環芳香族環が含ま
れる。換言すれば、アジニウム塩には、キノリニウム、
イソキノリニウム、ベンゾジアジニウム及びナフトソア
ゾニウム核が含まれる。単位重量当り最高の到達できる
活性化効率を達成する九めに、単環アジニウム核を使用
することが好ましい。

アジニウム塩の窒素原子の４級化（ｑｕａｔｅｒｎｌｚ
　−ｉｎｇ）置換基は、光増感剤からアジニウム活性化
剤への電子還移に基づく遊離ラジカルとして放出され得
る。好ましい形態に於て、４級化置換基はオキシ置換基
である。アジニウム核の環窒素原子を４級化するオキシ
置換基（−０−Ｒ、）は、種々の合成的に都合の工いオ
キシ置換基の中から選択できる。成分Ｒは、例えば、メ
チル、エチル、ブチル等のようなアルキル基である。ア
ルキル基は置換され得る。例えばアラルキル（例えば、
ベンツル及ヒフェネチル）及びスルフォアルキル（例え
ば１、スルフォメチル）基が注目される。池の形で、Ｒ
は、−Ｃ（０）−Ｒ’基（但し、Ｒ１は、上記のアルキ
ル及びアラルキル基の種々の形を取り得る）のよりなア
シル基である。更に、Ｒは、フェニル又はナフチルのよ
うなアリール基である。アリール基は置換されていても
よい。例えば、Ｒはトリール又はキシリール基である。

Ｒは、典型的には、上記各列に於て好ましくは１〜８個
の炭素原子を含有するアルキル部分及び上記各列に於て
好ましくは６〜１０個の炭素原子を含有するアリール部
分を有し、１〜１８個の炭素原子を含有する。

最高の活性レベルは、オキシ置換基（−０−Ｒ）が１個
又は２個の炭素原子を含有するとき実現される。

アジニウム核は、４級化置換基以外の置換基を含有する
ことは必要ではない。しかしながら、池の置換基の存在
は活性化剤の活性に有害ではない。

活性化剤によるブルー光吸収を直接増加させるためにア
ジニウム核に置換基を含有させることが知られているが
、この機能を達成し得る置換基は必要ではない。

より短い波長の染料光増感剤はブルー光の吸収を確実に
し、アジニウム核は、４級化置換基の他に、置換されて
いなくてよく、また、好ましくは、合成又は物理的取り
扱い都合の容易性のような性質のために選択された、６
〜１０個の炭素原子の置換及び非置換のアリール置換基
（例えば、フェニル又はナフチル）並びに１〜１８個の
炭素原子、好ましくは１〜８個の炭素原子の置換及び非
置換のアルキル及びアルケニル基から選択される基のよ
うな、比較的簡単な基で置換され得る。ブルー発色団を
有さす、そのために限定されたブルー光吸収能を有する
活性化剤は、合成及び／又は取扱の間ブルー波長を含む
光に露出されたとき改良された安定性という有利性全提
供する。例えば、これらの活性化剤は、濾光しない部屋
の光の中で合成及び取り扱ったとき安定なままである。

４級化窒素原子置換基以外の置換基が、使用されるアジ
ニウム塩に存在する範囲まで、これらの置換基は電子吸
引性又は中性であることが好ましい。４級化窒素原子置
換基υ外の電子供与性である置換基が存在するとき、そ
の効果は、活性化剤の還元電位をエリ負の喧にシフトす
ることである。光増感剤はアジニウム活性化剤の還元電
位に対して最大で０．１カルトまで正方向に大きい還元
電位を有しているので、を子供与性置換基が有用な光増
感剤として組合せで使用され得る染料の選択を制限する
効果を有することが、明かである。しかしながら、十分
に負の還元電位を有する多くの光増感剤は、電子供与性
置換基を有するアジニウム活性化剤と組み合わせて有用
であるに留まっている。こうして、本発明で使用される
アジニウム塩の置換基の広い選択が可能である。上記の
ことを考慮して、適当なアジニウム環置換基は、下記ア
＝　ＩＪン増強剤について表示された種々の置換基の１
種又は組合せによって示される。

便利な電荷平衡対イオンが、活性北側全完結するために
使用できる。弱く解離した対イオン七高度に解離した対
イオンとの両者が、有用であることが示される。対イオ
ンは、像形成システムの残留成分と適合するように選択
できる。例えば、比較的解離しないフルオロ化カルボキ
シレート対イオン、特にノや一フルオロ化力ルゴキシレ
ート対イオンが、オレフィン媒体、特に下記するもの中
に導入式れるアジニウム活性化剤と共に有利に使用され
るｐＫもかかわらず、活性の最高レベルは、鐵形成組成
物中の電荷平衡対イオンから解離するアジニウム活性化
剤に起因できると信じられている。イオン解離における
変動は、溶剤、フィルム形成成分、酸性度等の櫨々の選
択により達成できるけれども、一般に、ヨリ高いレベル
の対イオン解離は、ヘキサフルオロホスフェルト、テト
ラフルオロボレート、バークロレート、ノ９ラートルエ
ンスルフォネート、ハライド、サルフェート及び同様の
嘔気的陰性の７ニオンのような、よｐ′ｌ！気的陰性的
陰性オンで生ずる。

