TW200413853A - Improved photoresist - Google Patents
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Description
200413853 玖、發明說明 [發明所屬之技術領域] 本赉明係有關改良之光阻劑。更特別的是,本發明係 有關含有親水性化合物的改良之光阻劑,該親水性化合物 月匕產生構成該化合物之_部份的自由基聚合起始劑。 [先前技術] 尤阻劑係用於將影像轉移至基材上之光敏性薄膜。於 土材上a成光阻刮之塗層,然後使該光阻劑層透過光罩在 源下曝光。該光罩有部分區域不讓活化輕射透 過’而其他區域則讀 . 一…4輻射透過。在活化輻射下曝光可
使光阻劑塗層谁荇止#政 +尤J y土層進订先誘發之化學轉換 圖案轉蒋$泠女士 t 稽此將先罩的 卞锝私至塗布有光阻劑的基材上。暎 顯影產生μ # * 後,該光阻劑經 ί㈣像’㈣㈣基材進行選擇性加工。 阻劑可為正型作用或負型作 用光阻劑而言,晓兩i、壬#払, 對大部分負型作 曝路在活化為射下之該辇 光阻劑組成物中μ # ° 、土層的部分會使 中的先活性化合物與聚合劑之„ w — 應或父聯反應。纟士果你…Ε 行I合反 …果,使付曝光之塗層邱八 較難溶於顯爭、、在士 σ刀比未曝光部分 •,、、員〜液中。對正型作用光阻劑而一 丨刀 易溶於顯影液中,而去成古々rs ,曝光部分較 液中。 f地較難溶於顯影 、光阻浏組成物至少包含樹脂黏結劑、乂。 以及光活性劑。7心& 早體或寡聚物、 汪j。可將多種聚合物黏結劑或 物 先阻劑中。該聚合物黏結劑可包含一種或:脂黏結劑用於 或甲基丙稀酸之具酸官能基的單體作為聚:!例如丙歸酸 7、合成分。在一歧 92446 200413853 乂 了使用光阻劍。該等產業包含,但不限於,電子業, ^ 士 P刷線路板、光罩、平版印刷版及半導體之製造;彩 、、員示衣置用之彩色濾'光片及攝像元件之製造等。舉 來况4國專利案帛5,952,153號中揭示可光成像之組 /勿,該組成物含有具有足夠之酸官能基的聚合物黏結 ^ 使可光成像之組成物能於鹼性水溶液中進行顯影。美 :專利案第4,537,855號(Ide)中揭示用於與烯系不飽和化 :物形成可聚合酯衍生物之多元羧酸。該可聚合酯衍生物 糸用以形成可光成像之組成物中的聚合物黏結劑。 用方、光阻劑組成物之單體為任何可交聯者。該等單體 可進行交聯,以形成具有非常大,亦即極大分子量的聚人 :狀結構。聚合物黏結劑不會參與該交聯反應。而是,單 繞該!合物黏結劑之聚合網狀結構。聚合物點 酸等側基。因此,呈酸υ之水浴性之緩 s此基之聚合物的未曝光部份於鹼 n冷液中會成為鹽,同時 人 、 ^ ^ ΛΑ ^ 5勿之曝光區域(受到經交聯 γ人網狀处堪八/ ,V β。剝除期間,(交聯之單體的) 二 構^到剝除劑之攻擊或分解而移除’然而〒 黏結劑郃較不會受到該等剝除劑之影響。 光阻劑可為液體或查 上m 发“。可將液狀光阻劑分配在基材 _化°可將乾膜光阻劑在基材上層壓 適合將該乾膜光阻劑用於印刷線路板之梦造上:別 光阻劑組成物存在之問題為 、 。夕乾朕 夕^^ 為右使用例如3%氫氧化鈉溶液 之白知的鹼性剝除水溶液, 、〗難以自經電解電鍍之電路板 92446 6 200413853 上剝除。此問題係由電路板f造業 , 反衣仏業者要未印刷電路板之尺 寸,伯小之同時’亦要求其功能能力增加而引起。結果,電 路板上之電路配線與間距持續縮小,如需在更小之空間内 谷納更多的電路。同時,金屬 度亦增加而超過光阻 二=此現象會使金屬懸掛於光阻劑之上而導致過度 :讀之金屬將含有光阻劑的非常狹窄空間幾乎包封… 後光阻劑則會陷於鍍覆的突 … 法使其受到攻擊及剝除。若不將二:難以利用習知方 ^ , 、先阻浏元全剝除或移除, 則蝕刻後會形成不宜之粗糙的銅 短路問題。 -路配線而導致電路板的 有,電路板製造業者已嘗試用較厚之光阻劑以適” σ之鍍覆焉度。然而’該方法更為昂貴且 θ 之解析度。通常係使用有機系 、1 t配線 剝除、、@ Μ 予(3月女或含有機溶劑)之鹼性 丄V 除液可產生較小的剝除顆粒而利於剝除的 進订。雖然較佳以該等有機系 於盔趟4在 :矛、劑私除光阻劑,但相對 审…、機乐剝除劑(例如氫氧化鈉或^ ^ ^ ^ ^ ^ :為:貴,且存在有更多廢物處理及環境考量=::: 用可、容:;=Γ定需限制或減少溶劑之散發,因二使 4 d剝除的光阻劑則頗為不宜。 迄今已論及某些視需要含有一 體的肀八铷4士 5夕種夕g能基之單 …物U。例如’美國專利第 寺人、φ姐-人丄。 ? ^ ^ (Lundy 單二揭不含有具酸官能基之單體的聚合物黏結劑,” 早姐視需要可與其他單體進 J。玄寺 些具有多官能基之單體。所揭_ 寻早體包含某 早汁揭不之具有多官能基之單體為 92446 7 200413853 三或四官能基的(甲基)丙烯酸酯或具有較低分子量,亦即 通常$ 450的二官能基之(曱基)丙烯酸酯。然而,含有該等 二及四官能基的單體、或該等具有較低分子量的二官能基 之(曱基)丙烯酸酯會有凝膠形成的問題,因而不宜將該等 聚合物用於光阻劑組成物中…,目前需要能提供°易於 以驗性無機系之剝除水溶液移除且不會形成凝膠之光阻劑 組成物。 與許多光阻劑有關之另一問題為來自未固化之光阻劑 :有機之m殘留物之累@。在使用光阻劑之產品的製 造期間,有機之逢滓及殘留物可能會沉積在多種物件及裳 置土 ’例如印刷線路板、顯影液及顯影裝置。許多有機之 料及殘留物係由例如(曱基)丙稀酸酿系之化合物的α, 2糸不飽和之單體(ethylenieaUy _咖則则臟 =物、以及結構中具有多個芳基之光活性劑所產生。 ϋ月匕曰形成部分之渣滓及殘留物 似日]3寺先活性劑之實例包 έ ’但不限於,口米.二物、—* # π日 一人 一本甲酮、苯乙酮、萆醌、 奈醌、以及三哄系化合物等。該 ^ ^ 忑寺巧氷物殘留於溶液中或 "匕和在物件及裝置t 接, 仆。者〜、 伋不易以水溶解或不易以水乳 田/谷液(顯影劑填料)中溶解的 右 的光阻劑增加時,不溶性 有機物貝於顯影槽中開始 及、、杳 乂向取終形成水不溶性殘留物 ’ 一 /功 '心添加劑(添加至顯影液中以全曰# 之在力4丄i 欲宁以盡置減少泡沫形成) 存在e大幅增加殘留物及渣滓 增加時,水不、,“ -之傾向。當渣滓的量 合坤知#斤 ^ ^减衫後之電路板上的機 曰曰^ ^寺再沉積之殘留物會阻q y 1 曰丨且¥蝕刻液之作用(蝕刻化 92446 200413853 學劑不易穿過有機殘留物)。蝕刻受到阻礙之處,會形成電 路短路因而產生有缺陷之電路板。除了會增加有缺陷之電 路板產生的了此性以外,殘留物亦會使設備的清洗困難, 因而增加維修的時間及成本。 除了初級光阻劑(primary ph〇t〇reSist)之殘留物累積及 渣滓形成的問題以夕卜,亦會有二級光阻劑(似⑽㈣ Photoresist)的殘留物及渣滓累積的問題。於阻焊層 (S〇ldermaSk)中可使用二級光阻劑。由於阻焊層的成份: T ?導致殘留物及渣滓沉積在基材上。當不當平衡之阻 焊層顯影液,亦即不當之顯影條件及/或不當之阻焊層顯麥 液化學劑,與阻焊層接觸時,會使成份的分離增加。二: 光阻劑的殘留物及渣滓累積物可呈鮮亮的綠色塗層出現 例如顯影裝置之基材上。 、私除奴J物及渣滓用之清洗劑可購得。然而,該等产 洗劑主要使用之原因乃苴&女 月 ^ 乃其成本低廉。於該領域使用該等产 先J之工作者I吊發現殘留物的問題會更加嚴重。設備細 常須以手清洗以移除光阻劑之殘留物及任何清洗 : 物。手清洗步驟為勞力乃眭 ώ 劳力及4間的岔集操作,因而明 浪費生產時間。此外,哕箄t| 負'地會 。玄寻/月洗劑不足以有效地將具 種疏水性芳香族成份轿 夕 之新一代光阻劑的殘留物移除。 雖然清洗由光]1且亦,| W & d形成之渣滓及殘留物用的組 可購得者。但使用已 战物為 ,^ / 确除或至^、已減少使渣滓及殘留物带 成之成份的光阻劑較俊用一 、、 ^ 種或夕種清洗組成物更 要。由於可避免清咪β、Λ、κ & 崎重 /減^ ^留物的步驟,因此該光随劑 92446 9 200413853 可提供更有效的物件製程。
Angelopoulos 等人於 u.S.6,251,569 m 案中揭示一種 宣稱不需要任何額外添加的光催化劑、光起始劑或添加的 交聯劑之負型作用光阻劑。該光阻劑之聚合物成份具有再 現的光敏性酯基團。當將該聚合物暴露於輻射下時,據稱 酯基團中之碳-氧鍵會重新分布而形成聚合物鏈之間的酯 型橋。然而該案並未解決渣滓及殘留物形成的問題。 S M〇y 等人於 U.S.5,945,489 案及 U.S.6,025,410 案中(亦 參照 Sheridan 等人於、、N〇vel Resins That Whh〇ut
Added Photoinitiator ),Chemistry Ill-New Chemistry, RadTech 2002 年,第 462 至 474 頁(Technical c〇nference
