TW201823859A - 圖案的製造方法、彩色濾光片的製造方法、固體攝像元件的製造方法及圖像顯示裝置的製造方法 - Google Patents

圖案的製造方法、彩色濾光片的製造方法、固體攝像元件的製造方法及圖像顯示裝置的製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TW201823859A
TW201823859A TW106143630A TW106143630A TW201823859A TW 201823859 A TW201823859 A TW 201823859A TW 106143630 A TW106143630 A TW 106143630A TW 106143630 A TW106143630 A TW 106143630A TW 201823859 A TW201823859 A TW 201823859A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
photosensitive composition
manufacturing
pattern
compound
exposure
Prior art date
Application number
TW106143630A
Other languages
English (en)
Inventor
吉林光司
Original Assignee
日商富士軟片股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商富士軟片股份有限公司 filed Critical 日商富士軟片股份有限公司
Publication of TW201823859A publication Critical patent/TW201823859A/zh

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)

Abstract

本發明提供一種製程窗口廣的圖案的製造方法、彩色濾光片的製造方法、固體攝像元件的製造方法及圖像顯示裝置的製造方法。圖案製造方法包括:在支撐體上應用負型感光性組成物來形成負型感光性組成物層之製程;經由具有圖案之遮罩對負型感光性組成物層進行曝光之製程;及去除未曝光部的負型感光性組成物層而進行顯影之製程,相對於用於曝光之波長的光,遮罩的光學濃度為3.6以上。

Description

圖案的製造方法、彩色濾光片的製造方法、固體攝像元件的製造方法及圖像顯示裝置的製造方法
本發明有關一種圖案的製造方法。更詳細而言,有關一種藉由使用負型感光性組成物之光刻法製造圖案之方法。又,有關一種彩色濾光片的製造方法、固體攝像元件的製造方法及圖像顯示裝置的製造方法。
在使用光刻法之圖案的製造方法中,包括在支撐體上應用感光性組成物來形成感光性組成物層之製程、經由具有圖案之遮罩對感光性組成物層進行曝光之製程、及對曝光後的感光性組成物層進行顯影之製程。
在使用光刻法的圖案的製造方法中,圖案形成方式係根據使用正型感光性組成物還是使用負型感光性組成物作為感光性組成物而不同。亦即,正型感光性組成物係,當曝光能量超過閾值時,對顯影液的溶解性急劇增加者。因此,當使用正型感光性組成物作為感光性組成物時,經由遮罩對感光性組成物層進行曝光,並提高曝光部中的感光性組成物層在顯影液中的溶解性之後,使用顯影液去除曝光部的感光性組成物層而形成圖案(例如,參閱專利文獻1~4)。
另一方面,負型感光性組成物根據曝光能量而緩慢地進行反應,對顯影液的溶解性降低。因此,當使用負型感光性組成物作為感光性組成物時,經由遮罩對感光性組成物層進行曝光,並降低曝光部中的感光性組成物層在顯影液中的溶解性之後,使用顯影液去除未曝光部的感光性組成物層而形成圖案(例如,參閱專利文獻5)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2012-003152號公報 [專利文獻2]日本特開2014-206729號公報 [專利文獻3]日本特開2010-237426號公報 [專利文獻4]日本特開2002-313696號公報 [專利文獻5]日本特開2015-52753號公報
當使用負型感光性組成物製造圖案時,經由具有圖案之遮罩對負型感光性組成物層進行曝光,此時,在被遮罩覆蓋的部分中,亦有時藉由透過遮罩之微量的光進行反應。因此,若以高於最佳曝光能量的曝光能量進行曝光,則在被遮罩覆蓋之部分中亦進行反應而對顯影液的溶解性降低,所獲得之圖案的線寬變得比所期望的值更厚,或在圖案之間產生殘渣。在此,所謂最佳曝光能量係指能夠依據遮罩的設計尺寸形成圖案之曝光能量的條件。
本發明的目的為提供一種製程窗口尤其是曝光能量的容許範圍(裕度)或焦點深度的容許範圍(裕度)廣的圖案的製造方法、彩色濾光片的製造方法、固體攝像元件的製造方法及圖像顯示裝置的製造方法。
在使用負型感光性組成物的圖案形成中改善製程窗口的嘗試以往主要針對組成物的配製和顯影條件進行研究,迄今為止還沒有進行有關遮罩的光學濃度之研究。本發明人進行各種研究之結果,發現了能夠藉由使用對用於曝光之波長的光之光學濃度為3.6以上的遮罩進行曝光而實現上述目的,並完成了本發明。本發明提供以下。 <1>一種圖案的製造方法,其包括: 在支撐體上應用負型感光性組成物來形成負型感光性組成物層之製程; 經由具有圖案之遮罩對負型感光性組成物層進行曝光之製程;及 去除未曝光部的負型感光性組成物層而進行顯影之製程, 相對於用於曝光之波長的光,遮罩的光學濃度為3.6以上。 <2>如<1>所述之圖案的製造方法,其中相對於波長365nm的光,遮罩的光學濃度為3.6以上。 <3>如<1>或<2>所述之圖案的製造方法,其中遮罩包含選自鉻及鉻化合物之至少一種。 <4>如<1>至<3>中任一項所述之圖案的製造方法,其中負型感光性組成物包含光聚合起始劑及自由基聚合性化合物。 <5>如<1>至<4>中任一項所述之圖案的製造方法,其中負型感光性組成物包含著色劑。 <6>如<1>至<5>中任一項所述之圖案的製造方法,其中負型感光性組成物包含透明粒子。 <7>如<1>至<6>中任一項所述之圖案的製造方法,其中負型感光性組成物為彩色濾光片的像素形成用負型感光性組成物。 <8>如<1>至<7>中任一項所述之圖案的製造方法,其中在曝光時,曝光照度為5,000~50,000W/m2 。 <9>如<1>至<8>中任一項所述之圖案的製造方法,其中在曝光時,氧濃度為21%以上。 <10>如<1>至<9>中任一項所述之圖案的製造方法,其中在顯影中,對負型感光性組成物層噴塗顯影液。 <11>一種彩色濾光片的製造方法,其包括<1>至<10>中任一項所述之圖案的製造方法。 <12>一種彩色濾光片的製造方法,該彩色濾光片具有複數種顏色的像素,其中利用<1>至<10>中任一項所述之圖案的製造方法形成複數種顏色的像素中至少一種顏色的像素。 <13>一種固體攝像元件的製造方法,其包括<1>至<10>中任一項所述之圖案的製造方法。 <14>一種圖像顯示裝置的製造方法,其包括<1>至<10>中任一項所述之圖案的製造方法。 [發明效果]
依本發明,能夠提供一種曝光能量的容許範圍(裕度)和焦點深度的容許範圍(裕度)等的製程窗口廣的圖案的製造方法。又,能夠提供一種彩色濾光片的製造方法、固體攝像元件的製造方法及圖像顯示裝置的製造方法。
以下,對本發明的內容進行詳細說明。 本說明書中基團(原子團)的標記中,未標註取代及未經取代之標記包含不具有取代基之基團和具有取代基之基團。例如,“烷基”不僅包含不具有取代基之烷基(未經取代之烷基),亦包含具有取代基之烷基(取代烷基)。 本說明書中所謂“曝光”除非另有說明,則不僅係指使用光進行之曝光,使用電子束、離子束等粒子線之描繪亦包含於曝光中。又,作為曝光中所使用之光,通常可舉出水銀燈的明線光譜、準分子雷射所代表之遠紫外線、極紫外線(EUV光)、X射線、電子束等光化射線或放射線。 本說明書中使用“~”所表示之數值範圍係指將“~”的前後記載之數值作為下限值及上限值包含之範圍。 在本說明書中,所謂總固體成分係指從組成物的總成分中去除溶劑之後的成分的合計量。 在本說明書中,“(甲基)丙烯酸酯”表示丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯兩者或任一者,“(甲基)丙烯酸”表示丙烯酸及甲基丙烯酸兩者或任一者,“(甲基)烯丙基”表示烯丙基及甲基烯丙基兩者或任一者,“(甲基)丙烯醯基”表示丙烯醯基及甲基丙烯醯基兩者或任一者。 本說明書中,“製程”這一詞不僅係指獨立的製程,即使無法與其他製程明確區別之情況下,只要實現該製程的預期作用,則亦包含於本術語中。 本說明書中,重量平均分子量(Mw)及數量平均分子量(Mn)被定義為藉由凝膠滲透層析法(GPC)測量之聚苯乙烯換算值。
<圖案的製造方法> 本發明的圖案的製造方法包括: 在支撐體上應用負型感光性組成物來形成負型感光性組成物層之製程(以下,亦稱為負型感光性組成物層形成製程); 經由具有圖案之遮罩對負型感光性組成物層進行曝光之製程(以下,亦稱為曝光製程);及 去除未曝光部的負型感光性組成物層而進行顯影之製程(以下,亦稱為顯影製程), 前述圖案的製造方法的特徵為, 相對於用於曝光之波長的光,遮罩的光學濃度為3.6以上。
依本發明,在曝光製程中,由於使用對用於曝光的波長的光的光學濃度為3.6以上的遮罩,因此負型感光性組成物層中的被遮罩覆蓋之部分(未曝光部)中的遮光性高,即使提高曝光能量而進行曝光亦能夠有效地抑制未曝光部的硬化。亦即,能夠提高負型感光性組成物層中的被遮罩覆蓋之部分(未曝光部)和從遮罩暴露之部分(曝光部)中的光學對比度。因此,依本發明,能夠擴大曝光能量的容許範圍(裕度)。又,能夠有效地抑制未曝光部的硬化,因此亦能夠有效地抑制圖案之間產生殘渣。進而,在曝光時,即使在焦點偏離的情況下,亦能夠抑制圖案的線寬變粗且能夠擴大焦點深度(DOF)的容許範圍(裕度)。推測這是因為自遮罩的遮光部的光的透射量非常小,因此焦點偏離時的光不會對成像造成不利影響。又,藉由使用上述遮罩,亦能夠有效地抑制遮罩周邊部的未曝光部的負型感光性組成物層的硬化,並容易獲得矩形性優異之圖案。
本發明中使用之遮罩的對用於曝光的波長的光的光學濃度為3.6以上,3.7以上為較佳,4以上為更佳,5以上為進一步較佳。上限並無特別限定,8.0以下為較佳,7.5以下為更佳,7以下為進一步較佳。例如,若遮罩的光學濃度為7以下,則能夠期待減輕空白加工時的製程負載(容易製作遮罩)之效果。
另外,光學濃度(OD:Optical Density,光密度)係以對數表示吸光度之值,且為由以下式定義之值。 OD(λ)=Log10 [T(λ)/I(λ)] λ表示波長,T(λ)表示波長λ下的透射光量,I(λ)表示波長λ下的入射光量,OD(λ)表示波長λ下的光學濃度。
在本發明中,遮罩的光學濃度的值係波長365nm的光中的值為較佳。亦即,遮罩的對波長365nm的光的光學濃度係3.6以上為較佳。
作為本發明中使用之遮罩的材料,並無特別限定。例如可列舉鉻、鉻化合物、鉭、鉭化合物(TaN、TaO等),鉻及/或鉻化合物為較佳。作為鉻化合物,可列舉氧化鉻、氮化鉻、包含鉻之合金,氧化鉻為較佳。
作為遮罩的一例,可列舉鉻膜與氧化鉻膜的積層膜。例如,在該積層膜中,能夠藉由調整鉻膜的膜厚來調整光學濃度。例如,能夠藉由增加鉻膜的膜厚來提高光學濃度,並能夠藉由減小鉻膜的膜厚來降低光學濃度。
作為遮罩的製造方法並無特別限定,能夠使用以往公知的方法。例如,能夠以如下方式製造:藉由濺射法、蒸鍍法(真空蒸鍍、化學氣相沉積、物理氣相沉積等)、電鍍等方法在支撐體上形成遮罩材料的層,並對該層進行蝕刻而形成圖案。
本發明的圖案的製造方法中使用之負型感光性組成物係彩色濾光片的像素形成用負型感光性組成物為較佳。亦即,藉由本發明的圖案的製造方法製造之圖案係彩色濾光片的像素為較佳。在此,作為提高未曝光部和曝光部的光學對比度之方法,已知有使用環形照明等投影透鏡的技術進行曝光之方法、使用半色調的光罩之方法。但是,在彩色濾光片的像素形成用負型感光性組成物中,應用該些技術時,光的透射部有助於聚合,相反,由於縮小了製程窗口,因此適得其反。彩色濾光片的像素形成用負型感光性組成物有時亦包含著色劑和透明粒子等,因此藉由曝光時的照明條件來提高對比度是有限度的。認為這是因為由於著色劑等成分,所照射之光在膜中散射。在本發明中,即使在使用彩色濾光片的像素形成用負型感光性組成物之情況下,亦能夠擴大曝光能量的容許範圍(裕度)等。又,彩色濾光片的像素與圖案尺寸有關,要求精密。在本發明中,由於即使在使用彩色濾光片的像素形成用負型感光性組成物之情況下,亦能夠擴大曝光能量的容許範圍(裕度),因此即使曝光時的曝光能量的大小產生偏差,亦能夠按照設計形成圖案。因此,本發明的圖案的製造方法在使用彩色濾光片的像素形成用負型感光性組成物形成彩色濾光片的像素時尤其有效。
