KR20060111692A - Pattern forming process - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 공간 광변조기 등의 레이저 변조기에 의해 변조된 레이저빔을 패턴형성재료 상에 결상시켜서, 그 패턴형성재료를 노광하는 패턴형성방법에 관한 것이다.The present invention relates to a pattern forming method in which a laser beam modulated by a laser modulator such as a spatial light modulator is formed on a pattern forming material and the pattern forming material is exposed.
공간 광변조기 등에 의해 변조된 광 또는 레이저빔을 결상 광학계에 송신하여, 광학상을 패턴형성재료 상에 결상하고 그 패턴형성재료를 노광하는 노광장치가 널리 알려져 있다. 일반적으로, 이러한 노광장치는 입사된 광 또는 레이저빔을 다양한 제어신호에 따라 변조하는 다수의 묘화부의 2차원 어레이를 구비한 공간 광변조기, 상기 공간 광변조기에 레이저빔을 조사하는 레이저원, 및 상기 공간 광변조기를 통해 변조된 레이저빔으로부터의 상을 패턴형성재료 상에 결상하는 결상 광학계로 이루어진다(Akito Ishikawa 저, "Shortening of Research and Application to Massproduction by Maskless Exposure", Electronics Jisso Gijyutsu, Gicho Pulishing & Advertising Co., Ltd. 편, vol.18, No.6, pp.74~79(2002); 일본특허공개 2004-1244호 공보).BACKGROUND ART Exposure apparatuses which transmit light or laser beam modulated by a spatial light modulator or the like to an imaging optical system to form an optical image on a pattern forming material and expose the pattern forming material are widely known. In general, such an exposure apparatus includes a spatial light modulator having a two-dimensional array of a plurality of drawing units for modulating incident light or a laser beam according to various control signals, a laser source for irradiating a laser beam to the spatial light modulator, and the It consists of an imaging optical system that forms an image from a laser beam modulated by a spatial light modulator onto a pattern forming material (Akito Ishikawa, "Shortening of Research and Application to Massproduction by Maskless Exposure", Electronics Jisso Gijyutsu, Gicho Pulishing & Advertising Co., Ltd., vol. 18, No. 6, pp. 74-79 (2002); Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-1244).
상기 공간 광변조기의 예로는 액정 디스플레이(LCD), 디지털 마이크로미러 디바이스(DMD) 등이 열거되다. 상기 DMD는 상기 묘화부로서 제어신호에 따라서 반 사각도를 변화시키는 다수의 마이크로미러의 2차원 어레이를 구비한 미러 디바이스이다. Examples of the spatial light modulator include liquid crystal displays (LCDs), digital micromirror devices (DMDs), and the like. The DMD is a mirror device having, as the drawing unit, a two-dimensional array of a plurality of micromirrors that change half squareness in accordance with a control signal.
상기 노광장치에 있어서, 패턴형성재료 상에 투영되는 상을 확대하기를 요구되는 경우가 많아서, 이러한 요구에 응하여 결상 광학계로서 확대 결상 광학계가 이용된다. 그러나, 상기 공간 광변조기로부터의 변조광을 단독으로 상기 확대 결상 광학계로 송신하는 방법은 상기 공간 광변조기의 각각의 묘화부로부터의 광속을 확대하므로, 투영된 패턴내의 픽셀 사이즈가 확대되어 픽셀의 선명도가 저하되는 문제가 있다.In the above exposure apparatus, it is often required to enlarge the image projected on the pattern forming material, and in response to this request, an enlarged imaging optical system is used as the imaging optical system. However, the method of transmitting the modulated light from the spatial light modulator alone to the magnification imaging optical system enlarges the luminous flux from each drawing part of the spatial light modulator, so that the pixel size in the projected pattern is enlarged, so that the sharpness of the pixel. There is a problem that is lowered.
이러한 문제를 해결하기 위해서, 상기 일본특허공개 2004-1244호 공보에는 상기 공간 광변조기에 의해 변조된 레이저빔의 광로에 제1결상 광학소자를 배치하고, 이 제1결상 광학소자의 결상면에 마이크로렌즈 어레이를 배치하고, 상기 마이크로렌즈는 각각 상기 공간 광변조기의 묘화부에 상응하고, 상기 변조된 광을 패턴형성재료 상에 결상하는 상기 마이크로렌즈 어레이로부터의 레이저빔의 광로에 변조된 광을 패턴형성재료 또는 스크린에 결상하는 제2 결상 광학소자가 위치하고, 상기 제1및 제2 결상 광학소자에 의해 상이 확대되는 확대 투영이 제안되어 있다. 이 제안에서는, 패턴형성재료 또는 스크린 상에 투영된 화상의 사이즈가 확대될 수 있는 한편, 공간 광변조기의 각각의 묘화부로부터의 레이저빔을 어레이의 각각의 마이크로렌즈에 의해 집광되므로, 투영된 상의 묘소 사이즈 또는 스폿 사이즈가 집점저감되어, 화상의 샤프니스가 높아진다. In order to solve this problem, Japanese Patent Laid-Open No. 2004-1244 discloses that a first imaging optical element is disposed in an optical path of a laser beam modulated by the spatial light modulator, and the microstructure is formed on an imaging surface of the first imaging optical element. A lens array is disposed, wherein the microlenses respectively correspond to the imaging portion of the spatial light modulator, and pattern the modulated light in the optical path of the laser beam from the microlens array to form the modulated light on a pattern forming material. There is proposed an enlarged projection in which a second imaging optical element that forms an image on a forming material or a screen is located, and an image is enlarged by the first and second imaging optical elements. In this proposal, the size of the image projected onto the pattern forming material or the screen can be enlarged, while the laser beam from each drawing portion of the spatial light modulator is condensed by the respective microlenses of the array, so that the projected image Grave size or spot size is reduced in focus, and image sharpness is increased.
또한, 공간 광변조기로서의 DMD와 마이크로렌즈 어레이를 조합한 노광장치가 제안되어 있다(일본특허공개 2001-305663호 공보 참조). 또한, 상기 마이크로렌즈 어레이 후측에 상기 어레이의 마이크로렌즈에 상응하는 개구를 가진 개구판이 배치되어, 상기 마이크로렌즈를 통한 레이저빔만이 상기 개구를 통과하도록 한 유사한 노광장치도 제안되어 있다(일본특허공개 2001-500628호 공보 참조). 이들 노광장치에 있어서, 각각의 개구에 상응하지 않은 인접한 마이크로렌즈로부터의 레이저빔의 입사를 방지함으로써, 소광비가 높아질 수 있다.Moreover, the exposure apparatus which combined the DMD and microlens array as a spatial light modulator is proposed (refer Unexamined-Japanese-Patent No. 2001-305663). In addition, a similar exposure apparatus has also been proposed, in which an opening plate having an opening corresponding to the microlens of the array is arranged at the rear side of the microlens array so that only a laser beam through the microlens passes through the opening (Japanese Patent Laid-Open) See 2001-500628). In these exposure apparatuses, the extinction ratio can be increased by preventing the incidence of the laser beam from adjacent microlenses not corresponding to the respective openings.
그러나, 이들 제안은 상기 어레이의 마이크로렌즈에 의해 집광된 레이저빔을 이용하기 때문에, 상기 패턴형성재료 상에 결상된 상이 변형된다는 문제가 있다. 이 문제는 DMD를 공간 광변조기로서 사용하는 경우에 특히 현저하다.However, these proposals use a laser beam focused by the microlenses of the array, so that there is a problem that the image formed on the pattern forming material is deformed. This problem is particularly noticeable when using DMD as a spatial light modulator.
이와 같이, 상기 패턴형성재료 상에 결상된 상변형을 억제함으로써, 배선패턴 등의 영구패턴을 고미세정밀하고, 또 효율좋게 형성할 수 있는 패턴형성방법은 아직 제공되어 있지 않고; 또한 이러한 패턴형성방법의 개선이 요구되고 있는 것이 현실이다.As described above, by suppressing the phase deformation formed on the pattern forming material, a pattern forming method capable of forming fine patterns such as wiring patterns with high precision and efficiency has not yet been provided; In addition, it is a reality that the improvement of the pattern formation method is required.
본 발명의 목적은 패턴형성재료 상에 결상된 상변형을 억제함으로써, 배선패턴 등의 영구패턴을 고미세정밀하고, 또 효율이 좋게 형성할 수 있는 패턴형성방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a pattern forming method which can form permanent patterns such as wiring patterns with high precision and efficiency by suppressing phase deformation formed on a pattern forming material.
상기 목적은 본 발명에 의해 달성될 수 있다. 본 발명에 의하면, 레이저원으로부터 조사된 레이저빔을 변조하고, 변조된 레이저빔을 보정한 후, 상기 변조보정된 레이저빔으로 감광층을 노광하는 공정을 포함하는 패턴형성방법으로서, 상기 감광층은 지지체 상에 배치되어 패턴형성재료를 형성하고, 상기 변조는 레이저빔의 수광 및 변조된 레이저빔의 출사가 가능한 묘화부를 포함하는 레이저 변조기에 의해 행해지고, 상기 보정은 상기 묘화부의 출사면의 왜곡에 의한 수차를 보정할 수 있는 비구면을 각각 갖는 복수의 마이크로렌즈를 통해 변조 레이저빔을 투과시킴으로써 행해지고, 또한 상기 복수의 마이크로렌즈는 마이크로렌즈 어레이로 배열되어 있는 패턴형성방법을 제공한다.The above object can be achieved by the present invention. According to the present invention, there is provided a pattern forming method comprising modulating a laser beam irradiated from a laser source, correcting the modulated laser beam, and then exposing the photosensitive layer with the modulated corrected laser beam. Disposed on a support to form a pattern forming material, wherein the modulation is performed by a laser modulator comprising a drawing portion capable of receiving a laser beam and emitting a modulated laser beam, and the correction is caused by distortion of the exit surface of the drawing portion. Provided is a pattern forming method in which a modulated laser beam is transmitted through a plurality of microlenses each having an aspherical surface capable of correcting aberration, and the plurality of microlenses are arranged in a microlens array.
상기 패턴형성방법에 있어서, 레이저원이 레이저 변조기를 향하여 레이저빔을 조사하고, 복수의 묘화부에 의해 수광된 레이저빔은 상기 묘화부로부터 레이저빔을 조사함으로써 변조되고, 상기 묘화부의 출사면의 왜곡으로 인한 수차는 복수의 마이크로렌즈를 통해 변조 레이저빔을 투과시킴으로써 보정되므로, 패턴형성재료에 결상된 상의 왜곡을 효과적으로 제어할 수 있다. 그 결과, 패턴형성재료에 대한 노광이 고미세정밀하게 될 수 있고, 또한 감광층의 현상에 의해서 고미세정밀한 패턴을 얻을 수 있다. In the pattern forming method, the laser source irradiates the laser beam toward the laser modulator, and the laser beam received by the plurality of the drawing units is modulated by irradiating the laser beam from the drawing unit, and the distortion of the output surface of the drawing unit is distorted. Since the aberration due to is corrected by transmitting the modulated laser beam through the plurality of microlenses, it is possible to effectively control the distortion of the image formed on the pattern forming material. As a result, exposure to the pattern forming material can be made very fine, and a fine pattern can be obtained by developing the photosensitive layer.
바람직하게는, 상기 비구면은 토릭표면이다. 비구면의 토릭표면에 의해서 상기 묘화부의 출사면의 왜곡으로 인한 수차를 효과적으로 보정할 수 있어서, 패턴형성재료 상에 결상된 상의 왜곡을 효과적으로 제어할 수 있다. 그 결과, 패턴형성재료에 대한 노광이 고미세정밀하게 될 수 있고, 또한 감광층의 현상에 의해서 고미세정밀한 패턴으로 할 수 있다.Preferably, the aspheric surface is a toric surface. The aspheric toric surface can effectively correct aberrations caused by the distortion of the exit surface of the drawing portion, thereby effectively controlling the distortion of the image formed on the pattern forming material. As a result, exposure to the pattern forming material can be made very fine, and a fine pattern can be obtained by developing the photosensitive layer.
바람직하게는, 상기 레이저 변조기는 패턴정보에 따라서 복수의 묘화부의 일부를 제어할 수 있다. 패턴정보에 따라서 복수의 묘화부를 제어함으로써 고속으로 레이저빔을 변조할 수 있다.Preferably, the laser modulator may control a part of the plurality of drawing units in accordance with the pattern information. The laser beam can be modulated at high speed by controlling the plurality of drawing units in accordance with the pattern information.
바람직하게는, 상기 레이저 변조기는 공간 광변조기가고, 더욱 바람직하게는 상기 공간 광변조기는 디지털 마이크로미러 디바이스(DMD)인 것이다.Preferably, the laser modulator is a spatial light modulator, more preferably the spatial light modulator is a digital micromirror device (DMD).
바람직하게는, 상기 노광은 개구 어레이를 통해 투과된 레이저빔에 의해 행해진다. 이러한 개구 어레이를 통해 투과된 레이저빔에 의한 노광은 소광비를 증가시킬 수 있다. 그 결과, 패턴형성재료에 대한 노광은 고미세정밀하게 될 수 있고, 또한 감광층의 현상에 의해서 고미세정밀한 패턴으로 할 수 있다.Preferably, the exposure is done by a laser beam transmitted through the aperture array. Exposure by the laser beam transmitted through this aperture array can increase the extinction ratio. As a result, exposure to the pattern forming material can be made very fine, and a fine pattern can be obtained by developing the photosensitive layer.
바람직하게는, 상기 노광은 레이저빔과 감광층을 상대적으로 이동시키면서 행해진다. 레이저빔과 감광층을 상대적으로 이동시키면서 노광을 행함으로써 고속으로 노광을 행할 수 있다.Preferably, the exposure is performed while relatively moving the laser beam and the photosensitive layer. Exposure can be performed at high speed by performing exposure while moving a laser beam and a photosensitive layer relatively.
바람직하게는, 노광후 감광층의 현상을 행하고, 현상후 영구패턴의 형성을 행한다.Preferably, the post-exposure photosensitive layer is developed, and a post-development permanent pattern is formed.
바람직하게는, 상기 영구패턴은 배선패턴이고, 상기 영구패턴을 에칭처리 및 도금처리 중 하나 이상에 의해 형성함으로써, 고미세정밀한 배선패턴을 형성할 수 있다.Preferably, the permanent pattern is a wiring pattern, and by forming the permanent pattern by at least one of an etching process and a plating process, a highly fine wiring pattern can be formed.
바람직하게는, 상기 레이저원은 2종 이상의 레이저를 함께 조사할 수 있다. 이러한 2종 이상의 레이저를 조사함으로써 집점심도를 깊게 하여 노광할 수 있다. 그 결과, 패턴형성재료에 대한 노광이 고미세정밀하게 될 수 있고, 또한 감광층을 현상함으로써 고미세정밀한 패턴을 얻을 수 있다.Preferably, the laser source may irradiate two or more kinds of lasers together. By irradiating two or more kinds of these lasers, the depth of focus can be deepened and exposed. As a result, exposure to the pattern forming material can be made very fine, and a fine pattern can be obtained by developing the photosensitive layer.
바람직하게는, 레이저원은 복수의 레이저, 멀티모드 광섬유, 및 상기 복수의 레이저로부터의 레이저빔을 멀티모드 광섬유에 집광하는 집합 광학계를 포함한다. 이러한 구성에 의해서 초점심도를 깊게 노광할 수 있다. 그 결과, 패턴형성재료에 대한 노광이 고미세정밀하게 될 수 있고, 또한 감광층을 현상함으로써 고미세정밀한 패턴을 얻을 수 있다.Preferably, the laser source includes a plurality of lasers, a multimode optical fiber, and an aggregation optical system for condensing the laser beams from the plurality of lasers onto the multimode optical fiber. This configuration makes it possible to expose the depth of focus deeply. As a result, exposure to the pattern forming material can be made very fine, and a fine pattern can be obtained by developing the photosensitive layer.
바람직하게는, 상기 감광층은 바인더, 중합성 화합물, 및 광중합 개시제를 포함하고; 바람직하게는 상기 바인더는 산성기를 함유하고; 바람직하게는 상기 바인더는 비닐 코폴리머를 함유하고; 바람직하게는 상기 바인더의 산가는 70~250mgKOH/g이다.Preferably, the photosensitive layer comprises a binder, a polymerizable compound, and a photopolymerization initiator; Preferably the binder contains acidic groups; Preferably the binder contains a vinyl copolymer; Preferably the acid value of the binder is 70 ~ 250mgKOH / g.
바람직하게는, 상기 중합성 화합물은 우레탄기 및 아릴기 중 1개 이상을 갖는 모노머를 함유한다.Preferably, the polymerizable compound contains a monomer having at least one of a urethane group and an aryl group.
바람직하게는, 상기 광중합 개시제는 할로겐화 탄화수소 유도체, 헥사아릴-비이미다졸, 옥심 유도체, 유기 과산화물, 티오 화합물, 케톤 화합물, 방향족 오늄염, 아실포스핀 산화물 및 메탈로센으로 이루어진 군에서 선택되는 화합물을 함유한다.Preferably, the photopolymerization initiator is a compound selected from the group consisting of halogenated hydrocarbon derivatives, hexaaryl-biimidazole, oxime derivatives, organic peroxides, thio compounds, ketone compounds, aromatic onium salts, acylphosphine oxides and metallocenes It contains.
바람직하게는, 상기 감광층은 바인더 30~90질량%, 중합성 화합물 5~60질량%, 및 광중합 개시제 0.1~30질량%를 함유하고; 바람직하게는 상기 감광층의 두께는 1~100㎛가다.Preferably, the said photosensitive layer contains 30-90 mass% of binders, 5-60 mass% of polymeric compounds, and 0.1-30 mass% of a photoinitiator; Preferably the thickness of the photosensitive layer is 1 ~ 100㎛.
바람직하게는, 상기 지지체는 합성 수지를 함유하고 투명하고; 바람직하게는 상기 지지체는 장척형상이고; 바람직하게는 상기 패턴형성재료는 롤형상으로 권취하여 형성한 장척형상이다.Preferably, the support contains a synthetic resin and is transparent; Preferably the support is elongate; Preferably, the pattern forming material is a long shape formed by winding in a roll shape.
바람직하게는, 상기 패턴형성재료의 감광층 상에는 보호막이 형성되어 있다.Preferably, a protective film is formed on the photosensitive layer of the said pattern forming material.
(패턴형성방법)(Pattern Forming Method)
본 발명에 따른 패턴형성방법은 노광공정, 및 적당히 선택되는 다른 공정을 포함한다.The pattern forming method according to the present invention includes an exposure step, and another step suitably selected.
[노광공정]Exposure process
노광공정에 있어서는, 레이저원으로부터 조사된 레이저빔을 변조하고, 변조된 레이저빔을 보정한 후, 상기 변조보정된 레이저빔으로 감광층을 노광하는 공정을 포함하는 패턴형성방법으로서, 상기 감광층은 지지체 상에 배치되어 패턴형성재료를 형성하고, 상기 변조는 레이저빔의 수광 및 변조된 레이저빔의 출사가 각각 가능한 복수의 묘화부를 포함하는 레이저 변조기에 의해 행해지고, 상기 보정은 상기 묘화부의 출사면의 왜곡에 의한 수차를 보정할 수 있는 비구면을 각각 갖는 복수의 마이크로렌즈를 통해 변조 레이저빔을 투과시킴으로써 행해지고, 또한 상기 복수의 마이크로렌즈는 마이크로렌즈 어레이로 배열되어 있는 패턴형성방법이 제공된다.In the exposure step, the pattern forming method comprising the step of modulating the laser beam irradiated from the laser source, correcting the modulated laser beam, and then exposing the photosensitive layer with the modulated and corrected laser beam, wherein the photosensitive layer is Disposed on a support to form a pattern forming material, wherein the modulation is performed by a laser modulator including a plurality of drawing portions capable of receiving a laser beam and emitting a modulated laser beam, respectively, and the correction is performed on the exit surface of the drawing portion. A pattern forming method is provided by transmitting a modulated laser beam through a plurality of microlenses each having an aspherical surface for correcting aberration due to distortion, and the plurality of microlenses are arranged in a microlens array.
-레이저 변조기-Laser Modulator
레이저 변조기는 복수의 묘화부를 포함하는 것이면 그 목적에 따라 적당히 선택될 수 있다. 레이저 변조기의 바람직한 예로는 공간 광변조기가 열거된다.The laser modulator may be appropriately selected depending on the purpose as long as it includes a plurality of drawing parts. Preferred examples of laser modulators include spatial light modulators.
상기 공간 광변조기의 구체예로는 디지털 마이크로미러 디바이스(DMD), 미소전기기계시스템(MEMS; Micro Electro Mechanical System) 형태의 공간 광변조기, PLZT 소자 및 액정 새터가 열거되고; 이들 중에서 DMD가 바람직하다.Specific examples of the spatial light modulator include a spatial light modulator in the form of a digital micromirror device (DMD), a micro electro mechanical system (MEMS), a PLZT element, and a liquid crystal satter; Among these, DMD is preferable.
이하에, 레이저 변조기의 일례에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.An example of a laser modulator will be described below with reference to the drawings.
DMD(50)는 도 1에 나타내듯이, SRAM 셀 또는 메모리셀(60) 상에 다수, 예컨대 1024×768의 마이크로미러(62)의 격자 어레이를 갖는 미러 디바이스이고, 여기서 각각의 마이크로미러는 묘화부로서 작용한다. 각 묘화부의 최상부에는 마이크로미러(62)가 필라에 의해 지지되어 있다. 그 마이크로미러의 표면에는 알루미늄 등의 반사율의 높은 재료가 증착되어 있다. 마이크로미러(62)의 반사율은 90% 이상이고; 예컨대 길이방향 및 폭방향에서의 어레이 피치는 각각 13.7㎛가다. 또한, 각각의 마이크로미러(62)의 바로 아래에는 힌지 및 요크를 포함하는 필라를 통해서 종래의 반도체 메모리 제조방법에 의해 제조된 실리콘 게이트 CMOS의 SRAM 셀(60)이 배치되고 있다. 상기 미러 디바이스는 전체적으로 모놀로식 보디로 구성되어 있다.DMD 50 is a mirror device having a lattice array of multiple, eg, 1024 × 768,
DMD(50)의 SRAM 셀(60)에 디지털 신호가 써 넣어지면, 필라에 의해 지지된 마이크로미러(62)가 DMD(50)이 배치된 기판에 대하여 대각선을 그 회전축으로 하여 ±α도, 예컨대 ±12도 이내로 기울어져 있다. 도 2a는 마이크로미러(62)가 온 상태에서 +α도 기울어진 상태를 나타내고, 도 2b는 마이크로미러(62)가 오프 상태에서 -α도 기울어진 상태를 나타낸다. 이와 같이, 도 1에 나타낸 바와 같이 패턴정보에 따라, DMD(50)에 대한 각각의 입사 레이저빔(B)은 DMD(50)의 묘화부에 있어서의 마이크로미러(62)의 각각의 경사각을 제어함으로써 각각의 마이크로미러(62)의 경사 방향에 따라 반사된다.When a digital signal is written into the
한편, 도 1은 마이크로미러(62)가 -α도 또는 +α도로 제어되어 있는 DMD(50)의 일부 확대상태의 일례를 나타낸다. DMD(50)에 접속된 제어기(302)는 각각의 마이크로미러(62)의 온-오프 제어를 행한다. 오프-상태의 마이크로미러에 의해 반사된 레이저빔(B)의 방향으로 광흡수체(도시하지 않음)가 배치되어 있다.1 shows an example of a partially enlarged state of the
바람직하게는, DMD(50)는 그 짧은변이 부-주사방향에 대해 소정각도, 예컨대 0.1~5°를 이루는 상태로 약각 경사져 있다. 도 3a는 DMD(50)가 경사져 있지 않은 경우의 각각의 마이크로미러에 의한 반사 레이저상 또는 노광빔(53)의 주사궤적을 나타내고; 도 3b는 DMD(50)가 경사졌을 경우의 각각의 마이크로미러에 의한 반사 레이저상 또는 노광빔(53)의 주사궤적을 나타낸다.Preferably, the
DMD(50)에 있어서, 장측방향으로 마이크로미러가 다수, 예컨대 1024개의 마이크로미러가 배치되어 하나의 어레이를 형성하고, 단측방향으로 다수의 어레이, 예컨대 756개가 배치되어 있다. 따라서, 도 3b에 나타낸 바와 같이 DMD(50)를 경사시킴으로써, 각각의 마이크로미러로부터의 노광빔(53)의 주사궤적 또는 주사선의 피치(P2)가 DMD(50)를 경사시키지 않은 주사궤적 또는 주사선의 피치(P1)보다 저감되어, 해상도가 현저하게 향상될 수 있다. 한편, DMD(50)의 경사각은 작으므로, DMD(50)가 경사졌을 경우의 주사방향(W2)과 DMD(50)을 경사지지 않았을 경우의 주사방향(W1)은 대략 동일하다.In the
이하에, 상기 레이저 변조기의 변조속도를 가속화시키는 방법(이하, "고속변조"라고 함)에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method for accelerating the modulation speed of the laser modulator (hereinafter referred to as "high speed modulation") will be described.
바람직하게는, 상기 레이저 변조기는 묘화부 중에서 연속적으로 배치된 "n"개 미만의 임의의 묘화부를 패턴정보에 따라 제어할 수 있다("n" 2 이상의 정수). 상기 레이저 변조기의 데이터 처리속도에는 한계가 있고, 사용하는 묘화부수에 비례해서 1라인 당의 변조속도가 결정되므로, 연속적으로 배열된 "n"개 미만의 묘화부를 사용하는 것만으로 1라인 당 변조속도가 증가할 수 있다.Preferably, the laser modulator can control less than " n " arbitrary drawing units continuously arranged among the drawing units according to the pattern information (an integer of " n " 2 or more). The data processing speed of the laser modulator has a limitation, and the modulation rate per line is determined in proportion to the number of drawing units used, so that the modulation rate per line can be increased by simply using " n " drawing units arranged in succession. Can increase.
이하에, 상기 고속변조에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.The high speed modulation will be described below with reference to the drawings.
섬유 어레이 레이저원(66)으로부터 DMD(50)으로 레이저빔(B)이 조사되면, DMD(50)의 마이크로미러가 온 상태일 때에 반사된 레이저빔이 렌즈계(54, 58)에 의해 패턴형성재료(150) 상에 결상된다. 이와 같이, 섬유 어레이 레이저원(66)으로부터 조사된 레이저빔이 각각의 묘화부에 의해 온 또는 오프로 되어서, 패턴형성재료(150)는 DMD(50)에 사용된 묘화부수와 대략 동수의 묘화부 단위 또는 노광영역(168)에 노광된다. 또한, 패턴형성재료(150)가 스테이지(152)와 함께 일정 속도로 이동되는 경우, 패턴형성재료(150)는 스캐너(162)에 의해 스테이지 이동방향에 반대 방향으로 부-주사되어, 각각의 노광헤드(166)에 상응하여 밴드형상의 노광영역(170)이 형성된다.When the laser beam B is irradiated from the fiber
본 예에 있어서, 도 4a 및 4b에 나타낸 바와 같이 DMD(50)에는 마이크로미러가 주-주사방향으로 1024개의 어레이 및 부-주사방향으로 768개의 어레이가 배치되어 있다. 이들 마이크로미러 중에서, 제어기(302)에 의해 마이크로미러의 일부, 예컨대 1024×256가 제어구동될 수 있다.In this example, as shown in Figs. 4A and 4B, in the
이러한 제어에 있어서, 도 4a에 나타낸 바와 같이 DMD(50)의 중앙부에 배치된 마이크로미러 어레이가 사용되어도 좋고; 또는 도 4b에 나타낸 바와 같이DMD(50)의 가장자리부에 배치된 마이크로미러 어레이가 사용되어도 좋다. 또한 마이크로미러가 부분적으로 손상된 경우에는, 손상되지 않은 마이크로미러를 사용하는 등 상황에 따라 사용하는 마이크로미러를 적당하게 변경해도 좋다.In this control, as shown in Fig. 4A, a micromirror array disposed at the center of the
DMD(50)의 데이터 처리속도에는 한계가 있고, 사용하는 묘화부수에 비례해서 1라인 당 변조속도가 결정되므로, 일부의 마이크로미러 어레이를 사용함으로써 1라인 당 변조속도가 빨라진다. 또한, 노광을 노광헤드에 비례하여 연속적으로 노광면에 대하여 이동시켜 행하는 경우, 부-주사방향에 모든 묘화부를 사용할 필요는 없다.The data processing speed of the
스캐너(162)에 의해서 패턴형성재료(150)의 부-주사를 종료하고, 센서(164)에 의해 패턴형성재료(150)의 후단이 검출되면, 스테이지(152)는 가이드(158)를 따라 게이트(160)의 최상류측에 있는 원점에 복귀하고, 스테이지(152)는 다시 가이드(158)를 따라 게이트(160)의 상류측에서 하류측으로 일정 속도로 이동된다.When the sub-scanning of the
예컨대, 768개의 마이크로미러 어레이의 중에서 384개의 어레이를 사용할 경우에는, 변조속도는 768개 어레이 모두를 사용할 경우에 비해서 2배 빨라질 수 있고; 또한 768개의 마이크로미러 어레이 중에서 256개 어레이를 사용할 경우에는, 변조속도는 768개 어레이 모두를 사용할 경우에 비해서 3배 빨라질 수 있다.For example, using 384 arrays of 768 micromirror arrays, the modulation rate can be twice as fast as when using all 768 arrays; In addition, using 256 of the 768 micromirror arrays, the modulation rate can be three times faster than using all 768 arrays.
상술한 바와 같이, DMD(50)에 주-주사방향으로 1,024개 마이크로미러 어레이 및 부-주사방향으로 768개 마이크로미러 어레이가 구비되어 있는 경우, 일부의 마이크로미러 어레이를 제어 및 구동함으로써 전체 마이크로미러 어레이를 제어 및 구동할 경우에 비해서 1라인 당 변조속도가 빨라진다.As described above, when the
일부 마이크로미러 어레이를 제어 및 구동하는 것 이외에, 각종의 제어신호에 따라 각각의 반사면의 각도를 변경시킬 수 있는 경우에는 다수의 마이크로미러가 2차원 어레이로 기판상에 배치된 장척형상 DMD도 마찬가지로 변조속도를 증가시킬 수 있으며, 상기 기판은 그 수직방향보다 소정방향으로 길이가 길다. In addition to controlling and driving some micromirror arrays, a long DMD in which a plurality of micromirrors are arranged on a substrate in a two-dimensional array in the case where the angle of each reflecting surface can be changed according to various control signals The modulation rate can be increased, and the substrate is longer in a predetermined direction than its vertical direction.
상기 노광은 노광 레이저와 상기 감광층을 상대적으로 이동하면서 행하는 것이 바람직하고; 상기 노광을 상기 고속변조와 병용하는 것이 단시간에 고속으로 노광을 행할 수 있어 더욱 바람직하다.It is preferable to perform the exposure while moving the exposure laser and the photosensitive layer relatively; It is more preferable to use the exposure together with the high speed modulation because the exposure can be performed at high speed in a short time.
도 5에 나타낸 바와 같이, X방향으로의 스캐너(162)의 1회 주사에 의해서 패턴형성재료(150)의 전면을 노광해도 좋고; 또는 도 6a 및 6b에 나타낸 바와 같이, 스캐너(162)에 의해 패턴형성재료(150)를 X방향으로 주사한 후, 스캐너(162)를 Y방향으로 1스텝 이동시킨 다음 X방향으로 주사하는 복수회의 노광을 반복함으로써 패턴형성재료(150)의 전면을 노광하여도 좋다. 이 예에 있어서는, 스캐너(162)는 18개의 노광헤드(166)를 포함하고 있고; 각각의 노광헤드는 상기 레이저원과 상기 레이저 변조기를 포함한다.As shown in Fig. 5, the entire surface of the
상기 노광은 상기 감광층의 일부 영역에 대하여 행함으로써, 상기 일부 영역이 경화된 다음, 후술하는 현상공정에서 상기 일부 경화영역 이외의 미경화영역을 제거하여 패턴을 형성한다.The exposure is performed on a partial region of the photosensitive layer, whereby the partial region is cured, and then a pattern is formed by removing uncured regions other than the partial cured region in a developing step described later.
다음에, 상기 레이저 변조기를 포함하는 패턴형성장치의 일례에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.Next, an example of the pattern forming apparatus including the laser modulator will be described with reference to the drawings.
상기 레이저 변조기를 포함하는 패턴형성장치는 그 표면 상에 시트형상의 패턴형성재료(150)를 흡착하여 유지하는 평편한 스테이지(152)를 구비하고 있다.The pattern forming apparatus including the laser modulator includes a
4개의 다리부(154)에 의해 지지된 두꺼운 판상 테이블(156)의 상면에는, 스테이지 이동방향을 따라 연장된 2개의 가이드(158)가 배치되어 있다. 스테이지(152)는 그 길이방향이 스테이지 이동방향을 향하도록 배치되어 있으며, 가이드(158)에 의해 상호 이동가능한 방식으로 지지되어 있다. 패턴형성장치에는 스테이지(152)를 가이드(158)를 따라 구동하기 위한 구동장치(도시하지 않음)가 구비되어 있다.On the upper surface of the thick plate-shaped table 156 supported by the four
상기 테이블(156)의 중앙부에는 게이트(160)가 스테이지(152)의 경로를 걸쳐 넘어있도록 게이트(160)가 설치되어 있다. 게이트(160)의 각각의 끝부는 테이블(156)의 양측면에 고정되어 있다. 게이트(160)의 일측에는 스캐너(162)가 설치되어 있고, 게이트(160)의 타측에는 패턴형성재료(150)의 선단 및 후단을 감지하기 위한 복수(예컨대, 2개)의 감지센서(164)가 설치되어 있다. 스캐너(162) 및 감지센서(164)는 게이트(160)에 각각 부착될 수 있고, 스테이지(152)의 경로의 상방에 고정 배치되어 있다. 스캐너(162) 및 감지센서(164)는 이들을 제어하는 제어기(도시하지 않음)에 접속되어 있다.The
도 8 및 도 9b에 나타낸 바와 같이, 스캐너(162)는 "m행×n열"(예컨대, 3×5)의 실질적으로 매트릭스 모양으로 배열된 복수(예컨대, 14개)의 노광헤드(166)를 구비하고 있다. 이 예에 있어서, 패턴형성재료(150)의 폭을 고려하여 3째줄에 4개의 노광헤드(166)가 배치되어 있다. "m"행째의 "n"열째에서의 특정 노광헤드는 이하 노광헤드 166mn으로 표기한다.As shown in FIGS. 8 and 9B, the
노광헤드(166)에 의한 노광영역(168)은 부-주사방향으로 단변을 갖는 직사각형이다. 그러므로, 노광영역(170)은 스테이지(152)의 이동에 따른 각각의 노광헤드(166)에 상응하는 밴드형상의 노광형성재료(150) 상에 형성된다. 또, m행째 n열째의 노광헤드에 상응하는 특정 노광영역은 이하 노광영역 168mn으로 표시한다.The
도 9a 및 9b에 나타낸 바와 같이, 밴드형상의 노광영역(170)은 부-주사방향과 직교하는 방향으로 공간없이 배열되도록 각 행의 각각의 노광헤드가 라인방향으로 공간(공간:(노광영역의 장측)×(자연수); 본 예에서는 2배)을 두고 배치되어 있다. 그러므로, 제1행의 노광영역 16811과 노광영역 16812의 사이의 비노광영역은 제2행의 노광영역 16821과 제3행의 노광영역 16831에 의해 노광될 수 있다.9A and 9B, each of the exposure heads in each row is spaced in the line direction such that the band-shaped
노광헤드 16611~166mn의 각각은 도 10 및 도 11에 나타낸 바와 같이 입사된 레이저빔을 패턴정보에 따라 변조하는 레이저 변조기 또는 공간 광변조기로서 디지털 마이크로미러 디바이스(DMD) 50(US Texas Instrunemts Inc. 제품)을 구비하고 있다. 각각의 DMD(50)는 도 12에 나타낸 바와 같이 데이터 처리부와 미러 구동부를 구비한 제어기(302)에 접속되어 있다. 제어기(302)의 데이터 처리부는 입력된 패턴정보에 기초하여 각각의 노광헤드(166)에 대해 제어해야 할 영역의 마이크로미러 각각을 제어 및 구동하는 제어신호를 생성한다. 제어해야 할 영역에 관해서는 후술한다. 미러 구동-제어부는 패턴정보 처리부에서 생성한 제어신호에 기초하여 각각의 노광헤드(166) 마다 DMD(50)의 각 마이크로미러의 반사면 각도를 제어한다. 반사면 각도의 제어에 대해서는 후술한다.Each of the exposure heads 166 11 to 166 mn is a digital micromirror device (DMD) 50 (US Texas Instrunemts Inc) as a laser modulator or a spatial light modulator for modulating the incident laser beam according to pattern information as shown in FIGS. 10 and 11. Product). Each
DMD(50)의 레이저 입사측에는 광섬유의 출사 단부 또는 발광점이 노광영역(168)의 장변방향과 상응하는 방향을 따라 어레이로 배열된 레이저 조사부를 구비한 섬유 어레이 레이저원(66), 섬유 어레이 레이저원(66)로부터의 레이저빔을 보정하여 DMD 상에 이것을 집광하는 렌즈계(67), 이 렌즈계(67)를 통해 레이저빔을 DMD(50)을 향해서 반사하는 미러(69)가 이 순서로 배치되어 있다. 도 10은 렌즈계(67)를 개략적으로 나타낸다.The fiber
렌즈계(67)는 도 11에 나타낸 바와 같이 섬유 어레이 레이저원(66)으로부터의 조명용 레이저빔(B)을 집광하는 집광렌즈(71), 이 집광렌즈(71)을 통과한 레이저의 광로에 삽입된 로드형상 광결합기(이하, "로드 결합기"라고 함)(72), 및 로드 결합기(72)의 전방 또는 미러(69)측에 배치된 결상렌즈(74)로 구성되어 있다. 집광렌즈(71), 로드 결합기(72) 및 결상렌즈(74)는 섬유 어레이 레이저원(66)으로부터 조사된 레이저빔을 단면내 강도가 균일한 거의 평행빔의 광속으로서 DMD(50)에 입사된다. 이 로드 결합기(72)의 형상 및 작용에 대해서는 이후에 상세하게 설명한다.As shown in Fig. 11, the
렌즈계(67)로부터 조사된 레이저빔(B)은 미러(69)에 의해 반사되고, 전반사프리즘(70)(도 10에 도시하지 않음)을 통해서 DMD(50)에 조사된다. The laser beam B irradiated from the
DMD(50)의 반사측에는, DMD(50)에 의해 반사된 레이저빔(B)을 패턴형성재료(150) 상에 결상하는 결상계(151)가 배치되어 있다. 상기 결상계(151)는 도 11에 나타낸 바와 같이 렌즈계(52, 54)의 제1 결상계, 렌즈계(57, 58)의 제2 결상계, 이들 결상계의 사이에 삽입된 마이크로렌즈 어레이(55) 및 개구 어레이(59)가 구비되에 있다.On the reflection side of the
DMD(50)의 각 묘화부가 각각 상응하는 다수의 마이크로렌즈(55a)가 2차원적으로 배열되어 마이크로렌즈 어레이(55)를 형성한다. 본 예에서는, DMD(50)의 1024열×768행 중에서 1024열×256행의 마이크로미러가 구동되므로, 마이크로렌즈의 1024열×256행이 상응하여 배치된 마이크로렌즈(55a)의 피치는 행방향 및 열방향 모두에 대해 41㎛가다. 마이크로렌즈(55a)는, 예컨대 초점거리가 0.19mm이고, 개구수(NA)가 0.11이고, 광학유리 BK7로 형성되어 있다. 마이크로렌즈의 형상에 대해서는 후술한다. 마이크로렌즈(55a)의 위치에서의 레이저빔(B)의 빔직경은 41㎛가다.Each of the drawing portions of the
개구 어레이(59)는 마이크로렌즈 어레이(55)의 각 마이크로렌즈(55a)가 각각 상응하는 다수의 개구(59a)로 형성된다. 개구(59a)의 직경은, 예컨대 10㎛가다.The
상기 제1 결상계는 DMD(50)의 상을 3배 확대한 상으로서 마이크로렌즈 어레이(55) 상에 결상한다. 상기 제2 결상계는 마이크로렌즈 어레이(55)를 통한 상을 1.6배 확대한 상으로서 패턴형성재료(150)에 결상 및 투영한다. 그러므로, DMD(50)에 의한 상이 4.8배 확대된 상으로서 패턴형성재료(150)에 결상 및 투영된다.The first imaging system forms an image on the
한편, 상기 제2 결상계와 패턴형성재료(150) 사이에 프리즘쌍(73)이 설치되고, 이 프리즘쌍(73)을 상하방향으로 이동시키는 조작을 통하여, 패턴형성재료(150) 상에 있어서의 상초점이 조정될 수 있다. 도 11에 있어서, 패턴형성재료(150)는 화살표 F 방향으로 부-주사로 공급된다.On the other hand, a
상기 묘화부는, 상기 레이저원 또는 레이저 조사수단으로부터의 레이저빔을 수광할 수 있고, 또한 레이저빔을 출사할 수 있는 것이면, 목적에 따라서 적당히 선택될 수 있지만; 예컨대 본 발명에 따른 패턴형성방법에 의해 형성된 패턴이 상패턴일 경우에는 묘화부는 픽셀이고, 또는 레이저 변조기가 DMD를 포함하는 경우에는 묘화부는 마이크로미러이다.The drawing unit may be appropriately selected according to the purpose as long as it can receive the laser beam from the laser source or the laser irradiation means and can emit the laser beam; For example, when the pattern formed by the pattern forming method according to the present invention is an image pattern, the drawing portion is a pixel, or when the laser modulator includes a DMD, the drawing portion is a micromirror.