Proceedings)中揭示一種可進行交聯且不需添加光起始劑 之光敏性化合物。該專利案揭示乙醯乙酸酯給予體對多官 此基之丙酸si X體化合物的麥可加成反應(Michael addition)可產生具有反應性曱基丙稀酸酯側基的聚酯,於 |後績固化反應中該曱基丙烯酸酯側基可進行交聯反應。該 專利案陳述曱基酮側取代基可作為内部之光起始劑。於uv 輻射下曝光,咸信會形成作為光起始劑之具有甲基取代基 之醯基,因而無需添加光起始劑。該等化合物為溶膠或液 恶募聚物,可作為木質及金屬基材上之裝飾用塗層。此外, 可避免由未反應之光起始劑所產生的氣咮及可避免皮膚吸 收到未反應之光起始劑,因而含有該等纂聚物之組成物可 用於包含%樂用及與食物接觸用之材料。然而,該等光敏 性化合物並不適合用於光阻劑。該等光敏性化合物不能吸 92446 200413853 收3 00奈米以上波長之能量且不可以鹼顯影。 雖然有減少或不需光起始劑及交聯劑添加之光敏丨生& 成物,但仍需要一種可減少或不需光起始劑及交聯劑添加 的光阻劑以避免渣滓及殘留物的形成。 [發明内容] 本發明係有關包含親水性化合物的光阻劑,於光化幸s 射下曝光時,該親水性化合物能產生構成該化合物之一部 份的自由基聚合起始劑。本發明之光阻劑可為初級或二級 光阻劑。 本發明之光阻劑可有利地避免或至少抑制渣滓及殘留 物於基材上形成。光阻劑中所含之化合物能產生自身的自 由基聚合起始劑,因此可避免添加光起始劑,進而可防止 未固化光阻劑之光起始劑的渣滓及殘留物之形成。於光化 輻射下曝光時,該化合物可產生自由基,作為聚合起始劑。 示了避免添加光起始劑以外,本發明之能產生自由基 的化合物可作為交聯劑,因此可無需額外添加aH系 不飽和單體及寡聚物。㈣單體及寡聚物亦可為渣淨及殘 留物累積的來源。本發 处 个乂月之月匕產生自由基的化合物可作為 黏結劑,因此可滅/丨、+、 战夕或無而痛外添加聚合黏結劑,因而可 &供更間單的光阻劑,卄 丰叮, W 亚進一步可減少渣滓及殘留物的形 成0 琢导光阻杳彳夕甘π /、他優點包含使酸性製程化學劑及印 線路板製程持續的合t 士 ^ ^ ' b力。或寺光阻劑亦皆為以鹼可顯 者。該等光阻劑亦可改— 叹良曝先及未曝光的光阻劑部分之 92446 200413853 的對比。 除了包含能產生自由基之親水性化合物以外,該等光 阻劑亦可包含習知光阻劑成份。該等成份包含,但不限於, 塑化劑、流變改質劑、填料、染料、成膜劑、剝除劑。'及 其混合物。 本毛月之光阻劑係可用顯影水溶液或鹼性顯影液進行 择頁衫者。该光阻劑具有良好的蓋孔強度㈤加丨叫价⑶抑)、 良好的剝除能力、高的解析度且對300奈米或更長之波長 的光頗為靈敏。可於例如15G毫焦耳/平方公分或更低之低 能量劑量下將該等光阻劑固化。 本么月之另一具體實施例提供一種在基材上形成圖案 方法包括下列步驟:a)將含有親水性化合物之光阻劑 組成物配置於某紝p +、 才上’在活化輻射下曝光時,該親水性化 5物此產生構成兮/μ人n <成4化合物之一部份的自由基聚合起始劑; 將該光阻劑成像;以及C)將該光阻劑顯影。 • · I 明之目的係提供含有親水性化合物之光阻劑,在 活化輻射下曝井士 〃九日守’该親水性化合物能產生自由基。 目的係提供可減少或消除渣滓及殘留物 形成之光阻劑。 本發明之J5 目的係提供含有較少量的光起始劑之光 阻劑。 本發明之又 餘和之單體或寡 本發明之又 目的係提供含有較少量的α,石-烯系不 物之光阻劑。 目的係提供於基材上成像之方法。 92446 熟習此項技敲去少 4|„ 衣者在項完本發明之說明及所附之申社Α 利範圍之後當應睁觫n 丨仃t甲明專 緊%本發明之目的及優點。 本發明係有關&人^ 匕3 %產生構成該化合物的一 由基聚合起始劑的親太a 的邛刀之自 含…“ J 合物之光阻劑。由於該光阻劑 "b 基聚合起始劑的親水性化合物,因此#光 : 且劑中可不含添加的光起始,。該光阻劑亦可不含額= 力广,…、不飽和交聯齊彳。當本發明之親水性二: 產生化合物具有不飽和· 土 <^i(capP1ng gr0Up)或不飽和之 側基犄,該化合物可自行 “苔美,,私y % I基係位於化合物骨 幹之末端。“側基,,伤縣牛μ 月 /丁、才日芯垂方;化合物之任何基團,亦即, 該基團僅有一個末端技5 # 而接至该化合物。該等“側基,,不為該 化合物骨幹的部分。太私日日金斤 乂 、. 本&明耗圍内之親水性係指該化合物 為水溶性者或至少為水可乳化者。 該等光阻劑之自由基產4於人 座生化a物心可由至少一種二酮 或至少-種具有乙醒乙酸酷衍生之官能性給予體化合物與 至少:個多官能基之丙烯酸酯受體化合物進行麥可加成反 應而獲得。所得之自由基產峰I人 由丞座生化合物可含有蓋端之丙烯酯 基團及側鏈之丙㈣基團,而在活㈣射下曝光時,該等 丙烯酿基團能進行交聯反應。麥可加成反應係經由例如二 氮雜雙環十一碳烯(DBU)之強鹼催化。例如二氮雜雙環壬 稀(DBN)及脈之纟他環狀脒類$ $合用於催化麥可加成反 應。1;.8.5,945,489及1^_6,025,4 10中揭示麥可加成反應, 其全部内容併入本文作為"。能產生自由基的親水性化 合物較佳可吸收j 0 0奈米或更長波長的光。 92446 200413853 儘管本發明之範圍包含能產生自由基且該自由基構成 該化合物之一部份的任何親水性化合物,較佳之化合物係 選自適合用於光阻劑之單體、寡聚物及聚合物所成組群。 該等單體、寡聚物及聚合物為親水性者。該等化合物之實 例為如下所述者。 本發明之能產生自由基聚合起始劑的親水性化合物可 具有下列通式:
其中,m為至少1,通常為1至1〇〇,較佳為5至5〇之整 數。R ’及R ’’可為相同或不同且可為使寡聚物成為水溶性 或水可乳化性之基圑。R ’及R ’’可包含,但不限於,未經 胃I取代或經取代之(C 6 - C M)芳基,例如未經取代或經取代之笨 基、未經取代或經取代之蔡基、未經取代或經取代之蒽基、 未經取代或經取代之菲基;直鏈或分支之(C「C】5)烷基;直 鏈或分支之(C2-C]5)羥烷基;經取代或未經取代之(C5-C]4) 雜環芳基,其中之雜原子為S、N或Ο ;或直鏈或分支之 (CrC5)胺:):完基…NR】R2其中R]及R2係相同或不同,且可 為氫、(CrC3)烷基或(CrC4)羥烷基。取代基包含,但不限 於,(CrC5)烷氧基、羥基、(CrC5)羥烷基、(CVC5)烷基、 (cVc5)羧烷基、(c2-c5)酯、(crc5)胺烷基、苯基、羥苯基、 92446 200413853 -no2、磺酸根、磷酴4日 0 艮、-SH、(C]-C5)硫烷基、乙醯基、 苯醯基n^C5)幾基等。Ri及R2較佳為未經取代 或經取代之苯基、未經取代或經取代之蔡基、未經取代或 經取代之蒽基、(CVr、w- W ^ 基、(C2-C】〇)羥烷基、未經取代或 經取代之(C5-Cln)雜搽#廿 1〇)稚%方基、或(CVC5)胺烷基。R,及r,,亦 可為,其中R,”與上述之R,及R,,相同。 R’、R’’及R’’’基團亦可吸收3〇〇奈米至365奈米或更 長波長的光。最佳之R,、R,,及R,,,為水溶性者或水可乳 化性者且吸收300奈米至365奈米或更長波長的光。 R亦可為水溶性基團或水可乳化性基團。r可為能提 供足夠酸基之基團,以使得光阻劑可用水溶液或鹼性水溶 液顯影。R之酸值至少為5〇。R較佳為水溶性者或水可乳 化性者且吸收300奈米或更長波長的光。R係可由具酸官 能基的單體、具非酸官能基的單體、氧化稀、聚醋、胺基 曱酸酯或其混合物衍生而得。胺基甲酸酯為具有至少一一 CO(NH)-部分之化合物,且縮二脲為結構中具有至少… nh-conh-conh-部分之胺基甲酸酯。“部分,,係定義為 具有獨特結構之成份。UHOW”、U s.6,l 66,245、 U.S.6?2075347 Bl ^ U. S . 6?2 6 8 ? 1 11 Bl . U. S . 6?3 1 9? 65 3 > 旧·6:322,95 1 B1、及U.S·6,329,】23扪中揭示適宜之寡聚 物的實例,其全部内容併入本文作為參考。 、如< 1所示,咸信側鏈之酮取代基為自由基聚合起始 劑之來源。該等側鏈之酮取代基構成該化合物之一部份且 w部的μ始劑或“内置型”的光起始劑。構成該化合 92446 15 200413853 物之一部份係指酮取代基為該化合物的基本結構成份。 具有適宜之酸官能基的單體之實例為丙烯酸、甲基丙 烯酸、馬來酸、富馬酸、檸康酸、2-丙烯醯胺基甲基丙 磺酸、磷酸2-羥基乙酯丙烯醯酯、磷酸2_羥基丙酯丙烯醯 酯、及璘酸2-羥基· α _丙烯醯酯等。可使用一種或多種該 等具酸官能基的單體來形成R。 具蚌酸官能基的單體包含,但不限於,丙烯酸及甲基 丙烯酸形成的s旨類,例如,丙烯酸曱酯、丙烯酸2-乙基己 酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸正己酯、曱基丙烯酸曱酯、丙 烯酸羥基乙酿、曱基丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、曱基丙歸 酸2-乙氧基乙酯、丙烯酸第三丁酯、1,5-戊二醇二丙烯酸 δΙ、丙稀酸N,N - —乙基胺基乙S旨、乙二醇二丙稀酸酿、1,3 _ 丙二醇二丙烯酸酯、癸二醇二丙烯酸酯、癸二醇二曱基丙 稀酸醋、1,心私己一醇二丙細酸酷、2,2 -二經甲基丙烧二丙 稀酸醋、丙二醇'一丙彡布酸酿、二丙二醇二丙稀酸酿、丙三 醇三丙烯酸酷、2,2_二(對羥苯基)丙烷二曱基丙烯酸酯、三 乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚氧丙基三羥曱基丙烷三丙烯酸 酯、乙二醇二曱基丙烯酸酯、丁二醇二曱基丙烯酸酯、H 丙二醇二甲基丙烯酸酯、丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,2,4_ 丁三醇三甲基丙烯酸酯、2,2,4-三甲基1,3-戊二醇二甲基 丙烯酸酯、季戊四醇三曱基丙烯酸酯、1 -苯乙烯-1二曱 基丙稀酸®旨、季戊四醇四曱基丙細酸S旨、三經甲基丙燒三 甲基丙烯酸酯、1,5-戊二醇二曱基丙烯酸酯、以及1苯 二醇二甲基丙烯酸酯;苯乙烯及經取代之苯乙烯,例如2. 92446 200413853 曱基笨乙烯及乙稀基曱苯;以及乙稀基酯類,例如丙烯酸 乙烯酿及甲基丙烯酸乙烯酯,以提供所需之酸值。具酸官 能基的單體可與具非酸官能基的單體進行共聚合反應。 可衍生出R基之胺基甲酸g旨寡聚物的特例包含,但不 限於,下列述通式π及ΙΠ。