以下對本發明的圖案的製造方法的各製程進行詳細說明。
在負型感光性組成物層形成製程中,在支撐體上應用負型感光性組成物來形成負型感光性組成物層。作為應用負型感光性組成物的支撐體,並無特別限定,能夠依據用途適當地選擇。例如,可列舉玻璃基板、矽基板等。又,亦可以使用在基板(例如矽基板)上設置有CCD(電荷耦合元件)和CMOS(互補式金屬氧化物半導體)等固體攝像元件(受光元件)之固體攝像元件用基板。圖案可形成於固體攝像元件用基板的攝像元件形成面側(正面),亦可形成於攝像元件非形成面側(背面)。固體攝像元件用基板上的各攝像元件之間或固體攝像元件用基板的背面可設置有遮光膜。又,在支撐體上可依據需要,為了改善與上部層之間的密接性、防止物質的擴散或者基板表面的平坦化而設置底塗層。又,支撐體上亦可設置有隔壁。作為隔壁,由折射率比從負型感光性組成物獲得之圖案小的材料形成為較佳。藉由隔壁能夠抑制從圖案到相鄰圖案的光洩漏。作為隔壁的材質的具體例,能夠使用各種無機材料或有機材料。例如,作為有機材料,可列舉丙烯酸系樹脂、聚苯乙烯系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、有機SOG(Spin On Glass,旋塗玻璃)系樹脂、矽氧烷樹脂、氟樹脂等。作為無機材料,可列舉多孔二氧化矽、多晶矽、膠體二氧化矽粒子、氧化矽、氮化矽、鎢和鋁等金屬材料等。
作為在支撐體上適用負型感光性組成物之方法,可使用狹縫塗佈、狹噴墨法、旋轉塗佈、流延塗佈、輥塗佈、絲網印刷法等各種方法。作為負型感光性組成物層的膜厚,0.1~10μm為較佳,0.2~5μm為更佳,0.2~3μm為進一步較佳。
形成於支撐體上之負型感光性組成物層可進行乾燥(預烘烤)。藉由低溫工藝形成圖案時,可不進行預烘烤。進行預烘烤時,預烘烤溫度為120℃以下為較佳,110℃以下為更佳,105℃以下為進一步較佳。下限例如能夠設為50℃以上,還能夠設為80℃以上。預烘烤時間為10秒鐘~300秒鐘為較佳,40~250秒鐘為更佳,80~220秒鐘為進一步較佳。預烘烤能夠藉由加熱板、烘箱等進行。
曝光製程中,經由具有圖案之遮罩對負型感光性組成物層進行曝光。在本發明中,使用相對於用於曝光之波長的光之光學濃度為3.6以上的遮罩。例如,使用步進機等曝光裝置經由具有規定圖案之遮罩對負型感光性組成物層進行曝光,藉此能夠以圖案狀進行曝光。藉此,能夠使曝光部硬化。又,在負型感光性組成物層中的被遮罩覆蓋之部分(未曝光部)中,能夠有效地抑制負型感光性組成物層的硬化。
作為能夠在曝光時使用之放射線(光),可較佳地使用g射線、i射線等紫外線(特佳為i射線)。照射量(曝光能量)例如係0.03~2.5J/cm2 為較佳,0.05~1.0J/cm2 為更佳。
對於曝光時的氧濃度能夠適當地選擇,除了在大氣下(氧濃度20體積%)進行之外,亦可在氧濃度低於大氣的環境下進行,亦可在氧濃度高於大氣的環境下進行。作為曝光時的氧濃度,係15體積%以上為較佳,21體積%以上為更佳。上限係50體積%以下為較佳。又,能夠適當地設定曝光照度,1,000~100,000W/m2 為較佳,5,000~50,000W/m2 為更佳。若曝光照度為上述範圍,則容易獲得良好的圖案的解析度。
又,在曝光製程中,曝光可以連續地分成複數次來進行。藉由分割曝光,被分割之每1次的曝光(例如,第1曝光、第2曝光、第3曝光的每一個)的曝光量減小。若舉例說明使用包含光聚合起始劑和自由基聚合性化合物之負型感光性組成物之情況,則認為由於藉由分割曝光而每分割之曝光的曝光量減小,因此能夠抑制負型感光性組成物層中自由基等向橫向擴散。又,以相同坐標隔著時間間隔進一步進行追加曝光(第2曝光、第3曝光等),藉此在曝光區的負型感光性組成物層中的中央附近的自由基被曝光餘熱保持之狀態或不進行因氧氣而失活的狀態下進一步被曝光(促進自由基的產生)。因此,認為促進向支撐體方向的自由基擴散,對支撐體的密接性提高。又,在曝光區周邊附近藉由第1曝光產生之自由基因負型感光性組成物層中及其層表面的氧氣而失活,認為可一直橫向擴散。認為在第2曝光中亦產生相同的現象。因此,能夠更有效地抑制圖案的線寬的粗細(曝光量大時的線寬的粗細、焦點偏離時的線寬的粗細等)等。
圖1係示意性地表示本發明中使用之曝光裝置的一實施形態之說明圖。如圖1所示,在該曝光裝置中,從特定光源(未圖示)發出之光經由聚光透鏡1及標線5入射到投射透鏡(投影透鏡)2。雖未圖示,但在聚光透鏡1之前或之後亦可設置有具有規定圖案之遮罩,使得具有規定圖案之光到達投射透鏡2。在此,聚光透鏡側的數值孔徑設為NA1 ,投射透鏡側的數值孔徑設為NA2 。透過投射透鏡(投影透鏡)2之光照射到工件4。另外,將投射透鏡的出射側的數值孔徑設為NA3 。另外,簡單地標記為NA時表示該NA3
數值孔徑NA3 係0.5以上為較佳,0.55以上為更佳,0.6以上為特佳。無特別的上限,實際上在批量曝光方法中的步進機中為NA:0.65以下。通常,解析度被解釋為處於k×λ/NA(k:光學常數,λ:波長)這樣的關係。因此,隨著NA增大,極限解析力提高。另一方面,焦點深度(DOF)成為DOF=k・λ/NA這樣的關係。NA變得越大,DOF變得越小。k為藉由曝光裝置的照明條件而變動之值,並不是固定不變的。
作為數值孔徑NA1 與NA2 的比率(NA1 /NA2 )之相關性因子σ係0.9以下為較佳,0.6以下為更佳,0.5以下為特佳。並無特別下限,實際上為0.38以上。相關性因子(σ)較小時,成像的圖像的對比度得到提高。認為該對比度的提高有助於DOF的提高。 另外,在本說明中,進行了批量曝光機的說明,還能夠適用於標線與載物台同步而進行掃描曝光之掃描步進機、以1:1與遮罩圖案一同傳送圖像之曝光機(接近式曝光、批量投影曝光裝置)等。