活性化剤及び光増感剤共開始剤に加えて、増強剤（ｅｎ
ｈａｎｃｅｒ　）と呼ばれる第３の共開始剤が、任意に
フォトレジスト組成物に含有できることが、更に認めら
れる。フォトレジスト組成物の像形成感応は、増強開始
剤として、ベンゼン環に少なくとも＋０．２０ボルトの
電子吸引性に由来する真のハメットシグマ値を与え得る
１個又は２個以上の基で置換ぢれた環でりるアニリンを
含有ちせることによって、更に改良できることが見出さ
れた。

正のハメットシグマ値は、フェニル環を電子吸引性にし
得る置換基を示し、一方、負のハメットシグマ値は、フ
ェニル環を電子供与性にし得る置換基を示す。水素はハ
メットシグマ値零に定められる。ＬａｎｇｅのＨａｎｄ
−ｂｏｏｋ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉａｔｒｙ＋１２ｔｈＥｄ
、、　ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ　１１９７９　、　Ｔａ
ｂｌｅ３−１２．　ｌ）ｐ。

３−１３５ｔｏ　３−１３８　　には、一般的にみられ
る多数の置換基のハメットシグマ値が掲載δｎている。

アニリンの棟々の環置換基（即ち、１個の必要なアミン
置換基以外の環置換基）のハメットシグマ値を代数的に
合計することによって、環置換基の電子吸引性に由来す
る真のハメットシグマ値が決定される。

アニリンを形成するアミン置換基が電子供与性置換基で
あることは、注目すべきである。例えば、第１級アミ７
基Ｃ−ＮＨ２）　；アルキルアミノ（例えば、−ＮＨＣ
Ｈ３、−ＮＨＣＨ２ＣＨ，及び−ＮＨ−ｎ−Ｃ４Ｈ，）
のような第２級アミン基；差ひにジアルキルアミノ（例
えは、−Ｎ（ＣＨ，）２）のような第３級アミン基のハ
メットシグマ値は、−０，０４〜−０，８３の範囲であ
るが、一般的には−０，２０よりも負でめる。

アニＩＪン開始剤増強剤によって与えられる増力口した
有効性を説明する特別の理論に結びつけることは意図し
ていないが、アニリンのフェニル環に付いている電子供
与性基と電子吸引性基との両者の存在によって作られる
分子分極は、開始活性における観察される増強の役割を
演じ得ると信じられる。

好ｌしい形態に於て、アニリンは＋０．２０よりも大き
いハメットシグマ値を示す単一の環置換基を含有する。

下記に例示する置換−Ｍ、（メタ位のハメットシグマ値
を付加的に示すうは、単独のアニリン環置換基として使
用することができる有用な電子吸引性置換基で必ること
を例証している。シアン（σ＝＋０．６１）、アルキル
カルブニル置換基（例えば、アセチルσ＝＋０．３８及
びトリフルオロアセチルσ＝＋０．６５）、アリールカ
ルボニ／’１１換基（［ｌＪえば、フェニルカルヂニル
σ＝＋０．３４）、アルコキシカルボニル及びアリーロ
キ’／　７２　＃　ｇニルｔｉｔ　換１ｉ　ｔ　含むオ
午シカルはニル直換基（例えば、メトキシカルボニルσ
＝＋０．３２、エトキシカルボニルσ＝＋０．３７）、
ニトロ（σ＝＋０．７１）、チオシアナート（σ＝＋０
．６３）、ベルハロアルキル置換基（例えば、トリクロ
ロメチルσ＝＋０．４７及びトリフルオロメチルσ＝＋
０．４７）、ペルフルオロアルキルチオ置換基（例えば
、トリフルオロメチルチオσ＝＋０．３５）、アルキル
スルレフ了モイル及びアリールスルファモイル置換基（
例えば、スルファモイルσ＝＋０．４６）を含むスルフ
ァ七イル匝換基、カルデニルテオ置換基（例えは、アセ
チルチオσ＝＋０．３９）、カルバモイルチオ置換基（
例えは、カルバモイルチオσ＝＋０．３４）、アルコキ
シチオ及びアリーロキシチオ置換基（例えば、メトキシ
チオσ＝＋０．５２）を含むオキシチオ置換基、並びに
、アルキルスルフォニル及ヒアリールスルフォニル置換
基（例えば、メチルスルフオールσ＝＋０．６８及びフ
ェニルスルフォニルσ＝＋　０．６７　）　ｅ含ｔｒス
ルフォニル置換基。これらの置換基での複数の環置換が
意図される。

上記した高い電子吸引性置換基に加えて、アニリン環は
、必ずしも必要ではないが、少なくとも＋０．２０の電
子吸引性から由来する真の７１メツトシグマ値が維持さ
れるならば、＋０．２０より少ない電子吸引性から由来
するノ・メットシグマ値を有する環置換基を含有してい
てもよい。典型的な単純な置換基及びその刊行されたメ
タノ・メットシグマ値は、メチルσ＝−０，０７、エテ
ルσ＝−〇、０７、ｎ−グロビルσ＝−０，０５、ｉ−
グロビルσ＝−〇、０７、ｎ−ブチルσ＝−０，０７，
５ａｃ−ブチルσ＝−０，０７、のような第１級及び第
２級アルキル置換基である。これらのアルキル置換基は
合成的に便利であり、そのために電子供与性であるけれ
ども注目される。第３級炭素原子を含むアルキル置換基
及び特に第３級アルキル基は、より一層高い電子供与性
になる傾向にあり好１しくない。