可利用任何適宜之已知方法製備式Π所示之胺基曱酸 酯寡聚物(單一化合物)。式I所示之胺基曱酸酯寡聚物之 形成方法的實例包括使1莫耳之聚乙二醇3 〇〇單曱基丙酸 醋與4莫耳之己内酷進行開鏈延伸反應〇pening extension reacti〇n)。可使用酸催化劑,且可於室溫下,亦 即約2 0 °C下進行反應。該反應之產物為聚乙二醇3 〇 〇之聚 己内酯的延伸物(嵌段共聚物)。 方;單獨的谷态中’利用已知的異散酸自旨化學反應之條 件及方法,使1莫耳之聚丙二醇(分子量=約1〇〇〇)與2莫 耳之1,6己一異氰酸g曰反應。遠反應之產物為以異氰酸酯 為端基的胺基曱酸酯預聚物。 為了形成式I所示之胺基曱酸酯最終產物,使?莫耳 之聚乙二醇3 0 0之聚己内酯的延伸物與]莫耳之以異氛酸 92446 200413853 酯為端基的胺基曱酸酯預聚物反 知的典型胺基曱酸|旨縮合反應。 二曱基丙烯酸酯寡聚物。 « "3又罢u 所得產物為式III所 習 之
III 其中I’為具有2或2以上之異氰酸 俨浐 ^ ^ s . g月匕度的脂肪族、脂 、或方香私之異氰酸酯基,較佳為下 酯衍生基團: 不之異氰酸 0II _C--ην· Ο _R3'·ΝΗ- ◊ 其中R3為脂肪族、脂環族、或芳香族之_其 伸環己基、及伸笨基為較佳, 中己基 ·’'·式所不之基團: % 0 -(α)χ^—(B)y H2c=c^__ r4 其中R_4為氫或曱基,A、B及p / 任何順序排列,較佳佑π A ’丁、依所定的順序排列或依 所疋的順序排列, (CH2)n —〇一]一所示之氧 可為式一[~ 飞化烯衍生基團, 的整數,較佳為2至4的 其中η為1至20 叼S數,及χ兔
可為式一[―(CH2)n】〜_ 砀丄至40的整數,B 中η1為1至2 0的整赵 丁之氧化烯衍生基團,其 數,而較佳為9至4 ΑΑ 一 4的整數,及y為 92446 18 200413853 0至40的整數,氧化烯衍生基團時,較佳為4至12的整 數,及Ε係衍生自内酯且Ε係下式所示之開環内酯基團: 〇
I -C-(CH2)n2-〇- 其中n2為1至20的整數,而較佳為3至5的整數,且z 為1至40的整數,而較佳為3至8的整數,以及q為1 至1 0的整數。 上述中,若q為1或1以上,則P5為一 [―〇 — G—]—, 其中 G 為式:(八)5】一(8)52—(£)53—(0)『一(〜)1^—(】)1]一 (B)s4— (A)s5—,其中A、B、E及R3係定義如上,及f、k 及u為0或1,D為下式所示之基團: 〇 〇 」丨 丨丨 1 t 其中t為1至40的整數,W為下式所示之基團: y〇i〇^ 其中V為選自一C〇〇H、一 S〇3H、及P〇3HR5之酸性基團, R5為氫或C卜18烷基,而J為下式所示之具酯官能基的烷 基· 19 92446 0 0 --R5一 一中11為1至6的整數,惟# 可刹^ 准右f+k+㈣,則ΣΑ··δ5須>1〇 了利用任何適宜之方法製 寡聚物。較佳之其中…式二 聚物的彤成方 > 所疋義之胺基甲酸酯寡 的t成方法係先利用習知 馨多種内酿衍生基團盘兩種^箱成一 &步驟將一種或 段共聚入至 /、或兩種以上之氧化烯衍生基團嵌 。至(甲基)丙蝉酸骨幹卜, 式T之(甲A 1 $ p & 生成以羥基為端基的 (甲基)丙烯酸酯官能基團。 价右存在上述之T、⑷、(B)的化學式,且(E)理-口 依任何順序排列時,寡 ()里响上可 (甲美Μ & _ 券♦物合成之較佳模式規定(Ε)係在 基)丙每酸醋官能基的另一端 锉中,偵Γ甲其、工ρ Α 、导乂 ^之合成途 ^基)⑽酸與氧化稀單體反應,以生成⑷。若 ⑻:二不同之氧化稀單體進行進-步之反應,以生成 庫 使所得產物與内5旨單體或内酷單體之混合物反 應,以生成(E)。 烯使用至少2個至高達4個碳原子的短鏈氧化 1 °聽乙烯、氧化丙稀及氧化丁烯,又以氧化乙烯 化較佳’但用於生成(A)及⑻氧化婦基團之氧 仡 丑3有1至2〇個碳原子。當本文之(B)(若存在) 么疋二(八)日守’(B)係由與(A)不同之單體形成。例如(A) T由乳化乙烯形成,而(B)係可由氧化丙烯形成;或(A) '丁、可由氧化乙烯及氧化丁稀之混合物形成,同時(B)係可由 92446 20 200413853 乳化丙烯及氧化丁烯之混合物形成。視需要併入之⑺)可修 飾寡聚物以適合特定的應用。為了提供寡聚物足夠之鏈 長(A)加(B)係須由總共至少2個,較佳為4個至12個氧 Μ單體形成。除了氧化_外,⑷及(B)係可衍生自四 氫呋喃或氧化笨乙烯與一種或多種氧化烯。 式Τ所定義之具(甲基)丙烯酸酯官能基的寡聚物基團 之内酿衍生成份⑻係由i至40個之單一峨種或内西旨 物種混合物的㈣單體單元形成。雖然以3似5個碳原 子之物種為較佳,但所使用之内龍物種可具有2至2〇個碳 原子(不包含幾基的石炭)。己内酷為形成⑻用的較佳内 醋。其他適宜之㈣包含’但不限於,万·丁内g旨、厂庚 内雖、戊内醋。此外,亦可使用Ci_Ce烷基取代之内酿, 例如烧基°、戊内酷,例如甲基-、乙基·、己基-、二甲基_、 ΐ乙基_、二正丙基·、二正己基-、二異丙基-、三甲基… 二乙基_、及三正丙基向机· 土 ε己内®日,以及C】-C,烷氧基取代 之内酯與芳基取代之内酯。 士此形成之暴聚物係以羥基為端基,而該羥基係在 基)丙烯酸酯官能基的另一 、 ^ 而。接著,利用習知之胺基曱酸 酯加成聚合反應步驟佳以雜 歹工基為it而基之(曱基)丙烤 聚物與用於形成上式中 6 曰券 、甲的I之多官能基的異氰酸 以生成具有(曱基)丙松缺& — 日汉應 份。 ~駄δ曰吕能基的胺基曱酸酯募聚物成 於胺基曱酸酷g t i - £中,選擇使羥基為端基之美 烯酸酯官能基的寡今払A 土)内 +物此與所有存在於],中之異氰酸酷官 92446 21 200413853 能基進行反應的條件而以τ端蓋各異氰酸酯基。 較佳之胺基甲酸酯寡聚物(其中…)的形成方 利一用習^«合步驟使異氰㈣與醇反應,以形成= )q厂、之兴氰酸酿/多元醇加成物。選擇終 件,以形成異氰酸r曰為端基之異氰酸酿募聚物而實質上: 不包括以醇為端基之聚合材料。視需要將(p,— r)q基團併 入式III戶斤示之胺基曱酸酯募聚物中,可修飾該寡聚物以 適合特疋的應帛。接著,使以異氰酸酯為端基之加成物與 如上定義的以羥基為端基之(曱基)丙烯酸酯寡聚物τ反 應。U.S.6,322,951 B1中揭示上述之方法,其全部内容併 入本文作為參考。 適且之醇類的實例包含,但不限於,單體的二醇或聚 合的二醇類,例如乙二醇,丙二醇,丨丁二醇,2•乙基_ 1,6-己二醇,],10·癸二醇,〜雙羥曱基環己烷,二乙二
’二乙二醇,具有約200至1,500之分子量(MW)的聚乙 醇’ 4,4、二羥基二苯基醚、4,4、二羥基二苯基硫、七4,_ 罗!基一笨基曱炫^4,4,-二羥基二苯基丙烷或4,4、二羥基 二笨基珮與〇至4〇莫耳之氧化烯的反應產物,聚丙二醇, 聚四氫呋喃,聚丁二醇,硫代乙二醇及二硫代三乙二醇; 以及聚酯多元醇類,例如聚己内酯、聚丁内酯、聚對苯二 曱酸乙二酯、聚己二酸丙二酯、聚己二酸丁二酯、聚癸二 酸乙二酯 丁二酯(p〇lyethyiene butylene sebacate)、及其他 具有約250至3,000之分子量(MW)的聚酯多元醇類。除二 醇類以外,亦包含具有2至6個脂肪族羥基之單體或聚合 92446 200413853 化合物,例如丙三醇、三羥曱基丙烷、季戊四醇、二季戊 四醇、山梨醣醇或其聚烧氧基衍生物;包含内酷聚醋類之 聚合的聚酷多元醇類;以羥基為端基之聚聚醚類及聚酿類 的截段共聚物;以及己内酷多元醇類與聚石夕氧烷多元醇類 等。亦可使用含酸性基團之其他多官能基的醇類,包含 U.S_5,41 5,972中所述者,其全部内容併入本文作為參考。 經由使用上述之式 ΠΤ成- 所不之具(曱基)丙烯酸酯官能 基的胺基甲酸酿寡聚物,交聯系統的可換性及蓋孔強度可 獲得改良’而該募聚物中之連結(甲基)丙烯酸酿官能基盘 胺基甲酸酷基的鍵係以至少兩個氧化稀基團與至少-個開 裱内雖基團延伸。可撓性係藉由併入接至可交聯之稀系不 飽和(曱基)丙稀酸s旨官能基的長鍵達成。結合改良之可挽 性,式III所示之胺基甲酸酷寞 ^ ^ A ^ r敲酗暴聚物可改進光阻劑對層壓 促έ、ν工白電路板之銅包表面彡 ^ 製造出精細線路(75微米以下)之;;二。較…結性能 J之光阻劑側壁,而可將兮亦 阻劑側壁較佳地點附至電路板的鋼表面。 〜 可觀察到剝除能力及對處理溶液 改善。由於式m所示之胺美审缺 子注自已獲仔 ,, . . 土甲酉欠酯寡聚物可產生較佳的 黏結性,因此將光阻劑自鈿 王孕乂 1土的 缺又"U乌^ J — 乂剝除會變得更為困難。雖 ’、、…人叉壬可特定理論的限制,咸信藉由不僅 ~基團而且耐久及高模數之 几9乳化 烯酸酯官能基與胺基甲酸二^基團來間隔(甲基)丙 酯部分中所存在之醋鍵結能^ 罟 m ll jl 疋一可叉氫氧化物攻擊的 置/ 口此大幅縮短剝除時間。去制1 田衣w出剝除液攻擊用之位 92446 23 200413853 置之同時’較為疏水性的鏈延伸基團對鹼性顯影液、酸性 鍍设冷及酸性蝕刻液亦皆有良好的耐化學性。 於另一貫施例中,R可為衍生自具有異氰酸酯衍生之 侧g能基的寡聚物之基團。該官能化之寡聚物具有衍生自 烯系或炔系不飽和之可聚合單體的主鏈或骨幹,以及至少 製造寡聚物骨幹用的單體具有可與異氰酸酯化合物之異 氰酸酯基自由反應的基團,以將異氰酸酯化合物連結至募 ®水物的骨幹而形成側官能基。至少一種側官能基團係以一 種或多種α,/5 _烯系或炔系不飽和基團為其末端。異氰酸 酯類包含單異氰酸酯類、二異氰酸酯類、三異氰酸酯類、 及多異氰酸酯類。該等異氰酸酯類包含脂肪族、脂環族、 芳香族、以及雜環之異氰酸酯化合物。 利用後聚合官能化製程(post p〇lymenzati〇n functionalization pr〇cess)可製備異氰酸酯衍生之寡聚物。