在顯影製程中,去除未曝光部的負型感光性組成物層而進行顯影。未曝光部的負型感光性組成物層的去除能夠使用顯影液來進行。作為顯影液,不會對基底的固體攝像元件或電路等帶來損傷之有機鹼性顯影液為較佳。顯影液的溫度例如為20~30℃為較佳。顯影時間為20~180秒鐘為較佳。又,為了提高殘渣去除性,可反覆進行數次如下製程:每隔60秒甩去顯影液,進一步重新供給顯影液。
作為顯影液較佳地使用以純水稀釋鹼劑而得之鹼性水溶液。作為鹼劑,例如可以列舉氨水、乙胺、二乙胺、二甲基乙醇胺、二甘醇胺、二乙醇胺、羥胺、乙二胺、四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、四丙基氫氧化銨、四丁基氫氧化銨、苄基三甲基氫氧化銨、二甲基雙(2-羥乙基)氫氧化銨、膽鹼、吡咯、哌啶、1,8-二氮雜雙環[5.4.0]-7-十一烯等有機鹼性化合物、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、矽酸鈉、偏矽酸鈉等無機鹼性化合物。鹼性水溶液的鹼劑的濃度係0.001~10質量%為較佳,0.01~1質量%為更佳。又,顯影液中可進一步包含界面活性劑。作為界面活性劑的例子,可列舉後述負型感光性組成物一欄中說明之界面活性劑,非離子系界面活性劑為較佳。另外,使用由該種鹼性水溶液構成之顯影液時,在顯影後用純水清洗(沖洗)為較佳。又,從運輸和保管方便等觀點考慮,顯影液暫且製成為濃縮液,亦可稀釋成使用時所需的濃度。對於稀釋倍率沒有特別限定,例如能夠設定為1.5~100倍的範圍。
作為顯影方法,能夠使用公知的方法。例如可列舉浸沒顯影、覆液式顯影、噴淋顯影、噴射顯影、超聲波顯影、浸漬顯影等。其中,由去除聚合弱的部分之效果高,抑制圖案之間的殘渣或容易獲得矩形性良好的圖案這樣的理由,噴射顯影為較佳。又,噴射顯影還能夠進一步擴大曝光能量的裕度和焦點深度的裕度等的製程窗口。在此,噴射顯影係從噴嘴吐出藉由N2 、空氣等氣體等施加壓力之顯影液,並在靶上噴塗顯影液來進行顯影之方法。噴射顯影中,從噴嘴吐出之噴霧狀顯影液堆積在靶上,並且藉由噴射壓力對靶進行顯影。
能夠適當調整噴射顯影中的顯影液的流量、顯影液與氣體的流量比、噴射壓力等。例如,作為顯影液的流量,係100~500mL/分鐘為較佳,150~400mL/分鐘為更佳,200~350mL/分鐘為進一步較佳。又,作為顯影液與氣體的流量比,例如係顯影液:氣體=1:1.5~1:10為較佳,1:2~1:5為更佳,1:2.5~1:4為進一步較佳。又,作為噴射壓力,3~15Mpa為較佳,5~12Mpa為更佳,7~9Mpa為進一步較佳。
顯影後,還能夠在實施乾燥之後進行加熱處理(後烘烤)。後烘烤為用於完全使膜(像素)硬化的顯影後的加熱處理。進行後烘烤時,後烘烤溫度係240℃以下為較佳,230℃以下為更佳,220℃以下為進一步較佳,200℃以下為更進一步較佳,190℃以下為特佳。並無特別下限,若考慮到高效且有效的處理,則50℃以上為較佳,100℃以上為更佳。後烘烤後的膜的楊氏模數係0.5~20GPa為較佳,2.5~15GPa為更佳。關於後烘烤,對顯影後的膜,能夠以成為上述條件之方式,利用加熱板或對流式烘箱(熱風循環式乾燥機)、高頻加熱器等加熱機構,以連續式或者間斷式進行。
後烘烤可在低氧濃度的環境下進行。例如,作為氧濃度,19體積%以下為較佳,15體積%以下為更佳,10體積%以下為進一步較佳,7體積%以下為更進一步較佳,3體積%以下為特佳。並無特別下限,例如能夠設為10體積ppm以上。
在本發明中,可在顯影後,實施乾燥之後進行曝光(亦稱為後曝光),以使膜硬化。此時,在最初的曝光製程中,以在超過波長350nm且380nm以下的光(較佳為波長355~370nm的光,特佳為i射線)進行曝光,後曝光以波長254~350nm的光(較佳為波長254nm的光)進行曝光為較佳。作為後曝光中的曝光量(曝光能量),係30~4,000mJ/cm2 為較佳,50~3,500mJ/cm2 為更佳。作為曝光光源,例如無臭氧水銀燈為較佳。又,進行了後曝光之後,可進一步進行後烘烤。
<負型感光性組成物> 接著,對在本發明的圖案的製造方法中使用之負型感光性組成物進行說明。本發明的圖案的製造方法中使用之負型感光性組成物並無特別限定,能夠使用公知的負型感光性組成物。又,還能夠應用於藉由光聚合並成像之光阻劑、聚醯亞胺樹脂組成物、阻焊劑等中。作為包含聚醯亞胺樹脂之負型感光性組成物的具體例,可列舉日本特開2014-201695號公報中記載之組成物等。在本發明的圖案的製造方法中使用之負型感光性組成物係包含自由基聚合性化合物及光聚合起始劑之組成物為較佳。以下,對負型感光性組成物所使用之各成分進行說明。
<<自由基聚合性化合物>> 本發明中的負型感光性組成物包含自由基聚合性化合物為較佳。作為自由基聚合性化合物,可以是單體、預聚物、低聚物等化學形態的任一種,單體為較佳。自由基聚合性化合物的分子量係100~3,000為較佳。上限係2,000以下為更佳,1,500以下為進一步較佳。下限係150以上為更佳,250以上為進一步較佳。
自由基聚合性化合物為3~15官能的(甲基)丙烯酸酯化合物為較佳,3~6官能的(甲基)丙烯酸酯化合物為更佳。作為該等的具體化合物,可列舉日本特開2009-288705號公報的0095~0108段、日本特開2013-29760號公報的0227段、日本特開2008-292970號公報的0254~0257段中記載之化合物,該等內容併入本說明書中。