フェニル、α−ナフチル及びβ−ナフチル基のようなア
リール基は、注目される（例えば、フェニルσ＝＋０．
０６）。他の有用で特に注目ちれる炭化水素置換基には
、アルカリール置換基（例えば。

ｐ−メチルフェニル）、アラルキル置換基（例えば、ベ
ンジルσ＝−０，０５及びフェネチル）、アルケニル置
換基（例えば、ビニルσ＝＋０．０２）、アラルケニル
置換基（例えは、２−フェニルビニルσ＝＋０．１４）
、アルキニル置換基（例えは、エチニルσ＝＋０．２１
、プロパギル及び２−ブテニル）並びにアラルケニル置
換基（例えば、フエネチニルσ＝＋０．１４）が含まれ
る。ノ１０アルキル置換基（例えば、ブロモメチル、ク
ロロメチルσ＝−０，１２，フルオロメチル及びヨード
メチル）、ハロアリール置換基（例えば、ｐ−ブロモフ
ェニル、ｍ−ブロモフェニル及Ｕｐ−／ロロフェニル）
並びにヒドロキシアルキル置換基（例えば、ヒドロキシ
メチルσ＝＋Ｏ，ＯＳ）のような、置換された炭化水素
置換基も注目される。炭化水素置換基のオキシ置換基又
は置換成分は特に注目でれる、−即ち、ヒドロキシ（σ
＝＋０．１０）、アルコキシ（例えば、メトキシσ＝＋
０．１４、エトキシσ＝＋０．０７、ｎ−プロポキシｆ
ｆ＝＋０．０７、ｉ−プロボキシσ＝＋０．００％ｎ−
ブトキシσ＝−〇、０５、シクロヘキソキシσ＝＋０．
２９、シクロヘキシルメトキシσ＝＋０．１８、及びト
リフルオロメトキシσ＝＋０．３６）並びにアリーロキ
シ（例えば、フェノキシσ＝＋０．２５）。７１０ｒン
置換基が注目芒れる、−即ち、ブロモ（σ＝＋０．３９
）、クロロ（σ＝＋０．３５）、フルオロ（σ＝＋０．
３４）及びヨード（σ＝＋０．３５）。

アミド（σ＝＋０．２５）、メチルアミド（σ＝＋０．
２１）、フェニルアミド（σ＝＋０．２２）及びウレイ
ド（σ＝＋０．１８）のよりなアミド置換基もまた注目
嘔れる。

電子供与性又は弱い電子吸引性置換基が便用６れるとき
、それらは各側で組み合わせて使用妬れており、アニリ
ン形成に必要な一つのアミン置換基以外の徨々の置換基
の値に由来する真のハメ。

トシグマ値は、＋０．２０よりも太きい。メタ位ハメッ
トシグマ値は与えられるが、多くの例で１？う位ハメッ
トシグマ値は大きく異なってはおらず、いずれにせよ刊
行でれたリストを参照して決定される。オルソハメット
シグマ値は、普通本質的にパラ位ハメットシグマ値と同
一でわる。アニソ／への種々の置換基のメタ、オルソ及
びパラ位は。

アニリンを形成するアミン基の位ｆＬａ−基準にして決
められる。分子容積を最小にするために１種々の環置換
基の脂肪族成分はそれぞれ６個又はそれ以下の炭素原子
を含有し、芳香族成分はそれぞれ１０個又はそれ以下の
炭素原子を含有する０とが一般的に好ましい。

共開始剤によって作用を受けるネガ型フォトレジストの
右壁フィルム形成性成分は、エナレン性不飽和を含有し
、エチレン性不飽和サイトで付加反応を受けることによ
って、選択的硬化できる公知のネガ型フォトレノスト有
機フィルム形成成分の態様を取り得る。硬化は、エチレ
ン性不飽和を含有する七ツマ−の重合開始により、又は
エチレン性不飽和を含有する線状ポリマー又はオリゴマ
ーの架橋開始により与えられる。例えば、Ｊｅｎｋｉｎ
ｓｅｔ　ａｌの米国再発行％計第２７，９２５号及び同
第２７．９２２号にそれぞれ開示されたモノマー又は架
橋性ポリマーのフィルム形成成分は、いずれも本発明の
フォトレジストに使用するのに適している。Ｔａｎ　ｅ
ｔ　Ａｌの米国特許第４，２８９，８４２号には、エチ
レン性不飽和を持ったアルケニル基のようなペンダント
ｉｔ含有する感光性アクリレートコポリマーを含有する
ネガ型フォトレジストが開示さｎている。Ｌｉｎｄｌｅ
ｙの米国％計第４，５９０，１４７号には１本発明の７
オトレジストにフィルム形成性成分として使用できるビ
ニルオリゴマーが開示ちれている。ビニル七ツマ−を含
有する有用なフィルム形成性成分は、Ｆｕｅｒｎｉｓｓ
の米国特許第４．４９７，８８９号及びＡｎｄｅｒｓｏ
ｎ　ａｔ　ａｌ　　の米国特許第４，５３５，０５２号
に開示されている。