方、後χκ合g忐化製程中,募聚物之主鏈或骨幹與由異氰酸 酯衍生而成之官能性側鏈成份係分開製備。在分開製備組 成寡聚物的各成份之後,再於另一反應製程中將各成份連 結在一起以形成最終之官能化的寡聚物產物。該製程將敘 述如下。 異氰酸酯官能化之寡聚物的主鏈或骨幹可衍生自下列 的單體,料單體包括,但不限於,具酸官能基的單體、 具鹼官能基的單體、具水溶性官能基的單體或其混合物。 適宜之烯系或炔系不飽和基團的實例包含,但不限於,(甲 基)丙烯酸、(曱基)丙烯醯胺、(曱基)丙烯酸烷酯、(曱基、 92446 24 200413853 丙烯酸烯_、芳香族(甲基 A — )汚知酸醋、Γ檢A * 4 ^ …化合物及其硫代類似物 :知基方香族單體、 称以及經取代之環狀稀:等、;:代之乙婦單體、環狀 丙歸酸、(甲基)丙稀酸炫略::之:體包含,(甲基) 自由基聚合反應或其他適 ::曰知早體。可利用 在單體進行聚a反庫Γ 骨幹。 物與異氰酸醋化合物之自由沾/女 月幹之後,该寡聚 基反應。自由的Iβ Λ η亦即,未反應的)異氰酸酯 之” Λ 变醋基,亦即-N=c=〇,與聚合物骨幹 ,,,鍵…:竣基之經基反應而形成v邮 鍵、-,口,其中P,,為寡聚物骨幹,而 化合物的有機側基,Α中今 6為”鼠酸賴 種烯系以η ^ 物可以一種或多 社?2 餘和部分為其末端。自由的異氰酸能盘連 :“物骨幹的―級胺或二級胺之部分反 贿:叫叫G、p,,鍵結,其中R7包含,但不限於成氣V 直鏈、分支、或未經取代或經取代之垸基;或未經取代 經取代之芳基。R?之取代基包含,但不限於,齒素,例如 氟、溴、氯或碘;羥基、羧基、或一級胺或二級胺。取代 基取代碳原子上的氫。G’為將氮連接至聚合物鏈的有機部 分。G’包含,但不限於,烷基、或經取代之芳基,其中氮 係經由纟完基鏈連接至芳基。G,之烷基鏈可為直鏈或分支之 (CrC^)烧基。自由的異氰酸酯可與聚合物骨幹之聚烷氧化 的部分反應而形成R0_NH_c(〇)-〇(A]0)/(:(〇)々,,鍵結,其 中A〗為直鏈或分支之(C「C24)烷基,而X為0至1,〇〇〇,較 佳為1至200之整數。 25 92446 200413853 於低於801之反應溫度下將募聚物骨幹與異氰酸雖 化合物混合。較佳在201至6〇t之溫和反應溫度下進行。曰 持續進行混合與加熱之步驟直至反應完成。該反應通常持 、’貝力1小時至8小時以下,較佳為約4小時至約6小時: 因此,可有利地在短時間内執行該方法,因而用於製備兮 B忐化之募聚物所需的能量較少。於異氰酸酯化合物上之 自由異氰酸酯基與接至寡聚物主鏈或骨幹之羥基、羧基、 或級胺基或二級胺基等官能基之間會發生反應。丨莫耳 之自由的異氰酸酉旨會與!莫耳之募聚物主鏈上的經基、缝 基或 '級月女基或二級胺基發生反應。該反應可自行驟媳 (quenching)。咸信於異氛酸酷基與募聚物骨幹上的声美、 叛基、或胺基之間的反應終止時,並無自由基源、=離 原或陰碓子源。要注意的是,於反應終止時可添加水、 乙酵、或其他具有不安定之氫的化學物種;以及例如三乙 胺之適宜催化劑, 一 需要可添加適…由的異讓。此外,視 謝的稀系或炔Γ=: !止例如(甲基)丙稀酸 yT> 已和。卩分之端基進行過早的交聯反 怎。可利用習知之標準分析儀器測定反應的完成。 備方:於惰性乾燥溶劑的存在下,執行官能性募聚物之製 基二=無溶劑例如為喊’例如細、乙二醇二曱 二曱氧基丙二:甲基醚、二噚烧、四氫D“或以 ’ S曰’例如丁内旨一 碳酸酿;醚錯,你丨4 内6曰乙一私m戍丙二醇 1-曱氧美而其 °乙酸曱氧基乙酯、乙酸乙氧基乙酯、 * 土 土 -2-乙酸醋、2-甲氧基丙基+乙酸能、卜乙氧 92446 26 200413853 基丙基、2-乙酸酯、2_乙氧 m ^ ψ M ^ 基乙基s同,腈類 楓_ 卿颁,例如磺酸基四氫呋喃 例如磷酸三曱酯或磷酸 進行該等製程。 丙基-卜乙酸S| ; g同類,例如丙 如乙腈、丙腈或甲氧基丙腈; '—甲楓或一乙楓,以及石粦酸 三乙酯。亦可在無溶劑存在下 上述之R6為減去自由的異氰酸酯基之異氰酸酯化合 物’其中該自由的異氰酸酯基會與寡聚物骨幹的例如羥 基、魏基或胺基之官能基反應。該等化合物之實例包含, 隹不限於,下列通式: 0^C=N-Z-NH-C(0)-0-Y-0-C(0)-CR8 = CH2 ; 0^C=N-Z-N[-C(0)^NH-Z-N-C(0)-0-Y-0-C(0)-CR8 = CH2]2 ;或 0
其中Ζ包含,但不限於,烧基、烯基、環烧基、芳基、雜 環烷基、雜芳基、例如包含分支聚合物或分支共聚物之共 聚物的聚合物;Υ包含,但不限於’纟完基、細基、彡衣)完基、 27 92446 200413853 )讥-、或- 之整數, 芳基、雜環烷基、雜芳基、-((CH2)r-〇-)v^CH ((CH2)r-C(0)-0-)v-(CH山,,其中 r 及 w 為 1 至 ι〇 更佳為5至1 〇 及v為0至1,000以上,較佳為i至2〇〇 之整數。Rs為氫或d-C:4)烷基。Rg較佳為氫或曱基。雜原 子包含,但不限於,氧、硫及氮。烷基,基 '環烷基、 芳基、雜環烷基、雜芳基、及聚合物可為未經取代者或經 取代者。適宜之取代基的實例包含,但不限於,叛基、經 基、(C]-C4)烷基、胺基例如一級胺基或二級胺基、或羥胺 基、或-CN。 適宜之烷基的實例包含,但不限於,直鏈或分支之 (c] 基。稀基、環燒基或芳基之實例包含,但不限於, 直鏈或分支之(C^c^)烯基、(C5_C6)環烷基例如異佛爾酮、 以及(C5-C6)芳基例如笨基。
可利用任何適宜之習知方法製備具有至少一個自由的 /、氰I se基之異氰酸酯化合物。可使用之二異氰酸酯或三 鲁氰S“日皆為已知者或利用類似製備已知化合物的方法來 衣仔適宜之二異氰酸酯及三異氰酸酯的實例包含,但不 限方、伸乙基二異氰酸酯、伸丙基二異氰酸酯、伸丁基_ H 二異己基二異氛酸s旨、2,2,4•三甲基伸己基 二異氰酸醋、2,二甲基i乙基伸辛基二異氰酸醋、付環 己基二異氰酸醋、伸環戊基二異氰酸黯、“4_二異氰酸酿 基曱基k己烷、1,3-二異氰酸酯基乙基環己烷、伸甲苯基 二^氰酸酿、3,3,5 —三曱基+異氰酸醋基^異氰酸酿基甲 土 f己:k、2-丁烯一異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、 92446 28 200413853 1,6 -伸己基二異氰酸酯縮二脲、1,6 -伸己基二異氰酸酯三聚 物、異佛爾酮二異氰酸酿三聚物、以及經以1,6 -伸己基二 異氰酸酯三聚物封端之2-羥乙基甲基丙烯酸酯封端之雙酚 A二甲基丙烯酸酯等。許多前述所列舉之二異氰酸酯與三 異氰酸酯以及縮二脲和三聚物皆可由Lyondell公司(位於 122 Melanney St” Houston, TX)或 Bayer 公司(位於 1〇〇 Bayer Rd·,Pittsburgh,PA 1 5025)購得。 然後可使例如前述之二異氰酸酯與三異氰酸酯的異氰 酸酯與足夠量之一種或多種含有羥基之化合物反應,而留 下至少一自由的異氰酸酯基,以與上述所製得之寡聚物的 主鏈或骨幹反應。羥基對異氰酸酯基的反應莫耳比約為 1 : 1。將醇類加成至異氰酸酯的製程為已知者。可使用任 何具有至少一個能與異氰酸酯基反應之自由羥基的適宜化 合物。異氰酸酯化合物亦可與具有至少一個自由羥基的第 一異氰酸酯化合物反應。羥烷基化合物、羥烯基化合物、 及L芳基化合物等為可使用之該等化合物的實例。(曱基) 丙烯I规基乙酯或(曱基)丙烯酸羥基丙酯(正-或異-化合物) t適宜之含有羥基的酯類之實例。其他適宜之(曱基)丙烯 酸經基烧,包含,但不限於,(曱基)丙_酸2,基丁酯、 (曱基)丙烯酸羥基丁酯、(曱基)丙烯酸 > 羥基環己酯、 土丙烯馱2-羥基乙酯等。亦可使用適宜之聚乙二醇單 (δΓ f )丙稀酸龍,例如,但不限於,二乙二醇單(曱基)内稀 坚\ 一乙一 S子單(甲基)丙烯酸酯等。亦可使用羥基脂 術”甲基)丙稀酸,、以及例如雙⑽A二甲基丙稀酸隨 29 92446 200413853 之羥基芳香族的(甲基)丙烯酸酯。 可利用任何適宜之習知方法製備乙醯乙酸酯衍生物及 丙烯酸酯,該等乙醯乙酸酯衍生物及丙烯酸酯係於麥可加 成反應中進行反應而形成具有内置型光起始劑之寡聚物。 乙醒乙酸酯或二酮類係使用已知有機化學步驟使酯類與所 而之R ’及R ’’基團一起反應而製得。該等酯類係可由其對 應之有機酸經由該酸與醇類之反應而製得。另一方法包含 •於醇化物之存在下使酯與酮反應,而於操作條件下該醇化 物中的醇具揮發性。u s,5,4755l45中揭示該特定製程,其 全部内容併入本文作為參考。中揭示芳香族 二酮類之製備方法,其全部内容併入本文作為參考。 可使丙烯酸與含有所需R基團之醇反應而製得含有所 1 R基團之丙烯酸酷。例如,以§|化反應,可使丙烯酸與 含有該R基團之化合物的二醇反應而形成具有該R基團之 蹄鍵,因此形成二丙稀酸西旨。然後以麥可加成反應,使該 %二丙稀㈣與乙SI乙酸s旨衍生物反應而形成自由基產生芙 聚物,例如上式Ϊ之寡聚物。 