自由基聚合性化合物為二新戊四醇三丙烯酸酯(作為市售品為KAYARAD D-330;NIPPON KAYAKU CO.,Ltd.製造)、二新戊四醇四丙烯酸酯(作為市售品為KAYARAD D-320;NIPPON KAYAKU CO.,Ltd.製造)、二新戊四醇五(甲基)丙烯酸酯(作為市售品為KAYARAD D-310;NIPPON KAYAKU CO.,Ltd.製造)、二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯(作為市售品為KAYARAD DPHA;NIPPON KAYAKU CO.,Ltd.製造、NK酯A-DPH-12E;SHIN-NAKAMURA CHEMICAL CO.,Ltd.製造)、及該等之(甲基)丙烯醯基經由乙二醇及/或丙二醇残基鍵結之結構(例如由SARTOMER Company,Inc.市售之SR454、SR499)為較佳。亦能夠使用該等寡聚物類型。又,作為自由基聚合性化合物,亦能夠使用KAYARAD RP-1040、DPCA-20(NIPPON KAYAKU CO.,Ltd.製造)。 又,作為自由基聚合性化合物,使用三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷伸丙氧基改質三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷伸乙氧基改質三(甲基)丙烯酸酯、異氰脲酸伸乙氧基改質三(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯等3官能的(甲基)丙烯酸酯化合物亦較佳。作為3官能的(甲基)丙烯酸酯化合物的市售品,可列舉ARONIX M-309、M-310、M-321、M-350、M-360、M-313、M-315、M-306、M-305、M-303、M-452、M-450(TOAGOSEI CO.,Ltd.製造)、NK酯A9300、A-GLY-9E、A-GLY-20E、A-TMM-3、A-TMM-3L、A-TMM-3LM-N、A-TMPT、TMPT(SHIN-NAKAMURA CHEMICAL CO.,Ltd.製造)、KAYARADGPO-303、TMPTA、THE-330、TPA-330、PET-30(NIPPON KAYAKU CO.,Ltd.製造)等。
作為自由基聚合性化合物,亦能夠使用具有酸基之化合物。藉由使用該種自由基聚合性化合物,顯影時容易去除未曝光部的自由基聚合性化合物,並能夠更有效地抑制顯影殘渣的產生。作為酸基,可列舉羧基、磺酸基、磷酸基等,羧基為較佳。作為具有酸基之自由基聚合性化合物的市售品,可列舉ARONIX M-510、M-520、TO-2349(以上,TOAGOSEI CO.,Ltd.製造)等。
作為具有酸基之自由基聚合性化合物的酸值為0.1~40mgKOH/g為較佳,5~30mgKOH/g為更佳。若自由基聚合性化合物的酸值為0.1mgKOH/g以上,則對顯影液的溶解性良好,若為40mgKOH/g以下,則在製造和處理上有利。
關於自由基聚合性化合物,具有己內酯結構之化合物亦係較佳態樣。具有己內酯結構之自由基聚合性化合物例如由NIPPON KAYAKU CO.,Ltd.作為KAYARAD DPCA系列而在市場上出售,可列舉DPCA-20、DPCA-30、DPCA-60、DPCA-120等。
作為自由基聚合性化合物,亦能夠使用具有伸烷氧基之自由基聚合性化合物。具有伸烷氧基之自由基聚合性化合物係具有伸乙氧基及/或伸丙氧基之自由基聚合性化合物為較佳,具有伸乙氧基之自由基聚合性化合物為更佳,具有4~20個伸乙氧基之3~6官能(甲基)丙烯酸酯化合物為進一步較佳。作為具有伸烷氧基之自由基聚合性化合物的市售品,例如可列舉Sartomer公司製造的具有4個伸乙氧基之4官能(甲基)丙烯酸酯之SR-494、具有3個異伸丁氧基之3官能(甲基)丙烯酸酯之KAYARAD TPA-330等。
作為自由基聚合性化合物,如日本特公昭48-41708號公報、日本特開昭51-37193號公報、日本特公平2-32293號公報、日本特公平2-16765號公報中記載之胺基甲酸酯丙烯酸酯類,日本特公昭58-49860號公報、日本特公昭56-17654號公報、日本特公昭62-39417號公報、日本特公昭62-39418號公報中記載之具有環氧乙烷系骨架之胺基甲酸酯化合物亦較佳。又,使用日本特開昭63-277653號公報、日本特開昭63-260909號公報、日本特開平1-105238號公報中記載之在分子內具有胺基結構或硫醚結構之自由基聚合性化合物亦較佳。作為市售品,可列舉胺基甲酸酯寡聚物UAS-10、UAB-140(Sanyo Kokusaku Pulp Co.,Ltd.製造)、UA-7200(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.製造)、DPHA-40H(Nippon Kayaku Co.,Ltd.製造)、UA-306H、UA-306T、UA-306I、AH-600、T-600、AI-600(KYOEISHA CHEMICAL Co.,Ltd)製等。
自由基聚合性化合物的含量相對於負型感光性組成物的總固體成分係0.1~50質量%為較佳。下限為0.5質量%以上為更佳,1質量%以上為進一步較佳,5質量%以上為特佳。上限為45質量%以下為更佳,40質量%以下為進一步較佳。自由基聚合性化合物可以單獨使用1種,亦可以併用2種以上。併用2種以上時,合計成為上述範圍為較佳。
<<光聚合起始劑>> 本發明中的負型感光性組成物含有光聚合起始劑為較佳。作為光聚合起始劑,只要具有開始自由基聚合性化合物的聚合之能力,則並無特別限制,能夠從公知的光聚合起始劑中適當地選擇。例如,對從紫外線區域至可見區域的光線具有感光性之化合物為較佳。又,可以為與被光激發之敏化劑產生某種作用並生成活性自由基之化合物。
作為光聚合起始劑,例如可列舉鹵代烴衍生物(例如,具有三骨架之化合物,具有噁二唑骨架之化合物等)、醯基氧化膦等醯基膦化合物、六芳基雙咪唑、肟衍生物等肟化合物、有機過氧化物、硫化合物、酮化合物、芳香族鎓鹽、酮肟醚、胺基苯乙酮化合物、對羥基苯乙酮化合物等。作為光聚合起始劑,就曝光感度的觀點而言,係選自包含三鹵代甲基三化合物、苄基二甲基縮酮化合物、α-羥基酮化合物、α-胺基酮化合物、醯基膦化合物、醯基氧化膦化合物、茂金屬化合物、肟化合物、三烯丙基咪唑二聚體、鎓化合物、苯并噻唑化合物、二苯甲酮化合物、苯乙酮化合物、環戊二烯-苯-鐵錯合物、鹵代甲基噁二唑化合物及3-芳基取代香豆素化合物為較佳,選自肟化合物、α-羥基酮化合物、α-胺基酮化合物及醯基膦化合物中之化合物為更佳,肟化合物為進一步較佳。作為光聚合起始劑,能夠參閱日本特開2014-130173號公報的0065~0111段的記載,該內容併入本說明書中。