상기 레이저 변조기에 포함되는 다수의 묘화부는 목적에 따라서 적당히 선택될 수 있다.A plurality of drawing units included in the laser modulator may be appropriately selected according to the purpose.
상기 레이저 변조기의 묘화부의 배열은 목적에 따라 적당히 선택될 수 있고; 묘화부는 2차원적으로 배열되어 있는 것이 바람직하고, 격자패턴으로 배열되어 있는 것이 보다 바람직하다.The arrangement of the drawing portions of the laser modulator can be appropriately selected according to the purpose; It is preferable that the drawing units are arranged two-dimensionally, and more preferably arranged in a grid pattern.
-마이크로렌즈 어레이-Microlens Array
마이크로렌즈 어레이는 목적에 따라서 적당히 선택할 수 있지만, 단 마이크로렌즈는 상기 묘화부의 조사면의 왜곡에 의한 수차를 보정할 수 있는 비구면을 갖고 있어야 한다.The microlens array may be appropriately selected according to the purpose, but the microlenses should have an aspherical surface capable of correcting aberrations caused by distortion of the irradiation surface of the drawing portion.
상기 비구면은 목적에 따라서 적당히 선택될 수 있고; 예컨대 비구면은 토릭면이 바람직하다.The aspherical surface may be appropriately selected depending on the purpose; For example, the aspherical surface is preferably a toric surface.
이하, 상기 마이크로렌즈 어레이, 개구 어레이 및 결상계에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the microlens array, the aperture array, and the imaging system will be described with reference to the drawings.
도 13a는 DMD(50), DMD(50)에 레이저빔을 조사하는 레이저원(144), DMD(50)에 의해 반사된 레이저빔을 확대해서 결상하는 렌즈계 또는 결상 광학계(454, 458), DMD(50)의 각 묘화부에 상응하는 다수의 마이크로렌즈(474)가 배열된 마이크로렌즈 어레이(472), 마이크로렌즈 어레이(472)의 각 마이크로렌즈에 상응하는 다수의 개구(478)가 배역된 개구 어레이, 및 개수를 통해서 레이저빔을 노광면 (56)에 결상 하는 렌즈계 또는 결상계(480, 482)를 구비한 노광헤드를 나타낸다.FIG. 13A shows the
도 14는 DMD(50)의 마이크로미러(62)의 반사면에 대한 평면성 데이터를 나타낸다. 도 14에 있어서, 등고선은 반사면의 동일한 각각의 높이를 나타내고; 등고선의 피치는 5nm가다. 도 14에 있어서, X방향 및 Y방향은 마이크로미러(62)의 2개의 대각선방향이며, 마이크로미러(62)는 Y방향으로 연장되는 회전축을 중심으로 해서 회전한다. 도 15a 및 15b는 각각 상기 X방향 및 Y방향을 따른 마이크로미러(62)의 높이 변위를 나타낸다.14 shows planarity data for the reflecting surface of the
도 14 및 도 15a 및 15b에 나타낸 바와 같이, 마이크로미러(62)의 반사면에는 왜곡이 존재하고, 특히 미러의 중앙부에서 1개의 대각선방향(Y방향)의 왜곡이 다른 대각선방향(X방향)의 왜곡보다도 크다. 따라서, 마이크로렌즈 어레이(55)의 마이크로렌즈(55a)에 의해 레이저빔(B)이 집광되는 위치에서의 형상이 왜곡되는 문제를 유발할 수 있다.As shown in Figs. 14 and 15A and 15B, distortion exists in the reflecting surface of the
이러한 문제를 방지하기 위해서, 마이크로렌즈 어레이(55)의 마이크로렌즈(55a)가 후술하듯이 종래기술과는 다른 특수한 형상이다. In order to prevent such a problem, the
도 16a 및 16b는 전체 마이크로렌즈 어레이(55)의 정면형상 및 측면형상을 상세하게 나타낸다. 도 16a 및 16b에 있어서, 마이크로렌즈 어레이의 각부는 mm의 단위로서 표시되어 있다. 본 발명에 따른 패턴형성방법에서는, 상술하듯이 DMD(50)의 1024열×256행의 마이크로미러가 구동되고; 마이크로렌즈 어레이(55)가 상응하여 길이방향으로 1024개 어레이 및 폭방향으로 256개 어레이로 구성되어 있다. 도 16a에 있어서, 각각의 마이크로렌즈의 위치는 "j"번째 열 및 "k"번째 행으로 표시한다.16A and 16B show the front shape and the side shape of the
도 17a 및 17b는 각각 마이크로렌즈 어레이(55)의 1개의 마이크로렌즈(55a)의 정면형상 및 측면형상을 나타낸다. 또한, 도 17a는 마이크로렌즈(55a)의 등고선을 나타낸다. 조사측의 각각의 마이크로렌즈(55a)의 단면은 마이크로미러(62)의 반사면의 왜곡에 의한 수차를 보정하는 비구면 형상이다. 구체적으로는, 마이크로렌즈(55a)는 토릭렌즈이고; 광학 X방향 Rx의 곡률반경 Rx는 -0.125mm이고, 광학 Y방향의 곡률반경 Ry는 -0.1mm이다.17A and 17B show front and side shapes of one
따라서, 상기 X방향 및 Y방향에 대해 평행한 단면내에 있어서의 레이저빔(B)의 집광상태는 대략 각각 도 18a 및 18b에 나타내는 바와 같다. 즉, X방향과 Y방향을 비교하면, Y방향으로의 마이크로렌즈(55a)의 곡률반경이 보다 작고, 초점거리도 보다 짧다.Therefore, the condensing state of the laser beam B in the cross section parallel to the X direction and the Y direction is as shown in Figs. 18A and 18B, respectively. That is, when the X direction and the Y direction are compared, the radius of curvature of the
도 19a, 19b, 19c 및 19d는 상술한 형상으로 마이크로렌즈(55a)의 집점 근방에서의 빔직경의 시뮬레이션을 나타낸다. 대조로서, 도 20a, 20b, 20c 및 20d는 Rx=Ry=-0.1mm의 마이크로렌즈(55a)에 대한 동일한 시뮬레이션을 나타낸다. 상기 도면에 있어서의 z의 값은 마이크로렌즈(55a)의 초점방향의 평가 위치를 마이크로렌즈(55a)의 빔조사면으로부터의 거리로 표시한다.19A, 19B, 19C, and 19D show simulations of the beam diameter near the focal point of the
상기 시뮬레이션에서의 마이크로렌즈(55a)의 면형상은 하기 계산식으로 계산될 수 있다.The surface shape of the
상기 식중, Cx는 X방향의 곡률반경(=1/Rx)을 의미하고, Cy는 Y방향의 곡률반경(=1/Ry)을 의미하고, X는 X방향에 대한 광축 O로부터의 거리를 의미하고, Y는 Y방향에 대한 광축 O로부터의 거리를 의미한다.In the above formula, Cx means the radius of curvature in the X direction (= 1 / Rx), Cy means the radius of curvature in the Y direction (= 1 / Ry), X means the distance from the optical axis O in the X direction And Y is the distance from the optical axis O with respect to the Y direction.
도 19a~19d 및 도 20a~20d를 비교하면, 본 발명에 따른 패턴형성방법에서, Y방향에 평행한 단면내의 초점거리가 X방향에 평행한 단면내의 초점거리보다도 짧은 마이크로렌즈(55a)로서 토릭렌즈를 사용함으로써, 그 집광위치 근방에서의 빔형상의 왜곡이 저감되는 것을 알 수 있다. 따라서, 보다 선명하게 왜곡없이 상을 패턴형성재료(150)에 노광할 수 있다. 또한, 도 19a~19d에 나타낸 본 발명의 형태는 빔직경이 작은 영역이 더 넓고, 즉 초점심도가 보다 큰 것을 알 수 있다.Comparing Figs. 19A to 19D and 20A to 20D, in the pattern forming method according to the present invention, the focal length in the cross section parallel to the Y direction is toric as the
한편, 중앙부에서의 왜곡의 대소가 상술한 것과는 반대로 마이크로미러(62)의 중앙부에 나타나는 경우, X방향에 평행한 단면내의 초점거리가 Y방향에 평행한 단면내의 초점거리보다도 작은 마이크로렌즈를 사용하면 보다 선명하고 왜곡없이 패턴형성재료(150)에 상을 노광할 수 있다.On the other hand, in the case where the magnitude of the distortion in the center portion appears in the center portion of the
마이크로렌즈 어레이(55)의 집광위치 근방에 배치된 개구 어레이(59)는 각각의 개구(59a)가 그 상응하는 마이크로렌즈(55a)를 통해 레이저빔만을 수광하도록 r구성되어 있다. 즉, 이 개구 어레이(59)는 인접한 마이크로렌즈(55a)로부터 광이 입사하는 것을 방지하여 소광비를 증대시킬 수 있는 각각의 개구를 제공한다.The
본래, 상기 목적으로 형성된 개구(59)의 직경이 작을 수록, 마이크로렌즈(55a)의 집광위치에서의 빔형상의 왜곡을 저감시키는 효과를 제공할 수 있다. 그러나, 이러한 구성은 개구 어레이(59)에 의해 차단되는 광량이 불가피하게 증가하여, 광량 효율이 저하되게 된다. 반대로, 비구면 형상의 마이크로렌즈(55a)는 광을 차단할 일이 없으므로, 광량 효율도 높게 유지된다.Originally, the smaller the diameter of the
본 발명에 따른 패턴형성방법에 있어서, 마이크로렌즈(55a)는 4차 또는 6차 등의 2차 이상의 비구면 형상이어도 좋다. 보다 고차의 비구면을 사용함으로서 빔형상의 정확성을 더욱 높일 수 있다.In the pattern formation method according to the present invention, the
상술한 형태에 있어서, 마이크로렌즈(55a)의 조사측의 단면은 비구면 또는 토릭이고; 또는 구형면으로서의 단면 및 주형면으로서의 다른 면 중 하나로 구성하여 실직절으로 동일한 효과를 유발할 수 있다.In the above-mentioned aspect, the cross section of the irradiation side of the
또한, 상술한 형태에 있어서, 마이크로렌즈 어레이(55)의 마이크로렌즈(55a)는 마이크로미러(62)의 반사면의 왜곡에 의한 수차를 보상하는 비구형이거나; 또는 마이크로미러(62)의 반사면의 왜곡에 의한 수차를 보정하는 반사율 분포를 가진 마이크로렌즈 어레이의 각각의 마이크로렌즈를 설치함으로써 실질적으로 동일한 효과를 유발할 수 있다.In addition, in the above-described form, the
도 22a 및 22b는 이러한 마이크로렌즈(115a)의 일례를 나타낸다. 도 22a 및 22b는 마이크로렌즈(115a)의 정면 또는 후면을 각각 나타낸다. 마이크로렌즈(115a)의 전체 형상은 도 22a 및 22b에 나타낸 바와 같은 평판형상이다. 도 22a 및 22b에서의 X 및 Y방향은 상술한 것과 동일한 의미이다.22A and 22B show an example of such a microlens 115a. 22A and 22B show the front or rear side of the microlens 115a, respectively. The overall shape of the microlens 115a is a flat plate shape as shown in Figs. 22A and 22B. X and Y directions in Figs. 22A and 22B have the same meanings as described above.
도 23a 및 23b는 각각 X 및 Y방향과 평행한 단면에 있어서의 마이크로렌즈(115a)에 의해 레이저빔(B)을 집광하는 상태를 계략적으로 나타낸다. 이 마이크로렌즈(115a)는 광축 O로부터 외측 방향으로 굴절률 분포가 점차적으로 증가하는 굴절률 분포를 나타내고; 도 23a 및 23b의 점선은 그 굴절률이 광축 O로부터 소정 레벨 감소한 위치를 나타낸다. 도 23a 및 23b에 나타내듯이, X방향에 평행한 단면과 Y방향에 평행한 단면을 비교하면, 후자가 굴절률 분포가 급격하게 변화하여, 초점거리가 보다 짧아진다. 따라서, 이러한 굴절률 분포를 갖는 마이크로렌즈 어레이는 상술한 마이크로렌즈 어레이(55)와 동일한 효과를 제공할 수 있다.23A and 23B schematically show a state in which the laser beam B is focused by the microlens 115a in cross sections parallel to the X and Y directions, respectively. This microlens 115a exhibits a refractive index distribution in which the refractive index distribution gradually increases in the outward direction from the optical axis O; The dotted lines in Figs. 23A and 23B show positions at which the refractive index decreases by a predetermined level from the optical axis O. As shown in Figs. 23A and 23B, when comparing the cross section parallel to the X direction and the cross section parallel to the Y direction, the latter changes abruptly and the focal length becomes shorter. Therefore, the microlens array having such a refractive index distribution can provide the same effect as the
또한, 도 17 및 18에 나타낸 바와 같은 비구면을 가진 마이크로렌즈는 이러한 굴절률 분포를 제공하여, 표면형상 및 굴절률 분포 모두는 마이크로미러(62)의 반사면의 왜곡에 의한 수차를 보정할 수 있다. In addition, a microlens having an aspherical surface as shown in FIGS. 17 and 18 provides such a refractive index distribution, so that both the surface shape and the refractive index distribution can correct aberrations due to distortion of the reflecting surface of the
상술한 형태에 있어서, DMD(50)의 마이크로미러(62)의 반사면의 왜곡에 의한 수차를 보정하고; 마찬가지로 DMD 이외의 공간 광변조기를 사용하는 본 발명에 따른 패턴형성공정에 있어서는, 공간 광모듈레이트의 묘화부의 표면에서 왜곡이 나타나는 경우에는 왜곡에 의한 가능한 수차를 보정하여, 빔형상의 왜곡을 방지할 수 있다. In the above-described aspect, the aberration caused by the distortion of the reflecting surface of the
이하에, 상술한 결상 광학계에 대해서 설명한다.The imaging optical system mentioned above is demonstrated below.
상기 노광헤드에서는, 레이저원(144)으로부터 레이저빔이 조사되면, DMD(50)에 의해 한 방향에 대해 반사된 광속의 단면적이 렌즈계(454, 458)의 몇 배, 예컨대 2배 확대된다. 확대된 레이저빔은 마이크로렌즈 어레이(472)의 각 마이크로렌즈에 의해 DMD(50)의 각 묘화부에 상응하여 집광된 다음, 개구 어레이(476)의 상응하는 개구(476)를 통과한다. 개구를 통과한 레이저빔은 렌즈계(480, 482)에 의해 노광면(56) 상에 결상된다.In the exposure head, when the laser beam is irradiated from the
상기 결상 광학계에 있어서, DMD(50)에 의해 반사된 레이저빔은 확대 랜즈 (454, 458)에 의해 몇 배로 확대되어서, 노광면(56)에 투영되므로, 전체 상영역이 넓어진다. 마이크로렌즈 어레이(472) 및 개구 어레이(476)가 배치되어 있지 않은 경우에는, 도 13b에 나타낸 바와 같이, 노광면(56)에 투영되는 각 빔스폿(BS)의 1개의 묘화부 사이즈 또는 스폿 사이즈가 노광영역(468)의 사이즈에 따라 확대되어, 노광영역(468)의 샤프니스를 나타내는 MRF(Modulation Transfer Function) 특성이 저하한다.In the imaging optical system, the laser beam reflected by the
한편, 마이크로렌즈 어레이(472) 및 개구 어레이(476)가 배치되어 있는 경우에는, DMD(50)에 의해 반사된 레이저빔은 마이크로렌즈 어레이(472)의 각 마이크로렌즈에 의해 DMD(50)의 각 묘화부에 상응하여 집광된다. 이에 따라, 도 13c에 나타낸 바와 같이, 노광영역이 확대된 경우에도, 각각의 빔스폿(BS)의 스폿 사이즈를 소정 크기, 예컨대 10㎛×10㎛로 축소할 수 있어, MTF 특성의 저하를 방지해서 고 정밀한 노광을 행할 수 있다. 한편, 노광영역(468)의 경사는 묘화부간의 공간을 제거하기 위하여 기울여 배치된 DMD(50)에 의해 야기된다.On the other hand, when the
또한, 마이크로렌즈의 수차에 의하여 빔이 두꺼워 지는 경우에 있어서도, 개구에 의해 노광면(56) 상의 스폿을 일정 사이즈로 형성하도록 빔형상을 정형할 수 있고, 또한 각 묘화부에 상응해서 형성된 개구 어레이를 통해 빔을 통과시킴으로써 인접하는 묘화부간의 크로스토크를 방지할 수 있다.In addition, even when the beam becomes thick due to the aberration of the microlens, the beam shape can be shaped so as to form a spot on the
또한, 레이저원(144)으로서 고휘도 레이저원을 사용함으로써, 렌즈(458)로부터 마이크로렌즈 어레이(472)의 각각의 마이크로렌즈에 입사하는 광속의 경사각도가 작아지므로, 인접하는 묘화부의 광속의 일부 입사가 방지될 수 있고, 즉 고 소광비를 달성할 수 있다.Further, by using the high luminance laser source as the
-그 밖의 광학계-Other optical systems
본 발명에 따른 패턴형성방법에서는, 종래의 광학계에서 적당히 선택되는 광학계와 병용해도 좋고, 예컨대, 광량분포를 보정하는 광학계를 추가로 사용할 수 있다.In the pattern formation method which concerns on this invention, you may use together with the optical system suitably selected from the conventional optical system, For example, the optical system which correct | amends light quantity distribution can further be used.
상기 광량분포를 보정하는 광학계는 광축에 가까운 중심부의 광속폭에 대한 주변부의 광속폭의 비가 입사측 보다 출사측에서 높아지도록 각 출사측에서의 광속폭을 변화시키므로, 레이저원으로부터의 평행 광속을 DMD에 조사할 때에, 조사면에서의 광량분포가 대략 균일해지도록 보정된다. 이하, 상기 광량분포를 보정하는 광학계에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.The optical system for correcting the light quantity distribution changes the luminous flux width at each exit side so that the ratio of the luminous flux width at the periphery to the luminous flux width at the center close to the optical axis is higher at the exit side than the incidence side, so that the parallel luminous flux from the laser source is irradiated to the DMD. In doing so, the amount of light distribution on the irradiated surface is corrected to become substantially uniform. Hereinafter, an optical system for correcting the light amount distribution will be described with reference to the drawings.
우선, 도 24a에 나타낸 바와 같이, 광학계를 입사 광속과 출사 광속 사이에 있어서의 그 전체 광속폭(H0, H1)이 같을 경우에 대해서 설명한다. 도 24a에 있어서 부호 51, 52로 나타낸 부분은 상기 광량분포를 보정하는 광학계에서의 입사면 및 출사면을 가상적으로 나타낸다.First, as shown in FIG. 24A, the case where the total luminous flux widths H0 and H1 between the incident light beam and the outgoing light beam are the same for the optical system will be described. In Fig. 24A,
상기 광량분포를 보정하는 광학계에 있어서, 광축(Z1)에 가까운 중심부에 입사한 광속의 광속폭(h0)과 주변부에 입사한 광속의 광속폭(h1)이 동일(h0=h1)하다고 가정한다. 상기 광량분포를 보정하는 광학계는 입사측에서 동일한 광속(h0, h1)을 갖는 레이저빔을 제공하여, 중심부의 입사광속에 대해서는 그 광속폭(h0)을 확대하는 작용을 하고, 반대로 주변부의 입사광속에 대해서는 그 광속폭(h1)을 축소하는 작용을 한다. 즉, 상기 광학계는 중심부의 출사 광속폭(h10)과 주변부의 출사 광속폭(h11)에 대해서 h11<h10이 되도록 영향을 미친다. 광속폭의 비율로 나타내면, (주변부의 출사 광속폭)/(중심부의 출사 광속폭)은 입사비율보다 작고, 즉 [h11/h10]이 (h1/h0=1) 또는 (h11/h10<1) 보다 작다.In the optical system for correcting the light quantity distribution, it is assumed that the luminous flux width h0 of the luminous flux incident on the central portion close to the optical axis Z1 and the luminous flux width h1 of the luminous flux incident on the peripheral portion are the same (h0 = h1). The optical system for correcting the light quantity distribution provides a laser beam having the same luminous flux h0 and h1 at the incidence side, thereby expanding the luminous flux width h0 for the incident luminous flux at the center, and conversely for the incident luminous flux at the periphery. It serves to reduce the light beam width h1. That is, the optical system affects the output light beam width h10 at the center portion and the light beam width h11 at the peripheral portion such that h11 <h10. Expressed as a ratio of luminous flux width, the (emission luminous flux width at the periphery) / (the luminous flux width at the center) is smaller than the incidence ratio, that is, [h11 / h10] is (h1 / h0 = 1) or (h11 / h10 <1) Is less than
광속폭을 변화시킴으로써, 광량이 높은 중앙부의 광속을 광량이 부족한 주변부에 공급할 수 있으므로; 이용 효율을 떨어뜨리지 않고, 광량분포가 노광면에서 거의 균일화된다. 균일화의 정도는, 예컨대 유효영역 내에서의 광량 불균일은 30%가하, 바람직하게는 20% 이하이다.By changing the light beam width, it is possible to supply the light beam of the central portion having a high light quantity to the peripheral portion having low light quantity; The light amount distribution is almost uniform in the exposure surface without degrading the utilization efficiency. The degree of homogenization is 30% or less, for example, 20% or less of light quantity nonuniformity in an effective area.
입사측과 출사측에 대한 광속폭이 전체적으로 변경된 경우에도 상기 광량분포를 보정하는 광학계에 의한 작용 및 효과는 도 24a, 24b, 24c에 나타낸 바와 같이 동일하다.Even when the luminous flux widths on the incidence side and the outgoing side are entirely changed, the effects and effects of the optical system for correcting the light quantity distribution are the same as shown in Figs. 24A, 24B and 24C.
도 24b는 전체 광속다발(H0)을 광속다발(H2)로 축소하여 출사할 경우(H0>H2)를 나타낸다. 이러한 경우에 있어서도, 상기 광량분포를 보정하는 광학계는, 입사측에서의 광속폭(h0)이 광속폭(h1)과 동일한 레이저빔을 출사측에 있어서 중앙부의 광속폭(h10)이 주변부 보다 크게 하고, 주변부의 광속폭(h11)이 중심부에 보다 작아지도록 프로세스하는 경향이 있다. 광속의 축소율을 고려하면, 광학계는 주변부에 비해서 중심부에서의 입사광속의 축소율을 감소시키고, 중심부에 비해서 주변부에서의 입사광속의 축소율을 증가시키는 작용을 한다. 이 경우에도, (주변부의 출사 광속폭)/(중심부의 출사 광속폭)이 입사비율 보다 작고, 즉 [H11/H10]이 (h1/h0=1) 또는 ((h11/h10)<1) 보다 작다.FIG. 24B shows the case where the entire bundle of light beams H0 is reduced to the bundle of light beams H2 and emitted (H0> H2). Also in this case, in the optical system for correcting the light quantity distribution, the light beam width h10 at the incidence side is the same as the light beam width h1 at the exit side, and the light beam width h10 at the center portion is larger than the peripheral portion at the exit side. There is a tendency to process so that the luminous flux width h11 becomes smaller in the center portion. In consideration of the reduction ratio of the luminous flux, the optical system functions to reduce the reduction ratio of the incident light flux at the center portion compared to the peripheral portion and to increase the reduction ratio of the incident light flux at the peripheral portion relative to the center portion. Also in this case, (the output luminous flux width in the peripheral part) / (the output luminous flux width in the center part) is smaller than the incidence ratio, that is, [H11 / H10] is smaller than (h1 / h0 = 1) or ((h11 / h10) <1). small.
도 24c는 입사측의 전체 광속폭(H0)을 폭(H3)으로 확대하여 출사하는 경우(H0 <H3)를 설명한다. 이러한 경우에 있어서도, 상기 광량분포를 보정하는 광학계는 입사측에서 광속폭(h0)이 광속폭(h1)과 동일한 레이저빔을, 출사측에 있어서 중앙부의 광속폭(h10)이 주변부 보다 크고 주변부의 광속폭(h11)이 중심부 보다 작도록 프로세스하는 경향이 있다. 광속의 확대율을 고려하면, 광학계는 주변부에 비해서 중심부에서의 입사광속의 확대율을 증가시키고, 중심부에 비해서 주변부에서의 입사광속의 확대율을 감소시키는 작용을 한다. 이 경우에도, (주변부의 출사 광속폭)/(중심부의 출사 광속폭)이 입사비율 보다 작고, 즉 [H11/H10]이 (h1/h0=1) 또는 (h11/h10<1) 보다 작다.24C illustrates the case where the total luminous flux width H0 on the incidence side is extended to the width H3 to emit (H0 <H3). Even in this case, the optical system for correcting the light quantity distribution has a laser beam having the same light beam width h0 as the light beam width h1 at the incidence side, and a light beam width h10 at the center portion at the exit side is larger than the periphery portion. There is a tendency to process so that the luminous flux width h11 is smaller than the center portion. Considering the magnification of the luminous flux, the optical system works to increase the magnification of the incident light flux at the center portion compared to the peripheral portion and to reduce the magnification of the incident light flux at the peripheral portion relative to the center portion. Also in this case, (the output light beam width at the peripheral part) / (the output light beam width at the center part) is smaller than the incidence ratio, that is, [H11 / H10] is smaller than (h1 / h0 = 1) or (h11 / h10 <1).
이렇게, 상기 광량분포를 보정하는 광학계는 각각의 출사위치에서의 광속폭을 변화시키고, 입사측에 비해서 출사측에서의 (주변부의 출사 광속폭)/ (중심부의 출사 광속폭)이 거감되므로; 동일한 광속폭을 갖는 레이저빔은 출사측에서 중앙부의 광속폭이 주변부에 비해서 커지고, 주변부의 광속폭이 중심부에 비해서 작아지는 레이저빔으로 된다. 이러한 작용에 의해서, 중앙부의 광속을 주변부에 공급할 수 있으므로, 전체 광학계의 이용효율을 떨어뜨리지 않고, 광량분포가 광속단면에서 거의 균일화된다.In this way, the optical system for correcting the light quantity distribution changes the luminous flux width at each emission position, and the (emission luminous flux width in the peripheral portion) / (emission luminous flux width in the center portion) at the emission side is reduced compared to the incident side; The laser beam having the same luminous flux width is a laser beam in which the luminous flux width at the center portion is larger than the peripheral portion at the exit side and the luminous flux width at the peripheral portion is smaller than the central portion. By this action, the luminous flux of the central part can be supplied to the periphery, so that the light quantity distribution is almost uniform in the luminous flux section without lowering the utilization efficiency of the entire optical system.
상기 광량분포를 보정하는 광학계에 사용되는 상기 한 쌍의 조합 렌즈의 구체적인 렌즈 데이터를 이하에 예시한다. 이 예에서는, 상술하듯이 상기 레이저원이 레이저 어레이인 경우와 같이, 출사 광속의 단면에서의 광량분포가 가우스 분포를 나타내는 경우의 렌즈 데이터에 대해서 설명한다. 단일모드 광섬유의 입사끝부에 1개의 반도체 레이저가 접속되어 있는 경우에는, 광섬유로부터의 입사 광속의 광량분포는 가우스 분포를 나타낸다. 또한, 본 발명에 따른 패턴형성방법을 다중모드 광섬유의 코어직경을 저감시켜 단일모드 광섬유와 유사하게 구성하는 경우와 같이 주변부의 광량보다 중심부 근방의 광량을 현저히 크게 한 경우에도 적용할 수 있다.Specific lens data of the pair of combination lenses used in the optical system for correcting the light amount distribution are exemplified below. In this example, as described above, lens data in the case where the light quantity distribution in the cross section of the exiting light flux exhibits a Gaussian distribution as in the case where the laser source is a laser array will be described. When one semiconductor laser is connected to the incidence end portion of the single mode optical fiber, the light quantity distribution of the incident light beam from the optical fiber shows a Gaussian distribution. Further, the pattern forming method according to the present invention can be applied to the case where the amount of light near the center is significantly larger than the amount of light around the periphery, such as when the core diameter of the multimode optical fiber is reduced to form a single mode optical fiber.
하기 표 1에 기본 렌즈 데이터를 요약하여 나타내었다.Table 1 summarizes the basic lens data.
표 1에서 알 수 있듯이, 한 쌍의 조합 렌즈는 회전대칭의 2개의 비구면 렌즈 로 구성되어 있다. 광입사측에 배치된 제1렌즈의 입사측의 면을 제1면; 광출사측의 반대면을 제2면; 광출사측에 배치된 제2렌즈의 입사측의 면을 제3면; 광출사측의 반대면을 제4면으로 정의한다. 제1면 및 제4면은 비구면이다.As can be seen from Table 1, a pair of combination lenses consists of two aspherical lenses of rotational symmetry. A first surface of the incidence side of the first lens disposed on the light incidence side; A second surface opposite the light exit side; A third surface of the incident side of the second lens disposed on the light exiting side; The opposite surface of the light exit side is defined as a fourth surface. The first and fourth surfaces are aspherical.
표 1에 있어서, "Si(면번호)"는 "i"번째 면(i=1~4)을 나타내고, "ri(곡률반경)"는 "i"번째 면의 곡률반경을 나타내고, di(면간거리)은 "i"번째 면과 "i+1"번째 면 사이의 면간거리를 나타낸다. di(면간거리)의 단위는 밀리미터(mm)이다. Ni(굴절율)는 "i"번째 면을 포함하는 광학요소의 파장 405nm에 대한 굴절율을 나타낸다.In Table 1, "Si (plane number)" represents the "i" th surface (i = 1-4), "ri (curvature radius)" shows the radius of curvature of the "i" th surface, and di (surface Distance) represents the distance between planes between the "i" th plane and the "i + 1" th plane. The unit of di (planar distance) is millimeter (mm). Ni (refractive index) represents the refractive index with respect to the wavelength of 405 nm of the optical element containing an "i" th surface.
하기 표 2에 제1면 및 제4면의 비구면 데이터를 요약하여 나타낸다.Table 2 summarizes the aspheric data of the first and fourth surfaces.
상기 비구면 데이터는 비구면 형상을 나타내는 하기 식(A)의 계수로 표시될 수 있다.The aspherical data may be represented by coefficients of the following formula (A) representing an aspherical shape.
상기 식(A)에 있어서, 계수는 아래와 같이 정의한다.In said Formula (A), a coefficient is defined as follows.
Z: 광축으로부터 높이(ρ)에서의 비구면 상의 점으로부터 비구면의 정점의 정접평면 또는 광축에 수직한 평면으로 연장한 수선의 길이(mm)Z: length of the waterline (mm) extending from the point on the aspherical surface at the height ρ from the optical axis to the tangent plane of the aspheric vertex or a plane perpendicular to the optical axis
ρ: 광축으로부터의 거리(mm) ρ: distance from the optical axis (mm)
K: 원뿔계수 K: Cone Factor
C: 근축곡률 (1/r, r: 근축곡률반경) C: paraxial curvature (1 / r, r: paraxial curvature radius)
ai: "i"차(i=3~10)의 비구면계수ai: aspherical coefficient of the difference "i" (i = 3 to 10)
도 26은 상기 표 1 및 표 2에 나타낸 한 쌍의 조합 렌즈에 의해 얻어지는 조명광의 광량분포를 나타낸다. 가로축은 광축으로부터의 거리를 나타내고, 세로축은 광량비율(%)을 나타낸다. 도 25는 보정하지 않은 조명광의 광량분포(가우스 분포)를 나타낸다. 도 25 및 도 26으로부터 알 수 있듯이, 광량분포를 보정하는 광학계에 의해서 보정함으로써, 보정을 행하지 않은 것을 현저히 초과하는 거의 균일화된 광량분포를 얻을 수 있으므로, 광이용 효율을 떨어뜨리지 않고, 균일한 레이저빔에 의해 균일한 노광을 달성할 수 있다.Fig. 26 shows the light amount distribution of the illumination light obtained by the pair of combined lenses shown in Tables 1 and 2 above. The horizontal axis represents distance from the optical axis, and the vertical axis represents light quantity ratio (%). Fig. 25 shows light intensity distribution (Gaussian distribution) of uncorrected illumination light. As can be seen from Figs. 25 and 26, by the optical system for correcting the light amount distribution, an almost uniform light amount distribution can be obtained which significantly exceeds that for which no correction has been performed, so that a uniform laser can be obtained without lowering the light utilization efficiency. Uniform exposure can be achieved by the beam.
-광조사수단 또는 레이저원-Light irradiation means or laser source
상기 광조사수단은 그 목적에 따라 적당히 선택할 수 있고; 그 예로는 초고압수은 램프, 크세논 램프, 카본아크 램프, 할로겐 램프, 형광등, LED, 반도체 레이저 및 그 외의 공지된 레이저원이 열거되고, 또한 이들 수단의 2개 이상의 조합이 열거된다. 이들 수단 중에서, 2종 이상의 광 또는 레이저빔을 조사할 수 있는 수단이 바람직하다.The light irradiation means can be appropriately selected according to the purpose; Examples include ultra high pressure mercury lamps, xenon lamps, carbon arc lamps, halogen lamps, fluorescent lamps, LEDs, semiconductor lasers and other known laser sources, and also combinations of two or more of these means. Among these means, a means capable of irradiating two or more kinds of light or laser beams is preferable.
상기 광조사수단 또는 레이저원으로부터 조사된 광 또는 레이저빔의 예로는 UV선, 가시광선, X선, 레이저빔 등이 열거된다. 이들 중에서도, 레이저빔이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 2종 이상의 레이저빔을 포함하는 것(이하, "합파 레이저"라고 하는 경우도 있음)이다.Examples of the light or laser beam irradiated from the light irradiation means or the laser source include UV rays, visible rays, X-rays, laser beams, and the like. Among these, a laser beam is preferable, More preferably, it is what contains 2 or more types of laser beams (Hereinafter, it may be called a "multiplexing laser.").
상기 UV선 및 가시광선의 파장은 300~1500nm가 바람직하고, 320~800nm가 보다 바람직하고, 330nm~650nm가 가장 바람직하다.300-1500 nm is preferable, as for the wavelength of the said UV ray and visible light, 320-800 nm is more preferable, 330 nm-650 nm are the most preferable.
상기 레이저빔의 파장은 200~1500nm가 바람직하고, 300~800nm가 보다 바람직하고, 330nm~500nm가 더욱 바람직하고, 400nm~450nm가 가장 바람직하다.The wavelength of the laser beam is preferably 200 to 1500 nm, more preferably 300 to 800 nm, still more preferably 330 nm to 500 nm, and most preferably 400 nm to 450 nm.
상기 합파 레이저 조사수단으로는 복수의 레이저 조사장치, 다중모드 광섬유, 및 각각의 레이저빔을 집광하여 그들을 다중모드 광섬유에 결합시키는 집광 광학계를 구비한 수단이 바람직하게 예시된다.As said haptic laser irradiation means, the means provided with the several laser irradiation apparatus, the multimode optical fiber, and the condensing optical system which collects each laser beam and couples them to a multimode optical fiber is illustrated preferably.
이하에, 상기 합파 레이저 조사수단 또는 섬유 어레이 레이저원에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.In the following, the harmonic laser irradiation means or the fiber array laser source will be described with reference to the drawings.
섬유 어레이 레이저원(66)은 도 27a에 나타내듯이 복수(예컨대, 14개)의 레이저 모듈(64)을 구비하고 있다. 각 레이저 모듈(64)에는 다중모드 광섬유(30)의 일단부가 결합되어 있다. 각각의 다중모드 광섬유(30)의 타단에는 코어직경이 다중모드 광섬유(30)와 동일하고, 또한 클래드직경이 다중모드 광섬유(30)보다 작은 광섬유(31)가 결합되어 있다. 도 27b에 구체적으로 나타내었듯이, 다중모드 광섬유(30)의 타단부에 다중모드 광섬유(31)의 단부가 부-주사방향에 직교하는 주-주사방향을 따라 7개의 단부로 배열되어 있고, 이 7개의 단부가 2열로 배열되어서 레이저 출사부(68)를 구성하고 있다.The fiber
다중모드 광섬유(31)의 끝부로 이루어진 레이저 출사부(68)는 도 27b에 나타내듯이 2매의 평탄한 지지판(65)에 사이에 개재함으로써 고정된다. 바람직하게는, 다중모드 광섬유(31)의 출사 단면에는 그 광출사 단면을 보호하기 위해서 유리판 등의 투명 보호판이 배치되어 있다. 다중모드 광섬유(31)의 출사 단면은 광밀도가 높기 때문에 집진하기 쉬워 열화되기 쉽고; 상술한 바와 같은 보호판은 그 단면에 먼지부착을 방지하여 열화를 지연시킬 수 있다.The
본 예에서는, 클래드직경이 작은 광섬유(31)를 공간없이 어레이로 배열하기 위해서, 클래드직경이 큰 부분에 결합하는 2개의 다중모드 광섬유(30) 사이에 다중모드 광섬유(30)를 적층하고, 그 적층된 다중모드 광섬유(30)에 결합된 광섬유(31)의 출사 단부가 클래드직경이 큰 부분에서 결합하는 2개의 다중모드 광섬유(30)에 결합된 광섬유(31)의 2개의 출사 단부 사이에 개재한다.In this example, in order to arrange the
이러한 광섬유는, 예컨대 도 28에 나타내듯이 클래드직경이 큰 다중모드 광섬유(30)의 레이저빔 출사측의 팁부분에 길이 1~30cm이고 클래드직경이 작은 광섬유(31)를 동축으로 결합시킴으로써 제조될 수 있다. 2개의 광섬유는 광섬유(31)의 입사 단면이 다중모드 광섬유(30)의 출사 단면에 2개의 광섬유의 중심축이 일치하도록 융착되도록 결합된다. 상술한 바와 같이, 광섬유(31)의 코어(31a)의 직경은 다중모드 광섬유(30)의 코어(30a)의 직경과 동일하다.Such an optical fiber may be manufactured by coaxially coupling an
또한, 길이가 짧고 클래드직경이 큰 광섬유에 클래드직경이 작은 광섬유를 융착시켜 제조한 단척 광섬유를 페롤, 광커넥터 등을 통해서 다중모드 광섬유의 출사 단부에 결합시켜도 좋다. 커넥터 등을 통해 착탈가능한 방식으로 결합되어서, 클래드직경이 작은 광섬유가 부분적으로 파손되는 경우에도 출력 단부의 교환을 용이하게할 수 있어, 노광헤드의 메인터넌스 비용을 유리하게 저감시킬 수 있다. 광섬유(31)를 다중모드 광섬유(30)의 "출사 단부"라고 하는 경우도 있다.In addition, a short optical fiber manufactured by fusing an optical fiber having a short length and a large clad diameter to an optical fiber having a small clad diameter may be coupled to the exit end of the multimode optical fiber through a ferrol or an optical connector. By being coupled in a detachable manner through a connector or the like, it is possible to facilitate replacement of the output end even when the optical fiber having a small clad diameter is partially broken, thereby advantageously reducing the maintenance cost of the exposure head. In some cases, the
다중모드 광섬유(30) 및 광섬유(31)는 스텝 인덱스형 광섬유, 그레이티드(grated) 인덱스형 광섬유, 및 복합형 광섬유 중 어느 것이라도 좋다. 예컨대, Mitsubishi Cable Industries Ltd. 제품의 스텝 인덱스형 광섬유를 사용할 수 있다. 본 발명에 따른 최상의 형태 중 하나는, 다중모드 광섬유(30) 및 광섬유(31)가 스텝 인덱스형 광섬유이고; 다중모드 광섬유(30)에 있어서는, 클래드직경=125㎛, 코어직경=50㎛, NA=0.2, 투과율=99.5% 이상(입사 단면 상의 코팅에서)이며; 광섬유(31)에 있어서는 클래드직경=60㎛, 코어직경=50㎛, NA=0.2이다.The multimode
적외영역의 레이저빔은 일반적으로 광섬유의 클래드직경을 작게 하면 전파 손실이 증가한다. 따라서, 레이저빔의 파장대역에 따라 적합한 클래드직경이 결정된다. 그러나, 파장이 짧을수록 전파손실이 적어지고; 예컨대 GaN 반도체 레이저로부터 조사된 파장 405nm의 레이저빔에서, 클래드의 두께(클래드직경-코어직경)/2을 800nm의 파장의 적외광을 통상적으로 전파시킬 때의 클래드 두께의 약 1/2로 하거나, 또는 통상적으로 통신용의 파장 1.5㎛의 적외광을 전파시킬 때의 클래드 두께의 약 1/4로 한 경우에도, 전파 손실은 거의 증가하지 않는다. 그러므로, 클래드직경을 60㎛ 정도로 작게 할 수 있다.In general, the laser beam in the infrared region increases the propagation loss when the cladding diameter of the optical fiber is reduced. Thus, the appropriate cladding diameter is determined according to the wavelength band of the laser beam. However, the shorter the wavelength, the smaller the propagation loss; For example, in a laser beam having a wavelength of 405 nm irradiated from a GaN semiconductor laser, the thickness of the clad (clad diameter-core diameter) / 2 is about 1/2 of the thickness of the clad when conventionally propagating infrared light having a wavelength of 800 nm, or Alternatively, even when approximately 1/4 of the cladding thickness at the time of propagating infrared light having a wavelength of 1.5 µm for communication, propagation loss hardly increases. Therefore, the cladding diameter can be reduced to about 60 mu m.