刀 -—,丨土 1C公物為水露 ’或水可乳化性者。本發明範圍内之水溶性 水性化合物可形成。」重量%以上,較….0重量;: 上,更佳為90重量。以上六 y 之,合液。邊親水性化合物最伟可 形成90重量%至95會旦ο/ — 室里/〇之水溶液。水可化 該親水性化合物可形成含 者係才曰 曰 成5有〇·]重量%以上,較佳為]〇 i 1 0/0以上,更佳為90重量% 八 ”’、. 乂上〜刀放顆粒的水性組成 92446 30 200413853 物。該親水性化合物的分散 重量%至95舌旦。/ 、^取彳土為水性組成物之90 、夜,例水性組絲亦包含組絲之驗性水溶 性化及剝除液。“,當將本發明之包含親水 固化時,溶解度或可乳化性會降低至〇」 本發明之光阻劑係由25重量%至壬θ 5〇重量%至95重量。,…Λ 5重量%’較佳為 重量係W 合物所組成。其餘的 視兩要之阻劑添加劑所組成,該等添加劑例如為 立r入物 劑'交聯劑、惰性填料、染料、剝除劑或 物:二:添加特定量之習知添加劑而修飾光阻劑組成 物以適合所需的性能。 由於該能產生自由基之親水性化合物可自行交聯,因 合物可用作為光阻劑中僅有的交聯劑、或可用作為 =阻劑中僅有的黏結劑。若使用額外添加的黏結劑,則該 :產生自由基之化合物可組成光阻劑之25重量,。至⑽重 量:。額外添加的黏結劑可組成光阻劑之ι〇重量。/。至 重里%。该光阻劑之其餘部分係由下述之習知成份所组 成。可添加一定量之習知成份而修飾該光阻劑組成物以適 合所需的性能。 相當多種之聚合物黏結劑適用於實施本發明。適宜之 聚合物黏結劑通常可由例如Rohm及Haas公司(費城,賓 州)之多種來源購得,或可由文獻中之多種已知方法製得負 可使用多種黏結劑之混合物,以實施本發明。可依任何適 宜之比率混合該等黏結劑。 92446 31 200413853 適宜之聚合物點結劑的實例為含有一種或多種 或炔系不飽和單I#另一 坪系 · ^ 種或夕種之雙官能基支鏈釉 rnchrint)單體,㈣雙官能基支鏈點單體具有兩個^ 伞合的k基亚具有含—個或多個驗可解離的官能及 幹。適且之烯系或炔系,不飽和單體包含,但不限於,(' 丙烯酸、(甲基)丙稀酸胺、(甲基)丙烯酸烧醋、(甲基)丙^) S变烯酯、方香族(甲基)丙烯酸酯、乙烯系芳香族單體、: 氮之化合物及其硫代類似物、經取代之乙烯單體、環狀 烴及經取代之環狀烯烴等。較佳之單體包含(甲基)丙烯 酸、(甲基)丙烯酸烷酯及乙烯系芳香族單體。 通常本發明所用之(曱基)丙烯酸烷酯為(曱基)丙烯酸 (CVC24)烧醋。適宜之(曱基)丙烯酸烷酯包含,但不限於, “低餾分’’(曱基)丙烯酸烷酯、“中餾分,,(甲基)丙烯酸烷 酯及“高餾分”(曱基)丙烯酸烷酯。 低德分(曱基)丙婦酸坑酯通常為其中之烧基含} |至6個碳原子者。適宜之低餾分(曱基)丙烯酸烷酯包含, 但不限於,曱基丙烯酸曱酯、丙烯酸曱酯、丙烯酸乙酷、 曱基丙烯酸丙酯、曱基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、曱基丙 烯酸異丁酯、曱基丙烯酸己酯、曱基丙烯酸環己酯、丙稀 酸環己酯及其混合物。 “中餾分”(曱基)丙烯酸烷酯通常為其中之烷基含7 至1 5個碳原子者。適宜之中德分(曱基)丙:):希酸j:完包含, 但不限於,丙烯酸2-乙基己酯(“ EHA” )、曱基丙烯酸八 乙基己酯、曱基丙稀酸辛酯、曱基丙烤酸癸酷、曱基丙稀 32 92446 200413853 酸異癸酯(以分支(C】G)烷基異構混合物為主)、曱基丙烯酸 十一烷酯、甲基丙烯酸十二烷酯(亦已知為曱基丙烯酸月桂 酯)、曱基丙烯酸十三烷酯、曱基丙烯酸十四烷酯(亦已知 為甲基丙烯酸肉豆蔻酯)、曱基丙烯酸十五烷酯及其混合 物。特別有用之混合物包含曱基丙烯酸十二至十五烷酯, 曱基丙烯酸十二烷酯、曱基丙烯酸十三烷酯、甲基丙烯酸 十四烷酯及曱基丙烯酸十五烷酯之直鏈或分支的異構物之 混合物;以及曱基丙烯酸月桂至肉豆蔻酯。 “高餾分’’(曱基)丙烯酸烷酯通常為其中之烷基含i 6 至24個碳原子者。適宜之高餾分(曱基)丙烯酸烷酯包含, 但不限於,曱基丙烯酸十六烷酯、曱基丙烯酸十七烷酯、 曱基丙烯馱十八烷酯' 曱基丙烯酸十九烷酯、曱基丙烯酸 一十級烷酯、曱基丙烯酸二十烷酯及其混合物。特別有用 之高餾分(曱基)丙烯酸烷酯的混合物包含,但不限於,曱 基丙烯酸鯨蠟至二十烷醋,其為曱基丙烯酸十六烷酯、甲 基丙烯酸十八烷酯、曱基丙烯酸二十級烷酯及甲基丙烯酸 一十烷酯之混合物;以及曱基丙烯酸鯨蠟至硬脂酯,其為 甲基丙稀酸十六烷酯及曱基丙烯酸十八烷酯之混合物。 上述中館份及高餾份之(甲基)丙烯酸烷酯單體通常係 使用工業級長鏈脂肪族醇並利用標準酯化步驟而製得,該 广市ϋ 了彳于之醇類為烧基含有1 〇至〗5或1 6至2 0個碳原 子之不同鏈長度的醇類混合物。該等醇類之實例為Vi sta 化學公司製的多種齊格勒(Ziegler)催化之ALFOL醇類,亦 即’ ALFQL 16] 8及ALF0L 1 62 0 ; Shell化學公司製的齊 92446 200413853 格勒催化之多種 4里iN_E〇D〇L醇類,亦即NEODOL 25L ;以及 天然衍生之醇類,彻上n 例如 Proctor & Gamble 之 TA-1618 及 CO-12 70。結果,岌、去 与違到本發明之目的,(甲基)丙烯酸烷酯 欲不僅包含前述所而|與 歹J舉之各(曱基)丙烯酸烷酯產物,而且 還包含具高含量之诗扣 之則述列舉的特定(甲基)丙烯酸烷酯之 (曱基)丙烯酸烷酯混合物。 本發明所用之(φ I、 基)丙烯酸烷酯單體可為單一單體 烧基部分具有不同之碳 ^ ^ A _ 原子數目的化合物。此外,本發明 έ一砌获$ ^ 女及(甲基)丙烯酸烷酯單體可視需要 經取代。適宜之禎兩 ^ 丙稀酸院酷單體包Γ 之(曱基)丙烯醒胺及(甲基) 0^旨、(曱&/ 不限於,(甲基)丙稀酸經基(^ C6)U曰(甲基)丙烯酸二 rr Γν泣其r审宜、 、2匕6)心s旨及二烷胺基 (c2-c6)j兀基(甲基)丙烯醯胺。 土 本發明所用之其他經取 丙烯醯胺為其烷基中It (曱基)丙烯酸酯及(曱基) 等經取代的(曱基)丙烯_@ 飞—坟胺基烷基者。該 J内烯酸酯及(曱基)丙 限於,曱基丙烯酸_ ψ m私,包含,但不 义—曱基胺乙酯、丙烯酸- N,N-二甲基胺乙基甲其工 1夂—曱基胺乙酯、 T暴丙烯醯胺、N,N、-田# 丙烯醯胺、N,N-二甲|基胺丙基曱基 一 r暴胺丁基甲基丙婦_ 胺乙基曱基丙烯醯胺、 m知、N5N-二乙基 N,N-二乙基胺丙其 N,N-二乙基胺丁基甲其 土甲基丙烯醯胺、 T暴丙烯醯胺、N-0丨一 w 丙烯醯胺、1^(ι,3 - _ # # ? 一甲基氧丁基) ,J 一本基乙基d〜氧 土) (卜曱基-1-苯基-3-氧丁甘、 丞)丙烯醯胺、N- 礼丁基)曱基丙烯醯胺、〇〜 胺、胺乙基伸乙基脲之 〜蛵乙基丙烯醯 -曱基丙㈣胺甲基丙烯氧基 92446 200413853 乙基嗎啉、二曱基胺基丙胺之N-馬來醯亞胺及其混合物。 本發明所用之其他經取代的(甲基)丙烯酸酯單體為含 矽之單體,例如(曱基)丙烯酸γ -丙基三(Ci_c6)烷氧基矽燒 西旨、(曱基)丙烯酸7 -丙基三(C]-C0)烷基矽烷酯、(曱基)丙 烯酸7 -丙基二(CVC6)烷氧基(CVC6)烷基矽烷酯、(曱基) 丙烯酸r -丙基二(c]-c:6)烷基(c^c:6)烷氧基矽烷酯、(曱基) 丙烯酸乙烯基三(ci-c0)烷氧基矽烷酯、(曱基)丙烯酸乙烯 基二((Vcj:):完氧基(c]-C6):j:完基矽;):完酯、(曱基)丙烯酸乙稀 基(CrC6)烧氧基一(C】-C6)烧基石夕烧酉旨、(曱基)丙稀酸乙稀 基三(C】-C6)烧基矽烷酯、2-丙基矽倍半氧烷(曱基)丙烯酸 醋及其混合物。 本發明用作為不飽和單體之乙烯基芳香族單體包含, 但不限於,苯乙烯、羥基苯乙烯、α —曱基苯乙烯、乙烯基 乙烯基萘、乙烯基 甲苯、對曱基苯乙烯、乙基乙烯基苯、 二曱苯及其混合物。該乙烯系芳香族單體亦包含其對應之 經取代的配對物,例如鹵化衍生物,亦即,含有一個或多
烷胺基衍生物等。
基〇比啶、2,3-二曱基-5-乙 土取代之Ν-乙烯基吡啶,例如2-乙基、5-乙烯基吡啶、3_甲基乃-乙烯 乙稀基吡啶及2-甲基乙基-5-乙 92446 35 200413853 烯基吡啶;曱基取代之喹啉及異喹啉;N-乙烯基己内s| 胺;N-乙烯基丁内醯胺;N-乙烯基吡咯烷酮:乙烯基咪哇; N-乙烯基咔唑;N-乙烯基琥珀醯亞胺;(曱基)丙烯腈;鄰·、 間-或對-胺基苯乙烯;馬來醯亞胺;N_乙烯基噚唑烷g同; N,N - 一曱胺基乙基乙稀乙基-2-氰基丙稀酸;乙稀基 乙腈;N-乙烯基酞醯亞胺;N-乙烯基吡咯烷酮,例如 乙烯基硫代吡咯烷酮、3 -曱基-1 -乙烯基吡咯烷酮、4_曱基 響-1 -乙烯基吡咯烷酮、5_曱基_丨-乙烯基吡咯烷酮、弘乙基-1-乙稀基吡咯烷酮、3_丁基-^乙烯基吡咯烷酮、3,弘二曱 基-1-乙烯基吡咯烷酮、4,5_二曱基u -乙烯基吡咯烷酮、5,5-二曱基-1-乙烯基吡咯烷酮、353,5_三曱基乙烯基吡咯烷 酿I、4-乙基乙烯基吡咯烷酮、5 -曱基|乙基-^乙烯基吡 略烧酮及3,4,5-三甲基乙烯基吡咯烷酮;乙烯基吡咯; 乙烯基苯胺;以及乙烯基六氫吡啶。 用作為本發明之不飽和單體的經取代之乙烯單體包 %含’但不限於,乙酸乙烯酯、乙烯基曱醯胺、氯乙烯、氟 乙烯、>臭乙烯、偏二氯乙烯、偏二氟乙烯、偏二溴乙烯、 四說乙稀、三氟乙烯、乙酸三氟甲基乙烯酯、乙烯醚及衣 康酸酐。 