作為α-胺基酮化合物的市售品,可以列舉IRGACURE-907、IRGACURE-369及IRGACURE-379(商品名稱:均為BASF公司製造)等。作為羥基酮化合物的市售品,可列舉IRGACURE-184、DAROCUR-1173、IRGACURE-500、IRGACURE-2959,IRGACURE-127(以上,BASF公司製造)等。作為醯基膦化合物的市售品,可列舉IRGACURE-819、IRGACURE-TPO(以上,BASF公司製造)等。
作為肟化合物,能夠使用日本特開2001-233842號公報中所記載的化合物、日本特開2000-80068號公報記載的化合物、日本特開2006-342166號公報中所記載的化合物、及日本特開2016-21012號公報記載的化合物。作為肟化合物的具體例,例如可以列舉3-苯甲醯氧基亞胺基丁烷-2-酮、3-乙醯氧基亞胺基丁烷-2-酮、3-乙醯氧基亞胺基丁烷-2-酮、2-乙醯氧基亞胺基戊烷-3-酮、2-乙醯氧基亞胺基-1-苯基丙烷-1-酮、2-苯甲醯氧基亞胺基-1-苯基丙烷-1-酮、3-(4-甲苯磺醯氧基)亞胺基丁烷-2-酮、及2-乙氧基羰氧基亞胺基-1-苯基丙烷-1-酮等。又,亦能夠使用J.C.S.Perkin II(1979年)pp.1653-1660、J.C.S.Perkin II(1979年)pp.156-162、光聚合物科學與技術雜誌(Journal of Photopolymer Science and Technology)(1995年)pp.202-232中記載之化合物、日本特開2000-66385號公報、日本特開2000-80068號公報、日本特表2004-534797號公報、日本特開2006-342166號公報的各公報中記載之化合物等。市售品中,亦較佳地使用 IRGACURE OXE01、IRGACURE OXE02、IRGACURE OXE03、IRGACURE OXE04(以上為BASF公司製造)。又,能夠使用TRONLY TR-PBG-304、TRONLY TR-PBG-309、TRONLY TR-PBG-305(常州強力電子新材料股份有限公司(CHANGZHOU TRONLY NEW ELECTRONIC MATERIALS CO.,Ltd)製造)、Adeka Arkls NCI-930、Adeka Optomer N-1919(日本特開2012-14052號公報的光聚合起始劑2)(以上,ADEKA CORPORATION製造)。
又,作為上述以外的肟化合物,亦可使用肟連接於咔唑環的N位之日本特表2009-519904號公報中記載的化合物、在二苯甲酮部位導入有雜取代基之美國專利第7626957號公報中記載的化合物、在色素部位導入有硝基之日本特開2010-15025號公報及美國特開2009-292039號中記載的化合物、國際公開2009/131189號公報中記載的酮肟化合物、在同一分子內含有三骨架和肟骨架之在美國專利第7556910號公報中記載的化合物、在405nm具有最大吸收,且對g線光源具有良好的感度之日本特開2009-221114號公報中記載的化合物等。較佳地、例如,能夠參閱日本特開2013-29760號公報的0274~0306段,並將該內容併入本說明書中。
本發明中,作為光聚合起始劑能夠使用具有茀環之肟化合物。作為具有茀環之肟化合物的具體例,可列舉日本特開2014-137466號公報中記載之化合物。並將該內容併入本說明書中。本發明中,作為光聚合起始劑能夠使用具有苯并呋喃骨架之肟化合物。作為具體例,可列舉國際公開2015/036910號公報中記載之化合物OE-01~OE-75。本發明中,作為光聚合起始劑能夠使用具有氟原子之肟化合物。作為具有氟原子之肟化合物的具體例,可列舉日本特開2010-262028號公報中記載之化合物、日本特表2014-500852號公報中記載之化合物24和化合物36~40、日本特開2013-164471號公報中記載之化合物(C-3)等。並將該內容併入本說明書中。本發明中,作為光聚合起始劑能夠使用具有硝基之肟化合物。具有硝基之肟化合物作為二聚體亦較佳。作為具有硝基之肟化合物的具體例,可列舉日本特開2013-114249號公報的0031~0047段、日本特開2014-137466號公報的0008~0012段、0070~0079段中所記載之化合物、日本專利4223071號公報的0007~0025段中所記載之化合物、ADEKA ARKLS NCI-831(ADEKA CORPORATION製造)等。
以下示出本發明中被較佳地使用之肟化合物的具體例,但本發明並不限定於此。
[化學式1][化學式2]
肟化合物為於350nm~500nm的波長區域具有極大吸收波長之化合物為較佳,於360nm~480nm的波長區域具有極大吸收波長之化合物為更佳。又,肟化合物係365nm及405nm的吸光度高的化合物為較佳。
從靈敏度的觀點考慮,肟化合物在365nm或405nm下之莫耳吸光係數係1,000~300,000為較佳,2,000~300,000為更佳,5,000~200,000為特佳。化合物的莫耳吸光係數能夠利用公知的方法來測量。例如,藉由紫外可見分光光度計(Varian公司製造之Cary-5 spectrophotometer),並使用乙酸乙酯溶劑,以0.01g/L的濃度進行測量為較佳。 光聚合起始劑視需要可組合2種以上而使用。
光聚合起始劑的含量相對於負型感光性組成物的總固體成分係0.1~50質量%為較佳,0.5~30質量%為更佳,1~20質量%為進一步較佳。若光聚合起始劑的含量為上述範圍,則可獲得良好的感度和良好的圖案形成性。負型感光性組成物可以只包含一種光聚合起始劑,亦可包含2種以上。當包含2種以上光聚合起始劑時,其合計量為上述範圍為較佳。
<<著色劑>> 本發明中的負型感光性組成物能夠包含著色劑。包含著色劑之負型感光性組成物能夠較佳地用於形成彩色濾光片的著色像素等。