Ｋｏｓａｒ　Ｌｉｇｈｔ−３ｅｎｓｉｔｉｖｅ　Ｓｙｓ
ｔｅｍ、　ＪｏｈｎＷｉｌｅｙ　＆　５ｏｎｓ、　１９
６５には、エチレン性不飽和のモノマー及びポリマーを
含む、本発明の実施に使用するための種々の有用なフィ
ルム形成性成分が更に記載されている。

好ましいフィルム形成性成分は、常圧で１００℃以上の
沸点を有し、好ましくはポリマー結合剤と組み合わせて
使用される少なくとも１種の付加重合性エチレン性不飽
和化合物から成る。エチレン性不飽和化合物（典型的に
七ツマ−）とポリマー結合剤とは、フィルム形成性成分
の３〜９７重量％の範囲のエチレン性不飽和化合物及び
フィルム形成性成分の９７〜３重量うの範囲のポリマー
結合剤を含む、広範囲で変わる割合で一緒に使用できる
。分離したポリマー結合剤は、好ましいけれども、フィ
ルム形成性成分の必須の部分ではなく、エチレン性不飽
和化合物がそれ自オボリマーでるるとき、最も一般的に
除外される。

Ｃｈａｎｇの米国特許第３，７５６，８２７号には、第
２欄第３６行〜第３欄第３０行に１本発明の７オトレヅ
ストに使用するための珈々の適当な有機上ツマ−が記載
されている。特に、エチレン性不飽和を含有するエステ
ルモノマーが、下記実施例に示ちれている。同様のモノ
マーには、Ｃｈａｍｂｅｒｓの米国特許第４，２４５，
０３１号に記載ちれたエチｖ　：、ｉ性不ｔｓ和ジエス
テルポリヒドロキシボリエーテルが含まれる。

フォトレジストのフィルム形成性成分の一部ヲ形成し得
る有機、ｊＷ　ＩＪママ−合剤には、（１）テレフタル
酸、イソフタル酸、セパチン酸、アジピン酸及びヘキサ
ヒドロテレフタル酸に基づくものを含むポリエステル；
（２）ナイロン又はポリアミド；（３）セルロースエー
テル及ヒエステル；（４）＄１，１アルｒヒト：（５）
高分子量エチレンオキサイドポリマー−例えは、４，０
００〜４，０００，０００の重量平均分子ｆｔヲ有する
ポリ（エチレングリコール）；（６）ボリウレタｙ；（
７）ポリカーゴネート：　（８）合成ゴム−例えばブタ
ジェンのホモポリマー及びコポリマー；並びに（９）ポ
リアルキレン−例えばポリエチレン及びポリプロピレン
；ポリ（ビニルアルコール）；Ｉす（ビニルエステル）
−例えばポリ（ビニルアセチ−トラ；ポリスチレン；ポ
リ（アクリル及びメタクリル酸及びエステル）−例えば
ポリ（メチルメタクリレート）及びｊｊ？す（エチルア
クリレート）：同様のコポリマー変形のような、フォト
レジスト中に含有できる棟々のエチレン性不飽和モノマ
ーの重合体のような、エチレン性不飽和を含有するモノ
マーから形成嘔れたホモポリマー及びコポリマーが含ま
れる。

勿論、前記のものは、最も一般的に遭遇するフィルム形
成性成分を示すリストであるに過ぎない。

他の特別に示されるフィルム形成性成分は、実施例に含
まれる。

フィルム形成性成分及び共開始剤に加えて、フォトレジ
ストには、熱酸化防止剤（ｔｈｅｒｍａｌｉｎｈｉｂｉ
ｔｏｒ　）、着色剤、可塑剤、充填剤等のような公知の
添加剤の１ａ［又は組合せを含有させ得る。

支持体上への被覆を容易にするために、フィルム形成性
成分、共開始剤及びもしめるなら添加剤は、普通溶剤中
に分散して溶液又はスラリーにし、液体は被覆径蒸発に
より除去する。７オトＶシストのフィルム形成性成分及
び添加剤に対して不活性でめるどのような溶剤も、この
目的のために使用できる。溶剤は、Ｎ、Ｎ−ジメチルホ
ルムアミド；Ｎ、Ｎ−ツメチルアセトアミド；メタノー
ル、エタノール、ブタノール等のようなアルコールｔア
七ト／、シクロヘキサノン及びブタノンのようなケト／
；エチルアセテート及びエチルベンゾエートのようなエ
ステル：テトラヒドロフラン及びソオキサンのようなエ
ーテル；メチレンクロライド及びｌ、２−ノクロロエタ
ンのような塩素化脂肪族炭化水素：ベンゼン及びトルエ
ンのような芳香族炭化水素；並びにツメチルスルフオキ
シド、クロロベンゼンのような他の普通の溶剤並びに棟
々の溶剤の混合物を含む、広範囲の種々の有機液体の中
から選択できる。、 フォトレノストを被覆する支持体は、どのような便利な
公知の形態も取ることができる。例えばフォトレジスト
は電子部品の組み立ての間パターンを定めるために使用
できる。この例で、支持体は、印刷回路基板又は半導体
チ；／ｆ、典型的には部分的にのみ組み立てられ完成品
にされるものの形を取り得る。他の例では、フォトレジ
ストは、ガラス、セラミック、金属、セルロース紙、フ
ァイバーボード又はポリマー支持体のような単純な単一
の支持体上に被覆できる。特別の支持体には。