本發明所用的適宜之環狀烯烴單體為(C5_Ciq)環狀烯 ’例如環戊烯、環戊二烯、二環戊烯、環己烯、環己二 稀袠庚稀、環庚二稀、環辛稀、環辛二稀、原冰片烯以 及馬來酸針等。該等環狀烯烴亦包含螺環狀烯烴單體,例 如螺3哀狀原冰片烯基單體、螺環狀環己烯單體、螺環狀環 36 92446 200413853 戊烯單體以及其混合物。適宜之經取代的環狀烯烴單體包 含,但不限於,具有一個或多個下列取代基之環狀烯烴, 該等取代基係選自羥基、芳氧基、鹵基、(c]-c】2)烷基、 (c「c】2)鹵烷基、(cvu羥烷基、(crc]2)鹵羥基烷基㈤ 如(CH2)n.C(CF3)2〇H,其中 η,二0 至 4)、(CVC]2)烷氧基、硫 基、胺基、(crc6)烷胺基、((Vc6)二烷胺基、(CVCi2)烷 硫基、(C「C20)烧氧羰基、(c「C20)鹵烷氧羰基、(C]-C]2) 酿基以及(C]-C6)烧羰基(c]_c6)烷基等。特別適宜之經取代 的環狀稀烴包含馬來酸野以及含有一個或多個之經基、芳 氧基、(C】-CI2)烧基、(CVC]2)_烷基、(C】-C】2)羥烷基、 (crC]2)函羥烷基、((:】-〜)烧氧羰基以及(CVC2。)函烷氧羰 基之環狀烯烴。熟習此技藝者應瞭解烷基及烷氧基取代基 可視而要經取代,例如經鹵素、經基、氰基、(c】_ c 6);):完氧 基、巯基、(crc0)烷硫基以及胺基等取代。 多種雙官能基支鏈點單體中之任一者皆可適用於製備 本發明之分支型黏結劑聚合物,惟該等支鏈點單體含有包 括一個或多個鹼可解離的官能基或部分之骨幹,其中該等 官能基係配置於支鏈點單體之可聚合基團之間。“鹼可解 離的官能基,,係指可經例如氫氧離子、烷氧離子、氨及胺 等驗可解離之任何官能基或基團。 本發明可使用相當多種之含有鹼可解離部分之雙官能 基支鏈點單體。一般而言,㉟等支鏈點單體具有下列結構 A,-Z、B, 其中A,及B,各自包含—個或多個可聚合之基團,而z,包 92446 37 200413853 含一個或多個鹼可解離的基團,八,及β,中適宜之可聚合基 團包含,但不限於,異氰酸酯基(‘‘ _NC〇,’ )、 R10R〗】C = CR-、R](rC>C_、r〇r"c==cr"c(〇)〇、 R]0RnOCR12-〇K(0)-0-R9;其中 r】〇、Rh 及 Ri2 係獨 立地選自H、(CVC4)烷基及齒基;&係選自η、(cvc4)烷 基及NR13R]4,以及r】3及R】4係獨立地選自H及(c】<4) 烷基。除了 一個或多個鹼可解離的基團以外,z,視需要亦 可包含一個或多個間隔基。z,可適宜地具有通式 Sx(BCG)y,其中S為間隔基;(BCG)為鹼可解離的基團; x = 〇至20及y=l至30。較佳為y = 2至2〇。適宜之間隔基 包含,但不限於,伸烷氧基、伸芳氧基、((vc^伸烷基、 經取代之(C]-C2G)伸烷基、(CfCj伸芳烷基及經取代之 (c^c^)伸芳烷基等。適宜之伸烷氧基具有通式 CH2〇-)„、(-〇CHR】5-CH2丄或(七一叫丨心叫上,其中 R】5為Η或CH3,而n、m及p各自為工至1〇〇〇。伸烷氧 基的實例包含伸乙氧基、伸丙氧基及伸乙氧基/伸丙氧基之 此合物。伸芳氧基間隔基或伸芳基醚間隔基包含具有通式 (-qivok其中Z=1至1 000)的伸笨氧基(仲苯基醚)間隔 基、伸聯苯基醚、菲基醚、萘基醚及其混合物。當使用兩 個或兩個以上之間隔基時,該等間隔基可為相同或不同。 、、二取代之:):兀基係指烧基中之一個或多個氫經下列 另一取代基取代,而該等取代基係選自函基、氱基、羥基、 (f]-C8)烷氧基 '胺基、(CVC6)烷胺基、二(^6)烷胺基、 苯基及(c】-c0)烷氧羰基等。同理,“經取代之芳烷基,,係 92446 38 200413853 指芳烷基中之一個或多個氫經下列另一取代基取代,而該 等取代基係選自鹵基、氰基、羥基、(CrC8)烷氧基、胺基、 (C】-C0):l:兀胺基、一(C】-C6);J:完胺基、苯基及(c]_c6)烧氧幾基 等。 可远擇間隔基’以提供附加的性質。例如,伸烧氧基 間隔基(如伸乙氧基及/或伸丙氧基部分)可有助於使水性 光阻劑中所用之聚合物黏結劑乳化。具有延伸鏈長之間隔 基亦可提供改善之可撓性且係特別用於共形之光阻劑 (conformal photoresist)配方。所選擇之間隔基將視聚合物 的特定用途及配方中之其他成份而定,且熟習此項技藝者 應知悉如何選擇該等間隔基。 任何鹼可解離的官能基可適用於Z,,但較佳係選自酸 針類、酯類«(〇)_〇_)、碳酸酯類及磺醯 基δ旨類(·δ〇24)等,而更佳為醋類。雙官能基支鏈點單體 較佳含有2個或2個以i,又較佳3個或3個以上之鹼可 角午雄的基團。特別適宜之雙官能基支鏈點單體含有4個鹼 可解離的基團’且更特別是含有4個或4個以上之酯鍵結。 :g此基支鏈點單體又較佳含有可聚合的端基部分,而該 等‘基部分亦含有一個或多個鹼可解離的官能基,例如(甲 土)丙烯S义S曰。§雙官能基支鏈點單體含有2個或2個以上 :鹼可解離的基團日寺,該等基團可彼此直接鍵結或可經由 個或多個間隔基而分隔。該等具有多個鹼可解離基團之 支鏈點單體的結構實例為A,-(S1)x1-(BCG)1-(S2)x9 — (BCG)2-(S3)N:rB’ ’其中SI、S2及S3分別係指間隔基 1 39 92446 200413853 至3’(BCG)1及(BCG)23分別係指鹼可解離的基團i及2,
Xl+X2 + X3 = 〇 至 20,而 A,、B,、S、(BCG)及 b,係如上所定 義。熟習此項技藝者知悉其他適宜之具有或多或少間隔基 及/或鹼可解離基團或該等基團之不同組態的結構。 用於製備本發明之分支型黏結劑聚合物的適宜雙官能 基支鏈點單體包含,但不限於,丙烯酸酐、甲基丙烯酸酐 及具有(甲基)丙烯酸酯端基之含酯鍵結的單體。包含一個 馨或多個胺基曱酸酯鍵結且具有(曱基)丙烯酸酯端基之雙官 能基支鏈點單體的實例為:pdmbi-pcp〇2〇〇_pdmbi、 pdmb卜 pcp02 01-pdmbi、pdmbi-pCp〇23 0-pdmbi、eh6cl4- hdi-ppgl〇〇〇-hdi-eh6cl4 、 eh6cl4-hdi-pcp023 0-hdi-eh 6c 14 、 eh6cl4-hdi-ppg425-hdi-dmpa-hdi-ppg425-hdi- eh6cl4、2hema-hdi-pcp023(Midi-ppg425-hdi-pcp0230-hdi-2 hem a 、2hema-hdi-pcp023 0-hdi-pep4 0 0-hdi-pcp02 3 0-hdi-2hema、2hema_hdi_pcp0200-hdi-pcp023 0_hdi_pcp0200_hdi_ • 2hema、e6hem-hdi-pcp0200-hdi-pcp0230-hdi-pcp0200-hdi-e6hem、e6hem-hdi-pcp0200-hdi-ppgl000-hdi-pcp0200-hdi-e6hem 、 e6hem-hdi-ppg425-hdi-pcp0230-hdi-ppg425-hdi-e6hem、e6hem-hdi-ppgl000-hdi-pcp0230-hdi-ppgl000-hdi-e6hem n e6hem-hdi-pcp0230-hdi-ppg425-hdi-pcp0230-hdi-e6hem 以及 e6hem -hdi-ppgl000-hdi-pcp0201-hdi-ppgl〇〇〇_ hdi-e6hem。於上述雙官能基支鏈點單體中,各破折號 代表相鄰部分之間的胺基曱酸酯基圑(由異氰酸酯基與羥 基反應所形成者)。本發明之支鏈點單體中不需要該等胺基 40 92446 200413853 曱酸酯鍵結。各部分之縮寫為:hdi=l,6-伸己基二異氰酸 酯;pcp02 00 = TONETM Polyol 02 0 0 Diol(含有羧酸醋基); pcp0201=TONETM Polyol 0201 Diol(含有羧酸酯基); pcp0230 = TONETM Polyol 0230 Diol(含有羧酸酯基); ppg425 =分子量約為425之聚丙二醇;ppgl000=^子量約 為1000之聚丙二醇;dmpa=二羥曱基丙酸;pdmbi = 3-異丙 稀基-α,α-二曱基苯曱基異氰酸酯;2hema=2_羥乙基曱基丙 稀酸s旨(含有酯基及可聚合的端基);e6hem=乙氧基化之經 乙基甲基丙稀酸酯(含有酯基及可聚合的端基);以及 eh6c 14=乙氧基化的己内酯衍生之曱基丙烯酸酯(含有酯基 及可聚合的端基)。該等支鏈點單體通常可由市面上購得或 利用已知方法輕易地製得。T〇NETM為聚己内酯二醇的註 冊商才丁可自Dow化學公司(Midiand,Michigan)購得。其 他t且 7、己内8曰一醇能以CAPA品牌自Solvay公司購 得。支键點單體八θ、=上 平月且的刀子1通常-450,且較佳為450至 6000 〇 本發明之分φ刑取人 叉^ |合物黏結劑包含一種或多種雙官能 基支鏈點單體作為取人ϋσ 一 与| 5早兀,該等雙官能基支鏈點單體具 有兩個可聚合的蛾其廿 土亚具有含一個或多個驗可解離的官能 基之月幹。當聚合物黏 '结劑係由三-、Θ -或更多官能基支 鏈點單體(亦即,令右- ^ S有二個或更多個可聚合的端基者)製得 t β等* σ物結劑極可能會有凝膠形成的問題,而使 得該等黏結劑並不適用於光阻劑組成物卜此外,當聚合 物黏結劑係由較低分早旦 匕刀十!(亦即,分子量<450)之不含胺基 92446 200413853 甲酸㈣結但含作為兩個可聚合的端基之(曱基)丙稀酸酿 的雙官能基支鏈點單體製得時,該等聚合物黏結劑亦會有 凝膠形成的問題。