著色劑可以係染料及顏料中的任一種,亦可併用兩者。作為顏料,能夠列舉以往公知的各種無機顏料或有機顏料。顏料的平均粒徑係0.01~0.1μm為較佳,0.01~0.05μm為更佳。作為著色劑,係顏料為較佳,有機顏料為更佳。
作為無機顏料,可列舉碳黑及鈦黑等黑色顏料;鐵、鈷、鋁、鎘、鉛、銅、鈦、鎂、鉻、鋅、銻等金屬的氧化物、金屬錯鹽等。
作為有機顏料,能夠列舉以下。 色指數(Color Index)(C.I.)顏料黃1、2、3、4、5、6、10、11、12、13、14、15、16、17、18、20、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、83、86、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、125、126、127、128、129、137、138、139、147、148、150、151、152、153、154、155、156、161、162、164、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、179、180、181、182、185、187、188、193、194、199、213、214(以上為黃色顏料); C.I.顏料橙2、5、13、16、17:1、31、34、36、38、43、46、48、49、51、52、55、59、60、61、62、64、71、73(以上為橙色顏料); C.I.顏料紅1,2,3,4,5,6,7,9,10,14,17,22,23,31,38,41,48:1,48:2,48:3,48:4,49,49:1,49:2,52:1,52:2,53:1,57:1,60:1,63:1,66,67,81:1,81:2,81:3,83,88,90,105,112,119,122,123,144,146,149,150,155,166,168,169,170,171,172,175,176,177,178,179,184,185,187,188,190,200,202,206,207,208,209,210,216,220,224,226,242,246,254,255,264,270,272,279(以上為紅色顏料); C.I.顏料綠7、10、36、37、58、59(以上為綠色顏料); C.I.顏料紫1、19、23、27、32、37、42、58、59(以上為紫色顏料); C.I.顏料藍1、2、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64、66、79、80(以上為藍色顏料)。 又,作為綠色顏料,還能夠使用分子中的鹵素原子數為平均10~14個、溴原子數為平均8~12個、氯原子數為平均2~5個之鹵化鋅酞青顏料。作為具體例,可列舉國際公開2015/118720號公報中記載之化合物。 又,作為藍色顏料,還能夠使用具有磷原子之鋁酞青化合物。作為具體例,可列舉日本特開2012-247591號公報的0022~0030段、日本特開2011-157478號公報的0047段中記載之化合物等。 該等有機顏料可單獨使用,亦可將各種組合使用。
作為染料,例如可列舉日本特開昭64-90403號公報、日本特開昭64-91102號公報、日本特開平1-94301號公報、日本特開平6-11614號公報、美國專利第4808501號說明書、美國專利第5667920號說明書、日本特開平5-333207號公報、日本特開平6-35183號公報、日本特開平6-51115號公報、日本特開平6-194828號公報等中揭示之染料。若作為化學結構而區分,則能夠列舉吡唑偶氮化合物、吡咯亞甲基化合物、苯胺基偶氮化合物、三芳基甲烷化合物、蒽醌化合物、亞芐基化合物、氧雜菁化合物、吡唑并三唑偶氮化合物、吡啶酮偶氮化合物、花青化合物、啡噻嗪化合物、吡咯并吡唑偶氮次甲基(pyrrolo pyrazole azomethine)化合物等。
又,作為著色劑可使用色素多聚體。色素多聚體係溶解在溶劑中而使用之染料為較佳,亦可形成粒子。當色素多聚體為粒子時,將色素多聚體分散在溶劑等中而使用。粒子狀態的色素多聚體例如能夠藉由乳化聚合來獲得。作為粒子狀態的色素多聚體,例如可列舉日本特開2015-214682號公報中記載之化合物。又,作為色素多聚體,還能夠使用日本特開2011-213925號公報、日本特開2013-041097號公報、日本特開2015-028144號公報、日本特開2015-030742號公報等中記載之化合物。
又,作為黃色著色劑,還能夠使用日本特開2013-54339號公報的0011~0034段中記載之喹啉黃(quinophthalone)化合物、日本特開2014-26228號公報的0013~0058段中記載之喹啉黃化合物等。
又,作為著色劑,還能夠使用金屬偶氮顏料,前述金屬偶氮顏料包含選自由下述式(I)所表示之偶氮化合物及其互變異構性結構的偶氮化合物中的至少一種陰離子、至少包含Zn2+ 及Cu2+ 之金屬離子、及由下述式(II)所表示之化合物。 [化學式3]式中,R1 及R2 分別獨立地為OH或NR5 R6 ,R3 及R4 分別獨立地為=O或=NR7 ,R5 ~R7 分別獨立地為氫原子或烷基。 [化學式4]式中R11 ~R13 分別獨立地為氫原子或烷基。
上述金屬偶氮顏料以金屬偶氮顏料的所有金屬離子的1莫耳為基準,合計含有95~100莫耳%的Zn2+ 及Cu2+ 為較佳,含有98~100莫耳%為更佳,含有99.9~100莫耳%為進一步較佳,100莫耳%為特佳。又,上述金屬偶氮顏料中的Zn2+ 與Cu2+ 的莫耳比係Zn2+ :Cu2+ =199:1~1:15為較佳,19:1~1:1為更佳,9:1~2:1為進一步較佳。