アルミナプラスト（ａｌｕｍｉｎａ　ｂｌａｓｔｅｄ　
）アルミニウム、電解アルミニウム、アルミナプラスト
ポリ（エチレンテレフタレート）フィルム、ポリ（ビニ
ルアルコール）被覆紙、架橋ポリエステル被ａ紙、ナイ
ロン、ガラス、セルロースアセテートフィルム、リング
ラフ紙のような重質紙及びこれらの類似物が含まれる。

本発明のフォトレジストの他の特に考慮される用途は、
半導体チップ又は光ｆ４スク上の平滑層のような平滑層
としてでろる。

おそらくこｎらの最も一般的に使用ぢれる形に於て、７
オ）１／シストは液体状で支持体上に被覆され、普通加
熱によって蒸発式せて乾燥ちれ、均一な被覆を作る。し
ばしば、％に半導体アノ４イスの製造においては、支持
体は遠心力を使用して回転され、乾燥前にフォトレジス
トの被覆の均一性を確実にする。化学作用のある放射線
に露出した後、付加反応がフィルム形成性成分のエチレ
ン性不飽和サイトで起こり、液体現像剤が被覆された支
持体と接触するように取り込まれ、化学作用のめる放射
線に露出しなかった部分のフォトレジストを選択的に除
去する。

液体現像剤は、露出しなかった部分のフォトレジストを
選択的に除去することができるどのような公知の液体で
あってもよい。被覆されたフォトレジストは、選択的除
去金するために、現像剤で。

噴霧、フラッジ−（ｆｘｕｓｈ）　％拭き取り、浸漬又
はその他の方法で処理される。その最も簡単な態様に於
て、液体現像剤は、フォトレジストを被覆する際に溶剤
として使用した同じ液体でりる。メトキシエチルアセテ
ート及びエトキシエチルアセテートは、普通の現像剤で
める。普通２０〜８０チの水と８０〜２０％のアルコー
ルとの割合で、水及びアルコールの混和性の組合せのよ
うな水性現像液も普通に使用される。水混和性°アルコ
ール＋７）　例Ｋ　ｆｌ　、グリセロール、ベンジルア
ルコール。

１．２−ｆロノヤ／ジオール、５ｅｅ−グチルアルコー
ル、及びノヒドロ千シボリ（アルキレンオキシド）のよ
うなグリコールから誘導されるエーテルが含１れる。Ｍ
ａｒｔｉｎｓｏｎ　ｅｔ　ａｌの米国待針第３．７０７
，３７３号に開示されたもののようなラクトン現像剤が
使用でさる。特別の７オトンジストのための最適現像剤
の選択は、特別のフィルム形成江成分を示している前記
の種々の特計に開示ちれている◎ 平滑層を形成するために、フォトレジストは被覆の後回
転される。遠心力は、被覆の表面の凹凸を平滑にするか
、又は少なくとも減少させる。元ディスク平滑増のため
に、高度に円滑で欠陥の無い表面が要求される。半導体
ｙＥ造のためＶこ、平滑層は一般に、単に表向の凹凸が
減少するようｌこなもｎる。いずれの場合も、少なくと
も平滑層が要求δれる範囲内で、化学作用のめる放射、
Ｕにｑ−に露光ちれる。全部の７オトレノスト被覆が化
学作用のめる放射線に露光爆れる場合は、勿論、被覆の
除去はないので現像の必要はない。

他の使用方法に於て、フォトレジストは支持体の上に被
ｆｆ１−ｇれ、剥離できるカバーシートがその上に被〜
ちれる。エンドユーザーは、典型的には、液体組成物で
はなく物品としてフォトレジストを購入する。カバーシ
ートを取り除いた後、フォトレノストｔｔｉをその支持
体と共に、像状パターンを望む基体にラミネートする。

支持体を通して化学作用のある放射線にパターン化した
露光をした後、基体上に像状パターンで７オトレソスト
を残して基体から支持体を剥す。

更に他の使用方法に於て、フォトレジストは、無Ｘ解釡
属析出が容易になるように改良された支持体表面上に被
覆逼れる。また、剥離し得るカバーシートは、フォトレ
ジスト被覆の上に位置している。この使用では、化学作
用のめる放射線への像状露ｆｔはカバーシートラ通して
起こり、ついでカバーシートが剥される。カバーシート
を刺子とき、フォトレノストが選択的に除去され、残留
するフォトレジストは所望のパターンを定める。次いで
、金属メッキして、支持体をその上に金属ノセターンを
有する物品に変える。普通の応用は、電気回路の形成で
ある。