當雙官能基支鏈點單體為較高分子量(亦 即刀子里g 450)之含作為兩個可聚合的端基之(甲基)丙 烤酸酿的單體時、《當該等單體含有_個或多個胺基甲酸 酯鍵結時,該等聚合物黏結劑就不會有凝膠形成的問題。 本發明又提供具有式A,_z,_b,之化合物,其中A,及B, 各自包含一個或多個可聚合的端基,* z,包含—個或多個 鹼可解離的基團。 可使用一種以上之雙官能基支鏈點單體製備分支型黏 ::聚合物。因此’本發明可有利地使用雙官能基支鏈點 =混合物。分支型黏結劑聚合物中之雙官能基支鏈點 广的總量’以製備黏結劑聚合物用之單 ::重至:。重量。純佳為。…重量%,更佳為。 里里%。 例如2用多種習知方法製備該等分支型黏結劑聚合物, 含足'^ T D反庀又g忐基分支型黏結劑聚合物較佳 溶或;官能基’以使得該等黏結劑聚合物於顯影時可 能形成Γ。“酸官能基”―詞係指與驗性顯影劑接觸後 :的任何官能基’該驗性顯影劑例如 ^氧氧化鉀的驗性水溶液,…3重量…夜: 且之峻官处苴A ^夏里/〇/合液。適 及6,、…含,但不限於’幾酸類、績酸類、膦酸類 2 5 0,.杜:般而言,該等黏結劑聚合物的酸值可高達約 又土 π達約200。酸值的範圍通常為】$至以〇,較佳 92446 200413853 克(乾重)之黏結 笔克為單位)而 為50至250。該等酸值係根據用以中和工 劑聚合物所需之K0H(氫氧化鉀)的量(以 定。 當如上述本發明之自由基產生化合物可為光阻劑中僅 有之交聯劑時,可添加單體而聚合成圍繞該聚合物黏結劑 之網狀結構。可使用相當多種之單體。適宜之單體包含, 但不限於,丙烯酸甲酯、丙烯酸2_乙基己酯、丙烯酸正丁 醋、丙稀酸正己酯、曱基丙烯酸甲酯、丙烯酸羥基乙酯、 甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸2_乙氧基乙酯、 丙烯酸第二丁酯、1,5-戊二醇二丙烯酸酯、丙烯酸N,N-二 乙月女基乙S曰、乙一醇二丙稀酸酿、1,3 -丙二醇二丙稀酸S旨、 癸二醇二丙烯酸酯、癸二醇二曱基丙烯酸酯、丨,舡環己二 醇二丙烯酸酯、2,2-二羥曱基丙烷二丙烯酸酯、丙三醇二 丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、丙三醇三丙烯酸酯、2,2 一 二(對苯基)丙烷二曱基丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸 酯、聚氧乙基-2,2-二(對羥笨基)丙烷二甲基丙烯酸酯、三 乙二醇二曱基丙烯酸酯、聚氧丙基三羥甲基丙烷三丙烯酸 醋、乙一醇一曱基丙細酸齡、丁二醇二甲基丙稀酸醋、]3 — 丙二醇二曱基丙烯酸酯、152,4-丁三醇三甲基丙烯酸酯、 2,2,4-二曱基_1,3-戍一醇一曱基丙稀酸酿、季戊四醇三曱 基丙烯酸酯、1 -苯基乙烯-1二曱基丙烯酸酯、季戊四醇 四曱基丙細酸_、二技曱基丙燒三曱基丙稀酸|旨、1,y戊 二醇一曱基丙細酸酷及1,4 -笨二醇二曱基丙烤酸酷;笨乙 烯及經取代之笨乙烯(例如2-曱基笨乙烯與乙烯曱苯)以及 92446 200413853 乙烯基s曰頬(例如丙烯酸乙烯酯與甲基丙烯酸乙烯酯)。可 以白知的量包含該等單體。 雖然可光成像之組成物含有親水性自由基產生化合 物、,但本發明的可光成像之組成物視需要可含有額外添加 、: 二成心本發明所用之視需要的光活性成份可為光 酸產生劑、光鹼產生劑或自由基產生劑。本發明的可光成 像之、、且成物可為正向作用者或負向作用者,而較佳為負向 光活丨生成伤之混合物可修飾組成物的光活性以適 合某些特定應用。 適宜之光酸產生劑包含鹵化三畊類、鍚鹽類、磺化酯 類化磺醯氧基二叛酸醯亞胺類、重氮二楓類…氰氧 基,類、酿亞M酸酿類、酮重氮楓類、項酿基重 孔西曰力員及1>2•二(芳石夤酿基)肼類等。特別有用的齒化三哄 類包含ii化曱基對稱三畊類。 適宜之自由基產生劑包含,但不限於,正苯基甘胺酸; 芳族酮類,例如二苯 不r纠N,N -四甲基-4,4、二胺基二苯 甲’_er _)、N,,N,_四乙基_4,4,_二胺基二苯甲酮、心 甲乳基4 甲胺基二苯曱嗣、3,3,-二曱基_4_甲氧基二苯 I綱、p,p’-雙(二曱胺基)二苯甲蝴、以,_雙(二乙胺基)二 本甲_、蒽醒、2-乙基蒽酿、蔡醒及菲醌、苯偶姻類,如 苯偶姻、苯苯偶姻甲㈣、苯偶姻乙基驗、苯偶姻異丙基 !、苯偶:因正丁基_、苯偶姻苯基_、甲基苯偶姻及乙基 本偶:’本曱基衍生物’例如二苯甲基、苯甲基二苯基二 、及本甲基二甲基縮酮;吖啶衍生物,例% ^苯基吖啶及 92446 44 200413853 1’7-雙(9+定基)庚烧;硫雜蒽_,例如2_氣硫雜葱嗣、 2-甲基硫雜蒽s同、2,4_二乙基硫雜M酮、2,4_二曱基硫雜菌 酮及2-異丙基硫雜蒽酮;苯乙酮,例如^•二氯笨乙嗣、 對第三丁基二氯苯乙_、2,2_二乙氧基笨乙酮、2,2_二甲氧 基-2-苯基苯乙酮及2,2-二氯_4_笨氧基苯乙酮;2,4,5_三芳 基味唑二聚物,2·(鄰氯笨基)_4,5_二苯基。米唑二聚 物2 (#氯苯基)_4,5_二(間甲氧基笨基)喃唾二聚物、2_(鄰 氟笨基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2_(鄰曱氧基苯基)_4,5_二 苯基咪唑二聚物、2_(對甲氧基笨基)-4,5-二苯基咪唑二聚 物2,4-—(對曱氧基苯基)-5-苯基咪唑二聚物、2_(2,4-二 曱氧基苯基)-4,5-二苯基。米。坐二聚物及2_(對甲疏基苯基)_ 4,5-二苯基咪唑二聚物等。雖然三笨基膦並不是作為自由 2產生劑,但可包含於光活性化學系統中作為催化劑。該 等自由基產生劑特別適宜與負向作用之可光成像组成物一 I使用,且特別適宜與本發明的負向作用之可光成像組成 物乾膜一起使用。 由於本發明之光阻劑含有能產生自由基之親水性化合 物而。亥等自由基構成該化合物之—部|,因此視需要的光 活丨生成份的添加量為光阻劑之〇·丨至5重量%,而較佳為 0.1至2重量%。 本發明的可光成像之組成物可為溶劑性者或水溶性 者°玄等組成物疋否為溶劑性者或水溶性者端視所選擇之 τ 5物黏結劑,包含所選擇之用於製備該聚合物黏結劑的 單體及雙官能基支鏈點單體而定。熟f此項技藝者應知悉 45 92446 如何選擇單轉 ^又g能基支鏈點單體。本發明的可光成像 I組成物可讳+ 溶劑包八 而要含有水、溶劑或水·溶劑混合物。適宜之 匕含,但不限於,酮類溶劑,例如丙酮、曱基乙基酮、 I己酮、曱其s 例如-i 戊基酮及2-庚酮;多元醇類及其衍生物, 酸二乙二醇公酸醋、二乙二醇、二乙二醇單乙 子丙一醇單乙酸酯、二丙二醇及二丙二醇單 •及如」乂及其早甲基醚、單乙基醚、單丙基醚、單丁基醚 土醚,J衣醚類溶劑,例如二噚烷;酯類溶劑,例如 礼峻曱gt、 ,7J ^ 1、礼酸乙酯、乙酸曱酯、乙酸乙酯、乙酸丁醋、 丙_酸曱酷、 乙酽· 、· 丙酮酸乙酯、曱氧基丙酸曱酯及乙氧基丙酸 一 _ 乂及胺類溶劑,例如N,N-二曱基曱醯胺、n,n_ 7甲基乙酸胺、甲基H各烷酮、丙酸3•乙氧基乙醋、 •庚酮、7-丁内酯及其混合物。 ,勹2毛明的可光成像組成物中所用之其他視需要的添加 ^ ^ S但不限於,塑化劑、流變改良劑、加速劑、填料、 木:、成膜劑、例如含有疏水性三鹵曱基之光阻劑剝除增 仞^釗1^增進劑或其混合物。適宜之塑化劑包含酯類, ^如一本曱酸酯。適宜之含有疏水性三i曱基之光阻劑剝 “曰進劑包含相當多種含有三鹵甲基之化合物, 阻劑_ n # —上 ^ ^ ’ s ^二南曱基會水解成羧酸根陰離子。該等含右社
水性二占田甘 刀L 一※甲基之光阻劑剝除增進劑較佳為乙酸α -三氯甲 :笨曱S曰。4等視需要之添加劑可以多種濃度存在於光阻 J組成物中。例如,可使用較高濃度之填料及染料,例如, 以組成物之乾成份的總重計,填料及染料的量為5至Μ 46 92446 200413853 重量%。 多種:1::順序將本發明之自由基產生化合物與-種或 :要之溶劑及視需要之添加劑組合_ 73之先阻劑組成物。 只 可利用任何習知方法進行 組成物的加工。… 4成像之組成物或光阻劑 層或由==链 ㈣Μ物所形成之光阻劑 乙膜所轉移的光阻劑層絲在基枯上。當使用液能 光阻劑組成物時,可利用例 心 之杯h ρ Α 疋土居反潰法及輥塗法等 °已知方法將該組成物施敷在基材上。 電路劑組成物施敷於例如印刷線路板及積體 包板用之多種基材上。適宜之基材包含銅 路用的印刷線路板的内層與外層以及製造積體電 :旦將光阻劑施敷於基材上之後,可使該光阻劑成像 7逍過適當圖案的光化輕射下曝光。於光化輻射下曝光 可本發明之光敏性化合物可產生自由基聚合起始 心咸L上式I所示之側鏈的酮取代基係自由基源且可視 為内置型的光起始劑。在負向作用光阻劑的例子中,光化 輕射下的曝光會使能產生自由基或交聯劑之親水性化合物 於曝光區域發生聚合而產生抗顯影劑的交聯結構。接著, 例如使用稀釋之驗性水溶液將未固化之光阻劑顯影 之顯影劑包含1至3重量%之氫氧化鈉或氣氧化斜水溶液 或〇·5至1重量。/°之碳酸納或碳酸_水溶液。有機系顯影 ’剖’可使用例如以氫氧化四烷基銨為主的顯影劑,但此非 92446 47 200413853 。在料過程中,黏結劑聚合物的酸性基合米成趟 類而使該等黏結劑聚合物變得可溶或可移二:曰,:鹽 具有自由基二方法’包括下列步驟將包含 加劑之成型光起始劑與任何視需要的添 J之成伤的光阻劑組成物配 將該光阻嶋^彻綠上;b) 中二表面上所施敷之負向作用光阻劑的例子 銅,因:成物而自光阻劑已移除的區域移除 移除(成印刷線路。