말할 필요도 없이, 광섬유(31)의 클래드직경은 60㎛에 한정되지 않는다. 종래의 섬유 어레이 레이저원에 사용되는 광섬유의 클래드직경은 125㎛가고; 클래드직경이 작을 수록 초점심도가 깊어지므로; 다중모드 광섬유의 클래드직경은 80㎛ 이하가 바람직하고, 60㎛ 이하가 보다 바람직하고, 40㎛ 이하가 더욱 바람직하다. 한편, 코어직경이 대략 적어도 3~4㎛가기 때문에, 광섬유(31)의 클래드직경은 10㎛ 이상이 바람직하다.Needless to say, the cladding diameter of the
레이저 모듈(64)은 도 29에 나타낸 합파 레이저원 또는 섬유 어레이 레이저원으로 구성된다. 이 합파 레이저원은 가열블록(10) 상에 배열되어 고정된 복수(예컨대, 7개)의 다중모드 또는 단일모드의 GaN 반도체 레이저(LD1, LD2, LD3, LD4, LD5, LD6 및 LD7), 콜리메이터 렌즈(11, 12, 13, 14, 15, 16 및 17), 1개의 집광렌즈(20), 및 1개의 다중모드 광섬유(30)로 구성된다. 말할 필요도 없이, 반도체 레이저의 개수는 7개에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 클래드직경=60㎛, 코어직경=50㎛, NA=0.2의 다중모드 광섬유에 있어서는, 20개 정도의 반도체 레이저가 입사될 수 있어, 노광헤드의 필요 광량을 실현하면서, 광섬유의 개수를 저감시킬 수 있다.The
GaN 반도체 레이저(LD1~LD7)는 공통의 발진파장, 예컨대 405nm, 및 공통의 최대출력, 예컨대 다중모드 레이저에서는 100mW, 단일모드 레이저에서는 30mW를 갖는다. GaN 반도체 레이저(LD1~LD7)는 350nm~450nm의 파장범위 내에 있는 것이면 405nm 이외의 발진파장을 갖는 것이어도 좋다.GaN semiconductor lasers LD1 to LD7 have a common oscillation wavelength, such as 405 nm, and a common maximum output, such as 100 mW for a multimode laser and 30 mW for a single mode laser. The GaN semiconductor lasers LD1 to LD7 may have oscillation wavelengths other than 405 nm as long as they are in the wavelength range of 350 nm to 450 nm.
상기 합파 레이저원은 도 30 및 도 31에 나타낸 바와 같은 다른 광학소자 함께 상방이 개구된 상자형 패키지(40) 내에 수납된다. 패키지(40)는 그 개구를 패쇄하기 위한 패키지 뚜껑(41)을 구비하고 있다. 탈기 처리후에 밀봉 가스를 도입하고, 패키지(40)의 개구를 패키지 뚜껑(41)으로 패쇄함으로써 패키지(40)와 패키지 뚜껑(41)에 의해 형성되는 밀폐공간 또는 밀봉공간이 생기어, 상기 합파 레이저원이 밀봉상태로 배치된다.The haptic laser source is housed in a box-shaped
패키지(40)의 바닥부에는 베이스판(42)이 고정되고 있어; 이 베이스판(42)의 상면에는 상기 가열블록(10), 집광렌즈(20)를 지지하는 집광렌즈 홀더(45), 및 다중모드 광섬유(30)의 입사 단부를 지지하는 섬유 홀더(46)가 장착되어 있다. 다중모드 광섬유(30)의 출사 단부는 패키지(40)의 벽면에 형성된 개구로부터 패키지 밖으로 끌어 내져 있다.The
가열블록(10)의 측벽에는 콜리메이터 홀더(44)가 부착되어 있고, 그것에 의해 콜리메이터 렌즈(11~17)가 지지되어 있다. 패키지(40)의 측벽에는 개구가 형성되어 있고, GaN 반도체 레이저(LD1~LD7)에 구동 전류를 공급하는 배선(47)이 상기 개구를 통해 패키지 밖으로 끌어 내져 있다.The
도 31에 있어서는, 도면이 지나치게 복잡해지는 것을 피하기 위해서, 복수의 GaN 반도체 레이저 중에서 GaN 반도체 레이저(LD7)만 참조 번호와 함께 나타내고, 복수의 콜리메이터 렌즈 중에서 콜리메이터 렌즈(17)만을 참조 번호와 함께 나타낸다.In FIG. 31, only the GaN semiconductor laser LD7 is shown with a reference number among a plurality of GaN semiconductor lasers, and only the
도 32는 상기 콜리메이터 렌즈(11~17)의 접착부분의 정면 형상을 나타낸다. 콜리메이터 렌즈(11~17)의 각각은 비구면을 구비한 원형 렌즈가 광축을 포함하는 영역에 평행한 평면으로 장척형상 조각으로 절단한 형태로 형성되어 있다. 이 장척형상의 콜리메이터 렌즈는 성형공정에 의해 제조될 수 있다. 콜리메이터 렌즈(11~17)는 그 길이방향이 GaN 반도체 레이저(LD1~LD7)의 발광점의 배열에 대해 직교하도록 상기 발광점의 배열방향으로 밀착하여 배치되어 있다. Fig. 32 shows the front shape of the adhesive portion of the
한편, GaN 반도체 레이저(LD1~LD7)에 있어서는, 발광폭이 2㎛인 활성층을 구비하고, 그 활성층에 대한 평행방향, 수직방향의 퍼짐각이 10 및 30°인 상태에서 각각의 레이저빔(B1~B7)을 발광하는 하기의 레이저가 사용될 수 있다. GaN 반도체 레이저(LD1~LD7)는 활성층에 평행하게 발광점이 1열로 배열되도록 배치되어 있다.On the other hand, in the GaN semiconductor lasers LD1 to LD7, each of the laser beams B1 is provided with an active layer having a light emission width of 2 µm and having spreading angles of 10 and 30 degrees in the parallel and vertical directions with respect to the active layer. The following laser which emits ˜B7) can be used. GaN semiconductor lasers LD1 to LD7 are arranged so that the light emitting points are arranged in one column in parallel with the active layer.
따라서, 각각의 발광점으로부터 발광한 레이저빔(B1~B7)은 상기 장척형상의 콜리메이터 렌즈(11~17)에 퍼짐각이 큰 방향이 각각의 콜리메이터 렌즈의 길이방향과 일치하고, 퍼짐각이 작은 방향이 콜리메이터 렌즈의 폭방향과 일치하는 상태로 입사한다. 즉, 각각의 콜리메이터 렌즈(11~17)에 대하여 폭이 1.1mm, 길이가 4.6mm이며, 콜리메이터 렌즈에 입사하는 레이저빔(B1~B7)에 대해서 빔직경은 수평방향으로 0.9mm이고, 수직방향으로 2.6mm이다. 각각의 콜리메이터 렌즈(11~17)에 있어서, 초점거리 f1=3mm이고, NA=0.6이고, 배치된 렌즈 피치=1.25mm이다.Therefore, in the laser beams B1 to B7 emitted from the respective light emitting points, the direction in which the spread angle is large in the
집광렌즈(20)는 광축을 포함하고 비구면인 원형 렌즈의 일부가 평행면에 대해 장척형상 조각으로 절단되어 있고, 그 장척형상 조각은 콜리메이터 렌즈(11~17)의 배열방향, 즉 수평방향으로 길고, 수직방향으로 짧은 형태로 배열되어 있다. 이 집광렌즈(20)에 있어서, 초점거리 f2=23mm이고, NA=0.2이다. 이 집광렌즈(20)는, 예컨대 수지 또는 광학유리를 성형하는 제조할 수 있다.The condensing
또한, 고휘도의 섬유 어레이 레이저원은 DMD를 조명하는 조명수단의 합파 레이저원에 있어서 광섬유의 출사 단부에 배열되어 사용되기 때문에, 고출력이고 또한 깊은 초점심도를 나타내는 패턴형성장치가 얻어질 수 있다. 또한, 각 섬유 어레이 레이저원의 출력이 커짐으로써, 필요한 출력을 얻기 위해서 필요한 섬유 어레이 레이저원의 수가 적어질 뿐만 아니라, 패턴형성장치의 비용이 적어진다.In addition, since the high-intensity fiber array laser source is used by being arranged at the exit end of the optical fiber in the haptic laser source of the illuminating means for illuminating the DMD, a pattern forming apparatus having a high output and a deep depth of focus can be obtained. In addition, as the output of each fiber array laser source is increased, not only the number of fiber array laser sources required for obtaining the required output is reduced, but also the cost of the pattern forming apparatus is reduced.
또한, 광섬유의 출사 단부의 클래드직경을 입사 단부의 클래드직경 보다도 작으므로, 발광부의 직경이 보다 작아져, 섬유 어레이 레이저원의 고휘도화가 된다. 따라서, 깊은 초점심도를 구비한 패턴형성장치를 실현할 수 있다. 예컨대, 빔직경 1㎛ 이하, 해상도 0.1㎛ 이하의 초고해상도 노광의 경우에도, 충분한 초점심도를 얻을 수 있으므로, 고속이고 또한 정밀한 노광이 가능해 진다. 따라서, 상기 패턴형성장치는 고해상도가 필요로 되는 박막트랜지스터(TFT)의 노광에 적합하다.In addition, since the cladding diameter at the exit end of the optical fiber is smaller than the cladding diameter at the incidence end, the diameter of the light emitting portion is smaller, resulting in higher luminance of the fiber array laser source. Therefore, a pattern forming apparatus having a deep depth of focus can be realized. For example, even in the case of ultra-high resolution exposure having a beam diameter of 1 µm or less and a resolution of 0.1 µm or less, sufficient depth of focus can be obtained, so that high-speed and precise exposure can be achieved. Therefore, the pattern forming apparatus is suitable for exposing a thin film transistor (TFT) that requires high resolution.
상기 조명수단은 복수의 합파 레이저원을 구비한 섬유 어레이 레이저원에 한정되는 것을 아니고; 예컨대 1개의 섬유 레이저원을 구비한 섬유 어레이 레이저원을 사용할 수 있고, 또한 상기 섬유 레이저원은 발광점을 갖는 1개의 반도체 레이저로부터 레이저빔을 출사하는 1개의 어레이화 광학섬유로 구성된다.The luminaire is not limited to a fiber array laser source having a plurality of haptic laser sources; For example, a fiber array laser source having one fiber laser source can be used, and the fiber laser source is composed of one arrayed optical fiber that emits a laser beam from one semiconductor laser having a light emitting point.
또한, 복수의 발광점을 갖는 레이저원으로서는, 예컨대 도 33에 나타낸 바와 같은 가열블록(10) 상에 배치된 복수(예컨대, 7개)의 칩형태의 반도체 레이저(LD1~LD7)를 포함하는 레이저 어레이를 사용할 수 있다. 또한, 도 34a에 나타낸 바와 같이 소정방향으로 배치된 복수(예컨대, 5개)의 발광점(110a)을 포함하는 다중 캐비티 레이저(110)가 공지되어 있다. 상기 다중 캐비티 레이저(110)에 있어서, 칩형상 반도체 레이저를 배열할 경우에 비해서 발광점 위치를 위치 정밀도가 높게 배열할 수 있어서, 각 발광점으로부터 출사되는 레이저빔을 쉽게 합파할 수 있다. 바람직하게는, 발광점(110a)의 개수가 많아지면 레이저 제조시에 다중 캐비티 레이저(110)에 휨이 발생하기 쉽기 때문에, 발광점(110a)의 개수는 5개 이하로 하는 것이 바람직하다.Further, as a laser source having a plurality of light emitting points, for example, a laser including a plurality of (eg, seven) chip-shaped semiconductor lasers LD1 to LD7 disposed on the
상기 조명수단으로는, 상기 다중 캐비티 레이저(110), 또는 도 34b에 나타낸 바와 같이 복수의 다중 캐비티 레이저(110)가 각 팁의 발광점(110a)과 동일방향으로 배열되록 배치된 다중 캐비티 어레이를 레이저원으로서 사용할 수 있다.As the luminaire, the
합파 레이저원은 복수의 칩형상 반도체 레이저로부터 출사된 복수의 레이저빔을 합파하는 형태에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 도 21에 나타낸 바와 같이 복수(예컨대, 3개)의 발광점(110a)을 갖는 칩형상 다중 캐비티 레이저(110)를 포함하는 합파 레이저원을 사용할 수 있다. 이 합파 레이저원은 다중 캐비티 레이저(110), 1개의 다중모드 광섬유(130) 및 집광렌즈(120)를 구비한다. 다중 캐비티 레이저(110)는, 예컨대 발진파장이 405nm인 GaN 레이저 다이오드로 구성될 수 있다.The combining laser source is not limited to the form of combining the plurality of laser beams emitted from the plurality of chip-shaped semiconductor lasers. For example, as shown in FIG. 21, a combined wave laser source including a chip-shaped
상기 구성에 있어서는, 다중 캐비티 레이저(110)의 복수의 발광점(110a)의 각각으로부터 출사한 각각의 레이저빔(B)은 집광렌즈(120)에 의해 집광되고, 다중모드 광섬유(130)의 코어(130a)에 입사한다. 코어(130a)에 입사한 레이저빔은 광섬유내로 전파되고, 하나의 레이저빔으로 합파된 후 광섬유로부터 출사된다.In the above configuration, each laser beam B emitted from each of the plurality of light emitting
다중 캐비티 레이저(110)의 복수의 발광점(110a)을 상기 다중모드 광섬유(130)의 코어직경과 거의 동일한 폭으로 배열하고, 다중모드 광섬유(130)의 코어직경과 거의 동일한 초점거리를 가진 볼록렌즈를 사용하고, 또한 다중 캐비티 레이저(110)로부터의 출사빔을 그 활성층에 수직한 면내로만 조준하는 로드렌즈를 사용하는 방법에 의해서, 레이저빔(B)의 다중모드 광섬유(130)에 대한 결합 효율을 높일 수 있다.A plurality of light emitting
또한, 도 35에 나타낸 바와 같이, 복수(예컨대, 3개)의 발광점을 구비한 다중 캐비티 레이저(110)를 사용함으로써, 가열블록(111) 상에 복수(예컨대, 9개)의 다중 캐비티 레이저(110)가 서로 동일한 간격으로 배열하여 이루어진 레이저 어레이(140)를 구비한 합파 레이저원을 사용할 수 있다. 복수의 다중 캐비티 레이저(110)는 각각의 팁의 발광점(110a)과 동일방향으로 배열되어 고정되어 있다.In addition, as shown in FIG. 35, by using the
상기 합파 레이저원은 레이저 어레이(140), 다중 캐비티 레이저(110)에 상응시켜서 배치한 복수의 렌즈 어레이(114), 레이저 어레이(140)와 복수의 렌즈 어레이(114) 사이에 배치된 1개의 로드렌즈(113), 1개의 다중모드 광섬유(130), 및 집광렌즈(120)를 구비하고 있다. 렌즈 어레이(114)는 다중 캐비티 레이저(110)의 발광점에 각각 상응하는 복수의 마이크로렌즈를 구비하고 있다.The haptic laser source is a
상술한 구성에 있어서, 복수의 다중 캐비티 레이저(110)의 복수의 발광점(110a)으로부터 출사한 레이저빔(B)은 로드렌즈(113)에 의해 소정방향에서 집광된 후, 렌즈 어레이(114)의 각각의 마이크로렌즈에 의해 평행화된다. 평행화된 레이저빔(L)은 집광렌즈(120)에 의해 집광되고, 다중모드 광섬유(130)의 코어(130a)에 입사한다. 코어(130a)에 입사한 레이저빔은 광섬유내를 전파하고, 1개에 빔으로서 합파된 후 광섬유로부터 출사한다.In the above-described configuration, the laser beam B emitted from the plurality of light emitting
또 다른 합파 레이저원을 이하에 예시한다. 상기 합파 레이저원에 있어서, 도 36 A 및 36b에 나타낸 바와 같이 광축방향으로 L자 형상의 단면을 갖는 가열블록(182)이 직사각형 가열블록(180) 상에 탑재되어 있고, 2개의 가열블록 사이에 수납공간이 형성되어 있다. L자 형상의 가열블록(182)의 상면에는, 복수(예컨대, 5개)의 발광점이 어레이화되어 있는 복수(예컨대, 2개)의 다중 캐비티 레이저(110)가 각각의 팁형상의 발광점의 배열방향과 동일방향으로 동일한 간격으로 배치되어 고정되어 있다.Another combination laser source is illustrated below. In the combined laser source, as shown in Figs. 36A and 36B, a
상기 직사각형 가열블록(180)에는 오목부가 형성되어 있고; 상기 가열블록(180)의 상면에는 복수(예컨대, 2개)의 다중 캐비티 레이저(110)가 배치되어 있고, 각각의 다중 캐비티 레이저(110)에는 복수의 발광점(예컨대, 5개)이 어레이화되어 있으며, 그 발광점은 상기 가열블록(182) 상에 배치된 레이저팁의 발광점이 위치한 표면과 동일한 수직면에 위치한다.A recess is formed in the
다중 캐비티 레이저(110)의 레이저빔 출사측에는, 각 팁의 발광점(110a)에 상응해서 콜리메이트 렌즈가 배열된 콜리메이트 렌즈 어레이(184)가 배치되어 있다. 콜리메이트 렌즈 어레이(184)에 있어서, 각각의 콜리메이트 렌즈의 길이방향은 레이저빔이 더 큰 퍼짐각을 나타내는 방향 또는 속축방향과 일치하고, 각각의 콜리메이트 렌즈의 폭방향은 레이저빔이 더 작은 퍼짐각을 나타내는 방향 또는 지축방향과 일치한다. 상기 콜리메이트 렌즈를 어레이화에 의한 일체화는 레이저빔의 공간효율을 증가시킬 수 있어, 합파 레이저원의 출력을 증가시킬 수 있고, 또한 부품수가 저감되어, 제조비용을 저감시킬 수 있는 이점이 있다.On the laser beam exit side of the
콜리메이트 렌즈 어레이(184)의 레이저빔 출사측에는, 1개의 다중모드 광섬유(130)와 이 다중모드 광섬유(130)의 입사 끝부에 레이저빔을 집광하여 합파하는 집광렌즈(120)가 배치되어 있다.On the laser beam exit side of the collimated
상기 구성에 있어서, 레이저 블록(180, 182) 상에 배치된 복수의 다중 캐비티 레이저(110)의 각각의 발광점(110a)으로부터 출사한 각각의 레이저빔(B)은 콜리메이트 렌즈 어레이에 의해 평행화되어, 집광렌즈(120)에 의해 집광된 후, 다중모드 광섬유(130)의 코어(130a)에 입사된다. 코어(130a)에 입사한 레이저빔은 광섬유내로 전파되고, 하나의 빔으로 합파된 후 광섬유로부터 출사된다.In the above configuration, each laser beam B emitted from each
상기 합파 레이저원은 다중 캐비티 레이저의 다단배치와 콜리메이트 렌즈의 어레이에 의하여, 특히 고출력원으로 할 수 있다. 이 합파 레이저원에 의해서, 섬유 어레이 레이저원 및 다발 섬유 레이저원을 구성할 수 있으므로, 본 발명의 패턴형성장치의 레이저원을 구성하는 섬유 레이저원으로서 적합하다.The haptic laser source can be a high power source, in particular, by a multi-stage arrangement of multi-cavity lasers and an array of collimated lenses. Since the fiber laser source and the bundle fiber laser source can be formed by this combination laser source, it is suitable as a fiber laser source constituting the laser source of the pattern forming apparatus of the present invention.
한편, 레이저 모듈은 상기 각각의 합파 레이저원을 케이스 내에 수납하고, 다중모드 광섬유(130)의 출사 단부를 끌어 냄으로써 구성할 수 있다.On the other hand, the laser module can be configured by accommodating each of the haptic laser sources in a case and drawing the exit end of the multimode
상기 설명에 있어서는, 합파 레이저원의 다중모드 광섬유의 출사 단부를 다중모드 광섬유와 코어직경이 동일하고, 다중모드 광섬유의 보다 클래드직영이 작은 다른 광섬유에 결합되어 있는 고휘도의 섬유 어레이 레이저원을 예시하였지만; 예컨대, 클래드직경이 125㎛, 80㎛, 60㎛ 등의 다중모드 광섬유를 출사 단부에 다른 광섬유를 결합시키지 않고 사용해도 좋다.In the above description, a high-brightness fiber array laser source is illustrated in which the exit end of the multimode optical fiber of the combined laser source is coupled to another optical fiber having the same core diameter as the multimode optical fiber and smaller clad directivity of the multimode optical fiber. ; For example, a multimode optical fiber having a clad diameter of 125 mu m, 80 mu m, 60 mu m, or the like may be used without bonding another optical fiber to the exit end.
본 발명에 따른 패턴형성방법에 대해서 더욱 설명한다.The pattern forming method according to the present invention is further described.
도 29에 나타내듯이, 스캐너(162)의 각각의 노광헤드(166)에 있어서, 섬유 어레이 레이저원(66)의 합파 레이저원을 구성하는 GaN 반도체 레이저(LD1~LD7)로부터 발광된 레이저빔(B1, B2, B3, B4, B5, B6 및 B7)의 각각은 상응하는 콜리메이터 렌즈(11~17)에 의해 평행화된다. 평행화된 레이저빔(B1~B7)은 집광렌즈(20)에 의해 집광되고, 다중모드 광섬유(30)의 코어(30a)의 입사 단면에서 수렴된다.As shown in FIG. 29, in each
본 예에 있어서, 콜리메이터 렌즈(11~17) 및 집광렌즈(20)로 집광 광학계가 구성되고, 이 집광 광학계와 다중모드 광섬유(30)로 합파 광학계가 구성된다. 즉, 집광렌즈(20)에 의해 집광된 레이저빔(B1~B7)이 다중모드 광섬유(30)의 코어(30a)에 입사해서 광섬유내로 전파되고, 하나의 레이저빔(B)으로 합파된 후, 다중모드 광섬유(30)의 출사 단부에 결합된 광섬유(31)로부터 출사된다.In this example, a condensing optical system is constituted by the
각각의 레이저 모듈에 있어서, 레이저빔(B1~B7)과 다중모드 광섬유(30)의 결합효율이 0.85이고, GaN 반도체 레이저(LD1~LD7)의 각각의 출력이 30mW인 경우에는, 어레이로 배치된 각각의 광섬유(31)는 출력 180mW (= 30mW×0.85×7)의 합파 레이저빔(B)을 얻을 수 있다. 따라서, 6개의 광섬유(31)의 어레이의 레이저 출사부(68)에서의 출력은 약 1W(=180mW×6)이다.In each laser module, when the coupling efficiency of the laser beams B1 to B7 and the multimode
섬유 어레이 레이저원의 레이저 출사부(68)는 고휘도의 발광점이 주-주사방향을 따라 정렬되도록 배열되어 있다. 하나의 반도체 레이저로부터의 레이저빔을 1개의 광섬유에 결합시키는 종래의 섬유 레이저원은 저출력이기 때문에, 다수의 레이저를 배열하지 않는한 소망하는 출력을 달성할 수 없는 반면; 상기 합파 레이저원은 고출력을 발생할 수 있기 때문에, 소수 어레이(예컨대. 1개)의 합파 레이저원은 소망하는 출력을 생성할 수 있다.The
예컨대, 하나의 반도체 레이저와 하나의 광섬유를 결합시킨 종래의 섬유 레이저원에 있어서, 출력 30mW 정도의 반도체 레이저가 통상 사용되고, 코어직경 50㎛, 클래드직경 125㎛, (개구수 0.2의 다중모드 광섬유가 광섬유로서 사용된다. 그러므로, 약 1W(Watt)의 출력을 얻기 위해서는, 다중모드 광섬유가 48개(8×6) 필요하고; 발광영역의 면적은 0.62㎟(0.675mm×0.925mm)이기 때문에, 레이저 출사부(68)에서의 휘도는 1.6×106(W/m2)이고, 광섬유 1개당 휘도는 3.2×106(W/m2)이다.For example, in a conventional fiber laser source combining one semiconductor laser and one optical fiber, a semiconductor laser having an output of about 30 mW is usually used, and a multimode optical fiber having a core diameter of 50 µm, a clad diameter of 125 µm, and an opening number of 0.2 Therefore, to obtain an output of about 1 W (Watt), 48 multimode optical fibers are required (8 x 6); since the area of the light emitting area is 0.62 mm 2 (0.675 mm x 0.925 mm), the laser The luminance at the
이에 반하여, 상기 레이저 조사수단은 합파 레이저를 조사할 수 있는 것인 경우, 6개의 다중모드 광섬유는 약 1W의 출력을 생성할 수 있다. 레이저 출사부(68)에서의 발광영역의 면적은 0.0081㎟(0.325mm×0.025mm)이기 때문에, 레이저 출사부(68)의 휘도는 123×106(W/m2)으로, 종래 수단의 휘도의 약 80배에 상당한다. 광섬유 1개당 휘도는 90×106(W/m2)으로, 종래 수단의 휘도의 약 28배에 상당한다.In contrast, when the laser irradiation means is capable of irradiating a combined laser, the six multimode optical fibers can generate an output of about 1W. Since the area of the light emitting area in the
종래의 노광헤드와 본 발명의 노광헤드 사이의 초점심도의 차이에 대해서 도 37a 및 37b를 참조하여 설명한다. 예컨대, 다발형 섬유 레이저원의 발광영역의 부-주사방향에서의 노광헤드의 직경은 0.675mm이고, 섬유 어레이 레이저원의 발광영역의 부-주사방향에서의 노광헤드의 직경은 0.025mm이다. 도 37a에 나타낸 바와 같이, 종래의 노광헤드에서는 조사수단 또는 다발형 섬유 레이저원(1)의 발광영역이 크므로, DMD(3)에 입사하는 레이저속의 각도가 커져서, 결과적으로 주사면(5)에 입사하는 레이저속의 각도가 커진다. 그러므로, 빔직경은 집광방향으로 증가하는 경향이 있어, 초점방향이 어긋나게 된다.The difference in depth of focus between the conventional exposure head and the exposure head of the present invention will be described with reference to FIGS. 37A and 37B. For example, the diameter of the exposure head in the sub-scanning direction of the light emitting area of the bundled fiber laser source is 0.675 mm, and the diameter of the exposure head in the sub-scanning direction of the light emitting area of the fiber array laser source is 0.025 mm. As shown in Fig. 37A, in the conventional exposure head, since the light emitting area of the irradiation means or the bundled
한편, 도 37b에 나타내듯이, 본 발명의 패턴형성장치의 노광헤드는 부-주사방향으로의 섬유 어레이 레이저원(66)의 발광영역의 직경이 작으므로, 렌즈계(67)를 통하여 DMD(50)에 입사하는 레이저속의 각도가 작아져, 결과적으로 주사면(56)에 입사하는 레이저속의 각도가 작아진다. 즉 초점심도가 깊어진다. 이 예에서는, 발광영역의 직경은 부-주사방향으로의 종래의 직경의 약 30배이므로, 대략 회절한계에 해당하는 초점심도를 얻을 수 있어서, 미소 스폿의 노광에 적합하다. 이 초점심도에대한 효과는 노광헤드에 필요한 광량이 커지는 만큼 더욱 커진다. 이 예에서는, 노광면에 투영된 1개의 묘화부의 사이즈는 10㎛×10㎛가다. DMD는 반사형의 공간 광변조기가고; 도 37a 및 37b에 있어서는 광학적인 관계를 설명하기 위해서 전개도로서 나타낸다.On the other hand, as shown in Fig. 37B, since the exposure head of the pattern forming apparatus of the present invention has a small diameter of the light emitting region of the fiber
노광패턴에 따른 패턴정보가 DMD(50)에 접속된 제어기(도시하지 않음)에 입력되어, 제어기내의 프레임 메모리에 일단 기억된다. 이 패턴정보는 화소를 구성하는 각각의 묘화부의 농도를 2개의 값, 즉 도트 기록의 유무로 표현한 데이터이다.Pattern information according to the exposure pattern is input to a controller (not shown) connected to the
패턴형성재료(150)를 표면에 흡착한 스테이지(152)는 구동장치(도시하지 않음)에 의해 가이드(158)를 따라 게이트(160)의 상류측에서 하류측으로 일정 속도로 이동된다. 스테이지(152)가 게이트(160) 밑을 통과하는 동안, 게이트(160)에 설치된 감지센서(164)에 의해 패턴형성재료(150)의 팁이 검출되면, 프레임 메모리에 기억된 패턴정보가 복수 라인씩 순차적으로 판독되고, 데이터 처리부에 의해 판독된 패턴정보에 기초하여 각각의 노광헤드(166)에 제어신호가 생성된다. 그 다음, DMD(50)의 각각의 마이크로미러는 상기 생성된 제어신호에 기초하여 각각의 노광헤드(166)에 대해 온-오프 제어를 행한다.The
레이저빔이 섬유 어레이 레이저원(66)로부터 DMD(50)에 조사되면, 온-상태의 DMD(50)의 마이크로미러에 의해 반사된 레이저빔이 렌즈계(54, 58)에 의해서 패턴형성재료(150)의 노광면(56) 상에 결상된다. 이렇게 하여, 섬유 어레이 레이저원(66)으로부터 출사된 레이저빔이 각각의 묘화부에 대해 온-오프 제어를 행하고, 패턴형성재료(150)가 DMD(50)에 사용되는 묘화부와 거의 동수의 묘화부 또는 노광영역(168)에 의해 노광된다. 또한, 패턴형성재료(150)가 스테이지(152)과 함께 일정 속도로 이동됨으로써, 패턴형성재료(150)가 스캐너(162)에 의해 스테이지 이동과 반대방향으로 부-주사되어, 각각의 노광헤드(166)에 대해 밴드형상의 노광영역(170)이 형성된다.When the laser beam is irradiated to the
[적층체][Laminated body]
상기 노광할 재료는 감광층을 포함하는 패턴형성재료이면 특별한 제한없이 적당히 선택할 수 있다. 바람직하게는, 기판 상에 상기 패턴형성재료를 포함하는 적층체에 대하여 노광을 행하는 것이다.The material to be exposed can be appropriately selected without particular limitation as long as it is a pattern forming material including a photosensitive layer. Preferably, it exposes to the laminated body containing the said pattern formation material on a board | substrate.
<패턴형성재료><Pattern Forming Material>
상기 패턴형성재료는 지지체 상에 감광층을 포함하는 것이면 특별한 제한없이 목적에 따라 적당히 선택할 수 있다.The pattern forming material may be appropriately selected depending on the purpose without particular limitation as long as it includes a photosensitive layer on the support.
상기 감광층은 특별한 제한없이 종래의 패턴형성재료에서 적당히 선택할 수 있고; 바람직하게는 감광층이, 예컨대 바인더, 중합성 화합물, 광중합 개시제, 및 필요에 따라 다른 성분들을 함유한다.The photosensitive layer can be appropriately selected from conventional pattern forming materials without particular limitation; Preferably, the photosensitive layer contains, for example, a binder, a polymerizable compound, a photopolymerization initiator, and other components as necessary.
감광층의 적층수는 특별한 제한없이 적당히 선택할 수 있고; 적층수는 1층이어도 좋고, 또는 2층 이상이어도 좋다.The number of laminated layers of the photosensitive layer can be appropriately selected without particular limitation; One layer may be sufficient as lamination number, or two or more layers may be sufficient as it.
상기 바인더는 알칼리 수용액에 팽윤할 수 있는 것이 바람직하고; 더욱 바람직하게는 상기 바인더는 알칼리 수용액에 가용인 것이다. 알칼리 수용액에 팽윤하거나 가용인 바인더는, 예컨대 산성기를 갖는다.It is preferable that the said binder can swell in aqueous alkali solution; More preferably, the binder is soluble in aqueous alkali solution. The binder which swells or is soluble in aqueous alkali solution has an acidic group, for example.
상기 산성기는 특별한 제한없이 목적에 따라서 적당히 선택될 수 있고; 그 예로는 카르복실기, 술폰산기, 인산기 등이 열거된다. 이들 기 중에서 카르복실기가 바람직하다.The acidic group may be appropriately selected depending on the purpose without particular limitation; Examples thereof include carboxyl group, sulfonic acid group, phosphoric acid group and the like. Of these groups, carboxyl groups are preferred.
카르복실기를 갖는 바인더의 예로는 비닐 코폴리머, 폴리우레탄 수지, 폴리아미드산 수지 및 카르복실기를 갖는 변성 에폭시 수지가 열거된다. 이들 중에서, 카르복실기를 갖는 비닐 코폴리머가 코팅용제에 대한 용해성, 알칼리 현상액에 대한 용해성 및 합성 적성, 막물성 조정의 용이성 등의 관점에서 바람직하다.Examples of the binder having a carboxyl group include vinyl copolymers, polyurethane resins, polyamic acid resins, and modified epoxy resins having carboxyl groups. Among them, vinyl copolymers having a carboxyl group are preferred from the viewpoints of solubility in a coating solvent, solubility and synthesis aptitude in an alkaline developer, and ease of adjusting film properties.
상기 카르복실기를 갖는 비닐 코폴리머는 적어도 (i)카르복실기를 갖는 비닐 중합체 및 (ii)비닐 모노머와 공중합 가능한 모노머를 공중합시킴으로서 합성될 수 있다.The vinyl copolymer having a carboxyl group can be synthesized by copolymerizing at least (i) a vinyl polymer having a carboxyl group and (ii) a monomer copolymerizable with a vinyl monomer.
카르복실기를 갖는 비닐 폴리머의 예로는 (메타)아크릴산, 비닐벤조산, 말레산, 말레산 모노알킬에스테르, 푸마르산, 이타콘산, 크로톤산, 신남산, 아크릴산 다이머, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트 등의 히드록시기를 갖는 모노머와 무수 말레산, 무수 프탈산 및 무수 시클로헥산 디카르복실산 등의 환상 무수물의 부가 생성물, 및 ω-카르복시-폴리카프로락톤 모노(메타)아크릴레이트가 열거된다. 이들 중에서, (메타)아크릴산이 공중합성, 비용, 용해성 등의 관점에서 특히 바람직하다.Examples of the vinyl polymer having a carboxyl group include (meth) acrylic acid, vinyl benzoic acid, maleic acid, maleic acid monoalkyl ester, fumaric acid, itaconic acid, crotonic acid, cinnamic acid, acrylic acid dimer, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, and the like. The addition product of the monomer which has a hydroxyl group of-, cyclic anhydrides, such as maleic anhydride, phthalic anhydride, and cyclohexane dicarboxylic acid anhydride, and (omega)-carboxy- polycaprolactone mono (meth) acrylate is mentioned. Among these, (meth) acrylic acid is particularly preferable from the viewpoint of copolymerizability, cost, solubility and the like.
또한, 카르복실기의 전구체로서, 무수 말레산, 무수 이타콘산 및 무수 시트라콘산 등의 무수물을 갖는 모노머를 사용해도 좋다.As the precursor of the carboxyl group, a monomer having anhydrides such as maleic anhydride, itaconic anhydride and citraconic anhydride may be used.
공중합가능한 모노머는 목적에 따라 적당히 선택할 수 있고, 그 예로는 (메타)아크릴레이트 에스테르, 크로토네이트 에스테르, 비닐 에스테르, 말레산 디에스테르, 푸마르산 디에스테르, 이타콘산 디에스테르, (메타)아크릴산 아미드, 비닐 에스테르, 비닐알콜 에스테르, 스티렌, 메타크릴로니트릴; 비닐피리딘, 비닐피롤리돈 및 비닐카르바졸 등의 치환 비닐기를 보유한 복소환식 화합물; N-비닐포름아미드, N-비닐아세트아미드, N-비닐이미다졸, 비닐카프로락톤, 2-아크릴아미드-2-메틸프로판 술폰산, 인산 모노(2-아크릴로일옥시에틸에스테르), 인산 모노(1-메틸-2-아크릴로일옥시에틸에스테르), 및 우레탄기, 우레아기, 술폰아미드기, 페놀기 및 이미드기 등의 관능기를 갖는 비닐 모노머가 열거된다.The copolymerizable monomer may be appropriately selected according to the purpose, and examples thereof include (meth) acrylate esters, crotonate esters, vinyl esters, maleic acid diesters, fumaric acid diesters, itaconic acid diesters, (meth) acrylic acid amides, Vinyl esters, vinyl alcohol esters, styrene, methacrylonitrile; Heterocyclic compounds having a substituted vinyl group such as vinylpyridine, vinylpyrrolidone and vinyl carbazole; N-vinylformamide, N-vinylacetamide, N-vinylimidazole, vinylcaprolactone, 2-acrylamide-2-methylpropane sulfonic acid, monophosphate (2-acryloyloxyethyl ester), monophosphate ( 1-methyl-2-acryloyloxyethyl ester) and the vinyl monomer which has functional groups, such as a urethane group, a urea group, a sulfonamide group, a phenol group, and an imide group, are mentioned.