これらの応用の全ての一般的態様は、フォトレジストの
フィルム形成性成分が存在する共開始剤と共に、後に化
学作用のある放射線に露光される被覆を形成することで
ある。不発明の７オトレノストと共に使用される化学作
用のめる放射線は、少なくともスペクトルのブルー範囲
の波長を含む電磁放射線である。光増感剤としてより短
い波長の染料を使用することにより、フォトレジストは
ブルー光に対して感度がより尚くなる。露光のために可
視光を使用することにより、露光の肉眼での確認が可能
になる。更に、ブルー光露光用の光源要素は、従来使用
ちれた紫外線露光光源に比べて装置上の有利性を与える
。

本発明の７オトレジストに於て、フィルム形成性成分に
対する活性化剤のどのような公知の割合も存在し得る。

活性北側濃度は、実用上張も便利に、乾燥固体ダラム当
りの活性化剤のモルで決められる。ここで、乾燥固体は
、フィルム形成性成分と少量の種々の添加剤からなるが
、被覆を容易にするために導入される液体成分は除外す
る。乾燥固体１グラム当り、典型的には約２　Ｘ　１０
−５〜２５Ｘ１０−５モル、最も好ましくは、約５Ｘ１
０−５〜２０×１０　　モルの活性化剤が存在する。

本発明の実施に於て、増強剤は、それが存在する必要が
ないか又は効果的量で存在する必要がないという意味で
任意の共開始剤である。しかしながら、通常の効果的量
で増強剤を含有嘔せることか一般的に好ましい。典型的
には、活性化剤１モル当り約０．１〜１０モルが便用ぢ
れる。勿論、より以上の量の使用が可能でりる。

光増感剤は、ブルー光に対するフォトレノストの反応ヲ
壇強することができるどのような＃［でも存在させるこ
とができる。光増感剤濃度は広範囲に変えることができ
るが、一般的に、乾燥固体１ｇ当つ約５ＸＩＯ〜１×１
０　モルの範囲の濃度で光増感剤を使用することが意図
される。好ましい光増感剤濃度は、乾燥固体１．ｌｉ＋
６９１０−６〜５×１０　モルの範囲で６’ｌ）、最適
濃度は、一般的に、乾燥固体１．ｕ当り約２　Ｘ　１０
−６〜２×１０−５モルの範囲でおる。

〔実施例〕

本発明は、下記の特別の実施例を参照することによって
、より良く認識できる。

実施例１〜３５ それぞれ感光剤として試験される異なった染料を、０．
０２ミリモル含有する一連のネガ型フォトレジスト組成
物ＰＲ−１を製造した。

ＰＲ−１は、次のように配合した。

２．３４　１１　　　　パインターＡ １．１７，９　　　　モノマーＡ １．１７１／　　　　モノマーＢ Ｏ，０１２，ｉｉ’　　　　抑制剤Ａ Ｏ，０７７ｊｉ　　　　宿性化剤Ａ ０．０２ミリモル　光増感剤 １０．３２＃　　　　溶剤（ソクロロメタン）バインダ
ーＡは、下記構造を示した。

七ツマ−Ａは、下記構造を示した。

モノマーＢは、下記構造を示した。

抑制刺入は、下記構造を示した。

そして、活性化剤Ａは、１−メトキシ−４−７エニルビ
リジニウムテトラフルオロデレートでめった。

各フォトレジスト組成ｇＪｔ％ｔ）、　３　ｍコーティ
ングナイフを使用して銅シート上に被覆し、約７０℃で
１０分間乾燥した。次いで透明のポリプロピレンカバー
シートｌ被覆の上に置いた。

感光剤共開始剤の無いＰＲ−１は、紫外線露光に感応す
るので、より短い波長は露光の間フィルターを使用して
除い友。竹に、感光剤染料の吸収ピーク以下の波長は、
それぞれ４００．５１０又は５８０　ｎｍ未膚の波長の
放射線の９９．９チを濾光し得るＷ−２Ａ、Ｗ−１６又
はＷ　−２５Ｗｒａｔｔ＠ｎ■フィルターを使用して除
い友。

フォトレジストの効力の度合を決定するために。

各被覆したサンプルの濾光は１本質的に零から２．１の
濃度範囲の１４個の等量増加濃度段階を有するＫｏｄａ
ｋ　Ｔ　−１４ステツプタブレツトを通して行なった。

３分間の露光を、４０００ワツトの１？ルスキセノンラ
ンプが取り付けられたＮｕ−ａｒｅＦＴ３２Ｌフリップ
ートッｆＱ版機を使用して行なった。露光の後サンプル
を７０℃で１０分間ぺ−り（ｂａｋｅ　）　して、スプ
レー現像した。現像は、現像剤として１，１．１−）リ
クロロエタンを使用して行なった。感応は、フォトレジ
ストが次の露光に残留している段階的露光領域の数（ス
プレｆ）で測定した。例えば、１０ステツプで次の露光
及び現像に残留しているが残留する４個のステップには
無いフォトレジストサンプルは、１０のステップ評価を
付けた。もし像形成組成物の部分的残留が、１１番目の
ステ、７″で観察されたならば、これはプラス評価を付
けること、即ち１０＋によって示した。他方、フォトレ
ゾスト残留が辛うじてステツブ評価上受けるに値すると
思われる場合には、これはマイナス評価を付けること、
即ち１０−によって示した。