然後使用剝除劑將餘留的光阻劑 步驟本==供一種印刷線路板之製造方法,包括下列 二板L二含親水性化合物之光阻劑組成物配置於印刷 " ,而該親水性化合物含有本發明之内置型光 =與任何視需要之成份;b)將該光阻劑成像; 私该光阻劑顯影1 屮r/、白知之光阻劑相較’本發明之光阻劑組成物可展現 /強的移除性。因此’本發明亦提供一種增強自基材上 矛夕除先阻劑組成物之方法,包括下列步驟:將自由基產生 1匕合物與任何視需要之成份組合在一起而形成光阻劑組成 勿’將該光阻劑組成物配置於基材上;將該光阻劑組成物 成像,以及將成像後之光阻劑組成物顯影。 除了減少或消除殘留物及逢滓的形成以外,光阻劑組 成物亦可展現出良好的黏結性及良好的剝除性且實質上不 會降低其耐化學性。通常當光阻劑乾膜的黏結性獲得改善 92446 48 200413853 ^2光阻劑組成物將更㈣除。本發明之光阻劑組成物 令人驚訝地提供良好的黏結性及良好的剝除性。此外,可 在150毫焦耳/平方公分或低於15〇毫焦耳/平方公分下固 化本發明之光阻劑組成物。 [實施方式] 貫施你丨1 合成步驟 將60克之二丙烯酸酯受體化合物(下式Iv)及〇·5克之 二氮雜雙環十一碳烯(DBU)稱入500毫升之備有機械式攪 拌器及添加漏斗的3頸圓底燒瓶中。將15 〇克之乙醯乙酸 酯衍生的給予體化合物(下式v)稱入該添加漏斗中。在添 加給予體化合物以前,先將受體化合物及DBU混合5分 鐘。然後以1 5分鐘時間將該給予體化合物滴加至經攪拌的 受體/DBU混合物中。在該給予體化合物的滴加完成之後, 將該溶液溫熱至54°C。1 00分鐘放熱消失之後,獲得黏性 I色液體’該液體於靜置時不會形成凝膠。
0 0 IV 其中’ R為衍生自具有下式所示之胺基曱酸酯寡聚物的基 圑: CH2 = C(CH3)C〇-0-(-CH2‘CH2-〇-)5_6 — (-C〇-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-0)3>C0-NH-(CH2)6-NH-C0-(-0-CH2~CH2- 49 92446 200413853 CH2-CH2-CH2-C〇)3-(-0_CIVCH2-)5_6-〇-C〇-(CH3) = CH2。 ο ο
上述給予體化合物V及受體化合物IV之間的反應所 Φ形成之募聚物具有下列通式。
實施例2 VI 負向作用光阻劑 Γ 以一定比例將下列各成份摻混在一起而製得本發明之 負向作用光阻劑組成物。 50 92446 200413853 配方 成份 重量% 丙烯酸共聚物黏結劑1 20 己内酯曱基丙烯酸2-羥基乙酯 5 三羥曱基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA) 15 寡聚物2 25 雙(二烷胺基苯基)酮 0.04 _ (二烧胺基苯基)曱烧 0.3 芳香族磺胺 3.5 改質之吖啶 0.2 表格腳註 ]分子ΐ為88, 〇〇〇至91,000之曱基丙稀酸曱酯、甲基丙烯 酸及丙烯酸正丁酯的共聚物,Tg : 90。(3,酸值:150。 2實施例1之寡聚物。 製備含70%固體之2_丁酮的混合物,並將其塗布在〇.8 密爾厚之聚S旨載體薄膜上,再乾燥至僅殘留有約1 %之低 揮發性有機化合物(voc)。因此,獲得約j·5密爾厚之薄 胰然後方' 12 1 C,40 psi,每分鐘1米的條件下將薄膜層 壓在經化學清潔的i盎司銅/〇〇59FR_4/1盎司包銅積層板 上,並在調整的曝光下經由函化銀光照圖(phototGol)於5 kw印片機上成像,且以St〇ufferh㈣進式光模量測而達 到銅階9。然後於29tT ’ 1%碳酸鈉單水合物中將該等平 板顯影以移除未曝光部分之光阻劑,接著使用自來水及去 離子水喷灑清洗數次 灿上 、 接者方、45C下以2N氯化銅/HC1 "十成像板進行蝕刻。铁後 49〇c 、後方、L下以J%虱氧化鈉溶液剝 : 之經成像顯影的光阻劑’接著以自來水噴灑清 洗0 92446 51 200413853 f疼例3 如下述,分兩部分製備可輻射固化的防焊綠漆組成 物0
25.0 12.5 4.0 3.5 3.5 3.5 17.5 10.5 25.0 3〇.〇 7.5 12.5 25.0
寡聚物2 多官能性環氧樹脂3 熱交聯劑4 顏料/填料 惰性稀釋劑 酉旨化之苯乙稀-馬來酸酐共聚物 寡聚物2 顏料 流動性促進劑 耐磨損劑 空氣釋放劑 填料
惰性稀釋劑 成份B P10 1100 ’ Star tom er 公司,Exton,Pa·。 2實施例1之募聚物。 °ECN 12 99,CibaGeigy 公司(樹脂分部)。 4Dyhard l〇〇s,SKW 公司。 於室溫下依3 : 1之比例將成份A及成份B混合’並 使用7〇橡膠硬度計硬度的刮板將如此形成之組成物網印 在印刷線路板上。然後於i⑼卞下對該等板進行 之熱處理以決定預烤的操作視窗。接著,於h。7同時間 使用升之碳酸鉀溶液將預烤後的各 ^ 該等板、洪烤50分鐘後,則顯示出該組成物已自,"40秒。將 52 (等板清除 %446 200413853 且無渣滓餘留在該等板上。 依上述相同方式,以該組成物塗布額外的印刷電路 板:於7〇°C下將該組成物乾_ 20分鐘,並冷卻至室溫, 然後依相同方式處理以塗布該板的另一面(7〇。。,乾燥4〇 刀釦)。使負片與該等塗層接觸,然後對各塗層進行1 毫 焦耳的紫夕卜光照射。於25°C i 3(rc下使用石炭酸卸溶液將該 等塗層顯影40秒。接著,對其餘依照影像分佈的光敏聚= 物進行2至4焦耳之後段曝光,然後於丨5(rc下烘烤1 時。 ’、 使用將塗層切成數條交叉線的交叉排線刮刀技術 (cnoss-hatch razor technique)測試如此處理的塗層的可撓 性。發現泫塗層具有彈性,而其黏結性並未降低。 實施例4 將貫施例2的可光成像之組成物施敷在聚酯支撐片上 並進行乾燥。將聚乙烯保護片施敷在與該聚酯支撐片相對 的可光成像組成物之另一面。因此,獲得14密爾厚的薄 膜。將聚乙烯片移除,使用熱輥層壓器將具有支撐片之乾 膜層壓在銅包板上。輥溫度為122°C;而輥速度為每分工 米;以及輥壓4 2·8巴咖十將聚酯支撐片移除,並將圖 案直接置於可光成像之組成物層上。於透過圖案之^丨毫焦 耳/平方公分光化輻射下對可光成像之組成物層曝光。於圖 案移除之後,於29.41下以1%碳酸鈉單水合物將該可光 成像之組成物顯影35秒,並於491:下以pH值為9以上之 胺#刻劑對該板進行蝕刻2分鐘。 92446 53
Claims (1)
- 200413853 拾、申請專利範圍: 1 · 一種光阻劑,包括能產生構成該化合物之一部份的自由 基之親水性化合物。 龜 2 ·如申請專利範圍第1項之光阻劑,其中,該親水性化合 物係由至少一種二酮或乙醯乙酸酯衍生之官能性給予 體化合物與至少二種多官能基之丙烯酸酯受體化合物 φ 進行麥可(Michael)加成反應衍生而成。 3 ·如申請專利範圍第2項之光阻劑,其中,該親水性化合 物為具有下式之寡聚物:奏 且包括未經取代或經取代之芳基;直鏈或分支 垸基;直鏈或分支之(ku經烷基,·經取代 =取代之(C5-Cl4)雜環芳基,其中雜原子為s、N或 鏈或分支之(c,-c5)胺烷基;或_〇_R,,,,其中r,,, 為與上述之R,及R,,相 ’、 美 ,及R為衍生自具酸官能 土的早肢、具非酸官能基的單 甲辦狀— 早奴虱化烯、聚酯、胺基 甲^ ^券聚物或其混合物的基團。 4 .如申请專利範圍第丨項 .^ , 尤丨且^其中,該親水性化合 …玄光阻劑的總重之25重量。/。至95重量%。 92446 200413853 5.如申請專利範圍第!項之光阻劑,復包括聚合物黏結 劑:α,万—烯系或炔系不飽和單體、光起始劑、塑化劑、 /瓜·又改吳劑、填料、染料、成膜劑、剝除劑或其混合物。 6·如申請專利範圍第5項之光阻劑,其中,該聚合物黏結 劑為分支型聚合物黏結劑,該分支型聚合物黏結劑包括 一種或多種雙官能基支鏈點單體作為聚合單元,該等雙 官能基支鏈點單體具有兩個可聚合的端基並具有含一 個或多個鹼可解離的官能基之骨幹。 7 ·如申請專利範圍第1項之光阻劑,其中,該自由基係來 自側鏈之酮取代基。 8 · —種圖案之形成方法,包括: a) 將光阻劑層形成於基材上,該光阻劑包括親水性化合 物’在活化輪射下曝光時,該親水性化合物能產生構成 6亥化合物之一部份的自由基; b) 在活化輻射下將該光阻劑曝光成像;以及 c) 將該曝光成像之光阻劑顯影以形成圖案。 9.如申凊專利範圍第§項之方法,其中,該親水性化合物 為具有下式之寡聚物。I 其中,ΠΊ為1或1以上之整數。R,及r,,為相同或不同 55 92446 200413853 且包括未經取代或經取代之(c6-c]4)芳基;直鏈或分支 之(CrC]5)烷基;直鏈或分支之(C2-C]5)羥烷基;經取代 或未經取代之(C5-C]4)雜環芳基;直鏈或分支之(CrC5) 胺烷基;或-〇-R’’5,其中R’’’為與上述之R’及R5’相同 者;以及R為衍生自具酸官能基的單體、具非酸官能基 的單體、氧化烯、聚酯、胺基曱酸酯寡聚物或其混合物的基團。 10.如申請專利範圍第9項之方法,其中,R’、R’’及R’’’ 基圑會吸收300奈米至365奈米或更長波長的光。56 92446 200413853 柒、指定代表圖:本案無圖式 (一) 本案指定代表圖為:第()圖。 (二) 本代表圖之元件代表符號簡單說明: 捌、本案若有化學式時,請揭示最能顯示發明特徵的化學式:〇 4 92446 i
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