(메타)아크릴레이트 에스테르의 예로는 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, 이소부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, n-헥실 (메타)아크릴레이트, 시클로헥실 (메타)아크릴레이트, t-부틸 시클로헥실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, t-옥틸 (메타)아크릴레이트, 도데실 (메타)아크릴레이트, 옥타데실 (메타)아크릴레이트, 아세톡시에틸 (메타)아크릴레이트, 페닐 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-메톡시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-에톡시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-(2-메톡시에톡시)에틸 (메타)아크릴레이트, 3-페녹시-2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 벤질 (메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르 (메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르 (메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 모노페닐에테르 (메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 모노메틸에테르 (메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 모노에틸에테르 (메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 모노 메틸에테르 (메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 모노에틸에테르 (메타)아크릴레이트, β-페녹시에톡시에틸 (메타)아크릴레이트, 노닐페녹시 폴리에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐 (메타)아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸 (메타)아크릴레이트, 트리플루오로에틸 (메타)아크릴레이트, 옥타플루오로펜틸 (메타)아크릴레이트, 퍼플루오로옥틸에틸 (메타)아크릴레이트, 트리브로모페닐 (메타)아크릴레이트 및 트리브로모페닐옥시에틸 (메타)아크릴레이트가 열거된다.Examples of (meth) acrylate esters are methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, iso Butyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, t-butyl cyclohexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth ) Acrylate, t-octyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, octadecyl (meth) acrylate, acetoxyethyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (Meth) acrylate, 2-methoxyethyl (meth) acrylate, 2-ethoxyethyl (meth) acrylate, 2- (2-methoxyethoxy) ethyl (meth) acrylate, 3-phenoxy- 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, di Tylene glycol monomethyl ether (meth) acrylate, diethylene glycol monoethyl ether (meth) acrylate, diethylene glycol monophenyl ether (meth) acrylate, triethylene glycol monomethyl ether (meth) acrylate, triethylene glycol Monoethyl ether (meth) acrylate, polyethylene glycol mono methyl ether (meth) acrylate, polyethylene glycol monoethyl ether (meth) acrylate, β-phenoxyethoxyethyl (meth) acrylate, nonylphenoxy polyethylene glycol ( Meta) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, dicyclopentenyloxyethyl (meth) acrylate, trifluoroethyl (meth) acrylate, octafluoropentyl (meth) acrylate, perfluorooctyl Ethyl (meth) acrylate, tribromophenyl (meth) acrylate and tribromophenyloxyethyl ( Meth) acrylates are listed.
상기 크로토네이트의 예로는 부틸 크로토네이트 및 헥실 크로토네이트가 열거된다.Examples of such crotonates include butyl crotonate and hexyl crotonate.
상기 비닐 에스테르의 예로는 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트, 비닐 부티레이트, 비닐메톡시아세테이트 및 비닐 벤조에이트가 열거된다.Examples of such vinyl esters include vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinylmethoxyacetate and vinyl benzoate.
상기 말레산 디에스테르의 예로는 디메틸 말레이트, 디에틸 말레이트 및 디부틸 말레이트가 열거된다.Examples of such maleic acid diesters include dimethyl maleate, diethyl maleate and dibutyl maleate.
상기 푸마르산 디에스테르의 예로는 디메틸 푸마레이트, 디에틸 푸마레이트 및 디부틸 푸마레이트가 열거된다.Examples of such fumaric acid diesters include dimethyl fumarate, diethyl fumarate and dibutyl fumarate.
상기 이타콘산 디에스테르의 예로는 디메틸 이타코네이트, 디에틸 이타코네이트 및 디부틸 이타코네이트가 열거된다.Examples of the itaconic acid diester include dimethyl itaconate, diethyl itaconate and dibutyl itaconate.
상기 (메타)아크릴아미드로는 (메타)아크릴아미드, N-메틸 (메타)아크릴아미드, N-에틸 (메타)아크릴아미드, N-프로필 (메타)아크릴아미드, N-이소프로필 (메타)아크릴아미드, N-n-부틸 (메타)아크릴아미드, N-t-부틸 (메타)아크릴아미드, N-시클로헥실 (메타)아크릴아미드, N-(2-메톡시에틸)(메타)아크릴아미드, N,N-디메틸 (메타)아크릴아미드, N,N-디에틸 (메타)아크릴아미드, N-페닐 (메타)아크릴아미드, N-벤질 (메타)아크릴아미드, (메타)아크릴로일 몰포린 및 디아세톤 아크릴아미드가 열거된다.As said (meth) acrylamide, it is (meth) acrylamide, N-methyl (meth) acrylamide, N-ethyl (meth) acrylamide, N-propyl (meth) acrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide , Nn-butyl (meth) acrylamide, Nt-butyl (meth) acrylamide, N-cyclohexyl (meth) acrylamide, N- (2-methoxyethyl) (meth) acrylamide, N, N-dimethyl ( Meta) acrylamide, N, N-diethyl (meth) acrylamide, N-phenyl (meth) acrylamide, N-benzyl (meth) acrylamide, (meth) acryloyl morpholine and diacetone acrylamide do.
상기 스티렌으로는 스티렌, 메틸 스티렌, 디메틸 스티렌, 트리메틸 스티렌, 에틸 스티렌, 이소프로필 스티렌, 부틸 스티렌, 히드록시 스티렌, 메톡시 스티렌, 부톡시 스티렌, 아세톡시 스티렌, 클로로 스티렌, 디클로로 스티렌, 브로모 스티렌, 클로로 메틸스티렌; 산물질에 의해 탈보호가능한 t-Boc 등의 보호기를 보유한 히드록시스티렌; 비닐메틸벤조에이트 및 α-메틸스티렌이 열거된다.The styrene may be styrene, methyl styrene, dimethyl styrene, trimethyl styrene, ethyl styrene, isopropyl styrene, butyl styrene, hydroxy styrene, methoxy styrene, butoxy styrene, acetoxy styrene, chloro styrene, dichloro styrene, bromo styrene Chloro methyl styrene; Hydroxystyrene having a protecting group such as t-Boc deprotectable by an acid substance; Vinylmethylbenzoate and α-methylstyrene.
상기 비닐에테르로는 메틸 비닐에테르, 부틸 비닐에테르, 헥실 비닐에테르 및 메톡시에틸 비닐에테르가 열거된다.Examples of the vinyl ethers include methyl vinyl ether, butyl vinyl ether, hexyl vinyl ether, and methoxyethyl vinyl ether.
상기 관능기를 갖는 비닐 모노머의 합성방법은, 예컨대 이소시아네이트기와 히드록시기 또는 아미노기의 부가반응으로; 구체적으로는 이소시아네이트기를 갖는 모노머와, 히드록시기를 1개 갖는 화합물 또는 1급 또는 2급 아미노기를 1개 갖는 화합물의 부가반응, 및 히드록시기를 갖는 모노머 또는 1급 또는 2급 아미노기를 갖는 모노머와 모노 이소시아네이트의 부가반응을 들 수 있다.The synthesis method of the vinyl monomer which has the said functional group is, for example by addition reaction of an isocyanate group, a hydroxyl group, or an amino group; Specifically, the addition reaction of the monomer which has an isocyanate group, the compound which has one hydroxyl group, or the compound which has one primary or secondary amino group, and the monomer which has a hydroxyl group, or the monomer which has a primary or secondary amino group, and monoisocyanate Addition reaction can be mentioned.
상기 이소시아네이트기를 갖는 모노머의 예로는 하기 일반식(1)~(3)으로 표시되는 화합물이 열거된다.As an example of the monomer which has the said isocyanate group, the compound represented by following General formula (1)-(3) is mentioned.
상기 일반식(1)~(3)에 있어서, R1은 수소원자 또는 메틸기를 나타낸다.In General Formulas (1) to (3), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group.
상기 모노 이소시아네이트의 예로는 시클로헥실 이소시아네이트, n-부틸 이소시아네이트, 톨릴 이소시아네이트, 벤질 이소시아네이트 및 페닐 이소시아네이트가 열거된다.Examples of such mono isocyanates include cyclohexyl isocyanate, n-butyl isocyanate, tolyl isocyanate, benzyl isocyanate and phenyl isocyanate.
히드록시를 갖는 모노머의 예로는 하기 일반식(4)~(12)으로 표시되는 화합물이 열거된다.Examples of the monomer having hydroxy include compounds represented by the following General Formulas (4) to (12).
상기 일반식(4)~(12)에 있어서, R1은 수소원자 또는 메틸기를 나타내고, "n"은 1 이상의 정수를 나타낸다.In General Formulas (4) to (12), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and “n” represents an integer of 1 or more.
상기 히드록시기를 1개 갖는 화합물의 예로는 메탄올, 에탄올, n-프로판올, i-프로판올, n-부탄올, sec-부탄올, t-부탄올, n-헥사놀, 2-에틸헥사놀, n-데카놀, n-도데카놀, n-옥타데카놀, 시클로펜타놀, 시클로헥사놀, 벤질알콜 및 페닐에틸알콜 등의 알콜류; 페놀, 크레졸, 나프톨 등의 페놀류가 열거되고; 치환기를 더 갖는 화합물의 예로는 플루오로에탄올, 트리플루오로에탄올, 메톡시에탄올, 페녹시에탄올, 클로로페놀, 디클로로페놀, 메톡시페놀 및 아세톡시페놀이 열거된다.Examples of the compound having one hydroxyl group include methanol, ethanol, n-propanol, i-propanol, n-butanol, sec-butanol, t-butanol, n-hexanol, 2-ethylhexanol, n-decanol, alcohols such as n-dodecanol, n-octadecanol, cyclopentanol, cyclohexanol, benzyl alcohol and phenylethyl alcohol; Phenols such as phenol, cresol and naphthol; Examples of the compound having further substituents include fluoroethanol, trifluoroethanol, methoxyethanol, phenoxyethanol, chlorophenol, dichlorophenol, methoxyphenol and acetoxyphenol.
상기 1급 또는 2급 아미노기를 갖는 모노머의 예로는 비닐벤질 아민이 열거된다.Examples of the monomer having a primary or secondary amino group include vinylbenzyl amine.
상기 1급 또는 2급 아미노기를 갖는 화합물의 예로는 메틸아민, 에틸아민, n-프로필아민, i-프로필아민, n-부틸아민, sec-부틸아민, t-부틸아민, 헥실아민, 2-에틸헥실아민, 데실아민, 도데실아민, 옥타데실아민, 디메틸아민, 디에틸아민, 디부틸아민 및 디옥틸아민 등의 알킬아민류; 시클로펜틸아민 및 시클로헥실아민 등의 환상 알킬아민류; 벤질아민 및 페네틸아민 등의 아랄킬아민류; 아닐린, 톨릴 아민, 크시릴아민 및 나프틸아민 등의 아릴아민류; N-메틸-N-벤질아민 등의 그 조합물; 및 트리플루오로에틸아민, 헥사플루오로이소프로필아민, 메톡시아닐린 및 메톡시프로필아민 등의 치환기를 갖는 아민이 열거된다.Examples of the compound having a primary or secondary amino group include methylamine, ethylamine, n-propylamine, i-propylamine, n-butylamine, sec-butylamine, t-butylamine, hexylamine, 2-ethyl Alkylamines such as hexylamine, decylamine, dodecylamine, octadecylamine, dimethylamine, diethylamine, dibutylamine and dioctylamine; Cyclic alkylamines such as cyclopentylamine and cyclohexylamine; Aralkyl amines such as benzylamine and phenethylamine; Arylamines such as aniline, tolyl amine, xylylamine and naphthylamine; Combinations thereof such as N-methyl-N-benzylamine; And amines having substituents such as trifluoroethylamine, hexafluoroisopropylamine, methoxyaniline and methoxypropylamine.
상기 이외의 공중합성 모노머의 예로는 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, 부틸 (메타)아크릴레이트, 벤질 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 스티렌, 클로로스티렌, 브로모스티렌 및 히드록시스티렌이 열거된다.Examples of copolymerizable monomers other than the above include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, styrene and chloro Styrene, bromostyrene and hydroxystyrene.
상기 공중합성 모노머는 단독으로 또는 조합하여 사용해도 좋다.The copolymerizable monomers may be used alone or in combination.
상기 비닐 코폴리머는 적당한 모노머를 종래의 방법에 따라 공중합함으로써 제조할 수 있고; 예컨대, 상기 모노머를 적당한 용제에 용해시키고, 라디칼 중합개시제를 첨가함으로써, 용제 중에서 중합시키는 용액 중합법을 이용할 수 있고; 또는 수성 용제 중에 상기 모노머를 분산시킨 상태에서 모노머를 중합시키는 소위 유화 중합을 사용할 수 있다.The vinyl copolymer can be prepared by copolymerizing a suitable monomer according to a conventional method; For example, the solution polymerization method which superposes | polymerizes in a solvent by dissolving the said monomer in a suitable solvent and adding a radical polymerization initiator can be used; Or so-called emulsion polymerization which polymerizes a monomer in the state which disperse | distributed the said monomer in the aqueous solvent can be used.
상기 용액중합법에 사용되는 용제는 모노머, 생성되는 코폴리머의 용해성등에 따라 적당히 선택할 수 있고; 그 용제의 예로는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 1-메톡시-2-프로판올, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 메톡시프로필아세테이트, 에틸락테이트, 에틸아세테이트, 아세토니트릴, 테트라히드로푸란, 디메틸포름아미드, 클로로포름 및 톨루엔이 열거된다. 이들 용제는 단독으로 또는 조합하여 사용해도 좋다.The solvent used for the solution polymerization method can be appropriately selected depending on the solubility of the monomer, the resulting copolymer, and the like; Examples of the solvent include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, 1-methoxy-2-propanol, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methoxypropyl acetate, ethyl lactate, ethyl acetate, acetonitrile and tetrahydro Furan, dimethylformamide, chloroform and toluene are listed. You may use these solvents individually or in combination.
상기 라디칼 중합개시제는 특별한 제한없이 적당히 선택할 수 있고; 그 예로는 2,2'-아조비스(이소부티로니트릴)(AIBN) 및 2,2'-아조비스-(2,4'-디메틸발레로니트릴) 등의 아조화합물; 벤조일 퍼옥사이드 등의 과산화물; 과황산 칼륨 및 과황산 암모늄 등의 과황산염이 열거된다.The radical polymerization initiator may be appropriately selected without particular limitation; Examples include azo compounds such as 2,2'-azobis (isobutyronitrile) (AIBN) and 2,2'-azobis- (2,4'-dimethylvaleronitrile); Peroxides such as benzoyl peroxide; Persulfates, such as potassium persulfate and ammonium persulfate, are mentioned.
상기 비닐 코폴리머에 있어서의 카르복실기를 갖는 중합성 화합물의 함유량은 특별한 제한없이 적당시 선택할 수 있고; 5~50mol%가 바람직하고, 10~40mol%가 보다 바람직하고, 15~35mol%가 더욱 바람직하다.The content of the polymerizable compound having a carboxyl group in the vinyl copolymer can be appropriately selected without particular limitation; 5-50 mol% is preferable, 10-40 mol% is more preferable, 15-35 mol% is further more preferable.
상기 함유량이 5mol% 미만이면, 알칼리 용액에 대한 현상성이 불충하게 될 수 있고, 상기 함유량이 50mol%를 초과하면, 경화부 또는 묘화부의 현상액에 대한 내성이 불충분하다.When the content is less than 5 mol%, developability with respect to an alkaline solution may be insufficient, and when the content is more than 50 mol%, resistance to a developing solution for a hardened portion or a drawing portion is insufficient.
상기 카르복실기를 갖는 바인더의 분자량은 특별한 제한없이 적당히 선택할 수 있고; 질량평균 분자량으로는 2,000~300,000이 바람직하고, 4,000~150,000이 보다 바람직하다.The molecular weight of the binder having a carboxyl group can be appropriately selected without particular limitation; As a mass average molecular weight, 2,000-300,000 are preferable and 4,000-150,000 are more preferable.
상기 질량평균 분자량이 2,000 미만이면, 막강도가 불충분해지기 쉽고, 또한 제조공정이 불안정하게 되는 경향이 있고, 질량평균 분자량이 300,000을 초과하면, 현상성이 저하하는 경향이 있다.When the said mass average molecular weight is less than 2,000, membrane strength will become inadequate easily, a manufacturing process will become unstable, and when a mass average molecular weight exceeds 300,000, developability will fall.
상기 카르복실기를 갖는 바인더는 단독으로 또는 조합하여 사용해도 좋다. 2종 이상의 바인더의 조합으로는, 코폴리머 성분이 다른 2종 이상의 바인더, 질량평균 분자량이 다른 2종 이상의 바인더 및 분산도가 다른 2종 이상의 바인더 등의 조합을 열거할 수 있다.The binder which has the said carboxyl group may be used individually or in combination. As a combination of 2 or more types of binder, the combination of 2 or more types of binders from which a copolymer component differs, 2 or more types of binders from which a mass mean molecular weight differs, and 2 or more types of binders from which a dispersion degree differs, etc. can be mentioned.
상기 카르복실기를 갖는 바인더에 있어서, 그 카르복실기의 일부 또는 전부가 염기성 물질에 의해 중화될 수 있다. 또한, 상기 바인더는 폴리에스테르 수지, 폴리아미드수지, 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지, 폴리비닐 알콜, 젤라틴 등에서 선택되는 이종의 수지와 조합하여도 좋다.In the binder having the carboxyl group, part or all of the carboxyl group may be neutralized with a basic substance. The binder may be combined with a heterogeneous resin selected from polyester resins, polyamide resins, polyurethane resins, epoxy resins, polyvinyl alcohols, gelatin and the like.
또한, 상기 카르복실기를 갖는 바인더는 일본특허 제2873889호에 기재된 알칼리 수용액에 가용인 수지이어도 좋다.In addition, the binder which has the said carboxyl group may be resin which is soluble in the aqueous alkali solution of Unexamined-Japanese-Patent No. 2873889.
상기 감광층에 있어서의 상기 바인더의 함유량은 특별한 제한없이 적당히 선택할 수 있고; 10~90질량%가 바람직하고, 20~80질량%가 보다 바람직하고, 40~80질량%가 더욱 바람직하다.The content of the binder in the photosensitive layer can be appropriately selected without particular limitation; 10-90 mass% is preferable, 20-80 mass% is more preferable, 40-80 mass% is more preferable.
상기 함유량이 10질량% 미만이면, 알칼리 현상액에 대한 현상성 또는 동장적층판 등의 인쇄배선기판 형성용 기판과의 밀착성이 감소하는 경향이 있고, 그 함유량이 90질량%를 초과하면, 현상시 안정성 또는 경화막 또는 텐팅막의 강도가 불충분해질 수 있다. 바인더의 함유량은 바인더 함유량과 필요에 따라 병용되는 부가 고분자 바인더 함유량의 전체 함유량으로서 생각될 수 있다.When the content is less than 10% by mass, the adhesion to an alkaline developer or adhesion with a substrate for forming a printed wiring board, such as a copper clad laminate, tends to decrease, and when the content exceeds 90% by mass, stability at development or The strength of the cured film or tenting film may become insufficient. Content of a binder can be considered as total content of binder content and the addition polymer binder content used together as needed.
상기 바인더의 산가로는 목적에 따라서 적당히 선택될 수 있고; 70~250mgKOH/g이 바람직하고, 90~200mgKOH/g이 보다 바람직하고, 100~180mgKOH/g이 더욱 바람직하다.The acid value of the binder may be appropriately selected depending on the purpose; 70-250 mgKOH / g is preferable, 90-200 mgKOH / g is more preferable, 100-180 mgKOH / g is still more preferable.
상기 산가가 70mgKOH/g 미만이면, 현상성이 불충분해질 수 있고, 해상성이 부족하게 되거나, 또는 배선패턴 등의 영구패턴을 정밀하게 얻을 수 없고, 또한 산가가 250mgKOH/g을 초과하면, 패턴의 현상액에 대한 내성 및/또는 패턴의 밀착성이 열화될 수 있으므로, 배선패턴 등의 영구패턴을 정밀하게 형성할 수 없다.If the acid value is less than 70 mgKOH / g, developability may be insufficient, resolution may be insufficient, or a permanent pattern such as a wiring pattern cannot be obtained accurately, and if the acid value exceeds 250 mgKOH / g, Since resistance to the developer and / or adhesion of the pattern may be degraded, permanent patterns such as wiring patterns cannot be precisely formed.
<중합성 화합물><Polymeric Compound>
상기 중합성 화합물은 특별한 제한없이 적당히 선택될 수 있고; 중합성 화합물이 우레탄기 및/또는 아릴기를 갖는 모노머 또는 올리고머인 것이 바람직하고; 이 중합성 화합물은 2종 이상의 중합성 기를 갖는 것이 바람직하다.The polymerizable compound may be appropriately selected without particular limitation; It is preferable that a polymeric compound is a monomer or oligomer which has a urethane group and / or an aryl group; It is preferable that this polymeric compound has 2 or more types of polymeric groups.
상기 중합성 기의 예로는 (메타)아크릴로일기, (메타)아크릴아미드기, 스티릴기, 비닐기(예컨대, 비닐 에스테르, 비닐에테르) 및 알릴기(예컨대, 알릴에테르, 알릴에스테르) 등의 에틸렌성 불포화 결합; 및 에폭시기 및 옥세탄기 등의 중합성 환상 에테르기가 열거된다. 이들 중에서, 에틸렌성 불포화 결합이 바람직하다.Examples of the polymerizable group include ethylene such as a (meth) acryloyl group, a (meth) acrylamide group, a styryl group, a vinyl group (eg, vinyl ester, vinyl ether), and an allyl group (eg, allyl ether, allyl ester). Sex unsaturated bonds; And polymerizable cyclic ether groups such as epoxy groups and oxetane groups. Among these, ethylenically unsaturated bonds are preferable.
-우레탄기를 갖는 모노머-Monomer having a urethane group
상기 우레탄기를 갖는 모노머는 특별한 제한없이 적당히 선택할 수 있고; 그 예로는 일본 특허공고 소48-41708호, 일본 특허공개 소51-37193호, 일본 특허공고 평5-50737호, 일본 특허공고 평7-7208호 및 일본 특허공개 2001-154346호, 일본 특허공개 2001-356476호 공보 등에 기재되어 있는 것들이 열거되고; 구체적으로 분자중에 2개 이상의 이소이아네이트기를 갖는 폴리이소시아네이트와 분자중에 히드록시기를 갖는 비닐 모노머의 부가 생성물이 열거된다.The monomer having the urethane group can be appropriately selected without particular limitation; Examples include Japanese Patent Publication No. 48-41708, Japanese Patent Publication No. 51-37193, Japanese Patent Publication No. 5-50737, Japanese Patent Publication No. 7-7208 and Japanese Patent Publication 2001-154346, Japanese Patent Publication Those listed in 2001-356476, etc. are listed; Specifically, addition products of polyisocyanates having two or more isocyanate groups in a molecule and vinyl monomers having a hydroxy group in a molecule are listed.
상기 분자중에 2개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 폴리이소시아네이트 화합물의 예로는 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트, 톨루엔 디이소시아네이트, 페닐렌 디이소시아네이트, 노르보넨 디이소시아네이트, 디페닐 디이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트 및 3,3'디메틸-4,4'-디페닐 디이소시아네이트 등의 디이소시아네이트류; 이들 디이소시아네이트와 2관능 알콜의 중부가 생성물로, 그 양단부 각각이 이소시아테이트기인 중부가 생성물; 상기 디이소시아네이트 또는 이소시아네이트의 뷰렛 등의 트라이머; 상기 디이소시아네이트류의 디이소시아네이트와, 트리메티롤 프로판, 펜타에리쓰리톨 및 글리세린 등의 다관능 알콜 또는 에틸렌옥사이드와의 부가 생성물의 다관능 알콜로부터 얻어진 부가 생성물이 열거된다.Examples of the polyisocyanate compound having two or more isocyanate groups in the molecule include hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, xylene diisocyanate, toluene diisocyanate, phenylene diisocyanate, norbornene diisocyanate, di Diisocyanates such as phenyl diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate and 3,3'dimethyl-4,4'-diphenyl diisocyanate; Polyaddition products of these diisocyanates and difunctional alcohols, each end of which is an isocyanate group; Trimers, such as the said diisocyanate or the biuret of an isocyanate; The addition product obtained from the polyfunctional alcohol of the addition product of the diisocyanate of the said diisocyanate with polyfunctional alcohols, such as a trimetholol propane, pentaerythritol, and glycerin, or ethylene oxide is mentioned.
상기 분자중에 히드록시기를 갖는 비닐 모노머의 예로는 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 옥타에틸렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 테트라프로필렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 옥타프로필렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 디부틸렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 트리부틸렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 테트라부틸렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 옥타부틸렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 폴리부틸렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 트리메티롤프로판 (메타)아크릴레이트 및 펜타에리쓰리톨 (메타)아크릴레이트가 열거된다. 또한 에틸렌 옥사이드와 프로필렌 옥사이드의 랜덤 또는 블록 코폴리머 등의 다른 알킬렌 옥사이드를 갖는 디올 분자의 일단부에 (메타)아크릴레이트를 갖는 비닐 모노머가 열거된다.Examples of the vinyl monomer having a hydroxy group in the molecule include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, diethylene glycol mono (meth) ) Acrylate, triethylene glycol mono (meth) acrylate, tetraethylene glycol mono (meth) acrylate, octaethylene glycol mono (meth) acrylate, polyethylene glycol mono (meth) acrylate, dipropylene glycol mono (meth) Acrylate, tripropylene glycol mono (meth) acrylate, tetrapropylene glycol mono (meth) acrylate, octapropylene glycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol mono (meth) acrylate, dibutylene glycol mono (meth) Acrylate, tributylene glycol mono (meth) acrylate, tetrabutylene glycol mono (meth) acrylate The agent, octa-butylene glycol mono (meth) acrylate, polybutylene glycol mono (meth) acrylate, trimethylolpropane (meth) acrylate, and pentaerythritol (meth) acrylate are exemplified. Also listed are vinyl monomers having (meth) acrylates at one end of diol molecules having other alkylene oxides, such as random or block copolymers of ethylene oxide and propylene oxide.
상기 우레탄기를 갖는 모노머의 예로는 트리(메타)아크릴로일옥시에틸 이소시아누레이트, 디(메타)아크릴화 이소시아누레이트 및 에틸렌옥사이드 변성 이소시아누르산의 트리(메타)아크릴레이트 등의 이소시아누레이트환을 갖는 화합물이 열거된다. 이들 중에서도, 일반식(13) 또는 일반식(14)으로 표시되는 화합물이 바람직하고; 텐팅성의 관점에서 적어도 일반식(14)으로 표시되는 화합물을 함유하는 것이 특히 바람직하다. 이들 화합물은 단독으로 또는 조합하여 사용되어도 좋다.Examples of the monomer having a urethane group include isosi such as tri (meth) acryloyloxyethyl isocyanurate, di (meth) acrylated isocyanurate and tri (meth) acrylate of ethylene oxide-modified isocyanuric acid. The compound which has an anurate ring is mentioned. Among these, the compound represented by General formula (13) or General formula (14) is preferable; It is especially preferable to contain the compound represented by general formula (14) at least from a tentability property. These compounds may be used alone or in combination.
상기 일반식(13) 및 (14)에 있어서, R1~R3은 수소원자 또는 메틸기를 각각 나타내고; X1~X3은 알킬렌옥사이드를 나타내고, 서로 같거나 달라도 좋다.In the formulas (13) and (14), R 1 to R 3 each represent a hydrogen atom or a methyl group; X 1 to X 3 represent an alkylene oxide and may be the same or different from each other.
상기 알킬렌옥사이드기의 예로는 에틸렌 옥사이드기, 프로필렌 옥사이드기, 부틸렌 옥사이드기, 펜틸렌 옥사이드기, 헥실렌 옥사이드기, 및 랜덤 또는 블록의 조합기가 열거된다. 이들 중에서도, 에틸렌옥사이드기, 프로필렌옥사이드기, 부틸렌옥사이드기 및 그 조합기가 바람직하고; 에틸렌 옥사이드기 및 프로필렌 옥사이드기가 보다 바람직하다.Examples of the alkylene oxide groups include ethylene oxide groups, propylene oxide groups, butylene oxide groups, pentylene oxide groups, hexylene oxide groups, and random or block combination groups. Among these, ethylene oxide groups, propylene oxide groups, butylene oxide groups and combinations thereof are preferable; Ethylene oxide group and propylene oxide group are more preferable.
상기 일반식(13) 및 (14)에 있어서, m1~m3은 1~60의 정수, 바람직하게는 2~30의 정수, 더욱 바람직하게는 4~15의 정수를 나타낸다.In General Formulas (13) and (14), m1 to m3 represent an integer of 1 to 60, preferably an integer of 2 to 30, and more preferably an integer of 4 to 15.
상기 일반식(13) 및 (14)에 있어서, Y1 및 Y2는 알킬렌기, 아릴렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, 카르보닐기(-CO-), 산소원자, 황원자, 이미노기(-NH-), 이미노기의 수소원자가 1가의 탄화수소기로 치환된 치환 이미노기, 술포닐기(-SO2-) 및 이들의 조합기 등의 탄소원자 2~30개의 2가의 유기기를 나타내고; 이들 중에서도, 알킬렌기, 아릴렌기 및 그 조합기가 바람직하다.In the general formulas (13) and (14), Y 1 and Y 2 are an alkylene group, arylene group, alkenylene group, alkynylene group, carbonyl group (-CO-), oxygen atom, sulfur atom, imino group (-NH -) A divalent organic group having 2 to 30 carbon atoms, such as a substituted imino group, a sulfonyl group (-SO 2- ), and a combination thereof in which a hydrogen atom of the imino group is substituted with a monovalent hydrocarbon group; Among these, an alkylene group, an arylene group, and its combination group are preferable.
상기 알킬렌기는 분기구조 또는 환구조이어도 좋고; 알킬렌기의 예로는 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 이소프로필렌기, 부틸렌기, 이소부틸렌기, 펜틸렌기, 네오펜틸렌기, 헥실렌기, 트리메틸헥실렌기, 시클로헥실렌기, 헵틸렌기, 옥틸렌기, 2-에틸헥실렌기, 노닐렌기, 데실렌기, 도데실렌기, 옥타데실렌기 및 하기일반식으로 표시되는 기가 열거된다.The alkylene group may be branched or cyclic; Examples of the alkylene group include methylene group, ethylene group, propylene group, isopropylene group, butylene group, isobutylene group, pentylene group, neopentylene group, hexylene group, trimethylhexylene group, cyclohexylene group, heptylene group and octyl The group represented by a ethylene group, 2-ethylhexylene group, a nonylene group, a decylene group, a dodecylene group, an octadecylene group, and the following general formula is mentioned.
상기 아릴렌기는 탄화수소기로 치환되어도 좋고; 아릴렌기의 예로는 페닐렌기, 트릴렌기, 디페닐렌기, 나프틸렌기 및 하기 기가 열거된다.The arylene group may be substituted with a hydrocarbon group; Examples of the arylene group include phenylene group, triylene group, diphenylene group, naphthylene group and the following groups.
상기 그 조합기로는 크실렌기가 열거된다.As said combiner, a xylene group is mentioned.
상기 알킬렌기, 아릴렌기 및 그 조합기로는 치환기를 더 갖고 있어도 좋고;상기 치환기의 예로는 불소원자, 염소원자, 브롬원자 및 요오드원자 등의 할로겐원자; 아릴기; 메톡시기, 에톡시기 및 2-에톡시에톡시기 등의 에톡시기; 페녹시기 등의 아릴옥시기; 아세틸기 및 프로피오닐기 등의 아실기; 아세톡시기 및 부틸릴옥시기 등의 아실옥시기; 메톡시카르보닐기 및 에톡시카르보닐기 등의 알콕시카르보닐기; 및 페녹시카르보닐기 등의 아릴옥시카르보닐기가 열거된다.The alkylene group, arylene group and the combination group may further have a substituent; Examples of the substituent include halogen atoms such as fluorine atom, chlorine atom, bromine atom and iodine atom; Aryl group; Ethoxy groups such as methoxy group, ethoxy group and 2-ethoxyethoxy group; Aryloxy groups such as phenoxy group; Acyl groups, such as an acetyl group and a propionyl group; Acyloxy groups such as acetoxy group and butylyloxy group; Alkoxycarbonyl groups such as methoxycarbonyl group and ethoxycarbonyl group; And aryloxycarbonyl groups such as phenoxycarbonyl group.
상기 일반식(13) 또는 (14)에 있어서, "n"은 3~6의 정수를 나타내고, 중합성 모노머를 합성하기 위한 원료 공급성의 관점에서 "n"은 3, 4 또는 6인 것이 바람직하다.In the said General formula (13) or (14), it is preferable that "n" represents the integer of 3-6, and "n" is 3, 4, or 6 from a viewpoint of the raw material supply property for synthesizing a polymerizable monomer. .
상기 일반식(13) 및 (14)에 있어서, "n"은 3~6의 정수를 나타내고; Z는 n가(n=3~6)의 연결기를 나타내고, Z의 예로는 하기 기가 열거된다.In the formulas (13) and (14), "n" represents an integer of 3 to 6; Z represents a n-valent (n = 3-6) linking group, and the following group is listed as an example of Z.
상기 일반식에 있어서, X4는 알킬렌옥사이드를 나타내고; m4는 1~20의 정수를 나타내고; "n"은 3~6의 정수를 나타내고; A는 "n"가(n=3~6)의 유기기를 나타낸다.In the above general formula, X 4 represents an alkylene oxide; m4 represents the integer of 1-20; "n" represents the integer of 3-6; A represents an organic group in which "n" is (n = 3 to 6).
상기 유기기의 A의 예로는 n가 지방족기, n가 방향족, 및 이들 기와 알킬렌기, 아릴렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, 카르보닐기, 산소원자, 황원자, 이미노기, 이 이미노기의 수소원자가 1가의 탄화수소기로 치환된 치환 이미노기, 및 술포닐기(-SO2-)의 조합기가 열거되고; n가의 지방족기, n가의 방향족기, 및 이들 기와 알킬렌기, 아릴렌기 또는 산소원자의 조합기가 보다 바람직하고; n가의 지방족기 및 n가의 지방족기와 알킬렌기 또는 산소원자의 조합기가 더욱 바람직하다.Examples of A of the organic group include n-valent aliphatic groups, n-valent aromatics, and these groups and alkylene groups, arylene groups, alkenylene groups, alkynylene groups, carbonyl groups, oxygen atoms, sulfur atoms, imino groups, and hydrogen atoms of these imino groups A substituted imino group substituted with a monovalent hydrocarbon group, and a combination group of a sulfonyl group (-SO 2- ); n-valent aliphatic groups, n-valent aromatic groups, and combinations of these groups with alkylene groups, arylene groups or oxygen atoms are more preferable; More preferred are n-valent aliphatic groups and combinations of n-valent aliphatic groups with alkylene groups or oxygen atoms.
상기 유기기의 A의 탄소원자의 수는 1~100개가 바람직하고, 1~50개가 보다 바람직하고, 3~30개가 더욱 바람직하다.1-100 are preferable, as for the number of carbon atoms of A of the said organic group, 1-50 are more preferable, and its 3-30 pieces are more preferable.
상기 n가의 지방족기는 분기 또는 환구조이어도 좋다. 상기 지방족기의 탄소원자의 수는 1~30개가 바람직하고, 1~20개가 보다 바람직하고, 3~10개가 더욱 바람직하다.The n-valent aliphatic group may have a branched or cyclic structure. 1-30 are preferable, as for the number of the carbon atoms of the said aliphatic group, 1-20 are more preferable, and 3-10 are more preferable.
상기 방향족기의 탄소원자의 수는 6~100개가 바람직하고, 6~50개가 보다 바람직하고, 6~30개가 더욱 바람직하다.6-100 are preferable, as for the number of carbon atoms of the said aromatic group, 6-50 are more preferable, and 6-30 are more preferable.
상기 n가의 지방족기 및 n가의 방향족기는 치환기를 더 갖고 있어도 좋고; 상기 치환기의 예로는 히드록시기; 불소원자, 염소원자, 브롬원자 및 요오드원자 등의 할로겐원자; 아릴기; 메톡시기, 에톡시기 및 2-에톡시에톡시기 등의 알콕시기; 페녹시기 등의 아릴옥시기; 아세틸기 및 프로피오닐기 등의 아실기; 아세톡시기 및 부틸릴옥시기 등의 아실옥시기; 메톡시카르보닐기 및 에톡시카르보닐기 등의 알콕시 카르보닐기; 및 페녹시카르보닐기 등의 아릴옥시카르보닐기가 열거된다.The n-valent aliphatic group and n-valent aromatic group may further have a substituent; Examples of the substituent include a hydroxy group; Halogen atoms such as fluorine atom, chlorine atom, bromine atom and iodine atom; Aryl group; Alkoxy groups, such as a methoxy group, an ethoxy group, and 2-ethoxyethoxy group; Aryloxy groups such as phenoxy group; Acyl groups, such as an acetyl group and a propionyl group; Acyloxy groups such as acetoxy group and butylyloxy group; Alkoxycarbonyl groups such as methoxycarbonyl group and ethoxycarbonyl group; And aryloxycarbonyl groups such as phenoxycarbonyl group.
상기 알킬렌기는 분기구조 또는 환구조이어도 좋다. 상기 알킬렌기의 탄소원자의 수는 1~18개가 바람직하고, 1~10개가 보다 바람직하다.The alkylene group may have a branched structure or a cyclic structure. 1-18 are preferable and, as for the number of carbon atoms of the said alkylene group, 1-10 are more preferable.
상기 아릴렌기는 탄화수소기로 더 치환되어 있어도 좋다. 상기 아릴렌기의 탄소원자의 수는 6~18개가 바람직하고, 6~10개가 보다 바람직하다.The arylene group may be further substituted with a hydrocarbon group. 6-18 are preferable and, as for the number of carbon atoms of the said arylene group, 6-10 are more preferable.
상기 치환 이미노기의 탄화수소기의 탄소원자의 수는 1~18개가 바람직하고, 1~10개가 보다 바람직하다.1-18 are preferable and, as for the number of carbon atoms of the hydrocarbon group of the said substituted imino group, 1-10 are more preferable.
이하에, 상기 유기기의 A의 바람직한 예는 다음과 같다.Below, the preferable example of A of the said organic group is as follows.
상기 일반식(13) 및 (14)으로 표시되는 화합물로는 구체적으로 하기 일반식(15)~(37)으로 표시되는 화합물이 열거된다.As a compound represented by the said General formula (13) and (14), the compound specifically, represented by following General formula (15)-(37) is mentioned.
상기 일반식(15)~(37)에 있어서, n, n1, n2 및 m의 각각은 1~60의 정수를 나타내고; ℓ은 1~20의 정수를 나타내고; R은 수소원자 또는 메틸기를 나타낸다.In the formulas (15) to (37), each of n, n1, n2, and m represents an integer of 1 to 60; L represents an integer of 1 to 20; R represents a hydrogen atom or a methyl group.
-아릴기를 갖는 모노머-Monomer having an aryl group
상기 아릴기를 갖는 모노머로는 아릴기를 갖는 모노머이면 특별한 제한없이 적당히 선택할 수 있고; 아릴기를 갖는 모노머의 예로는 아릴기를 갖는 다가 알콜 화합물, 다가 아민 화합물 및 다가 아미노알콜 화합물 중 적어도 하나와 불포화 카르복실산 중 적어도 하나 사이의 에스테르 또는 아미드가 열거된다.As the monomer having an aryl group, any monomer having an aryl group can be appropriately selected without particular limitation; Examples of the monomer having an aryl group include esters or amides between at least one of a polyhydric alcohol compound, a polyvalent amine compound, and a polyvalent aminoalcohol compound having an aryl group and at least one of an unsaturated carboxylic acid.
상기 아릴기를 갖는 다가 알콜 화합물, 다가 아민 화합물 및 다가 아미노알콜 화합물의 예로는 폴리스티렌 옥사이드, 크실렌디올, 디-(β-히드록시에톡시)벤젠, 1,5-디히드록시-1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌, 2,2-디페닐-1,3-프로판디올, 히드록시벤질알콜, 히드록시에틸 레조르시놀, 1-페닐-1,2-에탄디올, 2,3,5,6-테트라메틸-p-크실렌-α,α'-디올, 1,1,4,4-테트라페닐-1,4-부탄디올, 1,1,4,4-테트라페닐-2-부틴-1,4-디올, 1,1'-비-2-나프톨, 디히드록시나프탈렌, 1,1'-메틸렌-디-2-나프톨, 1,2,4-벤젠트리올, 비페놀, 2,2'-비스(4-히드록시페닐)부탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산, 비스(히드록시페닐)메탄, 카테콜, 4-클로로레조르시놀, 하이드로퀴논, 히드록시벤질 알콜, 메틸하이드로퀴논, 메틸렌-2,4,6-트리히드록시벤조에이트, 플루오로글루시놀, 피로갈롤, 레조르시놀, α-(1-아미노에틸)-p-히드록시벤질알콜 및 3-아미노-4-히드록시페닐술폰이 열거된다.Examples of the polyhydric alcohol compound, polyvalent amine compound and polyvalent aminoalcohol compound having the aryl group include polystyrene oxide, xylenediol, di- (β-hydroxyethoxy) benzene, 1,5-dihydroxy-1,2,3 , 4-tetrahydronaphthalene, 2,2-diphenyl-1,3-propanediol, hydroxybenzyl alcohol, hydroxyethyl resorcinol, 1-phenyl-1,2-ethanediol, 2,3,5, 6-tetramethyl-p-xylene-α, α'-diol, 1,1,4,4-tetraphenyl-1,4-butanediol, 1,1,4,4-tetraphenyl-2-butyne-1, 4-diol, 1,1'-bi-2-naphthol, dihydroxynaphthalene, 1,1'-methylene-di-2-naphthol, 1,2,4-benzenetriol, biphenol, 2,2 ' -Bis (4-hydroxyphenyl) butane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane, bis (hydroxyphenyl) methane, catechol, 4-chlororesorcinol, hydroquinone, hydroxybenzyl Alcohol, methylhydroquinone, methylene-2,4,6-trihydroxybenzoate, fluoroglucinol, pyrogallol, resorcinol, α- (1- Aminoethyl) -p-hydroxybenzyl alcohol and 3-amino-4-hydroxyphenylsulfone are listed.