種々の染料光増感剤での結果を、被俊における染料の吸
収ピーク及び感応ステツブ区域を示１゛下記第１表に下
す。活性化剤Ａは−０，７５＋にルトの還元電位を示し
、各染料光増感剤は、活江化ルＩＡの還元電位よりも０
．１　ボルト未満正方回に大きい還元電位を示した。

ＰＲ−１の対照配合物を活性化剤Ａ’に除くことだけで
変えて製造し、それによって染料が存在する唯一の開始
剤になったとき、像形成感応は僅かしか又は全く観察さ
れなかった。これは、染料光増感剤が唯一の開始剤とし
て使用されるとき、比較的効果の無いことを示した。

、ＰＲ−１の対照配合物を染料を除くことたけで変えて
製造し、それによって活性化剤Ａが存在する唯一の開始
剤になったとき、上記の染料と共に使用される濾光材を
含む方法の実施は、像形成感応が観察されない結果とな
った。これは、活性化剤がスペクトルのブルー領域でフ
ォトレノストに感光度を与えるのに効果の無いことを示
した。

光増感剤として使用された染料、その還元電位及び現像
後残留するフォトレジストのステラ７Ｊｌを第１表に示
す。各側に於て、第１表に記載したケト染料は、１０％
未満の三重項状態への系間父差効軍を示す。

以−ｆ’　、−ｒ　′：ｉＪ ロー　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
−嘴　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　１〇− 〜 ｃＱ　　　　寸　　鎖 ロー　　　−山 寸　　寸　　寸　　膿 二 〇 −−−へ　　　　　　　　　　　　　　　　８０−　　
　山 アクリジンオレンジ Ｈｃｔ− ＰＳ−３４５０２１０ ＣＩ２Ｈ２５Ｂ、− ＰＳ−３５５０３−１，１１０傘 実施例３６〜５５ 実施例１〜３５に記載した実験の大部分を繰り返したが
、被覆した試料を６力月間以上保持した。

新たに被覆した試料と室温で６力月間以上貯蔵した物と
の比較実施に於て、現像されたステップ数第　　■ に於ける変化は、観察されなかったか、又は最大１ステ
ップのみの変化であった。これらの観察は、第１表に於
て星印によって示した染料を使用して行なった。

これらの実施例は、像形成組成物及び、特に本発明の感
光剤共開始剤の屋外安定性を示す。

実施例５６〜６５ 実施例１〜３５の方法を繰シ返したが、種々の異なるア
ジニウム活性化剤で活性化剤Ａを置き換えた。フォトレ
・シストは光増感剤ＰＳ−２６を含有していた。その結
果を、下記第■表に示す。全てのアジニウム龜性北側が
有効であった。アジニウム活性化剤が７オトレノスト中
に存在しないとき、全てのフォトレジストは現像で除去
された。

還元すｆ＋は、ステ、ノブ数は零であった。

４．自 表 〔参考〕 感光剤として使用された染料は公知の染料から選択でき
、その製造は一般的に公知である。しかしながら、染料
ＰＳ−２４、ＰＳ−２６、及びＰＳ−２７は新規である
ので、これら各染料の典型的製造を記載する。

４−ジエチルアミノサリチルアルデヒド１ｇ（０，００
５２モル）トエテル２−フェニルスルフォニルアセテー
ト１．５’（０，００４４モル）とのエチルアルコール
５ｉ中の混合物をアルデヒドが溶解するまで加熱した。

ピペリジン（１０滴）を添加し、反応混合物をスチーム
・シス上で１〜３／４時間還流下に加熱した。冷凍庫中
で急冷した後、生成物を捕集し、エチルアルコール／ア
セトニトリルから２回再結晶した。

ＮＭＲ（ＣＤＣ２５）　　（δ）１．２２（ｔ、　−Ｃ
Ｈ５）、３４５（ｑ、−ＣＨ２−）、６．４０（ｄ、Ｈ
−８、Ｊ　＝　２．４　Ｈｚ　）、６．６３　（ｄｄ、
　Ｈ−５、Ｊ５−６＝９Ｈ７，Ｊ６−８＝２．４Ｈｚ）
、７．３２−７．６７　（ｍ、Ｈ−５，３′、４′）、
８．０２−８．２２（ｍ、Ｈ−２’）、８．５３（ｓ、
Ｈ−４）４−ジエチルアミノサリチルアルデヒド１２．
９（０，０６２モル）とジメチル２，２′−スルフォニ
ルジアセテート５＆（０，０２４モル）、エチルアルコ
ール１００ｍ１及びピペリジン３．３　ｒｎｌの溶：ｒ
Ｌを、スチームパス上で１時間還流下に加熱した。反応
混合物を急冷し、生成物を捕集し、エチルアルコール３
００ｍ１／アセトニトリル１００ｍ１の混合物から２回
再結晶した。収量？、０．！ｉＪ。

ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）　（δ）１．２２（ｔ、−ＣＨ，
）、３．４５（ｑ　、　Ｎ−ＣＨ２）、６．４５　（ｂ
ｒｌｓ、Ｈ−８，８′）、６．６５（ｂｒ、　ｄ、　Ｈ
−６，６′）、７．４５（ｄ、Ｈ−５，５′）、８．６
５　（ｂｒ、　ｓ、　Ｈ−４，４′）４−ジ−ｎ−プロ
ピルアミノサリチルアルデヒド２１９（０，０１０３モ
ル）とジメチル２．２′−スルフォニルジアセテート１
１０．００４２モル）、エチルアルコール５０−及びピ
ペリジン０．５　ｍｌの溶液上、室温で一夜攪拌し、次
いでスチーム・々ス上で６時間還流下に加熱した。反応
混合物を冷凍庫中で急冷し、固体を捕集した。生成物を
エチルアルコール／アセトニトリルの混合物から３回再
結晶した。収量０．３５，９゜ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ２）　（δ）０゜９５（ｔ、−Ｃ１６
）、１．６２（ｍ、−ＣＨ２−）、３．３３　（ｔ　、
　Ｎ−ＣＨ２）　、６−４０　（ｂｒ　−３、Ｈ−８，
８′）、６．６０（ｂｒ、　ｄ、　Ｈ−６，６′）、７
．４３（ｄ、Ｈ−５，５′）、８．６３（ｓ、Ｈ−４，
４′）〔発明の効果〕 本発明は、種々の高い望ましい性質を与える新規な光増
感剤開始剤を含有する、ブルー及びグリーン感応ネガ形
フォトレジストを与える。光増感剤として染料（定義に
よシ着色される）を使用することによって、フォトレジ
ストは可視スペクトルに感応するようになる。これは、
フォトレジストを、可視像を与えるマスターを使用して
像形成露光されるようにする。本発明のフォトレジスト
をよシ長い波長に感光するフォトレジストと組み合わせ
て使用することによって、多色像を形成することが可能
になる。本発明のフォトレジスト中に使用される染料光
増感剤共開始剤は、高い熱的及び貯蔵安定性レベルを含
む高いレベルの安定性を示す。更に、本発明のフォトレ
ジストは、スペクトルのブルー及びグリーン領域の可視
波長で像形成露光され得る。

本発明のフォトレジストの注目すべき特徴は、もし染料
還元電位が一緒に使用されるアジニウム塩活性化剤のそ
れと適当に関連しているならば、染料種類に関係なく、
フォトレジストが５００　ｎｍより短い波長で主吸収ピ
ークを有し、光増感剤として使用される染料（以後、よ
り短い波長染料という）と共に効果的に像形成すること
である。

第２の注目すべき特徴は、これらのより短い波長の染料
光増感剤が、１０％より小さい三重項状態への系間交差
効率を示すにも関わらず効果的であることが見出された
ことである。技術がアジニラム活性化剤についての光増
感剤共開始剤を以前に報告した限定された範囲まで、考
慮は高い（２０チよシ大きい）三重項状態への系間交差
効率を示す光増感剤に限定される。この選択は、基底状
態以上の長い寿命を有する染料光増感剤が、エネルギー
をアノニウム活性北側共開始剤へ移送するより良い機会
を有するという理由に基づいている。

公知の光増感剤共開始剤のうちの、可視スペクトルに広
がる放射線吸収全油し、それによって染料、−特に、ア
ミノ置換ケトクマリン及びケトメチレ／（即ちメロシア
ニン）共によシ短い波長のケト染料−として考慮すべき
であるとする僅かのものは、全て、三重項状態への高い
系間交差効率を示した。今や、−緒に使用てれるアジニ
ウム活性化剤に関連し特定された還元電位を満足するよ
り短い波長の染料が、選択される染料種類に関係なく、
そして高いか又は低い三重項状態への系間交差効率を示
すことに関係なく、光増感剤共開始剤として一般的に有
用であることが、認められた。

これは低い三重項状態への系間交差効率を有するより短
い波長のケト染料が、アノニウム活性化剤のためのよシ
高い効率の光増感剤共開始剤であるとの特別の認識を含
む。上記認識は、これまでエチレン性付加反応の開始に
よる光不動化又は硬化のために、アジニウム活性化剤を
伴う光増感剤として有用であると考えられていたものよ
りも広いより短い波長の染料の選択の道ｆ、開く。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（Ａ）エチレン性不飽和を含有し、該エチレン性不
   飽和部位で付加により選択的に不動化し得る有機フィル
   ム形成性成分並びに （Ｂ）（ｉ）アジニウム塩活性化剤及び（ｉｉ）５５０
   ｎｍより短い波長に主吸収ピークを有し、そして該アジ
   ニウム活性化剤の還元電位に対して最大０．１ボルトま
   で正方向に大きい還元電位を有する染料であり、更に該
   染料がケト染料の場合には、像形成性放射線で励起され
   た時に１０％未満の三重項状態に対する系間交差効率を
   示すものである光増感剤からなるエチレン性付加用共開
   始剤 を含んでなるネガ型フォトレジスト。