또한, 크실렌-비스-(메타)아크릴아미드, 노볼락형 에폭시 수지 또는 비스페놀A 디글리시딜에테르 등의 글리시딜 화합물과 α,β-불포화 카르복실산의 부가 생성물; 프탈산 및 트리멜리트산 등의 산과 히드록시기를 함유하는 비닐모노머로부터 얻어지는 에스테르 화합물; 디알릴프탈레이트, 트리알릴트리멜리테이트, 디알릴벤젠 술폰네이트, 비스페놀A 디비닐에테르 등의 중합성 모노머로서의 양이온 중합성의 디비닐에테르류; 노볼락형 에폭시 수지 및 비스페놀A 디글리시딜 에테르 등의 에폭시 화합물; 디비닐프탈레이트, 디비닐테레프탈레이트 및 디비닐벤젠-1,3-디술포네이트 등의 비닐 에스테르류; 및 디비닐벤젠, p-알릴스티렌 및 p-이소프로펜스티렌 등의 스티렌 화합물이 열거된다. 이들 중에서, 하기 일반식(38)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.Moreover, addition product of glycidyl compounds, such as xylene-bis- (meth) acrylamide, a novolak-type epoxy resin, or bisphenol A diglycidyl ether, and (alpha), (beta)-unsaturated carboxylic acid; Ester compounds obtained from vinyl monomers containing an acid such as phthalic acid and trimellitic acid and a hydroxyl group; Cationically polymerizable divinyl ethers as polymerizable monomers such as diallyl phthalate, triallyl trimellitate, diallylbenzene sulfonate and bisphenol A divinyl ether; Epoxy compounds such as novolac type epoxy resins and bisphenol A diglycidyl ether; Vinyl esters such as divinyl phthalate, divinyl terephthalate and divinylbenzene-1,3-disulfonate; And styrene compounds such as divinylbenzene, p-allylstyrene, and p-isopropenestyrene. Among these, the compound represented by the following general formula (38) is preferable.
상기 일반식(38)에 있어서, R4 및 R5은 각각 수소원자 또는 알킬기를 나타낸다.In the formula (38), R 4 and R 5 each represent a hydrogen atom or an alkyl group.
상기 일반식(38)에 있어서, X5 및 X6은 알킬렌 옥사이드기를 각각 나타내고, 알킬렌 옥사이드기는 1종 또는 2종 이상이어도 좋다. 상기 알킬렌 옥사이드기의 예로는 에틸렌 옥사이드기, 프로필렌 옥사이드기, 부틸렌 옥사이드기, 펜틸렌 옥사이드기, 헥실렌 옥사이드기, 및 이들의 랜덤 또는 블록 조합기가 열거된다. 이들 중에서, 에틸렌 옥사이드기, 프로필렌 옥사이드기, 부틸렌 옥사이드기 및 이들의 조합기가 바람직하고; 에틸렌 옥사이드기 및 프로필렌 옥사이드기가 보다 바람직하다.In the said General formula (38), X <5> and X <6> respectively represent an alkylene oxide group, and an alkylene oxide group may be 1 type, or 2 or more types. Examples of the alkylene oxide groups include ethylene oxide groups, propylene oxide groups, butylene oxide groups, pentylene oxide groups, hexylene oxide groups, and random or block combination groups thereof. Among these, ethylene oxide groups, propylene oxide groups, butylene oxide groups and combinations thereof are preferable; Ethylene oxide group and propylene oxide group are more preferable.
상기 일반식(38)에 있어서, m5 및 m6은 각각 1~60의 정수를 나타내고, 바람직하게는 2~30의 정수이고, 더욱 바람직하게는 4~15의 정수이다.In the said General formula (38), m5 and m6 represent the integer of 1-60, respectively, Preferably it is an integer of 2-30, More preferably, it is an integer of 4-15.
상기 일반식(38)에 있어서, T는 메틸렌기, 에틸렌기, MeCMe, CF3cCF3, CO 및 SO2 등의 2가의 연결기를 나타낸다.In the formula (38), T represents a divalent linking group such as methylene group, ethylene group, MeCMe, CF 3 cCF 3 , CO, and SO 2 .
상기 일반식(38)에 있어서, Ar1 및 Ar2은 각각 치환기를 갖고 있어도 좋은 아릴기를 나타내고; Ar1 및 Ar2의 예로는 페닐렌 및 나프틸렌이 열거되고; 그 치환기의 예로는 알킬기, 아릴기, 아랄킬기, 할로겐기, 알콕시기 및 이들의 조합이 열거된다.In the general formula (38), Ar 1 and Ar 2 each represent an aryl group which may have a substituent; Examples of Ar 1 and Ar 2 include phenylene and naphthylene; Examples of the substituents include alkyl groups, aryl groups, aralkyl groups, halogen groups, alkoxy groups and combinations thereof.
상기 아릴기를 갖는 모노머의 구체예로는 2,2-비스[4-(3-(메타)아크릴옥시-2-히드록시프로폭시)페닐]프로판, 2,2-비스[4-((메타)아크릴옥시에톡시)페닐]프로판; 페놀성 OH기 1개에 치환된 에톡시기의 수가 2~20개인 2,2-비스[4-((메타)아크릴로일옥시폴리에톡시)페닐]프로판, 예컨대 2,2-비스[4-((메타)아크릴로일옥시디에톡시)페닐]프로판, 2,2-비스[4-((메타)아크릴로일옥시테트라에톡시)페닐]프로판, 2,2-비스[4-((메타)아크릴로일옥시펜타에톡시)페닐]프로판, 2,2-비스[4-((메타)아크릴로일옥시데카에톡시)페닐]프로판 및 2,2-비스[4-((메타)아크릴로일옥시펜타데카에톡시)페닐]프로판 등; 2,2-비스[4-((메타)아크릴옥시프로폭시)페닐]프로판, 페놀성 OH기 1개에 치환된 에톡시기의 수가 2~20개인 2,2-비스[4-((메타)아크릴로일옥시폴리프로폭시)페닐]프로판, 예컨대 2,2-비스[4-((메타)아크릴로일옥시디프로폭시)페닐]프로판, 2,2-비스[4-((메타)아크릴로일옥시테트라프로폭시)페닐]프로판, 2,2-비스[4-((메타)아크릴로일옥시펜타프로폭시)페닐]프로판, 2,2-비스[4-((메타)아크릴로일옥시데카프로폭시)페닐]프로판, 2,2-비스[4-((메타)아크릴로일옥시펜타데카프로폭시)페닐]프로판 등; WO01/98832호 공보에 기재된 이들 화합물의 에테르 부위로서 한 분자중에 폴리에틸렌 옥사이드 골격 뿐만 아니라 폴리프로필렌 골격도 갖는 화합물, 및 BPE-200, BPE-500 및 BPE-1000(Shin-nakamura Chemical Co. 제품)의 시판품; 및 폴리에틸렌 옥사이드 골격 뿐만 아니라 폴리프로필렌 골격을 갖는 중합성 화합물이 열거된다. 이들 화합물 중에서, 비스페놀A로부터 얻어진 부위는 비스페놀F 또는 비스페놀S 등으로부터 얻어진 부위로 변경되어도 좋다.Specific examples of the monomer having an aryl group include 2,2-bis [4- (3- (meth) acryloxy-2-hydroxypropoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4-((meth) Acryloxyethoxy) phenyl] propane; 2,2-bis [4-((meth) acryloyloxypolyethoxy) phenyl] propane having 2 to 20 ethoxy groups substituted in one phenolic OH group, such as 2,2-bis [4- ((Meth) acryloyloxydiethoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4-((meth) acryloyloxytetraethoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4-((meta ) Acryloyloxypentaethoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4-((meth) acryloyloxydecaethoxy) phenyl] propane and 2,2-bis [4-((meth) acrylic Royloxypentadecaethoxy) phenyl] propane and the like; 2,2-bis [4-((meth) acryloxypropoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4-((meth) having 2 to 20 ethoxy groups substituted in one phenolic OH group Acryloyloxypolypropoxy) phenyl] propane, such as 2,2-bis [4-((meth) acryloyloxydipropoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4-((meth) acrylo Yloxytetrapropoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4-((meth) acryloyloxypentapropoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4-((meth) acryloyloxy Decapropoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4-((meth) acryloyloxypentadecapropoxy) phenyl] propane and the like; Compounds having not only a polyethylene oxide skeleton but also a polypropylene skeleton in one molecule as the ether moiety of these compounds described in WO01 / 98832, and BPE-200, BPE-500 and BPE-1000 (manufactured by Shin-nakamura Chemical Co.) Commercial item; And polymerizable compounds having a polypropylene skeleton as well as a polyethylene oxide skeleton. In these compounds, the site | part obtained from bisphenol A may be changed into the site | part obtained from bisphenol F, bisphenol S, etc.
상기 폴리에틸렌 옥사이드 골격 뿐만 아니라 폴리프로필렌 골격을 갖는 중합성 화합물의 예로는 비스페놀과 에틸렌 옥사이드 또는 프로필렌 옥사이드의 부가 생성물, 및 2-이소시아네이트 에틸(메타)아크릴레이트, α,α-디메틸-비닐벤질이소시아네이트 등의 그 말단에 히드록시기를 갖고, 중부가 생성물로서 얻어지며, 이소시아네이트기와 중합성 기를 갖는 화합물이 열거된다.Examples of the polymerizable compound having a polypropylene skeleton as well as the polyethylene oxide skeleton include addition products of bisphenol and ethylene oxide or propylene oxide, and 2-isocyanate ethyl (meth) acrylate, α, α-dimethyl-vinylbenzyl isocyanate, and the like. The compound which has a hydroxyl group at the terminal, is obtained as a polyaddition product, and has an isocyanate group and a polymeric group is mentioned.
- 그 밖의 중합성 모노머--Other polymerizable monomers-
본 발명에 따른 패턴형성방법에 있어서, 상기 패턴형성재료의 특성을 열화시키지 않는 범위 내에서, 상기 우레탄기 또는 아릴기를 갖는 모노머 또는 아릴기를 갖는 모노머 이외에 중합성 모노머를 사용해도 좋다.In the pattern formation method which concerns on this invention, you may use a polymeric monomer other than the monomer which has the said urethane group or an aryl group, or the monomer which has an aryl group within the range which does not deteriorate the characteristic of the said pattern formation material.
상기 우레탄기 또는 방향족환을 갖는 모노머 이외의 중합성 모노머로는 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 크로톤산 및 이소크로톤산 등의 불포화 카르복실산과 지방족 다가 알콜의 에스테르, 및 불포화 카르복실산과 다가 아민 화합물의 아미드가 열거된다.As a polymerizable monomer other than the monomer which has the said urethane group or aromatic ring, ester of unsaturated carboxylic acid and aliphatic polyhydric alcohol, such as acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, and isocrotonic acid, and unsaturated carboxylic acid and polyhydric amine Amides of the compounds are listed.
상기 불포화 카르복실산과 지방족 다가 알콜의 에스테르의 예로는, (메타)아크릴레이트로서 에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 2~18개의 에틸렌기를 갖는 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 예컨대 디에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 노나에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 도데카에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 및 테트라데카에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트 등; 2~18개의 프로필렌이기를 갖는 프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 예컨대 디프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 테트라프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 도데카프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트 등; 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 프로필렌옥사이드 변성 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리메티롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, 트리메티롤프로판 디(메타)아크릴레이트, 트리메티롤프로판 트리(메타)아크릴로일옥시프로필 에테르, 트리메티롤에탄 트리(메타)아크릴레이트, 1,3-프로판디올 디(메타)아크릴레이트, 1,3-부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 테트라메틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 1,4-시클로헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 1,2,4-부탄트리올 트리(메타)아크릴레이트, 1,5-펜탄디올 (메타)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 소르비톨 트리(메타)아크릴레이트, 소르비톨 테트라(메타)아크릴레이트, 소르비톨 펜타(메타)아크릴레이트, 소르비톨 헥사(메타)아크릴레이트, 디메티롤 디시클로펜탄 디(메타)아크릴레이트, 트리시클로데칸 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 변성 트리메티롤프로판 디(메타)아크릴레이트 등; 에틸렌글리콜쇄와 프로필렌글리콜쇄 중 적어도 각각 하나를 갖는 알킬렌글리콜쇄의 디(메타)아크릴레이트, 예컨대WO01/98832호 공보에 기재된 화합물 등; 에틸렌옥사이드 및 프로필렌옥사이드 중 적어도 하나를 부가한 트리메티롤프로판의 트리(메타)아크릴레이트; 폴리부틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 글리세린 디(메타)아크릴레이트, 글리세린 트리(메타)아크릴레이트 및 크실레놀 디(메타)아크릴레이트가 열거된다.Examples of the ester of the unsaturated carboxylic acid and aliphatic polyhydric alcohol include ethylene glycol di (meth) acrylate as (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate having 2 to 18 ethylene groups, such as diethylene glycol di (Meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, nonaethylene glycol di (meth) acrylate, dodecaethylene glycol di (meth) acrylate, and tetradeca Ethylene glycol di (meth) acrylate and the like; Propylene glycol di (meth) acrylate having 2 to 18 propylene groups such as dipropylene glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, tetrapropylene glycol di (meth) acrylate, dodecapropylene Glycol di (meth) acrylates and the like; Neopentylglycol di (meth) acrylate, ethylene oxide modified neopentylglycol di (meth) acrylate, propylene oxide modified neopentylglycol di (meth) acrylate, trimetholpropane tri (meth) acrylate, trimetholol Propane di (meth) acrylate, trimetholpropane tri (meth) acryloyloxypropyl ether, trimetholethane tri (meth) acrylate, 1,3-propanediol di (meth) acrylate, 1,3 -Butanediol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, tetramethylene glycol di (meth) acrylate, 1,4-cyclohexane Diol di (meth) acrylate, 1,2,4-butanetriol tri (meth) acrylate, 1,5-pentanediol (meth) acrylate, pentaerythritol di (meth) acrylate, pentaeryth Lithol tri (meth) acrylate, penta Ritthritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, sorbitol tri (meth) acrylate, sorbitol tetra (meth) acrylate, sorbitol Penta (meth) acrylate, sorbitol hexa (meth) acrylate, dimethylol dicyclopentane di (meth) acrylate, tricyclodecane di (meth) acrylate, neopentyl glycol modified trimetholpropane di (meth) acrylic Rate and the like; Di (meth) acrylates of alkylene glycol chains having at least one of an ethylene glycol chain and a propylene glycol chain, such as the compounds described in WO01 / 98832; Tri (meth) acrylate of trimetholpropane added with at least one of ethylene oxide and propylene oxide; Polybutylene glycol di (meth) acrylate, glycerin di (meth) acrylate, glycerin tri (meth) acrylate and xylenol di (meth) acrylate.
상기 (메타)아크릴레이트 중에서, 그 입수 용이성의 점에서 에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜쇄및 프로필렌글리콜쇄 중 적어도 각각 하나를 갖는 알킬렌글리콜쇄의 디(메타)아크릴레이트, 트리메티롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 트리아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 디(메타)아크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 글리세린 트리(메타)아크릴레이트, 글리세린 디(메타)아크릴레이트, 1,3-프로판디올 디(메타)아크릴레이트, 1,2,4-부탄트리올 트리(메타)아크릴레이트, 1,4-시클로헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 1,5-펜탄디올 (메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 및 에틸렌옥사이드 부가 트리메티롤프로판의 트리(메타)아크릴레이트가 바람직하다.Ethylene glycol di (meth) acrylate, polyethyleneglycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate in the said (meth) acrylate from the point of the availability. Di (meth) acrylate, trimetholpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, pentaene of an alkylene glycol chain having at least one of an ethylene glycol chain and a propylene glycol chain Rithritol triacrylate, pentaerythritol di (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, glycerin tri (meth) acrylate, glycerin Di (meth) acrylate, 1,3-propanediol di (meth) acrylate, 1,2,4-butanetriol tri (meth) acrylate, 1,4-cyclohexanedi The di (meth) acrylate, 1,5-pentanediol (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, and ethylene oxide addition tri (meth) acrylate of trimethylolpropane are preferred.
상기 이타콘산과 상기 지방족 다가 알콜 화합물의 에스테르, 즉 이타코네이트의 예로는 에틸렌글리콜 디이타코네이트, 프로필렌글리콜 디이타코네이트, 1,3-부탄디올 디이타코네이트, 1,4-부탄디올 디이타코네이트, 테트라메틸렌 글리콜 디이타코네이트, 펜타에리쓰리톨 디이타코네이트 및 소르비톨 테트라이타코네이트가 열거된다.Examples of the ester of the itaconic acid and the aliphatic polyhydric alcohol compound, i. Methylene glycol diitaconate, pentaerythritol diitaconate and sorbitol tetraitaconate are listed.
상기 크로톤산과 상기 지방족 다가 알콜 화합물의 에스테르, 즉 크로토네이트의 예로는 에틸렌글리콜 디크로토네이트, 테트라메틸렌 글리콜 디크로토네이트, 펜타에리쓰리톨 디크로토네이트 및 소르비톨 테트라크로토네이트가 열거된다.Examples of esters of the crotonic acid and the aliphatic polyhydric alcohol compounds, ie crotonates, include ethylene glycol dicrotonate, tetramethylene glycol dicrotonate, pentaerythritol dicrotonate and sorbitol tetracrotonate.
상기 이소크로톤산과 상기 지방족 다가 알콜 화합물의 에스테르, 즉 이소크로토네이트의 예로는 에틸렌글리콜 디이소크로토네이트, 펜타에리쓰리톨 디이소크로토네이트 및 소르비톨 테트라이소크로토네이트가 열거된다.Examples of esters of the isocrotonic acid with the aliphatic polyhydric alcohol compounds, i.e. isocrotonates, include ethylene glycol diisocrotonate, pentaerythritol diisocrotonate and sorbitol tetraisocrotonate.
상기 말레산과 상기 지방족 다가 알콜 화합물의 에스테르, 즉 말레이트의 예로는 에틸렌글리콜 디말레이트, 트리에틸렌글리콜 디말레이트, 펜타에리쓰리톨 디말레이트 및 소르비톨 테트라말레이트가 열거된다.Examples of the ester of the maleic acid and the aliphatic polyhydric alcohol compound, namely maleate, include ethylene glycol dimaleate, triethylene glycol dimaleate, pentaerythritol dimaleate and sorbitol tetramaleate.
상기 다가 아민 화합물과 상기 불포화 카르복실산으로부터 유도되는 아미드의 예로는 메틸렌 비스(메타)아크릴아미드, 에틸렌 비스(메타)아크릴아미드, 1,6-헥사메틸렌 비스(메타)아크릴아미드, 옥타메틸렌 비스(메타)아크릴아미드, 디에틸렌트리아민 트리스(메타)아크릴아미드 및 디에틸렌트리아민 비스(메타)아크릴아미드가 열거된다.Examples of the amide derived from the polyvalent amine compound and the unsaturated carboxylic acid include methylene bis (meth) acrylamide, ethylene bis (meth) acrylamide, 1,6-hexamethylene bis (meth) acrylamide, octamethylene bis ( Meta) acrylamide, diethylenetriamine tris (meth) acrylamide and diethylenetriamine bis (meth) acrylamide.
상기 중합성 모노머로서, 부탄디올-1,4-디글리시딜에테르, 시클로헥산디메탄올글리시딜에테르, 에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 디에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 디프로필렌글리콜 디글리시딜에테르, 헥산디올 디글리시딜에테르, 트리메티롤프로판 트리글리시딜에테르, 펜타에리쓰리톨 테트라글리시딜에테르 및 글리세린트리글리시딜 에테르 등의 글리시딜기를 갖는 화합물에 α,β-불포화 카르복실산을 부가함으로써 얻어지는 화합물; 일본 특허공개 소48-64183호, 일본 특허공고 소49-43191호, 일본 특허공고 소52-30490호 공보에 기재되어 있는 폴리에스테르 아크릴레이트 및 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트 올리고머류; 부탄디올-1,4-디글리시딜에테르, 시클로헥산디메탄올 글리시딜에테르, 디에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 디프로필렌글리콜 디글리시딜에테르, 헥산디올 디글리시딜에테르, 트리메티롤프로판 트리글리시딜에테르, 펜타에리쓰리톨 테트라글리시딜에테르 및 글리세린 트리글리시딜에테르 등의 메타크릴산 에폭시 화합물간 반응으로부터 얻어지는 에폭시아크릴레이트 등의 다관능 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트류; Adhesion Society of Japan, Vol.20, No.7, pp.300~308(1984)에 기재된 광경화성 모노머 및 올리고머류; 디알릴 프탈레이트, 디알릴 아디페이트 및 디알릴 말로네이트 등의 알릴 에스테르류; 디알릴 아세트아미드 등의 디알릴아미드류; 부탄디올-1,4-디비닐에테르, 시클로헥산 디메탄올 디비닐에테르, 에틸렌글리콜 디비닐에테르, 디에틸렌 글리콜디비닐에테르, 디프로필렌글리콜 디비닐에테르, 헥산디올 디비닐에테르, 트리메티롤프로판 트리비닐에테르, 펜타에리쓰리톨 테트라비닐에테르 및 글리세린 트리비닐에테르 등의 양이온 중합성 디비닐에테르류; 부탄디올-1,4-디글리시딜에테르, 시클로헥산디메탄올 글리시딜에테르, 에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 디에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 디프로필렌글리콜 디글리시딜에테르, 헥산디올 디글리시딜에테르, 트리메티롤프로판 트리글리시딜에테르, 펜타에리쓰리톨 테트라글리시딜에테르 및 글리세린 트리글리시딜에테르 등의 에폭시 화합물류; 1,4-비스[(3-에틸-3-옥세타닐메톡시)메틸]벤젠 등의 옥세탄 및 WO01/22165호 공보에 기재된 것들; N-β-히드록시에틸-β-메타크릴아미드 에틸아크릴레이트, N,N-비스(β-메타크릴록시에틸)아크릴아미드, 아크릴메타크릴레이트 등의 이종의 에틸렌성 불포화 이중결합을 2개 이상 갖는 화합물이 열거된다.As said polymerizable monomer, butanediol-1,4- diglycidyl ether, cyclohexane dimethanol glycidyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether, diethylene glycol diglycidyl ether, dipropylene glycol diglyci Α, β-unsaturated car to compounds having glycidyl groups such as dil ether, hexanediol diglycidyl ether, trimetholpropane triglycidyl ether, pentaerythritol tetraglycidyl ether and glycerin triglycidyl ether Compounds obtained by adding an acid; Polyester acrylates and polyester (meth) acrylate oligomers described in Japanese Patent Laid-Open No. 48-64183, Japanese Patent Laid-Open No. 49-43191, and Japanese Patent Laid-Open No. 52-30490; Butanediol-1,4-diglycidyl ether, cyclohexanedimethanol glycidyl ether, diethylene glycol diglycidyl ether, dipropylene glycol diglycidyl ether, hexanediol diglycidyl ether, trimetholol Polyfunctional acrylates or methacrylates such as epoxy acrylate obtained from a reaction between methacrylic acid epoxy compounds such as propane triglycidyl ether, pentaerythritol tetraglycidyl ether and glycerin triglycidyl ether; Photocurable monomers and oligomers described in Adhesion Society of Japan, Vol. 20, No. 7, pp. 300-308 (1984); Allyl esters such as diallyl phthalate, diallyl adipate and diallyl malonate; Diallylamides, such as diallyl acetamide; Butanediol-1,4-divinyl ether, cyclohexane dimethanol divinyl ether, ethylene glycol divinyl ether, diethylene glycol divinyl ether, dipropylene glycol divinyl ether, hexanediol divinyl ether, trimetholpropane trivinyl Cationically polymerizable divinyl ethers such as ether, pentaerythritol tetravinyl ether and glycerin trivinyl ether; Butanediol-1,4-diglycidyl ether, cyclohexanedimethanol glycidyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether, diethylene glycol diglycidyl ether, dipropylene glycol diglycidyl ether, hexanediol diol Epoxy compounds such as glycidyl ether, trimetholpropane triglycidyl ether, pentaerythritol tetraglycidyl ether, and glycerin triglycidyl ether; Oxetane, such as 1,4-bis [(3-ethyl-3-oxetanylmethoxy) methyl] benzene and those described in WO 01/22165; Two or more different ethylenically unsaturated double bonds such as N-β-hydroxyethyl-β-methacrylamide ethyl acrylate, N, N-bis (β-methacryloxyethyl) acrylamide, and acryl methacrylate The compound which has is enumerated.
상기 비닐 에스테르의 예로는 디비닐숙시네이트 및 디비닐아디페이트가 열거된다.Examples of such vinyl esters include divinyl succinate and divinyl adipate.
이들 다관능 모노머 또는 올리고머는 단독으로 또는 조합하여 사용해도 좋다.These polyfunctional monomers or oligomers may be used alone or in combination.
상기 중합성 모노머는 분자중에 중합성 기를 1개 함유하는 중합성 화합물, 즉 단관능 모노머와 조합되어도 좋다.The polymerizable monomer may be combined with a polymerizable compound containing one polymerizable group in a molecule, that is, a monofunctional monomer.
상기 단관능 모노머의 예로는 상기 바인더의 원료로서 예시한 화합물, 모노-(메타)아크릴로일옥시알킬에스테르, 모노-히드록시알킬에스테르 및 γ-클로로-β-히드록시프로필-β'-메타크릴로일옥시에틸-o-프탈레이트 등의 이염기성 단관능 모노머, 및 일본 특허공개 평6-236031호, 일본 특허공고 2744643호 및 2548016호, 및 WO00/52529호 공보에 기재된 화합물이 열거된다.Examples of the monofunctional monomers include compounds exemplified as raw materials for the binder, mono- (meth) acryloyloxyalkyl esters, mono-hydroxyalkyl esters and γ-chloro-β-hydroxypropyl-β'-methacryl Dibasic monofunctional monomers such as loyloxyethyl-o-phthalate and the compounds described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 6-236031, Japanese Patent Publication Nos. 2744643 and 2548016, and WO00 / 52529.
상기 감광층의 중합성 화합물의 함유량은 5~90질량%가 바람직하고, 15~60질량%가 보다 바람직하고, 20~50질량%가 더욱 바람직하다.5-90 mass% is preferable, as for content of the polymeric compound of the said photosensitive layer, 15-60 mass% is more preferable, 20-50 mass% is further more preferable.
상기 함유량이 5질량% 미만이면, 텐팅막의 강도가 저하될 수 있고, 그 함유량이 90질량%를 초과하면, 보존시 가장자리 용융이 불충분하여 블리딩의 문제가 발생할 수 있다.If the content is less than 5% by mass, the strength of the tenting film may be lowered. If the content is more than 90% by mass, edge melting during storage may be insufficient, and a problem of bleeding may occur.
분자 중에 상기 중합성 기를 2개 이상 갖는 다관능 모노머의 함유량은 5~100질량%가 바람직하고, 20~100질량%가 보다 바람직하고, 40~100질량%가 더욱 바람직하다.5-100 mass% is preferable, as for content of the polyfunctional monomer which has 2 or more of said polymerizable groups in a molecule, 20-100 mass% is more preferable, 40-100 mass% is more preferable.
<광중합 개시제><Photoinitiator>
상기 광중합 개시제는 중합을 개시하는 특성을 가진 것이면 특별한 제한없이 공지의 것에서 적당히 선택할 수 있고; 자외선 내지 가시광선에 대해 감광성을 나타내는 개시제가 바람직하다. 상기 개시제는 광여기 광증감제와의 작용에 의해 라디칼을 발생하는 활성 물질이어도 좋고, 또는 모노머종에 따라 양이온 중합을 개시하는 물질이어도 좋다.The photopolymerization initiator may be appropriately selected from known ones without particular limitation as long as it has a characteristic of initiating polymerization; Initiators that exhibit photosensitivity to ultraviolet to visible light are preferred. The initiator may be an active substance which generates radicals by the action of a photoexcited photosensitizer or a substance which initiates cationic polymerization depending on the monomer species.
상기 광중합 개시제는 약 300~800nm, 더욱 바람직하게는 330~500nm의 범위에서 약 50M-1cm-1의 분자흡광계수를 갖는 성분을 적어도 1종 함유하는 것이 바람직하다.The photopolymerization initiator preferably contains at least one component having a molecular absorption coefficient of about 50 M −1 cm −1 in the range of about 300 to 800 nm, more preferably 330 to 500 nm.
상기 광중합 개시제의 예로는 트리아진 골격 또는 옥사디아졸 골격을 갖는 것 등의 할로겐화 탄화수소 유도체, 헥사아릴-비이미다졸, 옥심 유도체, 유기 과산화물, 티오 화합물, 케톤 화합물, 방향족 오늄염, 아실포스핀 옥사이드 및 메탈로센이 열거된다. 이들 화합물 중에서, 감광층과 인쇄회로판 형성용 기판간의 밀착성 등의 관점에서 트리아진 골격을 갖는 할로겐화 탄화수소, 옥심 유도체, 케톤 화합물, 헥사아릴-비이미다졸 화합물이 바람직하다.Examples of the photopolymerization initiator include halogenated hydrocarbon derivatives such as those having a triazine skeleton or an oxadiazole skeleton, hexaaryl biimidazole, oxime derivatives, organic peroxides, thio compounds, ketone compounds, aromatic onium salts, and acylphosphine oxides. And metallocenes. Of these compounds, halogenated hydrocarbons, oxime derivatives, ketone compounds, and hexaaryl-biimidazole compounds having a triazine skeleton are preferred from the viewpoint of adhesion between the photosensitive layer and the substrate for forming a printed circuit board.
상기 헥사아릴-비이미다졸 화합물의 예로는 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-비이미다졸, 2,2'-비스(o-플루오로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-비이미다졸, 2,2'-비스(2-브로모페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4', 5,5'-테트라(3-메톡시페닐)-비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라(4-메톡시페닐)-비이미다졸, 2,2'-비스(4-에톡시페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-비이미다졸, 2,2'-비스(2-니트로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-비이미다졸, 2,2'-비스(2-메틸페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-비이미다졸, 2,2'-비스(2-트리플루오로메틸페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-비이미다졸, 및 WO00/52529호 공보에 기재된 화합물이 열거된다.Examples of the hexaaryl-biimidazole compound include 2,2'-bis (2-chlorophenyl) -4,4 ', 5,5'-tetraphenyl-biimidazole, 2,2'-bis (o- Fluorophenyl) -4,4 ', 5,5'-tetraphenyl-biimidazole, 2,2'-bis (2-bromophenyl) -4,4', 5,5'-tetraphenyl-ratio Imidazole, 2,2'-bis (2,4-dichlorophenyl) -4,4 ', 5,5'-tetraphenyl-biimidazole, 2,2'-bis (2-chlorophenyl) -4, 4 ', 5,5'-tetra (3-methoxyphenyl) -biimidazole, 2,2'-bis (2-chlorophenyl) -4,4', 5,5'-tetra (4-methoxy Phenyl) -biimidazole, 2,2'-bis (4-ethoxyphenyl) -4,4 ', 5,5'-tetraphenyl-biimidazole, 2,2'-bis (2,4-dichloro Phenyl) -4,4 ', 5,5'-tetraphenyl-biimidazole, 2,2'-bis (2-nitrophenyl) -4,4', 5,5'-tetraphenyl-biimidazole, 2,2'-bis (2-methylphenyl) -4,4 ', 5,5'-tetraphenyl-biimidazole, 2,2'-bis (2-trifluoromethylphenyl) -4,4', 5 , 5'-tetraphenyl-biimidazole, and the compounds described in WO00 / 52529.
상기 헥사아릴-비이미다졸류는, 예컨대 Bull. Chem. Soc., Japan, 33, 565 (1960), 및 J. Org. Chem., 36(16), 2262(1971)에 기재된 방법에 의해 용이하게 제조될 수 있다.The hexaaryl-biimidazoles are, for example, Bull. Chem. Soc., Japan, 33, 565 (1960), and J. Org. It may be readily prepared by the method described in Chem., 36 (16), 2262 (1971).
트리아진 골격을 갖는 할로겐화 탄화수소 화합물의 예로는 Wakabayashi 저, Bull. Chem. Soc., Japan, 42, 2924(1969); 영국특허 제1388492호; 일본 특허공개 소53-133428호 공보; 독일특허 제3337024호; F.C. Schaefer etal., J. Org. Chem., 29, 1527(1964); 일본 특허공개 소62-58241호, 특허공개 평5-281728호 및 특허공개 평5-34920호; 및 미국특허 제4212976호에 기재된 화합물이 열거된다.Examples of halogenated hydrocarbon compounds having a triazine backbone are described in Wakabayashi, Bull. Chem. Soc., Japan, 42, 2924 (1969); British Patent No. 1388492; Japanese Patent Laid-Open No. 53-133428; German Patent No. 3337024; F.C. Schaefer et al., J. Org. Chem., 29, 1527 (1964); Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-58241, Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 5-281728 and Japanese Patent Application Laid-open No. 5-34920; And compounds described in US Pat. No. 4,229,976.
상기 Wakabayashi 저, Bull. Chem. Soc. Japan, 42, 2924(1969)에 기재된 화합물의 예로는 2-페닐-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(4-클로로페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(4-톨릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(4-메톡시페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(2,4-디클로로페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2,4,6-트리스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-메틸-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-n-노닐-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진 및 2-(α,α,β-트리클로로에틸)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진이 열거된다.Wakabayashi Me, Bull. Chem. Soc. Examples of compounds described in Japan, 42, 2924 (1969) include 2-phenyl-4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-chlorophenyl) -4,6 -Bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-tolyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4- Methoxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (2,4-dichlorophenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3 , 5-triazine, 2,4,6-tris (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2-methyl-4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-tri Azine, 2-n-nonyl-4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine and 2- (α, α, β-trichloroethyl) -4,6-bis (trichloro Methyl) -1,3,5-triazine are listed.
상기 영국특허 제1388492호에 기재된 화합물의 예로는 2-스티릴-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(4-메틸스티릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(4-메톡시스티릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진 및 2-(4-메톡시스티릴)-4-아미노-6-트리클로로메틸-1,3,5-트리아진이 열거된다.Examples of the compounds described in British Patent No. 1384292 are 2-styryl-4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-methylstyryl) -4,6 -Bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-methoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine and 2- (4-methoxystyryl) -4-amino-6-trichloromethyl-1,3,5-triazine is listed.
상기 일본 특허공개 소53-133428호 공보에 기재된 화합물의 예로는 2-(4-메톡시나프토-1-일)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(4-에톡시나프토-1-일)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-[4-(2-에톡시에틸)-나프토-1-일]-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(4,7-디메톡시나프토-1-일)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진 및 2-(아세나프토-5-일)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진이 열거된다.Examples of the compound described in Japanese Patent Application Laid-open No. 53-133428 include 2- (4-methoxynaphtho-1-yl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine , 2- (4-ethoxynaphtho-1-yl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- [4- (2-ethoxyethyl) -naph To-1-yl] -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4,7-dimethoxynaphtho-1-yl) -4,6-bis ( Trichloromethyl) -1,3,5-triazine and 2- (acenaphtho-5-yl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine are listed.
상기 독일특허 제3337024호에 기재된 화합물의 예로는 2-(4-스티릴페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(4-(4-메톡시스티릴)페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(1-나프틸비닐렌페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-클로로스티릴페닐-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(4-티오펜-2-비닐렌페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(4-티오펜-3-비닐렌페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(4-푸란-2-비닐렌페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진 및 2-(4-벤조푸란-2-비닐렌 페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진이 열거된다.Examples of the compound described in German Patent No. 3337024 include 2- (4-styrylphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4- (4- Methoxystyryl) phenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (1-naphthylvinylenephenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2-chlorostyrylphenyl-4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-thiophene-2-vinylenephenyl ) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-thiophene-3-vinylenephenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1, 3,5-triazine, 2- (4-furan-2-vinylenephenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine and 2- (4-benzofuran-2 -Vinylene phenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine are listed.
상기 F.C. Schaefer et al., J. Org. Chem., 29, 1527(1964)에 기재된 화합물의 예로는 2-메틸-4,6-비스(트리브로모메틸)-1,3,5-트리아진, 2,4,6-트리스(트리브로모메틸)-1,3,5-트리아진, 2,4,6-트리스(디브로모메틸)-1,3,5-트리아진, 2-아미노-4-메틸-6-트리브로모메틸-1,3,5-트리아진 및 2-메톡시-4-메틸-6-트리클로로메틸-1,3,5-트리아진이 열거된다.F.C. Schaefer et al., J. Org. Examples of compounds described in Chem., 29, 1527 (1964) include 2-methyl-4,6-bis (tribromomethyl) -1,3,5-triazine, 2,4,6-tris (tribro Momethyl) -1,3,5-triazine, 2,4,6-tris (dibromomethyl) -1,3,5-triazine, 2-amino-4-methyl-6-tribromomethyl -1,3,5-triazine and 2-methoxy-4-methyl-6-trichloromethyl-1,3,5-triazine are listed.
상기 일본 특허공개 소62-58241호 공보에 기재된 화합물의 예로는 2-(4-페닐에틸페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(4-나프틸-1-에티닐페닐-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(4-(4-트리에티닐)페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(4-(4-메톡시페닐)에티닐페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(4-(4-이소프로필페닐에티닐)페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진 및 2-(4-(4-에틸페닐에티닐)페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진이 열거된다.Examples of the compound described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-58241 include 2- (4-phenylethylphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4 -Naphthyl-1-ethynylphenyl-4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4- (4-triethynyl) phenyl) -4,6-bis (Trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4- (4-methoxyphenyl) ethynylphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-tri In azine, 2- (4- (4-isopropylphenylethynyl) phenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine and 2- (4- (4-ethylphenyl Thynyl) phenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine.
상기 일본 특허공개 평5-281728호 공보에 기재된 화합물의 예로는 2-(4-트리플루오로메틸페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(2,6-디플루오로페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(2,6-디클로로페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진 및 2-(2,6-디브로모페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진이 열거된다.Examples of the compound described in JP-A-5-281728 include 2- (4-trifluoromethylphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- ( 2,6-difluorophenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (2,6-dichlorophenyl) -4,6-bis (trichloromethyl ) -1,3,5-triazine and 2- (2,6-dibromophenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine are listed.
상기 일본 특허공개 평5-34920호 공보에 기재된 화합물의 예로는 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[4-(N,N-디에톡시카르보닐메틸아미노)-3-브로모페닐]-1,3,5-트리아진, 미국특허 제4239850호에 기재된 트리할로메틸-s-트리아진 화합물, 또한 2,4,6-트리스(트리클로로메틸)-s-트리아진 및 2-(4-클로로페닐)-4,6-비스(트리브로모메틸)-s-트리아진이 열거된다.Examples of the compound described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-34920 include 2,4-bis (trichloromethyl) -6- [4- (N, N-diethoxycarbonylmethylamino) -3-bromophenyl ] -1,3,5-triazine, trihalomethyl-s-triazine compound described in US Pat. No. 4239850, and also 2,4,6-tris (trichloromethyl) -s-triazine and 2- (4-chlorophenyl) -4,6-bis (tribromomethyl) -s-triazine is listed.
상기 미국특허 제4212976호에 기재된 화합물의 예로는 옥사디아졸 골격을 갖는 화합물, 예컨대 2-트리클로로메틸-5-페닐-1,3,4-옥사디아졸, 2-트리클로로메틸-5-(4-클로로페닐)-1,3,4-옥사디아졸, 2-트리클로로메틸-5-(2-나프틸)-1,3,4-옥사디아졸, 2-트리브로모메틸-5-페닐-1,3,4-옥사디아졸, 2-트리브로모메틸-5-(2-나프틸)-1,3,4-옥사디아졸, 2-트리클로로메틸-5-스티릴-1,3,4-옥사디아졸, 2-트리클로로메틸-5-(4-클로로스티릴)-1,3,4-옥사디아졸, 2-트리클로로메틸-5-(4-메톡시스티릴)-1,3,4-옥사디아졸, 2-트리클로로메틸-5-(4-n-부톡시스티릴)-1,3,4-옥사디아졸 및 2-트리브로모메틸-5-스티릴-1,3,4-옥사디아졸이 열거된다.Examples of the compound described in US Patent No. 4212976 include compounds having an oxadiazole skeleton, such as 2-trichloromethyl-5-phenyl-1,3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5- ( 4-chlorophenyl) -1,3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5- (2-naphthyl) -1,3,4-oxadiazole, 2-tribromomethyl-5- Phenyl-1,3,4-oxadiazole, 2-tribromomethyl-5- (2-naphthyl) -1,3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5-styryl-1 , 3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5- (4-chlorostyryl) -1,3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5- (4-methoxystyryl ) -1,3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5- (4-n-butoxystyryl) -1,3,4-oxadiazole and 2-tribromomethyl-5- Styryl-1,3,4-oxadiazoles are listed.
상기 옥심 유도체의 예로는 하기 일반식(39)~(72)으로 표시되는 화합물이 열거된다.Examples of the oxime derivatives include compounds represented by the following general formulas (39) to (72).
상기 케톤 화합물의 예로는 벤조페논, 2-메틸벤조페논, 3-메틸벤조페논, 4-메틸벤조페논, 4-메톡시벤조페논, 2-클로로벤조페논, 4-클로로벤조페논, 4-브로모 벤조페논, 2-카르복시벤조페논, 2-에톡시카르보닐벤조페논, 벤조페논-테트라카르복실산 및 그 테트라메틸 에스테르, 4-메톡시-4'-디메틸아미노벤조페논, 4,4'-디메톡시벤조페논, 4-디메틸아미노벤조페논, 4-디메틸아미노아세토페논, 안트라퀴논, 2-t-부틸안트라퀴논, 2-메틸안트라퀴논, 페난트라퀴논, 크산톤, 티옥산톤, 2-클로로티옥산톤, 2,4-디메틸티옥산톤, 2,4-디에틸티옥산톤, 플루오렌, 아크리돈, 벤조인; 벤조인 메틸에테르, 벤조인 에틸에테르, 벤조인 프로필에테르, 벤조인 이소프로필에테르 및 벤조인 페닐에테르 등의 벤조인 에테르류; 벤질 디메틸케탈, 아크리돈, 클로로아크리돈, N-메틸아크리돈, N-부틸아크리돈 및 N-부틸-클로로아크리돈이 열거된다.Examples of the ketone compound include benzophenone, 2-methylbenzophenone, 3-methylbenzophenone, 4-methylbenzophenone, 4-methoxybenzophenone, 2-chlorobenzophenone, 4-chlorobenzophenone, 4-bromo Benzophenone, 2-carboxybenzophenone, 2-ethoxycarbonylbenzophenone, benzophenone-tetracarboxylic acid and its tetramethyl ester, 4-methoxy-4'-dimethylaminobenzophenone, 4,4'-dime Methoxybenzophenone, 4-dimethylaminobenzophenone, 4-dimethylaminoacetophenone, anthraquinone, 2-t-butylanthraquinone, 2-methylanthraquinone, phenanthraquinone, xanthone, thioxanthone, 2-chlorothione Oxanthone, 2,4-dimethyl thioxanthone, 2,4-diethyl thioxanthone, fluorene, acridon, benzoin; Benzoin ethers such as benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin propyl ether, benzoin isopropyl ether, and benzoin phenyl ether; Benzyl dimethylketal, acridon, chloroacridone, N-methylacridone, N-butylacridone and N-butyl-chloroacridone.
상기 메탈로센의 예로는 비스(η5-2,4-시클로펜타디엔-1-일)-비스(2,6-디플루오로-3-(1H-피롤-1-일)-페닐)티타늄, η5-시클로펜타디에닐-η6-쿠메닐-철(1+)-헥사플루오로포스페이트(1-), 및 일본 특허공개 소53-133428호, 특허공고 소57-1819호, 특허공고 소57-6096호 공보, 및 미국특허 제3615455호에 기재된 화합물이 열거된다.Examples of the metallocene include bis (η5-2,4-cyclopentadien-1-yl) -bis (2,6-difluoro-3- (1H-pyrrol-1-yl) -phenyl) titanium, η5-cyclopentadienyl-η6-cumenyl-iron (1 +)-hexafluorophosphate (1-), and Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-133428, Patent Publication No. 57-1819, and Patent Publication No. 57- 6096, and the compounds described in US Patent 3615455.
상기 이외의 광중합 개시제로는, 9-페닐아크리딘 및 1,7-비스(9,9'-아크리디닐)헵탄 등의 아크리딘 유도체; 탄소 테트라브로마이드, 페닐트리브로모술폰 및 페닐트리클로로메틸케톤 등의 폴리할로겐화 화합물; 3-(2-벤조푸로일)-7-디에틸아미노쿠마린, 3-(2-벤조푸로일)-7-(1-피롤리디닐)쿠마린, 3-벤조일푸로일-7-디에틸아미노쿠마린, 3-(2-메톡시벤조일)-7-디에틸아미노쿠마린, 3-(4-디메틸아미노벤조일)-7-디에틸아미노쿠마린, 3,3'-카르보닐 비스(5,7-디-n-프로폭시쿠마린), 3,3'-카르보닐 비스(7-디에틸아미노쿠마린), 3-벤조일-7-메톡시쿠마린, 3-(2-푸로일)-7-디에틸아미노쿠마린, 3-(4-디에틸아미노신나모일)-7-디에틸아미노쿠마린, 7-메톡시-3-(3-피리딜카르보닐)쿠마린, 3-벤조일-5,7-디프로폭시쿠마린 및 7-벤조트리아졸-2-일쿠마린 등의 쿠마린류 및 일본 특허공개 평5-19475호, 특허공개 평7-271028호, 특허공개 2002-363206호, 특허공개 2002-363207호, 특허공개 2002-363208호 및 특허공개 2002-363209호 공보에 기재된 쿠마린 화합물류; 에틸 4-디메틸아미노벤조에이트, n-부틸 4-디메틸아미노벤조에이트, 페네틸 4-디메틸아미노벤조에이트, 2-프탈이미드 4-디메틸아미노벤조에이트, 2-메타크릴로일옥시에틸 4-디메틸아미노벤조에이트, 펜타메틸렌-비스(4-디메틸아미노벤조에이트), 페네틸 3-디메틸아미노벤조에이트, 펜타메틸렌에스테르, 4-디메틸아미노 벤즈알데히드, 2-클로로-4-디메틸아미노 벤즈알데히드, 4-디메틸아미노벤질알콜, 에틸(4-디메틸아미노벤조일)아세테이트, 4-피페리딘 아세토페논, 4-디메틸아미노벤조인, N,N-디메틸-4-톨루이딘, N,N-디에틸-3-페네티딘, 트리벤질아민, 디벤질페닐아민, N-메틸-N-페닐벤질아민, 4-브로모-N,N-디에틸아닐린 및 트리도데실아민 등의 아민류; ODB 및 ODBII 등의 아미노 플루오란류; 로이코크리스탈 바이올렛; 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스핀 옥사이드, 비스(2,6-디메틸벤조일)-2,4,4-트리메틸-펜틸페닐포스핀 옥사이드 및 루시린 TPO 등의 아실포스핀 옥사이드류가 열거된다.As a photoinitiator of that excepting the above, Acridine derivatives, such as 9-phenyl acridine and 1,7-bis (9,9'- acridinyl) heptane; Polyhalogenated compounds such as carbon tetrabromide, phenyltribromosulfone and phenyltrichloromethylketone; 3- (2-benzofuroyl) -7-diethylaminocoumarin, 3- (2-benzofuroyl) -7- (1-pyrrolidinyl) coumarin, 3-benzoylfuroyl-7-diethylaminocoumarin , 3- (2-methoxybenzoyl) -7-diethylaminocoumarin, 3- (4-dimethylaminobenzoyl) -7-diethylaminocoumarin, 3,3'-carbonyl bis (5,7-di- n-propoxycoumarin), 3,3'-carbonyl bis (7-diethylaminocoumarin), 3-benzoyl-7-methoxycoumarin, 3- (2-furoyl) -7-diethylaminocoumarin, 3- (4-diethylaminocinnamoyl) -7-diethylaminocoumarin, 7-methoxy-3- (3-pyridylcarbonyl) coumarin, 3-benzoyl-5,7-dipropoxycoumarin and 7 -Kumarins such as benzotriazole-2-ylcoumarin and Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 5-19475, Patent Publication No. 7-271028, Patent Publication 2002-363206, Patent Publication 2002-363207, Patent Publication 2002-363208 Coumarin compounds described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-363209; Ethyl 4-dimethylaminobenzoate, n-butyl 4-dimethylaminobenzoate, phenethyl 4-dimethylaminobenzoate, 2-phthalimide 4-dimethylaminobenzoate, 2-methacryloyloxyethyl 4-dimethyl Aminobenzoate, pentamethylene-bis (4-dimethylaminobenzoate), phenethyl 3-dimethylaminobenzoate, pentamethylene ester, 4-dimethylamino benzaldehyde, 2-chloro-4-dimethylamino benzaldehyde, 4-dimethylamino Benzyl alcohol, ethyl (4-dimethylaminobenzoyl) acetate, 4-piperidine acetophenone, 4-dimethylaminobenzoin, N, N-dimethyl-4-toluidine, N, N-diethyl-3-phenetidine Amines such as tribenzylamine, dibenzylphenylamine, N-methyl-N-phenylbenzylamine, 4-bromo-N, N-diethylaniline, and tridodecylamine; Amino fluoranes such as ODB and ODBII; Leucocrystal violet; Acylphosphine oxides such as bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide, bis (2,6-dimethylbenzoyl) -2,4,4-trimethyl-pentylphenylphosphine oxide and lucirin TPO Are listed.
또한, 미국특허 제2367660호에 기재된 비시날 폴리케탈도닐 화합물; 미국특허 제2448828호에 기재된 아실로인 에테르 화합물; 미국특허 제2722512호에 기재된 α-탄화수소로 치환된 방향족 아실로인 화합물; 미국특허 제3046127호 및 제2951758호에 기재된 다핵성 퀴논 화합물; 일본 특허공개 2002-229194호 공보에 기재된 유기 붕소 화합물, 라디칼 발생제, 트리아릴술포늄염, 예컨대 헥사플루오로안티몬 또는 헥사플루오로포스페이트와의 염, 포스포늄염, 예컨대 (페닐티오페닐)디페닐 술포늄(양이온 중합 개시제로서 유효함), 및 WO01/71428호 공보에 기재된 오늄 화합물 등의 각종의 물질이 열거된다.In addition, bisinal polyketaldonyl compounds described in US Patent No. 2367660; Acyloin ether compounds described in US Patent 2448828; Aromatic acyloin compounds substituted with α-hydrocarbons described in US Patent No. 2722512; Polynuclear quinone compounds described in US Pat. Nos. 3046127 and 2951758; Organoboron compounds, radical generators, triarylsulfonium salts, such as salts with hexafluoroantimony or hexafluorophosphate, phosphonium salts, such as (phenylthiophenyl) diphenyl sulfone, described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-229194; Various substances, such as phonium (effective as a cation polymerization initiator), and the onium compound of WO01 / 71428, are mentioned.
이들 광중합 개시제는 단독으로 또는 조합하여 사용해도 좋다. 2종 이상의 광중합 개시제의 조합으로는, 예컨대 미국특허 제3549367호에 기재된 헥사아릴-비이미다졸 화합물과 아미노케톤의 조합; 일본 특허공고 소51-48516호 공보에 기재된 벤조티아졸 화합물과 트리할로메틸-s-트리아진 화합물의 조합; 티옥산톤 등의 방향족 케톤 화합물과 디알킬아미노 함유 화합물 또는 페놀화합물 등의 수소주개 물질의 조합; 헥사아릴-비이미다졸 화합물과 티타노센의 조합; 및 쿠마린, 티나노센 및 페닐글리신의 조합이 열거된다.You may use these photoinitiators individually or in combination. Combinations of two or more photopolymerization initiators include, for example, combinations of hexaaryl-biimidazole compounds and aminoketones described in US Pat. No. 3549367; A combination of the benzothiazole compound and trihalomethyl-s-triazine compound described in JP-A-51-48516; A combination of an aromatic ketone compound such as thioxanthone and a hydrogen donor substance such as a dialkylamino-containing compound or a phenol compound; Combination of a hexaaryl-biimidazole compound and titanocene; And combinations of coumarin, tinanocene and phenylglycine.
상기 감광층에 있어서의 광중합 개시제의 함유량은 0.1~30질량%가 바람직하고, 0.5~20질량%가 보다 바람직하고, 0.5~15질량%가 더욱 바람직하다.0.1-30 mass% is preferable, as for content of the photoinitiator in the said photosensitive layer, 0.5-20 mass% is more preferable, 0.5-15 mass% is further more preferable.
<그 밖의 성분><Other ingredients>
그 밖의 성분으로는, 증감제, 열중합 억제제, 가소제, 발색제 및 착색제 등이 열거되고; 또한, 기판표면에 대한 밀착 촉진제, 안료, 도전성 입자, 필러, 소포제, 난연제, 레벨링제, 박리 촉진제, 산화방지제, 향료, 열가교제, 표면장력 조정제, 쇄이동제 등의 그 밖의 보조제를 함께 사용해도 좋다. 이들 성분을 적당하게 함유시킴으로써, 경시 안정성, 사진성, 현상성, 막특성 등의 패턴형성재료의 소망하는 특성을 조정할 수 있다.As other components, a sensitizer, a thermal polymerization inhibitor, a plasticizer, a coloring agent, a coloring agent, etc. are mentioned; In addition, other auxiliary agents such as adhesion promoters, pigments, conductive particles, fillers, antifoaming agents, flame retardants, leveling agents, peeling accelerators, antioxidants, fragrances, thermal crosslinking agents, surface tension modifiers, and chain transfer agents may be used together with the substrate surface. . By suitably including these components, desired characteristics of the pattern forming material such as stability over time, photographic properties, developability, and film characteristics can be adjusted.
-증감제--Sensitizer-
상기 증감제는 공지된 물질에 한정되지 않고 적당히 선택할 수 있고, 증감제의 예로는 피렌, 페릴렌 및 트리페닐렌 등의 다핵 방향족류; 플루오레세인, 에오신, 에리쓰로신, 로다민 B 및 로즈 벤갈 등의 크산텐류; 인도카르보시아닌, 티아카르보시아닌 및 옥사카르보시아닌 등의 시아닌류; 메로시아닌 및 카르보메로시아닌 등의 메노시아닌류; 티오닌, 메틸렌 불루 및 톨루이딘 블루 등의 티아진류; 아크리딘 오렌지, 클로로플라빈 및 아크리플라빈 등의 아크리딘류; 안트라퀴논 등의 안트라퀴논류; 스카륨 등의 스카륨류; 아크리돈, 클로로아크리돈, N-메틸아크리돈, N-부틸아크리돈 및 N-부틸-클로로아크리돈 등의 아크리돈류; 3-(2-벤조푸로일)-7-디에틸아미노쿠마린, 3-(2-벤조푸로일)-7-(1-피롤리디닐)쿠마린, 3-벤조푸로일-7-디에틸아미노쿠마린, 3-(2-메톡시벤조일)-7-디에틸아미노쿠마린, 3-(4-디메틸아미노벤조일)-7-디에틸아미노쿠마린, 3,3'-카르보닐 비스(5,7-디-n-프로폭시쿠마린), 3,3'-카르보닐 비스(7-디에틸아미노쿠마린), 3-벤조일-7-메톡시쿠마린, 3-(2-푸로일)-7-디에틸아미노쿠마린, 3-(4-디에틸아미노신나모일)-7-디에틸아미노쿠마린, 7-메톡시-3-(3-피리딜카르보닐)쿠마린, 3-벤조일-5,7-디프로폭시쿠마린 등의 쿠마린류, 및 일본 특허공개 평5-19475호, 특허공개 평7-271028호, 특허공개 2002-363206호, 특허공개 2002-363207호, 특허공개 2002-363208호, 특허공개 2002-363209호 공보에 기재된 쿠마린 화합물이 열거된다.The sensitizer is not limited to known materials and can be appropriately selected. Examples of the sensitizer include polynuclear aromatics such as pyrene, perylene, and triphenylene; Xanthenes such as fluorescein, eosin, erythrosine, rhodamine B, and rose bengal; Cyanines such as indocarbocyanine, thiacarbocyanine and oxacarbocyanine; Menocyanines, such as merocyanine and carbomerocyanine; Thiazines such as thionine, methylene blue and toluidine blue; Acridines such as acridine orange, chloroflavin and acriflavin; Anthraquinones such as anthraquinone; Scariums such as scarium; Acridons such as acridon, chloroacridone, N-methylacridone, N-butylacridone and N-butyl-chloroacridone; 3- (2-benzofuroyl) -7-diethylaminocoumarin, 3- (2-benzofuroyl) -7- (1-pyrrolidinyl) coumarin, 3-benzofuroyl-7-diethylaminocoumarin , 3- (2-methoxybenzoyl) -7-diethylaminocoumarin, 3- (4-dimethylaminobenzoyl) -7-diethylaminocoumarin, 3,3'-carbonyl bis (5,7-di- n-propoxycoumarin), 3,3'-carbonyl bis (7-diethylaminocoumarin), 3-benzoyl-7-methoxycoumarin, 3- (2-furoyl) -7-diethylaminocoumarin, 3- (4-diethylaminocinnamoyl) -7-diethylaminocoumarin, 7-methoxy-3- (3-pyridylcarbonyl) coumarin, 3-benzoyl-5,7-dipropoxycoumarin and the like Kumarins and Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 5-19475, Patent Publication No. 7-271028, Patent Publication 2002-363206, Patent Publication 2002-363207, Patent Publication 2002-363208, and Patent Publication 2002-363209 Listed coumarin compounds are listed.
상기 광중합 개시제와 상기 증감제의 조합의 예로는 일본 특허공개 2001-305734호 공보에 기재된 바돠 같은 (1)전자주개형 개시제와 증감색소, (2)전자받개형 개시제와 증감색소, 및 (3)전자주개형 개시제, 전자받개형 개시제 및 증감색소 (3원 메카니즘)의 조합 등의 전자이동을 포함하는 개시 메카니즘이 열거된다.Examples of the combination of the photopolymerization initiator and the sensitizer include (1) an electron donor type initiator and a sensitizing dye as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-305734, (2) an electron acceptor type initiator and a sensitizing dye, and (3) Initiation mechanisms including electron transfer, such as combinations of electron donor initiators, electron acceptor initiators, and sensitizing dyes (ternary mechanisms), are listed.
상기 증감제의 함유량은 감광성 수지의 전체 조성물에 대하여 0.05~30질량%가 바람직하고, 0.1~20질량%가 보다 바람직하고, 0.2~10질량%가 더욱 바람직하다.0.05-30 mass% is preferable with respect to the whole composition of the photosensitive resin, 0.1-20 mass% is more preferable, and, as for content of the said sensitizer, 0.2-10 mass% is more preferable.
상기 함유량이 0.05질량% 미만이면, 활성 에너지선에 대한 감도가 저하하여, 노광 프로세스에 장시간이 소요되어 생산성이 저하되는 경향이 있고, 그 함유량이 30질량%를 초과하면, 보존시 상기 감광층으로부터 증감제가 석출될 수 있다.When the content is less than 0.05% by mass, the sensitivity to the active energy ray is lowered, the exposure process takes a long time and the productivity tends to be lowered. When the content is more than 30% by mass, from the photosensitive layer during storage A sensitizer may precipitate.
-열중합 억제제-Thermal polymerization inhibitor
상기 열중합 억제제는 고온 또는 경시에 따른 중합을 방지하기 위해서 상기 감광층에 충분히 배합되어도 좋다.The thermal polymerization inhibitor may be sufficiently blended with the photosensitive layer in order to prevent polymerization due to high temperature or time.
상기 열중합 억제제의 예로는 4-메톡시페놀, 하이드로퀴논, 알킬 또는 아릴 치환 하이드로퀴논, t-부틸카테콜, 피로갈롤, 2-히드록시 벤조페논, 4-메톡시-2-히드록시 벤조페논, 염화 제1동, 페노티아진, 클로라닐, 나프틸아민, β-나프톨, 2,6-디-t-부틸-4-크레졸, 2,2'-메틸렌-비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 피리딘, 니트로벤젠, 디니트로벤젠, 피크르산, 4-톨루이딘, 메틸렌 블루, 동과 유기 킬레이트제의 반응 생성물, 메틸 살리실레이트, 니트로소 화합물, 니트로소 화합물과 Al의 킬레이트 화합물 등이 열거된다.Examples of the thermal polymerization inhibitor include 4-methoxyphenol, hydroquinone, alkyl or aryl substituted hydroquinone, t-butylcatechol, pyrogallol, 2-hydroxy benzophenone, 4-methoxy-2-hydroxy benzophenone , Cuprous chloride, phenothiazine, chloranyl, naphthylamine, β-naphthol, 2,6-di-t-butyl-4-cresol, 2,2'-methylene-bis (4-methyl-6- t-butylphenol), pyridine, nitrobenzene, dinitrobenzene, picric acid, 4-toluidine, methylene blue, reaction product of copper and organic chelating agent, methyl salicylate, nitroso compound, nitroso compound and Al chelate compound And the like.
상기 열중합 억제제의 함유량은 상기 감광층의 상기 중합성 화합물에 대해서 0.001~5질량%가 바람직하고, 0.005~2질량%가 보다 바람직하고, 0.01~1질량%가 더욱 바람직하다. 상기 함유량이 0.001질량% 미만이면, 보존 안정성이 불충분하게 될 수 있고, 그 함유량이 5질량%를 초과하면, 활성 에너지선에 대한 감도가 저하될 수 있다.0.001-5 mass% is preferable with respect to the said polymeric compound of the said photosensitive layer, as for content of the said thermal polymerization inhibitor, 0.005-2 mass% is more preferable, 0.01-1 mass% is still more preferable. If the content is less than 0.001% by mass, the storage stability may be insufficient. If the content exceeds 5% by mass, the sensitivity to the active energy ray may be lowered.
-가소제-Plasticizer
상기 가소제는 상기 감광층의 막특성, 즉 가요성을 조정하기 위해서 배합될 수 있다.The plasticizer may be blended to adjust the film properties of the photosensitive layer, ie flexibility.
상기 가소제의 예로는 디메틸프탈레이트, 디부틸프탈레이트, 디이소부틸프탈레이트, 디헵틸프탈레이트, 디옥틸프탈레이트, 디시클로헥실프탈레이트, 디트리데실프탈레이트, 부틸벤질프탈레이트, 디이소데실프탈레이트, 디페닐프탈레이트, 디알릴프탈레이트 및 옥틸카프릴프탈레이트 등의 프탈산 에스테르류; 트리에틸렌글리콜 디아세테이트, 테트라에틸렌글리콜 디아세테이트, 디메틸글리코스 프탈레이트, 에틸프탈릴 에틸글리콜레이트, 메틸프탈릴 에틸글리콜레이트, 부틸프탈릴 부틸글리콜레이트 및 트리에틸렌글리콜디카프릴레이트 에스테르 등의 글리콜 에스테르류; 트리크레실포스페이트 및 트리페닐포스페이트 등의 인산 에스테르류; 4-톨루엔술폰아미드, 벤젠술폰아미드, N-n-부틸벤젠술폰아미드 및 N-n-아세토아미드 등의 아미드류; 디이소부틸아디페이트, 디옥틸아디페이트, 디메틸세바케이트, 디부틸세바케이트, 디옥틸세바케이트 및 디부틸말레이트 등의 지방족 2염기산 에스테르류; 트리에틸시트레이트, 트리부틸시트레이트, 글리세린 트리아세틸에스테르, 부틸라우레이트, 4,5-디에폭시시클로헥산-1,2-디카르복실산 디옥틸; 및 폴리에틸렌 글리콜 및 폴리프로필렌 글리콜 등의 글리콜류가 열거된다.Examples of the plasticizer include dimethyl phthalate, dibutyl phthalate, diisobutyl phthalate, diheptyl phthalate, dioctyl phthalate, dicyclohexyl phthalate, ditridecyl phthalate, butylbenzyl phthalate, diisodecyl phthalate, diphenyl phthalate, diallyl. Phthalic acid esters such as phthalate and octylcaprylphthalate; Glycol esters such as triethylene glycol diacetate, tetraethylene glycol diacetate, dimethylglycophthalate, ethyl phthalyl ethyl glycolate, methyl phthalyl ethyl glycolate, butyl phthalyl butyl glycolate and triethylene glycol dicaprylate ester ; Phosphoric acid esters such as tricresyl phosphate and triphenyl phosphate; Amides such as 4-toluenesulfonamide, benzenesulfonamide, N-n-butylbenzenesulfonamide and N-n-acetoamide; Aliphatic dibasic acid esters such as diisobutyl adipate, dioctyl adipate, dimethyl sebacate, dibutyl sebacate, dioctyl sebacate and dibutyl maleate; Triethyl citrate, tributyl citrate, glycerin triacetyl ester, butyl laurate, 4,5-diepoxycyclohexane-1,2-dicarboxylic acid dioctyl; And glycols such as polyethylene glycol and polypropylene glycol.
상기 가소제의 함유량은 상기 감광층의 전체 성분에 대하여 0.1~50질량%가 바람직하고, 0.5~40질량%가 보다 바람직하고, 1~30질량%가 더욱 바람직하다.0.1-50 mass% is preferable with respect to the total component of the said photosensitive layer, as for content of the said plasticizer, 0.5-40 mass% is more preferable, 1-30 mass% is further more preferable.
-발색제-Coloring Agent
상기 발색제는 노광후의 상기 감광층에 가시상을 결상하거나 또는 현상성을 부여하기 위해 사용될 수 있다.The coloring agent may be used to form a visible image or impart developability to the photosensitive layer after exposure.
상기 발색제의 예로는 트리스(4-디메틸아미노페닐)메탄(로이코크리스탈 바이올렛), 트리스(4-디에틸아미노페닐)메탄, 트리스(4-디메틸아미노-2-메틸페닐)메탄, 트리스(4-디에틸아미노-2-메틸페닐)메탄, 비스(4-디부틸아미노페닐)-[4-(2-시아노 에틸)메틸아미노페닐]메탄, 비스(4-디메틸아미노페닐)-2-퀴놀릴메탄 및 트리스(4-디프로필아미노페닐)메탄 등의 아미노트리아릴메탄류; 3,6-비스(디메틸아미노)-9-페닐크산텐 및 3-아미노-6-디메틸아미노-2-메틸-9-(2-클로로페닐)크산켄 등의 아미노크산텐류; 3,6-비스(디에틸아미노)-9-(2-에톡시카르보닐페닐)티오크산텐 및 3,6-비스(디메틸아미노)티오크산텐 등의 아미노티오크산텐류; 3,6-비스(디에틸아미노)-9,10-디히드로-9-페닐아크리딘 및 3,6-비스(벤질아미노)-9,10-디히드로-9-메틸 아크리딘 등의 아미노-9,10-디히드로아크리딘류; 3,7-비스(디에틸아미노)페녹사진 등의 아미노페녹사진류; 3,7-비스(에틸아미노)페노티아진 등의 아미노페노티아진류; 3,7-비스(디에틸아미노)-5-헥실-5,10-디히드로페나진 등의 아미노디히도로페나진류; 비스(4-디메틸아미노페닐)아닐리노메탄 등의 아미노페닐메탄류; 4-아미노-4'-디메틸아미노디페닐아민 및 4-아미노-α,β-디시아노히드로신나메이트 메틸에스테르 등의 아미노히드로신남산류; 1-(2-나프틸)-2-페닐히드라진 등의 히드라진류; 1,4-비스(에틸아미노)-2,3-디히드로안트라퀴논 등의 아미노-2,3-디히드로안트라퀴논류; N,N-디에틸-4-페네틸아닐린 등의 페네틸아닐린류; 10-아세틸-3,7-비스(디메틸아미노)페노티아진 등의 염기성 NH를 함유하는 로이코 색소의 아실 유도체;트리스(4-디에틸아미노-2-톨릴)에톡시카르보닐메탄 등의 산화가능한 수소를 갖고 있지 않지만 발색 화합물로 산화될 수 있는 로이코형 화합물; 로이코인디고이드 색소; 미국특허 3,042,515호 및 제3,042,517호에 기재된 4,4'-에틸렌디아민, 디페닐아민, N,N-디메틸아닐린, 4,4'-메틸렌디아민트리페닐아민 및 N-비닐카르바졸등의 발색형태로 산화될 수 있는 유기아민이 열거된다. 이들 중에서도, 로이코크리스탈 바이올렛 등의 트리아릴메탄이 특히 바람직하다.Examples of the colorant include tris (4-dimethylaminophenyl) methane (leucocrystal violet), tris (4-diethylaminophenyl) methane, tris (4-dimethylamino-2-methylphenyl) methane, tris (4-diethyl Amino-2-methylphenyl) methane, bis (4-dibutylaminophenyl)-[4- (2-cyanoethyl) methylaminophenyl] methane, bis (4-dimethylaminophenyl) -2-quinolylmethane and tris Aminotriaryl methanes such as (4-dipropylaminophenyl) methane; Aminoxanthenes such as 3,6-bis (dimethylamino) -9-phenylxanthene and 3-amino-6-dimethylamino-2-methyl-9- (2-chlorophenyl) xanken; Aminothioxanthenes such as 3,6-bis (diethylamino) -9- (2-ethoxycarbonylphenyl) thioxanthene and 3,6-bis (dimethylamino) thioxanthene; Such as 3,6-bis (diethylamino) -9,10-dihydro-9-phenylacridine and 3,6-bis (benzylamino) -9,10-dihydro-9-methyl acridine Amino-9,10-dihydroacridines; Aminophenoxazines such as 3,7-bis (diethylamino) phenoxazine; Aminophenothiazines such as 3,7-bis (ethylamino) phenothiazine; Aminodihydrophenazines such as 3,7-bis (diethylamino) -5-hexyl-5,10-dihydrophenazine; Aminophenylmethanes such as bis (4-dimethylaminophenyl) anilinomethane; Aminohydrocinnamic acids such as 4-amino-4'-dimethylaminodiphenylamine and 4-amino-α, β-dicyanohydrocinnamate methyl ester; Hydrazines such as 1- (2-naphthyl) -2-phenylhydrazine; Amino-2,3-dihydroanthraquinones such as 1,4-bis (ethylamino) -2,3-dihydroanthraquinone; Phenethylanilines such as N, N-diethyl-4-phenethylaniline; Acyl derivatives of leuco pigments containing basic NH such as 10-acetyl-3,7-bis (dimethylamino) phenothiazine; oxidizable such as tris (4-diethylamino-2-tolyl) ethoxycarbonylmethane Leuco-type compounds which do not have hydrogen but can be oxidized to a coloring compound; Leucoindigo dye; In the form of color such as 4,4'-ethylenediamine, diphenylamine, N, N-dimethylaniline, 4,4'-methylenediaminetriphenylamine and N-vinylcarbazole described in US Pat. Nos. 3,042,515 and 3,042,517 Listed are organic amines that can be oxidized. Among these, triaryl methanes, such as a leuco crystal violet, are especially preferable.
또한, 상기 발색제는 상기 루이코 화합물로부터 발색시키기 위해서 할로겐 화합물과 조합시킬 수 있다.In addition, the coloring agent may be combined with a halogen compound for coloring from the leuco compound.
상기 할로겐 화합물의 예로는 테트라브로모탄소, 요오드포름, 에틸렌 브로마이드, 메틸렌 브로마이드, 아밀 브로마이드, 이소아밀 브로마이드, 아밀 요오다이드, 이소부틸렌 브로마이드, 부틸 요오다이드, 디페닐메틸 브로마이드, 헥사클로로메탄, 1,2-디브로모에탄, 1,1,2,2-테트라브로모에탄, 1,2-디브로모-1,1,2-트리클로로에탄, 1,2,3-트리브로모프로판, 1-브로모-4-클로로부탄, 1,2,3,4-테트라브로모부탄, 테트라클로로시클로프로펜, 헥사클로로시클로펜타디엔, 디브로모시클로헥산 및 1,1,1-트리클로로-2,2-비스(4-클로로페닐)에탄 등의 할로겐화 탄화수소; 2,2,2-트리클로로에탄올, 트리브로모에탄올, 1,3-디클로로-2-프로판올, 1,1,1-트리클로로-2-프로판올, 디(요오도헥사메틸렌)아미노이소프로판올, 트리브로모-t-부틸알콜 및 2,2,3-트리클로로부탄-1,4-디올 등의 할로겐화 알콜 화합물; 1,1-디클로로아세톤, 1,3-디클로로아세톤, 헥사클로로아세톤, 헥사브로모아세톤, 1,1,3,3-테트라클로로아세톤, 1,1,1-트리클로로아세톤, 3,4-디브로모-2-부타논 및 1,4-디클로로-2-부타논-디브로모시클로헥사논 등의 할로겐화 카르보닐 화합물; 2-브로모에틸 메틸에테르, 2-브로모에틸에틸에테르, 디(2-브로모에틸)에테르 및 1,2-디클로로에틸 에틸에테르 등의 할로겐화 에테르 화합물; 브로모에틸 아세테이트, 에틸 트리클로로아세테이트, 트리클로로에틸 트리클로로아세테이트, 2,3-디브로모프로필 아크릴레이트의 호모 또는 코폴리머, 트리클로로에틸 디브로모프로피오네이트 및 에틸 α,β-디클로로아크릴레이트 등의 할로겐화 에스테르 화합물; 클로로아세트아미드, 브로모아세트아미드, 디클로로아세트아미드, 트리클로로아세트아미드, 트리브로모아세트아미드, 트리클로로에틸트리클로로아세트아미드, 2-브로모이소프로피온아미드, 2,2,2-트리클로로프로피온아미드, N-클로로숙신이미드 및 N-브로모숙신이미드 등의 할로겐화 아미드 화합물; 트리브로모메틸페닐술폰, 4-니트로페닐트리브로모메틸술폰, 4-클로로페닐트리브로모메틸술폰, 트리스(2,3-디브로모프로필)포스페이트 및 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-페닐트리아졸 등의 황 및/또는 인원자를 갖는 화합물이 열거된다.Examples of the halogen compound include tetrabromocarbon, iodineform, ethylene bromide, methylene bromide, amyl bromide, isoamyl bromide, amyl iodide, isobutylene bromide, butyl iodide, diphenylmethyl bromide, hexachloromethane , 1,2-dibromoethane, 1,1,2,2-tetrabromoethane, 1,2-dibromo-1,1,2-trichloroethane, 1,2,3-tribromo Propane, 1-bromo-4-chlorobutane, 1,2,3,4-tetrabromobutane, tetrachlorocyclopropene, hexachlorocyclopentadiene, dibromocyclohexane and 1,1,1-trichloro Halogenated hydrocarbons such as rho-2,2-bis (4-chlorophenyl) ethane; 2,2,2-trichloroethanol, tribromoethanol, 1,3-dichloro-2-propanol, 1,1,1-trichloro-2-propanol, di (iodohexamethylene) aminoisopropanol, tribro Halogenated alcohol compounds such as parent-t-butyl alcohol and 2,2,3-trichlorobutane-1,4-diol; 1,1-dichloroacetone, 1,3-dichloroacetone, hexachloroacetone, hexabromoacetone, 1,1,3,3-tetrachloroacetone, 1,1,1-trichloroacetone, 3,4-di Halogenated carbonyl compounds such as bromo-2-butanone and 1,4-dichloro-2-butanone-dibromocyclohexanone; Halogenated ether compounds such as 2-bromoethyl methyl ether, 2-bromoethylethyl ether, di (2-bromoethyl) ether and 1,2-dichloroethyl ethyl ether; Bromoethyl acetate, ethyl trichloroacetate, trichloroethyl trichloroacetate, homo or copolymer of 2,3-dibromopropyl acrylate, trichloroethyl dibromopropionate and ethyl α, β-dichloroacrylic Halogenated ester compounds such as late; Chloroacetamide, bromoacetamide, dichloroacetamide, trichloroacetamide, tribromoacetamide, trichloroethyltrichloroacetamide, 2-bromoisopropionamide, 2,2,2-trichloropropionamide Halogenated amide compounds such as N-chlorosuccinimide and N-bromosuccinimide; Tribromomethylphenylsulfone, 4-nitrophenyltribromomethylsulfone, 4-chlorophenyltribromomethylsulfone, tris (2,3-dibromopropyl) phosphate and 2,4-bis (trichloromethyl)- And compounds having sulfur and / or phosphorus such as 6-phenyltriazole.
유기 할로겐화 화합물에 있어서, 하나의 탄소원자에 결합된 2개 이상의 할로겐 원자를 함유하는 것이 바람직하고, 1개의 탄소원자에 결합된 3개의 할로겐 원자를 함유하는 것이 보다 바람직하다. 이들 유기 할로겐화 화합물은 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이들 할로겐화 화합물 중에서도, 트리브로모메틸페닐술폰 및 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-페닐트리아졸이 바람직하다.In the organic halogenated compound, it is preferable to contain two or more halogen atoms bonded to one carbon atom, and more preferably contain three halogen atoms bonded to one carbon atom. These organic halogenated compounds can be used individually or in combination. Among these halogenated compounds, tribromomethylphenyl sulfone and 2,4-bis (trichloromethyl) -6-phenyltriazole are preferable.
상기 발색제의 함유량은 상기 감광층의 전체 성분에 대하여 0.01~20질량%가 바람직하고, 0.05~10질량%가 보다 바람직하고, 0.1~5질량%가 더욱 바람직하다. 상기 할로겐화 화합물의 함유량은 상기 감광층의 전체 성분에 대하여 0.001~5질량%가 바람직하고, 0.005~1질량%가 보다 바람직하다.0.01-20 mass% is preferable with respect to the all components of the said photosensitive layer, as for content of the said coloring agent, 0.05-10 mass% is more preferable, 0.1-5 mass% is further more preferable. 0.001-5 mass% is preferable with respect to the all components of the said photosensitive layer, and, as for content of the said halogenated compound, 0.005-1 mass% is more preferable.
-염료--dyes-
상기 감광층에는 색을 부여하여 취급을 용이하게 하거나 또는 보존 안정성을 향상시키기 위해서 염료를 배합할 수 있다.The photosensitive layer may be blended with dyes to impart color to facilitate handling or to improve storage stability.
상기 염료의 예로는 브릴리언트 그린, 에오신, 에틸 바이올렛, 에리쓰로신 B, 메틸 그린, 크리스탈 바이올렛, 베이직 푸크신, 페놀프탈레인, 1,3-디페닐트리아진, 알리카린 레드 S, 티몰프탈레인, 메틸 바이올렛 2b, 퀴날딘 레드, 로즈 벤갈, 메타닐-옐로우, 티몰술포프탈레인, 크실레놀 블루, 메틸 오렌지, 오렌지 IV, 디페닐 티오카르바존, 2,7-디클로로플루오레세인, 파라 메틸 레드, 콩고 레드, 벤조푸르푸린 4b, α-나프틸 레드, 나일 블루 2b, 나일 블루 A, 페나세타린, 메틸 바이올렛, 말라카이트 그린, 파라 푸크신, 오일 블루 #603(Orient Chemical Industry Co., Ltd. 제품), 로다민 B, 로다민 6G 및 빅토리아 퓨어 블루 BOH를 열거할 수 있다. 이들 염료 중에서, 말라카이트 그린의 옥살레이트 및 말라카이트 그린의 술페이트 등의 양이온 염료가 바람직하다. 상기 양이온 염료의 짝음이온은 브롬산, 요오드산, 황산, 인산, 옥살산, 메탄술폰산 및 톨루엔 술폰산 등의 유기산 또는 무기산의 잔기이어도 좋다.Examples of the dyes include brilliant green, eosin, ethyl violet, erythrosine B, methyl green, crystal violet, basic fuxin, phenolphthalein, 1,3-diphenyltriazine, alicin red S, thymolphthalein, methyl Violet 2b, Quinaldine Red, Rose Bengal, Methyl-Yellow, Timolsulfophthalein, Xylenol Blue, Methyl Orange, Orange IV, Diphenyl Thiocarbazone, 2,7-Dichlorofluorescein, Paramethyl Red , Congo Red, Benzofurpurin 4b, α-naphthyl Red, Nile Blue 2b, Nile Blue A, Penacetarin, Methyl Violet, Malachite Green, Parafuxin, Oil Blue # 603 (Orient Chemical Industry Co., Ltd. Products), Rhodamine B, Rhodamine 6G, and Victoria Pure Blue BOH. Among these dyes, cationic dyes such as oxalate of malachite green and sulfate of malachite green are preferable. The counterion of the cationic dye may be a residue of an organic or inorganic acid such as bromic acid, iodic acid, sulfuric acid, phosphoric acid, oxalic acid, methanesulfonic acid and toluene sulfonic acid.
상기 염료의 함유량은 상기 감광층의 전체 성분에 대하여 0.001~10질량%가 바람직하고, 0.01~5질량%가 보다 바람직하고, 0.1~2질량%가 더욱 바람직하다.0.001-10 mass% is preferable with respect to the total component of the said photosensitive layer, as for content of the said dye, 0.01-5 mass% is more preferable, 0.1-2 mass% is still more preferable.
-밀착 촉진제-Adhesion Promoter
층간 또는 패턴형성재료와 기판간의 밀착성을 향상시키기 위해서, 소위 밀착 촉진제를 사용할 수 있다.In order to improve the adhesiveness between an interlayer or a pattern forming material and a board | substrate, what is called adhesion promoter can be used.
상기 밀착 촉진제의 예로는 일본 특허공개 평5-11439호 공보, 특허공개 평5-341532호 공보 및 특허공개 평6-43638호 공보에 기재된 것들이 열거되고; 밀착 촉진제의 구체예로는 벤즈이미다졸, 벤즈옥사졸, 벤즈티아졸, 2-메르캅토벤즈이미다졸, 2-메르캅토벤즈옥사졸, 2-메르캅토벤즈티아졸, 3-몰포리노메틸-1-페닐-트리아졸-2-티온, 3-몰포리노메틸-5-페닐-옥사디아졸-2-티온, 5-아미노-3-몰포리노메틸-티아디아졸-2-티온, 2-메르캅토-5-메틸티오-티아디아졸, 트리아졸, 테트라졸, 벤조트리아졸, 카르복시벤조트리아졸, 아미노기 함유 벤조트리아졸 및 실란 커플링제가 열거된다.Examples of the adhesion promoter include those described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. H5-11439, JP-A-5-341532 and JP-A-6-43638; Specific examples of the adhesion promoter include benzimidazole, benzoxazole, benzthiazole, 2-mercaptobenzimidazole, 2-mercaptobenzoxazole, 2-mercaptobenzthiazole, 3-morpholinomethyl-1 -Phenyl-triazole-2-thione, 3-morpholinomethyl-5-phenyl-oxadiazole-2-thione, 5-amino-3-morpholinomethyl-thiadiazole-2-thione, 2-mercapto -5-methylthio-thiadiazole, triazole, tetrazole, benzotriazole, carboxybenzotriazole, amino group containing benzotriazole and silane coupling agent are listed.
상기 밀착 촉진제의 함유량은 상기 감광층의 전체 성분에 대하여 0.001~20질량%가 바람직하고, 0.01~10질량%가 보다 바람직하고, 0.1질량%~5질량%가 더욱 바람직하다.0.001-20 mass% is preferable with respect to the whole component of the said photosensitive layer, as for content of the said adhesion promoter, 0.01-10 mass% is more preferable, 0.1 mass%-5 mass% are more preferable.
상기 감광층은 "Light Sensitive Systems, 제5장, J. Curser 저"에 기재된 바와 같이 유기 황화합물, 과산화물, 산화환원반응성 화합물, 아조 또는 디아조 화합물, 광환원성 염료 또는 유기 할로겐 화합물을 함유해도 좋다.The photosensitive layer may contain organic sulfur compounds, peroxides, redox reactive compounds, azo or diazo compounds, photoreductive dyes or organic halogen compounds as described in "Light Sensitive Systems,
상기 유기 황화합물의 예로는 디-n-부틸디술피드, 디벤질디술피드, 2-메르캅토벤즈티아졸, 2-메르캅토벤즈옥사졸, 티오페놀, 에틸트리클로로메탄슬포네이트 및 2-메르캅토벤즈이미다졸이 열거된다.Examples of the organic sulfur compound include di-n-butyldisulfide, dibenzyldisulfide, 2-mercaptobenzthiazole, 2-mercaptobenzoxazole, thiophenol, ethyltrichloromethanesulfonate and 2-mercaptobenz Imidazoles are listed.
상기 과산화물의 예로는 디-t-부틸퍼옥사이드, 벤조일 과산화물, 메틸에틸케톤 퍼옥사이드가 열거된다.Examples of such peroxides include di-t-butylperoxide, benzoyl peroxide, methylethylketone peroxide.
상기 산화환원반응성 화합물은 퍼술페이트 이온과 제1철, 퍼옥사이드와 제2철 이온 등의 과산화물과 환원제의 조합이다.The redox compound is a combination of persulfate ions and peroxides such as ferrous, peroxide and ferric ions and a reducing agent.
상기 아조 또는 디아조 화합물의 예로는 α,α'-아조비스-이소부틸로니트릴, 2-아조비스-2-메틸부틸로니트릴 및 4-아미노디페닐아민 등의 디아조늄류가 열거된다.Examples of the azo or diazo compound include diazoniums such as α, α'-azobis-isobutylonitrile, 2-azobis-2-methylbutylonitrile and 4-aminodiphenylamine.
상기 광환원성 염료의 예로는 로즈 벤갈, 에리쓰로신, 에오신, 아크리플라빈, 리보플라빈 및 티오닌이 열거된다.Examples of such photoreducible dyes include rose bengal, erythrosine, eosin, acriflavin, riboflavin and thionine.
-계면활성제--Surfactants-
본 발명의 상기 패턴형성재료의 제조시 발생하는 표면 불균일을 개선시키기 위해서, 공지의 계면활성제를 사용할 수 있다.In order to improve the surface nonuniformity which arises at the time of manufacture of the said pattern formation material of this invention, a well-known surfactant can be used.
상기 계면활성제는 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 양성 계면활성제, 불소함유 계면활성제 등에서 적당히 선택할 수 있다.The surfactant may be appropriately selected from anionic surfactants, cationic surfactants, nonionic surfactants, amphoteric surfactants, and fluorine-containing surfactants.
상기 계면활성제의 함유량은 감광성 수지 조성물의 고형분에 대하여 0.001~10질량%가 바람직하다. 상기 함유량이 0.001질량% 미만이면, 비균일성 개선효과가 불충분할 수 있고, 그 함유량이 10질량%를 초과하면, 밀착성이 열화될 수 있다.As for content of the said surfactant, 0.001-10 mass% is preferable with respect to solid content of the photosensitive resin composition. If the content is less than 0.001% by mass, the nonuniformity improving effect may be insufficient. If the content is more than 10% by mass, the adhesion may deteriorate.
또한, 상기 계면활성제로는 40질량% 이상의 불소원자를 함유하고, 3~20개의 탄소원자의 탄소쇄를 가지며, 또한 그 말단 탄소원자의 3번째 탄소원자에 결합된 수소원자가 불소원자로 치환되어 있는 지방족기를 함유하는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트의 공중합성 성분을 함유하는 불소 함유 고분자 계면활성제도 바람직하게 예시된다.In addition, the surfactant contains an aliphatic group containing 40 mass% or more of fluorine atoms, a carbon chain of 3 to 20 carbon atoms, and a hydrogen atom bonded to the third carbon atom of the terminal carbon atom substituted with a fluorine atom. The fluorine-containing polymer surfactant containing the copolymerizable component of acrylate or methacrylate which is mentioned is also illustrated preferably.
상기 감광층의 두께는 특별한 제한없이 적당히 선택할 수 있고; 두께는 1~100㎛가 바람직하고, 2~50㎛가 보다 바람직하고, 4~30㎛가 더욱 바람직하다.The thickness of the photosensitive layer can be appropriately selected without particular limitation; 1-100 micrometers is preferable, as for thickness, 2-50 micrometers is more preferable, and its 4-30 micrometers are more preferable.
[패턴형성재료의 제조][Production of Pattern Forming Material]
본 발명의 패턴형성재료는 다음과 같이 제조할 수 있다. 우선, 상기 각종의 성분 또는 재료를 물 또는 용제에 용해, 유화 또는 분산시킴으로써 감광성 수지 조성물의 용액을 제조한다.The pattern forming material of the present invention can be produced as follows. First, the solution of the photosensitive resin composition is manufactured by melt | dissolving, emulsifying, or disperse | distributing the said various components or material in water or a solvent.
상기 감광성 수지 조성물 용액의 용제는 특별한 제한없이 목적에 따라서 적당히 선택할 수 있고; 용제의 예로는 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, sec-부탄올, n-헥산올 등의 알콜류; 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 및 디이소부틸케톤 등의 케톤류; 에틸 아세네이트, 부틸 아세테이트, n-아밀 아세테이트, 메틸 술페이트, 에틸 프로피오네이트, 디메틸 프탈레이트, 에틸 벤조에이트 및 메톡시프로필 아세테이트 등의 에스테르류; 톨루엔, 크실렌, 벤젠 및 에틸벤젠 등의 방향족 탄화수소류; 탄소 테트라클로라이드, 트리클로로에틸렌, 클로로포름, 1,1,1-트리클로로에탄, 메틸렌클로라이드 및 모노클로로벤젠 등의 할로겐화 탄화수소류; 테트라히드로푸란, 디에틸렌에테르, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 1-메톡시-2-프로판올 등의 에테르류; 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 디메틸술폭사이드 및 술폰란이 열거된다. 이들은 단독으로 또는 조합하여 사용해도 좋다. 또한, 공지의 계면활성제를 용제에 첨가해도 좋다.The solvent of the photosensitive resin composition solution can be appropriately selected depending on the purpose without particular limitation; Examples of the solvent include alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, sec-butanol and n-hexanol; Ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone and diisobutyl ketone; Esters such as ethyl acetate, butyl acetate, n-amyl acetate, methyl sulfate, ethyl propionate, dimethyl phthalate, ethyl benzoate and methoxypropyl acetate; Aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, benzene and ethylbenzene; Halogenated hydrocarbons such as carbon tetrachloride, trichloroethylene, chloroform, 1,1,1-trichloroethane, methylene chloride and monochlorobenzene; Ethers such as tetrahydrofuran, diethylene ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether and 1-methoxy-2-propanol; Dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide and sulfolane are listed. These may be used alone or in combination. Moreover, you may add a well-known surfactant to a solvent.
상기 감광성 수지 조성물 용액을 지지체 상에 도포하고 건조하여 감광층을 형성하여, 패턴형성재료를 제조할 수 있다.The photosensitive resin composition solution may be applied onto a support and dried to form a photosensitive layer to prepare a pattern forming material.
상기 감광성 수지 조성물 용액의 도포방법은 특별한 제한없이 목적에 따라 적당히 선택할 수 있고; 도포방법의 예로는 스프레이법, 롤 코팅법, 회전 코팅법, 슬릿 코팅법, 압출 코팅법, 커텐 코팅법, 다이 코팅법, 그라비아 코팅법, 와이어바 코팅법 및 나이프 코팅법이 열거된다.The coating method of the photosensitive resin composition solution can be appropriately selected depending on the purpose without particular limitation; Examples of the coating method include spray method, roll coating method, rotary coating method, slit coating method, extrusion coating method, curtain coating method, die coating method, gravure coating method, wire bar coating method and knife coating method.
상기 도포방법에서의 건조조건은 일반적으로 각종 성분, 용제의 종류 및 용제량에 따라 다르고; 통상 온도는 60~110℃이고 시간은 30초~15분이다.Drying conditions in the coating method are generally different depending on various components, the type of solvent and the amount of solvent; Normal temperature is 60-110 degreeC, and time is 30 second-15 minutes.
<<지지체 및 보호필름>><< Support and Protective Film >>
상기 지지체는 특별한 제한없이 목적에 따라서 적당히 선택될 수 있고; 상기 지지체는 감광층에 대해 박리성을 나타내고, 상기 지지체는 높은 투명성을 나타내고 또한 높은 표면 평활성을 갖는다.The support can be appropriately selected depending on the purpose without particular limitations; The support shows peelability to the photosensitive layer, and the support shows high transparency and has high surface smoothness.
바람직하게는, 상기 지지체는 투명 합성 수지로 이루어지고; 그 합성 수지의 예로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 트리아세틸 셀룰로오스, 디아세틸 셀룰로오스, 폴리알킬 메타크릴레이트, 폴리메타크릴레이트 코폴리머, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐알콜, 폴리카르보네이트, 폴리스티렌, 셀로판, 폴리비닐리덴 클로라이드 코폴리머, 폴리아미드, 폴리이미드, 비닐클로라이드-비닐아세테이트 코폴리머, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리트리플루오로에틸렌, 셀룰로오스 필름 및 나일론 필름이 열거되고; 이들 수지 중에서 폴리에틸렌 테레프탈레이트가 더욱 바람직하다. 이들 수지는 단독으로 또는 조합하여 사용해도 좋다.Preferably, the support is made of a transparent synthetic resin; Examples of the synthetic resins include polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, triacetyl cellulose, diacetyl cellulose, polyalkyl methacrylate, polymethacrylate copolymer, polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol, polycarbonate, polystyrene, Cellophane, polyvinylidene chloride copolymer, polyamide, polyimide, vinylchloride-vinylacetate copolymer, polytetrafluoroethylene, polytrifluoroethylene, cellulose film and nylon film; Among these resins, polyethylene terephthalate is more preferable. These resins may be used alone or in combination.
상기 지지체의 두께는 목적에 따라서 적당히 선택할 수 있고; 두께는 2~150㎛가 바람직하고, 5~100㎛가 보다 바람직하고, 8~50㎛가 더욱 바람직하다.The thickness of the support can be appropriately selected depending on the purpose; 2-150 micrometers is preferable, as for thickness, 5-100 micrometers is more preferable, and its 8-50 micrometers are more preferable.
상기 지지체의 형상은 목적에 따라서 적당히 선택할 수 있고; 바람직하게는 그 형상은 장척형상이다. 장척형상의 지지체의 길이는, 예컨대 10~20,000m에서 선택된다.The shape of the support can be appropriately selected according to the purpose; Preferably the shape is long. The length of the elongate support is selected from 10 to 20,000 m, for example.
상기 패턴형성재료에 있어서, 상기 감광층 상에는 보호필름이 형성되어도 좋다. 상기 보호필름의 재료는 상기 지지체에서 예시한 것들이어도 좋고, 또한 종이, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌이 적층된 종이 등이어도 좋다. 이들 재료 중에서, 폴리에틸렌 필름 및 폴리프로필렌 필름이 바람직하다.In the pattern forming material, a protective film may be formed on the photosensitive layer. The material of the protective film may be those exemplified in the above support, or may be paper, polyethylene or polypropylene laminated paper. Among these materials, polyethylene films and polypropylene films are preferred.
상기 보호필름의 두께는 특별한 제한없이 적당히 선택할 수 있고; 그 두께는 5~100㎛가 바람직하고, 8~50㎛가 보다 바람직하고, 10~30㎛가 더욱 바람직하다.The thickness of the protective film can be appropriately selected without particular limitation; 5-100 micrometers is preferable, as for the thickness, 8-50 micrometers is more preferable, and 10-30 micrometers is more preferable.
상기 보호필름의 사용에 있어서, 상기 감광층과 상기 지지체 사이의 접착력 A와, 상기 감광층과 보호필름 사이의 접착력 B는 다음의 관계: 접착력 A>접착력 B를 나타내는 것이 바람직하다.In the use of the protective film, it is preferable that the adhesive force A between the photosensitive layer and the support and the adhesive force B between the photosensitive layer and the protective film exhibit the following relationship: adhesive force A> adhesive force B.
상기 지지체와 보호필름의 조합, 즉 (지지체/보호필름)의 예로는 (폴리에틸렌 테레프탈레이트/폴리프로필렌), (폴리비닐 클로라이드/셀로판), (폴리이미드/폴리프로필렌) 및 (폴리에틸렌 테레프탈레이트/폴리에틸렌 테레프탈레이트)가 열거된다. 또한, 지지체 및/또는 보호필름을 표면처리함으로써, 상술한 바와 같은 접착력의 관계를 얻을 수 있다. 상기 지지체의 표면처리는 상기 감광층과의 접착력을 높이기 위해서 행해질 수 있고; 그 표면처리의 예로는 언더코트층, 코로나 방전처리, 화염처리, UV선 처리, RF 조사처리, 글로우 방전처리, 활성 플라즈마처리 및 레이저빔 처리가 열거된다.Examples of the combination of the support and the protective film, namely (support / protective film), include (polyethylene terephthalate / polypropylene), (polyvinyl chloride / cellophane), (polyimide / polypropylene), and (polyethylene terephthalate / polyethylene tere). Phthalates). In addition, by surface treatment of the support and / or the protective film, the relationship of the adhesive force as described above can be obtained. Surface treatment of the support may be performed to increase adhesion to the photosensitive layer; Examples of the surface treatment include an undercoat layer, corona discharge treatment, flame treatment, UV ray treatment, RF irradiation treatment, glow discharge treatment, active plasma treatment and laser beam treatment.
상기 지지체와 상기 보호필름의 정지마찰계수는 0.3~1.4이 바람직하고, 0.5~1.2이 보다 바람직하다.0.3-1.4 are preferable and, as for the static friction coefficient of the said support body and the said protective film, 0.5-1.2 are more preferable.
상기 정지마찰계수가 0.3 미만이면, 지나치게 미끄러워 롤형태에서는 권취 어긋남이 발생할 수 있고, 정지마찰계수가 1.4를 초과하면, 롤형태로 재료를 권취하기 곤란한 경향이 있다.If the static friction coefficient is less than 0.3, it is too slippery and a winding shift may occur in the roll form. If the static friction coefficient exceeds 1.4, it is difficult to wind the material in the roll form.
바람직하게는, 상기 패턴형성재료는 원통형 권취코어에 권취되어 장척형상의 롤형태로 보관된다. 상기 장척형상 패턴형성재료의 길이는 특별한 제한없이 그 길이는, 예컨대 10~20,000m이다. 또한, 사용시 취급을 용이하게 하기 위해서 패턴재료를 슬릿가공할 수 있고, 또한 100~1,000m 마다 롤형태로 형성할 수 있다. 바람직하게는, 상기 지지체가 롤형태의 최외측에 존재하도록 패턴형성재료를 권취한다. 또한, 패턴형성재료를 시트형상으로 슬릿해도 좋다. 보관시, 바람직하게는 패턴형성재료의 단면에 특히 건조제를 보유한 방습성의 세퍼레이터를 설치하고, 가장자리 용융을 방지하기 위해서 패키지도 고방습성의 재료로 행한다.Preferably, the pattern forming material is wound in a cylindrical winding core and stored in the shape of a long roll. The length of the long pattern forming material is not particularly limited, and the length thereof is, for example, 10 to 20,000 m. In addition, in order to facilitate handling during use, the pattern material may be slit processed and may be formed in rolls every 100 to 1,000 m. Preferably, the pattern forming material is wound up so that the support is on the outermost side of the roll form. Further, the pattern forming material may be slitted in sheet form. At the time of storage, Preferably, the moisture-proof separator which has a desiccant especially is provided in the cross section of a pattern formation material, and a package is also made with a high moisture-proof material in order to prevent edge melting.
상기 보호필름에 이 보호필름과 상기 감광층의 접착성을 조정하기 위해서 표면처리를 행해도 좋다. 상기 표면처리는, 예컨대 상기 보호필름의 표면에 폴리 오르가노실록산, 불소화 폴리올레핀, 폴리플루오로에틸렌 및 폴리비닐알콜 등의 폴리머의 언더코트층을 형성하여 행한다. 상기 언더코트층은 상기 보호필름의 표면에 폴리머액을 도포한 후, 30~150℃, 특히 50~120℃에서 1~30분간 건조시킴으로써 형성될 수 있다. 상기 감광층, 상기 지지체 , 상기 보호필름 이외에, 박리층, 접착층, 광흡수층 및 표면 보호층 등의 다른 층을 형성해도 좋다.You may surface-treat in order to adjust the adhesiveness of this protective film and the said photosensitive layer to the said protective film. The surface treatment is performed by, for example, forming an undercoat layer of a polymer such as polyorganosiloxane, fluorinated polyolefin, polyfluoroethylene and polyvinyl alcohol on the surface of the protective film. The undercoat layer may be formed by applying a polymer solution to the surface of the protective film, and then drying for 1 to 30 minutes at 30 to 150 ° C, particularly at 50 to 120 ° C. In addition to the photosensitive layer, the support, and the protective film, other layers such as a peeling layer, an adhesive layer, a light absorbing layer, and a surface protective layer may be formed.
<기판><Substrate>
상기 기판은 시판의 재료에서 적당히 선택할 수 있고, 평활성이 높은 표면 이외에 불균일한 표면의 것이어도 좋다. 바람직하게는, 기판이 판상인 것이고; 구체적으로 기판은 동장적층판 등의 인쇄배선판, 소다유리판 등의 유리판, 합성 수지필름, 종이 및 금속판 등의 재료에서 선택된다. The said board | substrate can be suitably selected from a commercially available material, and may be a nonuniform surface other than the surface with high smoothness. Preferably, the substrate is plate-shaped; Specifically, the substrate is selected from materials such as printed wiring boards such as copper-clad laminates, glass plates such as soda glass plates, synthetic resin films, paper and metal plates.
상기 기판은 상기 기판 상에 상기 패턴형성재료의 감광층이 포개어 일체화된 적층체를 형성하여 사용한다. 이러한 구성에 있어서, 패턴은, 예컨대 상기 적층체의 패턴형성재료의 감광층을 노광하여, 노광한 영역을 경화시킴으로써, 현상공정에 의해 형성될 수 있다.The substrate is used by forming a laminate in which the photosensitive layer of the pattern forming material is integrated on the substrate. In such a configuration, the pattern can be formed by a developing step, for example, by exposing the photosensitive layer of the pattern forming material of the laminate and curing the exposed area.
본 발명의 패턴형성재료는 인쇄배선판, 컬러필터; 컬럼재, 리브재, 스페이서 및 분리벽 등의 디스플레이용 부재; 홀로그램, 마이크로머신 및 프루프 등에 사용될 수 있다. 또한, 상기 패턴형성재료는 본 발명에 따른 패턴형성방법에 사용될 수 있다.Pattern forming material of the present invention is a printed wiring board, color filter; Display members such as column materials, rib materials, spacers, and separation walls; It can be used for holograms, micromachines and proofs. In addition, the pattern forming material may be used in the pattern forming method according to the present invention.
[기타 공정][Other Processes]
상기 기타 공정은 현상공정, 에칭공정 및 도금공정 등의 패턴을 형성하는 종래의 공정을 사용하여 적당히 행할 수 있다. 이들 공정은 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다.The other steps can be suitably carried out using a conventional step of forming a pattern such as a developing step, an etching step and a plating step. These processes can be used alone or in combination.
상기 현상공정에 있어서는, 패턴형성재료의 감광층을 노광하고, 상기 감광층의 노광된 영역을 경화시킨 후, 미경화 영역을 제거하여, 패턴을 제조한다.In the said developing process, after exposing the photosensitive layer of a pattern formation material and hardening the exposed area | region of the said photosensitive layer, a non-hardened area | region is removed and a pattern is manufactured.
상기 미경화 영역의 제거방법은 특별한 제한없이 적당히 선택할 수 있고; 예컨대 미경화 영역은 현상액에 의해 제거할 수 있다.The method of removing the uncured region can be appropriately selected without particular limitation; For example, the uncured region can be removed by a developer.
상기 현상액은 목적에 따라 적당히 선택할 수 있고; 현상액의 예로는 알칼리성 수용액, 수성 현상액 및 유기용제가 열거되고; 이들 중에서, 약 알칼리성 수용액이 바람직하다. 상기 약 알칼리성 수용액의 염기 성분으로는 수산화 리튬, 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 탄산 리튬, 탄산 나트륨, 탄산 칼륨, 탄산수소 리튬, 탄산수소나트륨, 탄산수소 칼륨, 인산 나트륨, 인산 칼륨, 피로인산 나트륨, 피로인산 칼륨 및 보랙스가 열거된다.The developer can be appropriately selected depending on the purpose; Examples of the developer include an alkaline aqueous solution, an aqueous developer and an organic solvent; Among these, a weakly alkaline aqueous solution is preferable. Base components of the weakly alkaline aqueous solution include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, lithium bicarbonate, sodium bicarbonate, potassium bicarbonate, sodium phosphate, potassium phosphate, sodium pyrophosphate, and fatigue Potassium phosphate and borax are listed.
상기 약 알칼리성 수용액의 pH는 약 8~12이 바람직하고, 약 9~11이 보다 바람직하다. 이러한 용액의 예로는 농도 0.1~5질량%의 탄산나트륨 및 탄산칼륨 수용액이 열거된다. 상기 현상액의 온도는 현상액의 현상성에 따라 적당히 선택할 수 있고; 예컨대, 현상액의 온도는 약 25~40℃이다.About 8-12 are preferable and, as for pH of the said weak alkaline aqueous solution, about 9-11 are more preferable. Examples of such a solution include sodium carbonate and potassium carbonate aqueous solutions having a concentration of 0.1 to 5% by mass. The temperature of the developer can be appropriately selected depending on the developability of the developer; For example, the temperature of a developing solution is about 25-40 degreeC.
상기 현상액은 계면활성제, 소포제; 에틸렌 디아민, 에탄올 아민, 테트라메틸렌 암모늄 히드록사이드, 디에틸렌 트리아민, 트리에틸렌 펜타민, 몰포린 및 트리에탄올 아민 등의 유기 염기; 알콜, 케톤, 에스테르, 에테르, 아미드 및 락톤 등의 현상을 촉진시키는 유기 용제와 병용될 수 있다. 상기 현상액은 수성액, 알칼리 수용액, 수성액과 유기 용제의 조합액에서 선택되는 수성 현상액이어도 좋고, 또는 유기 현상액이어도 좋다.The developer includes a surfactant, an antifoaming agent; Organic bases such as ethylene diamine, ethanol amine, tetramethylene ammonium hydroxide, diethylene triamine, triethylene pentamine, morpholine and triethanol amine; It can be used in combination with an organic solvent which promotes development of alcohols, ketones, esters, ethers, amides and lactones. The developer may be an aqueous developer selected from an aqueous solution, an aqueous alkali solution, a combination of an aqueous solution and an organic solvent, or may be an organic developer.
상기 에칭은 종래의 에칭방법에서 적당히 선택되는 방법에 의해 행할 수 있다.The said etching can be performed by the method suitably selected by the conventional etching method.
상기 에칭방법에 사용되는 에칭액은 목적에 따라서 적당히 선택할 수 있고; 상기 금속층이 동으로 이루어진 경우에는, 액칭액으로는 염화 제2동 용액, 염화 제2철 용액, 알칼리 에칭용액 및 과산화 수소계 에칭액 등이 열거되고; 이들 중에서, 에칭 팩터의 점에서 염화 제2철 용액이 바람직하다.The etching liquid used for the said etching method can be suitably selected according to the objective; When the metal layer is made of copper, examples of the liquefied solution include a cupric chloride solution, a ferric chloride solution, an alkali etching solution, a hydrogen peroxide etching solution, and the like; Among them, the ferric chloride solution is preferable in view of the etching factor.
상기 패턴형성재료를 에칭처리하고 제거하여 기판 상에 영구패턴을 형성할 수 있다. 상기 영구패턴은 목적에 따라서 적당히 선택할 수 있고; 예컨대 패턴은 배선패턴이다.The pattern forming material may be etched and removed to form a permanent pattern on the substrate. The permanent pattern can be appropriately selected according to the purpose; For example, the pattern is a wiring pattern.
상기 도금공정은 종래의 도금처리방법에서 선택되는 방법에 의해 행해질 수 있다.The plating process may be performed by a method selected from a conventional plating process.
상기 도금처리의 예로는 황산동 도금, 피로인산동 도금 등의 동도금, 하이 플로우 솔더도금 등의 솔더도금, 와트배스(황산니켈-염화 니켈)도금 및 니켈 술파메이트 도금 등의 니켈도금, 및 하드 금도금 및 소프트 금도금 등의 금도금이 열거된다. Examples of the plating treatment include copper plating such as copper sulfate plating and copper pyrophosphate plating, solder plating such as high flow solder plating, nickel plating such as watt bath (nickel sulfate-nickel chloride) plating and nickel sulfamate plating, and hard gold plating; Gold plating such as soft gold plating is listed.
상기 도금공정에서의 도금처리를 행한 후, 패턴형성재료를 제거하고 불필요 부분에 대해서 선택적 에칭처리를 행함으로써 영구패턴을 형성할 수 있다. After the plating treatment in the plating step, the pattern forming material is removed and the permanent pattern can be formed by performing selective etching on unnecessary parts.
본 발명에 따른 패턴형성방법은 패턴형성재료 상에 결상된 상의 왜곡을 억제함으로써, 영구패턴을 정밀하고 효과적으로 형성할 수 있으므로, 상기 패턴형성방법은 고정밀한 노광이 요구되는 각종의 패턴, 특히 고정밀한 배선패턴에 적합하게 사용될 수 있다.Since the pattern forming method according to the present invention can form the permanent pattern accurately and effectively by suppressing the distortion of the image formed on the pattern forming material, the pattern forming method can be used in various patterns, particularly high precision, requiring high precision exposure. It can be used suitably for the wiring pattern.
[인쇄배선판의 제조방법][Manufacturing method of printed wiring board]
본 발명에 따른 패턴형성방법은 인쇄배선판의 제조, 특히 스루홀 또는 비아홀을 갖는 인쇄배선판의 제조에 적합하게 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 패턴형성방법에 기초한 인쇄배선판의 제조방법에 대해서 이하에 설명한다.The pattern forming method according to the present invention can be suitably used for the production of printed wiring boards, in particular for the production of printed wiring boards having through holes or via holes. The manufacturing method of the printed wiring board based on the pattern formation method which concerns on this invention is demonstrated below.
상기 스루홀 및/또는 비아홀을 갖는 인쇄배선기판의 제조방법에 있어서, 패턴은 (i) 감광층과 기판이 대면하도록 홀을 가진 인쇄배선판의 기판 상에 패턴형성재료를 적층하여 적층체를 형성하고, (ii) 상기 적층체의 기판의 반대 측으로부터 배선패턴 및 홀을 형성하는 영역에 광조사하여 감광층을 경화시키고, (iii) 상기 적층체로부터 패턴형성재료의 지지체를 제거하고, 및 (iv) 상기 적층체의 감광층을 현상하여 그 적층체의 경화부를 제거함으로써 형성될 수 있다.In the method of manufacturing a printed wiring board having the through-hole and / or the via-hole, the pattern includes (i) forming a laminate by laminating a pattern forming material on a substrate of a printed wiring board having holes so that the photosensitive layer and the substrate face each other. (ii) irradiating the area forming wiring patterns and holes from the opposite side of the substrate to harden the photosensitive layer, (iii) removing the support of the pattern forming material from the laminate, and (iv ) By developing the photosensitive layer of the laminate to remove the cured portion of the laminate.
한편, (iii)의 지지체의 제거는 상기 (ii)와 (iv) 사이 대신에 (i)와 (ii) 사이에서 행할 수 있다.On the other hand, the support of (iii) can be removed between (i) and (ii) instead of between (ii) and (iv).
그 다음, 상기 형성한 패턴을 이용하여, 종래의 제거법(subtractive method) 또는 부가법(additive method), 예컨대 세미 부가법 또는 풀 부가법을 사용하여 상기 인쇄배선판의 기판을 에칭처리 또는 도금처리하여 인쇄배선판을 제조할 수 있다. 이들 방법 중에서, 산업적으로 유리한 텐팅에 의해 인쇄배선판을 형성하기 위해서는 상기 제거법이 바람직하다. 상기 처리 후, 인쇄배선판의 기판 상에 잔존하는 경화 수지를 박리하거나, 또는 상기 세미 부가법의 경우에는 박리한 후 동 박막부를 에칭함으로써, 원하는 인쇄배선판이 얻어진다. 다층 인쇄배선판의 경우에도, 상기 인쇄배선판과 동일한 방법을 사용할 수 있다.Then, using the formed pattern, the substrate of the printed wiring board is etched or plated by using a conventional subtractive method or an additive method such as a semi addition method or a pull addition method. A wiring board can be manufactured. Among these methods, the above removal method is preferable in order to form a printed wiring board by industrially advantageous tenting. After the treatment, the cured resin remaining on the substrate of the printed wiring board is peeled off, or in the case of the semi-addition method, the desired printed wiring board is obtained by etching the thin film portion after peeling. Also in the case of a multilayer printed wiring board, the same method as that of the printed wiring board can be used.
패턴형성재료를 사용하여 스루홀을 갖는 인쇄배선판의 제조방법에 대해서 이하에 설명한다.The manufacturing method of the printed wiring board which has a through hole using a pattern formation material is demonstrated below.
우선, 기판의 표면을 금속 도금층으로 피복된 인쇄배선판의 기판을 제조한다. 인쇄배선판의 기판은 동장적층기판, 유리 또는 에폭시 수지 등의 절연기판 상에 동도금층을 형성함으로써 제조된 기판, 또는 이들 기판에 적층하여 동도금층으로 형성한 기판이어도 좋다.First, the board | substrate of the printed wiring board which covered the surface of the board | substrate with the metal plating layer is manufactured. The substrate of the printed wiring board may be a substrate manufactured by forming a copper plating layer on an insulating substrate such as a copper-clad laminate, glass or epoxy resin, or a substrate formed by laminating these substrates and forming a copper plating layer.
패턴형성재료 상에 보호층이 존재하는 경우, 적층공정으로서 상기 보호필름을 박리하고, 상기 패턴형성재료의 감광층을 가압롤러를 사용하여 상기 인쇄배선판의 기판의 표면에 압착시킴으로써, 상기 인쇄배선판의 기판과 상기 적층체를 포함하는 적층체를 얻을 수 있다.When the protective layer is present on the pattern forming material, the protective film is peeled off as a lamination step, and the photosensitive layer of the pattern forming material is pressed onto the surface of the substrate of the printed wiring board by using a pressure roller, thereby forming the printed wiring board. The laminated body containing a board | substrate and the said laminated body can be obtained.
상기 패턴형성재료의 적층온도는 특별한 제한없이 적당히 선택할 수 있고; 그 온도는 15~30℃ 등의 실온, 또는 30~180℃ 등의 고온이어도 좋고, 바람직하게는 60~140℃ 등의 실질적으로 온난한 온도가 바람직하다.The lamination temperature of the pattern forming material can be appropriately selected without particular limitation; The temperature may be room temperature, such as 15-30 degreeC, or high temperature, such as 30-180 degreeC, Preferably the substantially warm temperature, such as 60-140 degreeC, is preferable.
상기 압착롤의 롤압력은 특별한 제한없이 적당히 선택될 수 있고; 그 압력은 0.1~1MPa가 바람직하고; 압착속도는 특별히 제한없이 적당히 선택될 수 있고, 그 속도는 1~3m/sec가 바람직하다.The roll pressure of the pressing roll can be appropriately selected without particular limitation; The pressure is preferably 0.1 to 1 MPa; The crimping speed can be appropriately selected without particular limitation, and the speed is preferably 1 to 3 m / sec.
상기 인쇄배선판의 기판을 압착전에 예열해도 좋고; 기판을 감압하에서 적층해도 좋다.The substrate of the printed wiring board may be preheated before pressing; The substrates may be laminated under reduced pressure.
상기 적층체는 인쇄배선판의 기판 상의 패턴형성재료를 적층하거나; 또는 인쇄배선판의 기판 상에 직접 패턴형성재료용 감광성 수지 조성물 용액을 도포한 다음, 그 용액을 건조시킴으로써 상기 인쇄배선판의 기판 상에 감광층을 적층하여 형성해도 좋다.The laminate laminates a pattern forming material on a substrate of a printed wiring board; Or you may apply | coat the photosensitive resin composition solution for pattern formation materials directly on the board | substrate of a printed wiring board, and dry the solution, and may laminate | stack and form the photosensitive layer on the board | substrate of the said printed wiring board.
다음에, 상기 적층체의 기판과는 반대측으로부터 감광층에 레이저빔을 조사해서 감광층을 경화시킨다. 이 경우에, 필요에 따라 지지체의 투명성이 낮은 경우에는 지지체를 박리한 후 조사를 행한다.Next, a laser beam is irradiated to the photosensitive layer from the opposite side to the board | substrate of the said laminated body to harden a photosensitive layer. In this case, if necessary, when the transparency of the support is low, the support is peeled off and then irradiated.
지지체가 레이저 조사후 기판 상에 존재하는 경우, 지지체 박리공정으로서 적층체로부터 지지체를 박리한다.When a support exists on a board | substrate after laser irradiation, a support is peeled from a laminated body as a support peeling process.
현상공정으로서, 상기 인쇄배선판의 기판 상의 감광층의 미경화 영역을 적당한 현상액을 사용하여 용해제거하고, 배선패턴을 형성하는 경화층과 스루홀의 금속층을 보호하는 경화층을 포함하는 패턴을 형성하고, 상기 금속층을 상기 인쇄배선판의 기판 표면에 노출시킨다.In the developing step, a non-cured region of the photosensitive layer on the substrate of the printed wiring board is dissolved and removed using a suitable developer, and a pattern including a hardened layer for forming a wiring pattern and a hardened layer for protecting the metal layer of the through hole is formed. The metal layer is exposed on the substrate surface of the printed wiring board.
필요에 따라서, 예컨대 후가열 또한 후노광에 의해 상기 경화반응을 촉진시키기 위한 다른 처리를 행해도 좋다. 상기 현상은 상기와 같은 습식법 또는 건식법이어도 좋다.As needed, you may perform another process for accelerating the said hardening reaction by post-heating and post-exposure, for example. The above development may be a wet method or a dry method as described above.
그 다음, 에칭공정으로서, 상기 인쇄배선판의 기판 표면 상에 노출된 금속층을 에칭액으로 용해제거한다. 스루홀의 개구는 경화 수지 또는 텐트필름으로 커버되므로, 에칭액이 스루홀에 스미어 스루홀내의 금속도금을 부식시키기 않아서, 금속도금은 특정 행태를 유지할 수 있으므로, 인쇄배선판의 기판 상에 배선패턴이 형성될 수 있다.Then, as an etching step, the metal layer exposed on the substrate surface of the printed wiring board is dissolved and removed with an etching solution. Since the opening of the through hole is covered with a cured resin or a tent film, the etching solution does not corrode the metal plating in the smear through hole in the through hole, so that the metal plating can maintain a specific behavior, so that a wiring pattern can be formed on the substrate of the printed wiring board. Can be.
에칭액은 목적에 따라 적당히 선택될 수 있고; 상기 금속층을 동으로 형성하는 경우의 에칭액으로는 염화 제2동 용액, 염화 제2철 용액, 알칼리 에칭용액 및 과산화 수소 용액이 열거되고; 이들 중에서도, 에칭 팩터의 관점에서 염화 제2철 용액이 바람직하다.The etchant can be appropriately selected depending on the purpose; Examples of the etching solution for forming the metal layer with copper include cupric chloride solution, ferric chloride solution, alkaline etching solution and hydrogen peroxide solution; Among these, a ferric chloride solution is preferable from the viewpoint of the etching factor.
다음에, 경화재료의 제거공정으로서, 경화층을 예컨대 강 알칼리성 수용액을 사용하여 인쇄배선판의 기판으로부터 제거한다.Next, as a step of removing the cured material, the cured layer is removed from the substrate of the printed wiring board using, for example, a strong alkaline aqueous solution.
강 알칼리성 수용액의 염기성 성분은 특별히 제한없이 적당히 선택할 수 있고, 그 염기성 성분의 예로는 수산화 나트륨 및 수산화 칼륨이 열거된다. 상기 강 알칼리성 수용액의 pH는, 예컨대 약 12~14이고, 바람직하게는 약 13~14이다. 상기 강 알칼리성 수용액은 농도 1~10질량%의 수산화 나트륨 또는 수산화 칼륨 의 수용액이어도 좋다.The basic component of the strongly alkaline aqueous solution can be appropriately selected without particular limitation, and examples of the basic component include sodium hydroxide and potassium hydroxide. PH of the said strong alkaline aqueous solution is about 12-14, for example, Preferably it is about 13-14. The strong alkaline aqueous solution may be an aqueous solution of sodium hydroxide or potassium hydroxide at a concentration of 1 to 10% by mass.
인쇄배선판은 다층 구성이어도 좋다. 한편, 상기 패턴형성재료를 상기 에칭공정 대신에 도금공정에 적용해도 좋다. 상기 도금방법은 황산동 도금 및 피로인산동 도금 등의 동도금, 하이 플로우 솔더도금 등의 솔더도금, 와트배스(황산 니켈-염화 니켈)도금 및 니켈 술파메이트 도금 등의 니켈도금, 및 하드 금도금 및 소프트 금도금 등의 금도금이어도 좋다.The printed wiring board may have a multilayer structure. In addition, you may apply the said pattern forming material to a plating process instead of the said etching process. The plating method includes copper plating such as copper sulfate plating and copper pyrophosphate plating, solder plating such as high flow solder plating, nickel plating such as watt bath (nickel sulfate-nickel chloride) plating and nickel sulfamate plating, and hard gold plating and soft gold plating. Gold plating, etc. may be sufficient.
도 1은 디지털 마이크로미러 디바이스(DMD)의 구성의 일례를 나타내는 부분 확대도이다.1 is a partially enlarged view showing an example of the configuration of a digital micromirror device (DMD).
도 2a는 DMD의 동작의 일례를 설명하는 도면이다.2A is a diagram for explaining an example of the operation of the DMD.
도 2b는 DMD의 동작의 일례를 설명하는 도면이다.2B is a diagram for explaining an example of the operation of the DMD.
도 3a는 DMD가 경사져 있지 않은 경우의 노광빔 및 주사선을 나타내는 예시 평면도이다.3A is an exemplary plan view showing an exposure beam and a scan line when the DMD is not inclined.
도 3b는 DMD가 경사져 있는 경우의 노광빔 및 주사선을 나타내는 예시 평도이다.3B is an exemplary plane view showing an exposure beam and a scan line when the DMD is inclined.
도 4a는 DMD의 사용영역을 나타내는 예시도이다.4A is an exemplary diagram illustrating a use area of a DMD.
도 4b는 DMD의 다른 사용영역을 나타내는 예시도이다.4B is an exemplary view showing another usage area of the DMD.
도 5는 스캐너에 의한 1회 주사로 감광층을 노광하는 방법을 설명하는 예시 평면도이다.5 is an exemplary plan view illustrating a method of exposing the photosensitive layer by one scan by a scanner.
도 6a는 스캐너에 의한 복수회 주사로 감광층을 노광하는 방법을 설명하는 예시 평면도이다.6A is an exemplary plan view for explaining a method of exposing a photosensitive layer by scanning a plurality of times by a scanner.
도 6b는 스캐너에 의한 복수외 주사로 감광층을 노광하는 방법을 설명하는 다른 예시 평면도이다.6B is another exemplary plan view for explaining a method for exposing the photosensitive layer by plural extra scanning by a scanner.
도 7은 패턴형성장치의 일례를 나타내는 계략 사시도이다.7 is a schematic perspective view showing an example of a pattern forming apparatus.
도 8은 패턴형성장치의 스캐너 구성의 일례를 나타내는 계략 사시도이다.8 is a schematic perspective view showing an example of a scanner configuration of a pattern forming apparatus.
도 9a는 감광층 상에 형성된 노광영역을 나타내는 예시 평면도이다.9A is an exemplary plan view showing an exposure area formed on the photosensitive layer.
도 9b는 각각의 노광헤드에 의해 노광된 영역을 나타내는 예시 평면도이다.9B is an exemplary plan view showing an area exposed by each exposure head.
도 10은 레이저 변조기를 포함하는 노광헤드의 일례를 나타내는 계략 사시도 이다.10 is a schematic perspective view showing an example of an exposure head including a laser modulator.
도 11은 도 10에 나타낸 노광헤드의 구성을 광축을 따른 부-주사방향으로 나타내는 예시 단면도이다.FIG. 11 is an exemplary cross-sectional view showing the configuration of the exposure head shown in FIG. 10 in the sub-scanning direction along the optical axis.
도 12는 패턴정보에 기초하여 DMD를 제어하는 제어기의 일례를 나타낸다.12 shows an example of a controller for controlling the DMD based on the pattern information.
도 13a는 광축을 따른 다른 결상 광학계의 다른 노광헤드의 구성을 나타내는 예시 단면도이다.13A is an exemplary cross-sectional view showing the configuration of another exposure head of another imaging optical system along the optical axis.
도 13b는 마이크로렌즈를 사용하지 않은 경우의 노광면에 투영된 광상을 나타내는 예시 평면도이다.13B is an exemplary plan view showing an optical image projected on the exposure surface when no microlens is used.
도 13c는 마이크로렌즈를 사용한 경우의 노광면에 투영된 광상을 나타내는 예시 평면도이다.13C is an exemplary plan view showing an optical image projected on the exposure surface when a microlens is used.
도 14는 DMD를 구성하는 마이크로미러의 반사면의 왜곡을 등고선으로 나타내는 예시도이다.FIG. 14 is an exemplary view showing distortion of a reflecting surface of a micromirror constituting a DMD in a contour line. FIG.
도 15a는 마이크로미러의 X 방향을 따른 높이변위를 나타내는 예시 그래프이다.15A is an exemplary graph illustrating a height displacement along the X direction of the micromirror.
도 15b는 상기 마이크로미러의 Y 방향을 따른 높이변위를 나타내는 예시 그래프이다.15B is an exemplary graph illustrating a height displacement along the Y direction of the micromirror.
도 16a는 패턴형성장치에 사용되는 마이크로렌즈 어레이를 나타내는 예시 정면도이다.16A is an exemplary front view illustrating a microlens array used in a pattern forming apparatus.
도 16b는 패턴형성장치에 사용되는 마이크로렌즈 어레이를 나타내는 예시 측면도이다.16B is an exemplary side view illustrating a microlens array used in the pattern forming apparatus.
도 17a는 마이크로렌즈 어레이의 마이크로렌즈를 나타내는 예시 정면도이다.17A is an exemplary front view illustrating microlenses of a microlens array.
도 17b는 마이크로렌즈 어레이의 마이크로렌즈를 나타내는 예시 측면도이다.17B is an exemplary side view illustrating the microlenses of the microlens array.
도 18a는 마이크로렌즈의 단면에서의 레이저 집광상태를 계략적으로 나타내는 예시도이다.18A is an exemplary view schematically showing a laser condensing state in the cross section of the microlens.
도 18b는 마이크로렌즈의 다른 단면에서의 레이저 집광상태를 계략적으로 나타내는 예시도이다.18B is an exemplary view schematically showing a laser condensing state at another cross section of the microlens.
도 19a는 본 발명에 따른 마이크로렌즈의 집광점 근방의 빔직경의 시뮬레이션을 나타내는 예시도이다.19A is an exemplary diagram showing a simulation of a beam diameter near a condensing point of a microlens according to the present invention.
도 19b는 도 19a와 유사한 다른 시뮬레이션을 본 발명에 따른 다른 위치에서 나타내는 예시도이다.19B is an illustration showing another simulation similar to FIG. 19A at another position according to the present invention.
도 19c는 도 19a와 유사한 또 다른 시뮬레이션을 본 발명에 따른 다른 위치에서 나타내는 예시도이다.19C is an illustration showing another simulation similar to FIG. 19A at another position according to the present invention.
도 19d는 도 19a와 유사한 또 다른 시뮬레이션을 본 발명에 따른 다른 위치에서 나타내는 예시도이다.FIG. 19D is an exemplary view showing another simulation similar to FIG. 19A at another location in accordance with the present invention. FIG.
도 20a는 종래의 패턴형성방법에 있어서의 집광점 근방의 빔직경의 시뮬레이션을 나타내는 예시도이다.20A is an exemplary view showing a simulation of the beam diameter near the condensing point in the conventional pattern forming method.
도 20b는 도 20a와 유사한 다른 시뮬레이션을 다른 위치에서 나타내는 예시도이다.20B is an exemplary view showing another simulation similar to FIG. 20A at another position.
도 20c는 도 20a와 유사한 또 다른 시뮬레이션을 다른 위치에서 나타내는 예시도이다.20C is an exemplary view showing another simulation similar to FIG. 20A at another position.
도 20d는 도 20a와 유사한 또 다른 시뮬레이션을 다른 위치에서 나타내는 예시도이다.20D is an exemplary view showing another simulation similar to FIG. 20A at another position.
도 21은 합파 레이저원의 다른 구성을 나타내는 예시 평면도이다.21 is an exemplary plan view showing another configuration of the combined laser source.
도 22a는 마이크로렌즈 어레이의 마이크로렌즈를 나타내는 예시 정면도이다.22A is an exemplary front view illustrating microlenses of a microlens array.
도 22b는 마이크로렌즈 어레이의 마이크로렌즈를 나타내는 예시 측면도이다.22B is an exemplary side view illustrating the microlenses of the microlens array.
도 23a는 도 22b에 나타낸 마이크로렌즈의 단면에서의 레이저 집광상태를 계략적으로 나타내는 예시도이다.FIG. 23A is an exemplary view schematically showing a laser condensing state in the cross section of the microlens shown in FIG. 22B.
도 23b는 도 22b에 나타낸 마이크로렌즈의 다른 단면에서의 레이저 집광상태를 계략적으로 나타내는 예시도이다.FIG. 23B is an exemplary view schematically showing a laser condensing state at another cross section of the microlens shown in FIG. 22B.
도 24a는 광량분포보정 광학계에 의한 보정의 개념을 설명하는 예시도이다.24A is an exemplary diagram for explaining the concept of correction by the light amount distribution correction optical system.
도 24b는 광량분포보정 광학계에 의한 보정의 개념을 설명하는 다른 예시도이다.24B is another exemplary view for explaining the concept of correction by the light amount distribution correction optical system.
도 24c는 광량분포보정 광학계에 의한 보정의 개념을 설명하는 또 다른 예시도이다. 24C is another exemplary view for explaining the concept of correction by the light amount distribution correction optical system.
도 25는 광량보정없이 가우스 분포의 광량분포를 나타내는 예시 그래프이다.25 is an exemplary graph showing a light amount distribution of a Gaussian distribution without light amount correction.
도 26은 광량분포보정의 광학계에 의해 보정된 광량분포를 나타내는 예시 그래프이다.Fig. 26 is an exemplary graph showing the light amount distribution corrected by the optical system of light amount distribution correction.
도 27a (A)는 섬유 어레이 레이저원의 구성을 나타내는 예시 사시도이다.27A (A) is an exemplary perspective view showing the configuration of a fiber array laser source.
도 27a (B)는 도 27a (A)의 부분 확대도이다.FIG. 27A (B) is a partially enlarged view of FIG. 27A (A).
도 27a (C)는 레이저 출사부의 발광점의 배열을 나타내는 예시 평면도이다.27A (C) is an exemplary plan view showing an arrangement of light emitting points of a laser emitting unit.
도 27a (D)는 레이저 발광점의 다른 배열을 나타내는 예시 평면도이다.27A (D) is an exemplary plan view showing another arrangement of laser light emitting points.
도 27b는 섬유 어레이 레이저원에 있어서의 레이저 발광점의 배열을 나타내는 예시 정면도이다.27B is an exemplary front view showing the arrangement of laser light emitting points in the fiber array laser source.
도 28은 멀티모드 광섬유의 구성을 나타내는 예시도이다.28 is an exemplary view showing a configuration of a multimode optical fiber.
도 29는 합파 레이저원의 구성을 나타내는 예시 평면도이다.29 is an exemplary plan view showing a configuration of a combined laser source.
도 30은 레이저 모듈의 구성을 나타내는 예시 평면도이다.30 is an exemplary plan view showing a configuration of a laser module.
도 31은 도 30에 나타낸 레이저 모듈의 구성을 나타내는 예시 측면도이다.FIG. 31 is an exemplary side view illustrating a configuration of the laser module illustrated in FIG. 30.
도 32는 도 30에 나타낸 레이저 모듈의 구성을 나타내는 부분 측면도이다.32 is a partial side view illustrating the configuration of the laser module illustrated in FIG. 30.
도 33은 레이저 어레이의 구성을 나타내는 예시 사시도이다.33 is an exemplary perspective view showing the configuration of a laser array.
도 34a는 멀티 캐버티 레이저의 구성을 나타내는 예시 사시도이다.34A is an exemplary perspective view showing the configuration of a multi-cavity laser.
도 34b는 도 34a에 나타낸 멀티 캐버티 레이저가 어레이로 배열된 멀티 캐버티 레이저 어레이를 나타내는 예시 사시도이다.34B is an exemplary perspective view showing a multi-cavity laser array in which the multi-cavity lasers shown in FIG. 34A are arranged in an array.
도 35는 합파 레이저원의 다른 구성을 나타내는 예시 평면도이다.35 is an exemplary plan view showing another configuration of the combined laser source.
도 36a는 합파 레이저원의 또 다른 구성을 나타내는 예시 평면도이다.36A is an exemplary plan view showing still another configuration of a combined laser source.
도 36b는 도 36a의 광축에 따른 예시 단면도이다.36B is an exemplary cross-sectional view along the optical axis of FIG. 36A.
도 37a는 종래기술의 패턴형성방법에서의 집점심도를 나타내는 노광장치의 예시 단면도이다.37A is an exemplary sectional view of the exposure apparatus showing the depth of focus in the pattern formation method of the prior art.
도 37b는 본 발명에 따른 패턴형성방법에서의 집점심도를 나타내는 노광소자의 예시 단면도이다.37B is an exemplary sectional view of the exposure element showing the depth of focus in the pattern forming method according to the present invention.
이하, 본 발명에 대해서 실시예를 참조하여 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명이 이들에 한정되는 것은 아니다. 특별히 언급하지 않는한 모든 부는 중량부이다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail with reference to an Example, this invention is not limited to these. Unless otherwise noted, all parts are parts by weight.
(실시예 1)(Example 1)
-패턴형성재료의 제조-Manufacturing of Pattern Forming Materials
하기 성분을 함유하는 감광성 수지 조성물의 용액을 지지체로서 두께 20㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름에 도포하고, 그 도포된 용액을 건조하여 두께 15㎛의 감광층을 형성하여, 패턴형성재료를 제조하였다.The solution of the photosensitive resin composition containing the following component was apply | coated to the polyethylene terephthalate film of thickness 20micrometer as a support body, the apply | coated solution was dried, the photosensitive layer of thickness 15micrometer was formed, and the pattern forming material was manufactured.
[감광성 수지 조성물 용액의 성분][Component of Photosensitive Resin Composition Solution]
-메틸메타크릴레이트/2-에틸헥실아크릴레이트/벤질메타크릴레이트/메타크릴산의 코폴리머 15부15 parts of copolymers of methyl methacrylate / 2-ethylhexyl acrylate / benzyl methacrylate / methacrylic acid
(질량비: 50/20/7/23, 질량평균 분자량: 90,000, 산가: 150) (Mass ratio: 50/20/7/23, mass average molecular weight: 90,000, acid value: 150)
-하기 일반식(73)으로 표시되는 중합성 모노머 7.0부7.0 parts of polymerizable monomers represented by the following general formula (73)
-헥사메틸렌 디이소시아네이트와 테트라에틸렌 옥사이드 모노메타크릴레이트의 부가 생성물(몰비: 1/2) 7.0부7.0 parts addition product of hexamethylene diisocyanate and tetraethylene oxide monomethacrylate (molar ratio: 1/2)
-N-메틸아크리돈 0.11부-N-methylacridone0.11part
-2,2-비스(o-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐 비이미다졸 2.17부2.17 parts of -2,2-bis (o-chlorophenyl) -4,4 ', 5,5'-tetraphenyl biimidazole
-2-메르캅토벤즈이미다졸 0.23부0.23 parts of 2-mercaptobenzimidazole
-말라카이트 그린의 옥살레이트 0.02부Malachite green oxalate 0.02parts
-로이코크리스탈 바이올렛 0.26부Royko Crystal Violet 0.26part
-메틸에틸케톤 40부40 parts methyl methyl ketone
-1-메톡시-2-프로판올 20부20 parts of -1-methoxy-2-propanol
여기서, 일반식(73)에 있어서, m+n=10이다. 일반식(73)으로 표시되는 화합물에는 상기 일반식(38)으로 표시되는 것이 포함된다.Here, in general formula (73), m + n = 10. The compound represented by the general formula (73) includes those represented by the general formula (38).
상기 패턴형성재료의 감광층 상에 보호필름으로서 두께 20㎛의 폴리에틸렌 필름을 적층하였다. 다음에, 연마, 린스 및 건조를 행한 동장적층판(스루홀 없음, 동두께: 12㎛)을 제조하여 기판으로 하였다. 상기 패턴형성재료의 보호층을 박리하면서 상기 감광층과 동장적층판이 접촉하도록 라미네이터(MODEL 8b-720-PH, Taisei-Laminator Co. 제품)로 상기 동장적층판에 감광층을 압착시킴으로써, 동장적층판, 감광층 및 지지체로서의 폴리에틸렌 테레프탈레이트가 순차적으로 적층된 적층체를 제조했다.A polyethylene film having a thickness of 20 μm was laminated as a protective film on the photosensitive layer of the pattern forming material. Next, a copper clad laminated board (no through hole, copper thickness: 12 µm) subjected to polishing, rinsing and drying was produced to obtain a substrate. By peeling the photosensitive layer on the copper clad laminate with a laminator (MODEL 8b-720-PH, manufactured by Taisei-Laminator Co.) so as to contact the photosensitive layer and the copper clad laminate while peeling off the protective layer of the pattern forming material. A laminate in which polyethylene terephthalate as a layer and a support was sequentially laminated was prepared.
압착조건은 압착롤의 온도: 105℃, 압착롤의 압력: 0.3MPa, 및 적층속도: 1m/분이었다.The crimping conditions were the temperature of the press roll: 105 degreeC, the pressure of a press roll: 0.3 MPa, and the lamination | stacking speed: 1 m / min.
상기 제조한 적층체에 대하여 해상도, 노광속도 및 에칭성을 평가하였다. 결과를 표 3에 나타내었다.The resolution, exposure speed, and etching property were evaluated for the produced laminate. The results are shown in Table 3.
<해상도><Resolution>
(1) 최단 현상시간의 측정 방법(1) Measuring method of shortest developing time
상기 적층체로부터 지지체로서의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 박리한 후, 동장적층판 상의 감광층의 전체 표면에 농도 1질량%의 탄산나트륨 수용액을 30℃, 0.15MPa로 분사하였다. 동장적층판 상의 감광층이 용해제거되는 초기 분사시부터의 시간을 측정하고, 그 시간을 최단 현상시간으로 하였다. 그 결과, 최단 현상시간은 10초이었다.After peeling the polyethylene terephthalate film as a support body from the said laminated body, the sodium carbonate aqueous solution of
(2) 감도의 측정(2) measurement of sensitivity
상기 적층체의 패턴형성재료의 감광층에 레이저빔을 0.1~100mJ/㎠에서 21/2배 간격으로 광에너지량을 변화시키고, 후술하는 패턴형성장치를 사용하여 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름의 측면으로부터 레이저빔을 조사하여, 상기 감광층의 일부를 경화시켰다.The amount of light energy is changed at intervals of 2 1/2 times from 0.1 to 100 mJ / cm 2 to the photosensitive layer of the pattern forming material of the laminate, and the laser is emitted from the side surface of the polyethylene terephthalate film using a pattern forming apparatus described later. The beam was irradiated to cure part of the photosensitive layer.
실온에서 10분간 방치한 후, 지지체로서의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 적층체로부터 박리한 후, 동장적층판 상의 감광층의 전체 표면에 농도 1질량%의 탄산나트륨 수용액을 30℃, 0.15MPa로 상기 (1)에서 얻어진 최단 현상시간의 2배의 시간동안 분사하여, 미경화부를 제거한 후, 잔존하는 경화층의 두께를 측정하였다. 그 다음, 조사광량과 경화층의 두께 사이의 관계를 플롯하여 감도곡선을 얻었다. 얻어진 감도곡선으로부터, 경화영역의 두께가 15㎛가 되었을 때의 광에너지량을 측정하고, 이 광에너지량을 감광층을 경화시키는데 필요한 광에너지량으로 하였다.After leaving at room temperature for 10 minutes, the polyethylene terephthalate film as a support was peeled from the laminate, and then an aqueous solution of sodium carbonate having a concentration of 1% by mass at 30 ° C and 0.15 MPa was applied to the entire surface of the photosensitive layer on the copper clad laminate at (1). After spraying for twice the time of the obtained shortest developing time, and removing the unhardened part, the thickness of the remaining hardened layer was measured. Then, the relationship between the amount of irradiation light and the thickness of the cured layer was plotted to obtain a sensitivity curve. From the obtained sensitivity curve, the amount of light energy when the thickness of the hardened region was 15 µm was measured, and the amount of light energy was used as the amount of light energy required to cure the photosensitive layer.
그 결과, 상기 감광층을 경화시키는데 필요한 광에너지량은 3mJ/㎠이었다.As a result, the amount of light energy required to cure the photosensitive layer was 3 mJ / cm 2.
<<패턴형성장치>><< pattern forming device >>
레이저원으로서의 도 27a~32에 나타낸 합파 레이저원; 도 4에 나타낸 주-주사방향으로 1024개의 마이크로미러가 하나의 어레이로 배열되어 있고, 부-주사방향으로 4,768세트의 어레이가 배열되어 있으며, 또한 이들 마이크로미러 중에서 1024열×256행만이 구동할 수 있는, 레이저 변조기로서의 DMD(50); 도 13에 나타낸 바와 같이 한면이 토릭면인 마이크로렌즈(474)가 배열된 마이크로렌즈 어레이(472); 및 상기 마이크로렌즈 어레이를 통하여 레이저를 상기 패턴형성재료 상에 결상시키는 광학계(480, 482)를 포함하는 패턴형성장치를 사용하였다.A harmonic laser source shown in Figs. 27A to 32 as the laser source; In the main-scan direction shown in FIG. 4, 1024 micromirrors are arranged in an array, 4,768 sets of arrays are arranged in the sub-scan direction, and only 1024 columns x 256 rows of these micromirrors can be driven.
상기 마이크로렌즈의 토릭면은 다음과 같다. 묘화부로서의 마이크로렌즈(474)의 출사면의 왜곡을 보정하기 위해서, 상기 출사면의 왜곡을 측정하고, 그 결과를 도 14에 나타내었다. 도 14에 있어서, 등고선은 동일한 높이의 반사면을 나타내고, 등고선의 피치는 5nm가다. 도 14에 있어서, X방향 및 Y방향은 2개의 마이크로미러(62)의 대각선이고, 마이크로미러(62)는 Y방향으로 연장하는 회전축을 따라 회전한다. 도 15a 및 15b에 있어서, 마이크로미러(62)의 높이 변위는 상기 X 및 Y방향을 따라 각각 나타내었다.The toric surface of the microlens is as follows. In order to correct the distortion of the emission surface of the
도 14 및 도 15a 및 15b에 나타낸 바와 같이, 마이크로미러(62)의 반사면에는 왜곡이 존재한다. 마이크로미러의 중앙부에 있어서, 1개의 대각선 방향, 즉 Y방향으로의 왜곡은 다른 대각선 방향의 왜곡보다도 크다. 그러므로, 레이저빔(B)의 형상이 마이크로렌즈 어레이(55)의 마이크로렌즈(55a)를 통해 집광위치에서 왜곡되어야 한다.As shown in FIGS. 14 and 15A and 15B, distortion exists in the reflecting surface of the
도 16a 및 16b에 있어서, 전체 마이크로렌즈 어레이(55)의 정면형상 및 측면 형상을 상세하게 나타내었고, 또한 다양한 부분의 크기를 mm의 단위로 나타내었다. 앞서 도 4를 참조하여 설명하였듯이, DMD(50)의 1024열×256행의 마이크로미러(62)가 구동되고; 상응하여 마이크로렌즈 어레이(55)는, 1024개의 마이크로렌즈(55a)를 폭방향으로 배열하여 1행을 형성하고, 256행을 길이방향으로 배열하여 구성되어 있다. 동 16a에 있어서, 마이크로렌즈 어레이(55)의 각각의 위치를 폭방향에 대해서는 "j"로, 길이방향에 대해서는 "k" 로 나타낸다.16A and 16B, the front shape and the side shape of the
도 17a 및 17b에 있어서, 마이크로렌즈 어레이(55)의 마이크로렌즈(55a)의 정면형상 및 측면형상을 각각 나타내었다. 도 17a에, 마이크로렌즈(55a)의 등고선도 나타내었다. 각각의 마이크로렌즈(55a)의 단면은 마이크로미러(62)의 반사면의 왜곡에 의한 수차를 보정하기 위해서 비구면이다. 구체적으로, 마이크로렌즈(55a)는 토릭렌즈이고; 상기 광학 X방향의 곡률반경 Rx는 -0.125mm이고, 상기 광학 Y방향의 곡률반경 Ry는 -0.1mm이다.17A and 17B, the front shape and the side shape of the
따라서, 상기 X방향 및 Y방향에 대해 평행한 단면내의 레이저빔(B)의 집광상태는 대략 각각 도 18a 및 18b에 나타내는 바와 같다. 즉, X방향과 Y방향을 비교하면, Y방향에서의 마이크로렌즈(55a)의 곡률반경이 작고, 또한 초점길이도 짧다.Therefore, the condensing state of the laser beam B in the cross section parallel to the X direction and the Y direction is as shown in Figs. 18A and 18B, respectively. That is, when comparing the X direction and the Y direction, the radius of curvature of the
도 19a, 19b, 19c 및 19d는 상기 형상의 마이크로렌즈(55a)의 초점 근방에서의 빔직경의 시뮬레이션을 나타낸다. 대조로서, 도 20a, 20b, 20c 및 20d는 Rx=Ry=-0.1mm인 마이크로렌즈의 시뮬레이션을 나타낸다. 상기 도면에 있어서 "z"값은 마이크로렌즈(55a)의 초점방향의 평가위치를 마이크로렌즈(55a)의 레이저빔 조사면으로부터의 거리로 표시된다.19A, 19B, 19C, and 19D show simulations of the beam diameter in the vicinity of the focal point of the
상기 시뮬레이션에서의 마이크로렌즈(55a)의 면형상은 하기 식에 의해 계산될 수 있다.The surface shape of the
상기 식 중, Cx는 X방향의 곡률반경(=1/Rx)을 의미하고, Cy는 Y방향의 곡률반경(=1/Ry)을 의미하고, X는 X방향의 광축(O)으로부터의 거리를 의미하고, Y는 Y방향으로의 광축(O)으로부터의 거리를 의미한다.In the above formula, Cx means radius of curvature in the X direction (= 1 / Rx), Cy means radius of curvature in the Y direction (= 1 / Ry), and X is the distance from the optical axis O in the X direction. Y means the distance from the optical axis O in the Y direction.
도 19a~19d 및 도 20a~20d의 비교로부터, 본 발명에 따른 패턴형성방법에 있어서는, Y방향에 대해 평행한 단면의 초점거리가 X방향에 대해 평행한 단면의 초점거리보다 짧은 토릭렌즈를 마이크로렌즈(55a)로서 사용함으로써 집광위치 근방에서의 빔형상의 왜곡이 저감되는 것을 알 수 있다. 이 결과, 보다 선명하고 왜곡없이 패턴형성재료(150)에 상이 노광될 수 있다. 또한, 도 19a~d에 나타낸 본 발명의 형태로부터 빔직경이 작은 영역이 더 넓고, 즉 초점심도가 보다 긴 것을 알 수 있다.From the comparison of FIGS. 19A to 19D and 20A to 20D, in the pattern forming method according to the present invention, a toric lens having a focal length of a cross section parallel to the Y direction is shorter than a focal length of a cross section parallel to the X direction. By using it as the
또한, 마이크로렌즈 어레이(55)의 집광위치 근방에 배치된 개구 어레이(59)는 각각의 개구(59a)가 그 상응하는 마이크로렌즈(55a)를 통과한 광만을 수광하도록 구성되어 있다. 즉, 개구 어레이(59)는 인접한 개수(57a)로부터의 광의 입사를 방지하는 대비책으로서의 각각의 개구를 제공하여 소광비를 증가시킬 수 있다.In addition, the
(3) 해상도의 측정(3) measurement of resolution
상기 (1) 최단 현상시간의 평가방법과 동일한 방법 및 조건에서 상기 적층체 를 제조하고, 23℃, 55%RH의 대기조건에서 10분간 방치하였다. 얻어진 적층체의 지지체로서의 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름으로부터, 상기 패턴형성장치를 이용하여 라인/스페이스=1/1, 선폭: 10~50㎛, 라인증분: 5㎛/라인의 조건에서 선패턴 노광을 행하였다. 노광의 광량은 상기 (2) 감도측정에서 얻어진 감광층을 경화시키는 데 필요한 광에너지량으로 조정하였다. 대기조건에서 10분간 방치한 후, 지지체로서의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 적층체로부터 박리제거한 후, 농도 1질량% 탄산나트륨 수용액을 30℃, 0.15MPa로 동장적층판 상의 감광층의 전체 표면에 상기 (1)에서 얻어진 최단 현상시간의 2배의 시간동안 분사하여, 미경화부를 제거하였다. 그 얻어진 경화 수지 패턴을 보유한 동장적층판을 광학 현미경으로 관찰하고; 클로깅, 변형 등의 라인에 이상이 없는 가장 좁은 선폭을 측정하고, 이 가장 좁은 선폭을 해상도로 하였다. 즉, 그 값이 작을 수록 해상도가 우수하다.The laminate was prepared under the same methods and conditions as in the evaluation method of (1) shortest developing time, and left for 10 minutes at 23 ° C. and 55% RH atmospheric conditions. Line pattern exposure is performed from the said polyethylene terephthalate film as a support body of the obtained laminated body on condition of line / space = 1/1, line width: 10-50 micrometers, and line increment: 5 micrometers / line. It was. The light amount of exposure was adjusted to the amount of light energy required to harden the photosensitive layer obtained by said (2) sensitivity measurement. After leaving for 10 minutes under atmospheric conditions, the polyethylene terephthalate film as a support was peeled off from the laminate, and then a 1% by mass aqueous sodium carbonate solution at 30 캜 and 0.15 MPa was applied to the entire surface of the photosensitive layer on the copper clad laminate in the above (1). The uncured portion was removed by spraying for twice the time of the obtained shortest developing time. The copper clad laminated board which has the obtained cured resin pattern is observed with an optical microscope; The narrowest line width without abnormality in lines such as clogging and deformation was measured, and the narrowest line width was taken as the resolution. In other words, the smaller the value, the better the resolution.
<노광속도><Exposure Speed>
상기 패턴형성장치를 이용하여, 노광레이저 및 상기 감광층의 상대이동속도를 변화시켜, 통상의 패턴형성속도를 측정하였다. 적층체의 패턴형성재료의 감광층 상의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름측으로부터 노광을 행하였다. 노광속도가 빠를수록 패턴을 더욱 효과적으로 형성할 수 있다.By using the pattern forming apparatus, the relative movement speeds of the exposure laser and the photosensitive layer were changed to measure the normal pattern formation speed. Exposure was performed from the polyethylene terephthalate film side on the photosensitive layer of the pattern forming material of the laminate. The faster the exposure speed, the more effectively the pattern can be formed.
<에칭성><Etchability>
상기 (3) 해상도 측정에서 형성된 패턴을 보유한 적층체를 사용하여, 베어 동장적층체의 표면에 염화 제2철 에칭제(염화 제2철을 함유하는 에칭액, 40°보메, 용액온도: 40℃)를 0.25MPa으로 36초간 분사하여 경화층이 없는 베어 동층을 용해 제거하도록 에칭처리를 행하였다. 그 다음, 2질량%의 수산화 나트륨 수용액을 분무하여 패턴을 제거하여, 상기 영구패턴으로서 배선패턴을 갖는 인쇄배선판을 제조하였다. 상기 얻어진 배선패턴을 광학 현미경으로 광찰하고, 그 배선패턴의 가장 좁은 선폭을 측정하였다. 가장 좁은 선폭이 작을 수록 배선패턴이 보다 정밀할 뿐만 아니라 에칭성이 우수한 것을 의미한다.(3) Ferric chloride etchant (etching solution containing ferric chloride, 40 ° bame, solution temperature: 40 ° C.) on the surface of the bare copper clad laminate, using the laminate having the pattern formed in the resolution measurement described above. Was sprayed at 0.25 MPa for 36 seconds to etch away the bare copper layer without a hardened layer. Then, 2 mass% aqueous sodium hydroxide solution was sprayed to remove the pattern to prepare a printed wiring board having the wiring pattern as the permanent pattern. The obtained wiring pattern was optically examined with an optical microscope, and the narrowest line width of the wiring pattern was measured. The smaller the narrowest line width means that the wiring pattern is more precise and the etching is excellent.
(실시예 2)(Example 2)
감광성 수지 조성물 용액의 헥사메틸렌 디이소시아네이트와 테트라에틸렌옥사이드 모노메타크릴레이트(몰비: 1/2)의 부가 생성물을 하기 일반식(74)으로 표시되는 화합물로 변경한 이외는, 실시예 1과 동일한 방법으로 패턴형성재료를 제조하였다.Method similar to Example 1 except having changed the addition product of hexamethylene diisocyanate and tetraethylene oxide monomethacrylate (molar ratio: 1/2) of the photosensitive resin composition solution to the compound represented by following General formula (74). A pattern forming material was prepared.
제조된 패턴형성재료에 대해여 해상도, 노광속도 및 에칭성을 평가하였다. 결과를 표 3에 나타내었다.The resolution, exposure speed and etching property of the prepared pattern forming material were evaluated. The results are shown in Table 3.
최단 현상시간은 10초이며, 감광층을 경화시키는데 필요한 광에너지량은 3mJ/㎠이었다. 상기 일반식(74)으로 표시되는 화합물은 상기 일반식(24)으로 표시되는 것에 포함된다.The shortest developing time was 10 seconds, and the amount of light energy required to cure the photosensitive layer was 3 mJ / cm 2. The compound represented by the said General formula (74) is contained in what is represented by the said General formula (24).
(실시예 3)(Example 3)
감광성 수지 조성물 용액의 헥사메틸렌 디이소시아네이트와 테트라에틸렌옥 사이드 모노메타크릴레이트(몰비: 1/2)의 부가 생성물을 하기 일반식(75)으로 표시되는화합물로 변경한 이외는, 실시예 1과 동일한 방법으로 패턴형성재료를 제조하였다.Except that the addition product of hexamethylene diisocyanate and tetraethylene oxide monomethacrylate (molar ratio: 1/2) of the photosensitive resin composition solution was changed to the compound represented by following General formula (75), it is the same as Example 1 A pattern forming material was prepared by the method.
제조된 패턴형성재료에 대해여 해상도, 노광속도 및 에칭성을 평가하였다. 결과를 표 3에 나타내었다.The resolution, exposure speed and etching property of the prepared pattern forming material were evaluated. The results are shown in Table 3.
최단 현상시간은 10초이며, 감광층을 경화시키는데 필요한 광에너지량은 3mJ/㎠이었다. 상기 일반식(75)으로 표시되는 화합물은 상기 일반식(22)으로 표시되는 것에 포함된다.The shortest developing time was 10 seconds, and the amount of light energy required to cure the photosensitive layer was 3 mJ / cm 2. The compound represented by the said General formula (75) is contained in what is represented by the said General formula (22).
(실시예 4)(Example 4)
메틸메타크릴레이트/2-에틸헥실아크릴레이트/벤질메타크릴레이트/메타크릴산의 코폴리머(질량비: 50/20/7/23, 질량평균 분자량: 90,000, 산가: 150)를 메틸메타크릴레이트/스티렌/벤질메타크릴레이트/메타크릴산의 코폴리머(질량비: 8/30/37/25, 질량평균 분자량: 60,000, 산가: 163)로 변경한 이외는, 실시예 1과 동일한 방법으로 패턴형성재료를 제조하였다.Copolymer of methyl methacrylate / 2-ethylhexyl acrylate / benzyl methacrylate / methacrylic acid (mass ratio: 50/20/7/23, mass average molecular weight: 90,000, acid value: 150) to methyl methacrylate / A pattern forming material in the same manner as in Example 1 except for changing the copolymer of styrene / benzyl methacrylate / methacrylic acid (mass ratio: 8/30/37/25, mass average molecular weight: 60,000, acid value: 163). Was prepared.
제조된 패턴형성재료에 대해여 해상도, 노광속도 및 에칭성을 평가하였다. 결과를 표 3에 나타내었다.The resolution, exposure speed and etching property of the prepared pattern forming material were evaluated. The results are shown in Table 3.
최단 현상시간은 10초이며, 감광층을 경화시키는데 필요한 광에너지량은 3mJ/㎠이었다. The shortest developing time was 10 seconds, and the amount of light energy required to cure the photosensitive layer was 3 mJ / cm 2.
(비교예 1)(Comparative Example 1)
실시예 1의 패턴형성장치의 마이크로렌즈 어레이를 사용하지 않는 것 이외는, 실시예 1과 동일한 방법으로 해상도, 노광속도 및 에칭성을 평가하였다. 그 결과를 표 3에 나타내었다.The resolution, exposure speed and etching property were evaluated in the same manner as in Example 1 except that the microlens array of the pattern forming apparatus of Example 1 was not used. The results are shown in Table 3.
최단 현상시간은 10초이며, 감광층을 경화시키는데 필요한 광에너지량은 3mJ/㎠이었다. The shortest developing time was 10 seconds, and the amount of light energy required to cure the photosensitive layer was 3 mJ / cm 2.
(비교예 2)(Comparative Example 2)
실시예 1의 패턴형성장치의 마이크로렌즈 어레이를 사용하지 않는 것 이외는, 실시예 1과 동일한 방법으로 해상도, 노광속도 및 에칭성을 평가하고, DMD(1024×768)의 마이크로미러 전체를 제어하에 구동하였다. 그 결과를 표 3에 나타내었다.Except not using the microlens array of the pattern forming apparatus of Example 1, the resolution, exposure speed, and etching property were evaluated in the same manner as in Example 1, and the entire micromirror of the DMD (1024 x 768) was controlled. Driven. The results are shown in Table 3.
최단 현상시간은 10초이며, 감광층을 경화시키는데 필요한 광에너지량은 3mJ/㎠이었다. The shortest developing time was 10 seconds, and the amount of light energy required to cure the photosensitive layer was 3 mJ / cm 2.
표 3의 결과로부터, 실시예 1~4의 배선패턴은 비교예 1 및 2의 것보다 현저히 더 정밀하고, 또한 실시예 1~4의 노광속도가 비교예 1 및 2의 것보다 높으므로, 효율적으로 배선패턴을 형성하는 것을 알 수 있다. From the results in Table 3, the wiring patterns of Examples 1 to 4 are significantly more precisely than those of Comparative Examples 1 and 2, and the exposure speeds of Examples 1 to 4 are higher than those of Comparative Examples 1 and 2, which is efficient. It can be seen that the wiring pattern is formed.
본 발명에 따른 패턴형성방법에 있어서, 패턴형성재료 상에 형성된 상의 왜곡을 억제함으로써, 영구패턴을 미세정밀도 높게 형성할 수 있으므로, 본 발명에 따른 패턴형성방법은 더욱 정밀도한 노광이 요구되는 각종의 패턴형성, 특히 고정확성의 배선패턴형성에 사용될 수 있다.In the pattern forming method according to the present invention, since the permanent pattern can be formed with high precision by suppressing the distortion of the image formed on the pattern forming material, the pattern forming method according to the present invention can be used in various types that require more accurate exposure. It can be used for pattern formation, especially for wiring pattern formation with high accuracy.
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