上述金屬偶氮顏料可還包含除了Zn2+ 及Cu2+ 以外的二價或三價的金屬離子(以下,亦稱為其他金屬離子)。作為其他金屬離子,可列舉Ni2+ 、Al3+ 、Fe2+ 、Fe3+ 、Co2+ 、Co3+ 、La3+ 、Ce3+ 、Pr3+ 、Nd2+ 、Nd3+ 、Sm2+ 、Sm3+ 、Eu2+ 、Eu3+ 、Gd3+ 、Tb3+ 、Dy3+ 、Ho3+ 、Yb2+ 、Yb3+ 、Er3+ 、Tm3+ 、Mg2+ 、Ca2+ 、Sr2+ 、Mn2+ 、Y3+ 、Sc3+ 、Ti2+ 、Ti3+ 、Nb3+ 、Mo2+ 、Mo3+ 、V2+ 、V3+ 、Zr2+ 、Zr3+ 、Cd2+ 、Cr3+ 、Pb2+ 、Ba2+ 。該等其他金屬離子的量以金屬偶氮顏料的所有金屬離子的1莫耳為基準,係5莫耳%以下為較佳,2莫耳%以下為更佳,0.1莫耳%以下為進一步較佳。
上述金屬偶氮顏料以由上述陰離子和金屬離子構成之金屬偶氮化合物及由上述式(II)所表示之化合物形成加成物為較佳。加成物被理解為意指分子聚結體。該等分子間的鍵結例如可以係基於分子間相互作用者,亦可以係基於路易斯酸鹼相互作用者,亦可以係基於配位鍵或鏈鍵者。又,加成物可以係諸如客體分子結合在構成主體分子之晶格之晶籠化合物(clathrate)般的結構。又,加成物可以係諸如複合夾層晶體(包含間隙化合物)般的結構。複合夾層晶體係包括至少2個要素之化學非化學計量結晶化合物。又,加成物亦可以係2個物質形成共結晶,並且如第二成分的原子位於第一成分的規則晶格位置般的混合取代晶體。
上述金屬偶氮顏料可以係物理混合物,亦可以係化學複合化合物。較佳為物理混合物。作為物理混合物的較佳例子,可列舉以下1)、2)。 1)由上述陰離子和Zn2+ 構成之金屬偶氮化合物與由式(II)所表示之化合物的加成物1、及由上述陰離子和Cu2+ 構成之金屬偶氮化合物與由式(II)所表示之化合物的加成物2的物理混合物。 2)在1)的物理混合物中,還包含由上述陰離子和除了Zn2+ 及Cu2+ 以外的二價或三價的金屬離子構成之金屬偶氮化合物與由式(II)所表示之化合物的加成物3之物理混合物。
關於上述金屬偶氮顏料,能夠參閱日本特開2017-171914號公報的0011~0062段、0139~0190段的記載,該內容被併入本說明書中。
著色劑的含量相對於負型感光性組成物的總固體成分,係10質量%以上為較佳,15質量%以上為更佳,20質量%以上為進一步較佳。對於上限並無特別限定,45質量%以下為較佳,40質量%以下為更佳。
<<透明粒子>> 本發明中的負型感光性組成物能夠包含透明粒子。包含透明粒子之負型感光性組成物能夠較佳地用於形成彩色濾光片的白色(無色)像素等。
作為透明粒子,可列舉包含選自Ti、Zr、Sn、Sb、Cu、Fe、Mn、Pb、Cd、As、Cr、Hg、Zn、Al、Mg、Si、Nb、In、P及S中的至少一種元素之氧化物的粒子,包含選自Ti、Zr、Sn、Al及Si中的至少一種元素之氧化物的粒子為較佳。具體而言,可列舉二氧化鈦、二氧化鋯、二氧化矽、氧化鋅、氧化鋁、氧化鎢(包括含有氧化銫鎢等鎢的複合氧化物)、氧化鈮、氧化銅、氧化鍺、氧化銦、氧化錫、氧化鎂的粒子。其中,二氧化鈦、氧化錫、氧化銦及二氧化鋯的粒子為較佳,二氧化鈦及二氧化鋯的粒子為更佳。又,作為氧化鈦,可列舉金紅石型氧化鈦、銳鈦礦型氧化鈦、無定形型氧化鈦,金紅石型氧化鈦為較佳。又,上述氧化物藉由表面處理劑進行表面處理亦較佳。作為表面處理劑,可列舉無機化合物、有機化合物。亦可併用無機化合物和有機化合物。作為表面處理劑的具體例,可列舉多元醇、氧化鋁、氫氧化鋁、無定形二氧化矽、含水二氧化矽、烷醇胺、硬脂酸、有機矽氧烷、氧化鋯、氫化二甲基矽油(hydrogen dimethicone)、矽烷偶合劑、鈦酸酯偶合劑等。
透明粒子的形狀並無特別限定。例如可列舉各向同性形狀(例如球狀、多面體狀等)、各向異性形狀(例如針狀、棒狀、板狀等)、不規則形狀等形狀。
透明粒子的1次粒子的重量平均直徑係150nm以下為較佳,100nm以下為更佳,80nm以下為進一步較佳。下限值並無特別限定,1nm以上為較佳。透明粒子的重量平均直徑的測量方法依照JIS K 0062:1992。 透明粒子的波長500nm下的折射率係1.64以上為較佳,1.8~3.0為更佳,1.8~2.8為進一步較佳。透明粒子的折射率的測量方法依照JIS K 0062:1992。
透明粒子可以使用市售品。例如,作為二氧化鈦,可列舉TTO系列(TTO-51(A)、TTO-51(C)、TTO-55(C)等)、TTO-S、V系列(TTO-S-1、TTO-S-2、TTO-V-3等)(以上為商品名稱,ISHIHARA SANGYO KAISHA,Ltd.製造)、MT系列(MT-01、MT-05等)(TAYCA CORPORATION製造,商品名稱)等。作為氧化鋯、二氧化矽、氧化鋅、氧化鋁、氧化銫鎢、氧化鈮、氧化錫、氧化鎂、氧化銦的市售品,可列舉後述實施例中記載之產品等。
透明粒子的含量相對於負型感光性組成物的總固體成分,係10質量%以上為較佳,20質量%以上為更佳,30質量%以上為進一步較佳。上限係80質量%以下為較佳,70質量%以下為更佳,60質量%以下為進一步較佳。
<<樹脂>> 負型感光性組成物包含樹脂為較佳。樹脂例如以使顏料等粒子分散於組成物中之用途、黏合劑的用途調合。另外,將主要為了使顏料等的粒子分散而使用之樹脂亦稱為分散劑。但是,如樹脂的該種用途為一例,亦可以以該種用途以外的目的使用樹脂。
在負型感光性組成物中,樹脂的含量相對於負型感光性組成物的總固體成分,係1~95質量%為較佳。下限係5質量%以上為更佳,10質量%以上為進一步較佳。上限係90質量%以下為更佳,85質量%以下為進一步較佳。
(分散劑) 本發明中的負型感光性組成物作為樹脂包含分散劑為較佳。尤其,當包含顏料等的粒子時,包含分散劑為較佳。分散劑可列舉酸性分散劑(酸性樹脂)、鹼性分散劑(鹼性樹脂)。
在此,酸性分散劑(酸性樹脂)表示酸基的量多於鹼性基的量的樹脂。作為酸性分散劑(酸性樹脂),將酸基的量與鹼性基的量的合計量設為100莫耳%時,酸基的量佔70莫耳%以上之樹脂為較佳,實際上只包含酸基之樹脂為更佳。酸性分散劑(酸性樹脂)所具有之酸基係羧基為較佳。酸性分散劑(酸性樹脂)的酸值係5~105mgKOH/g為較佳。 又,鹼性分散劑(鹼性樹脂)表示鹼性基的量多於酸基的量的樹脂。作為鹼性分散劑(鹼性樹脂),將酸基的量與鹼性基的量的合計量設為100莫耳%時,鹼性基的量超過50莫耳%之樹脂為較佳。鹼性分散劑所具有之鹼性基係胺為較佳。
作為分散劑,例如能夠列舉高分子分散劑〔例如,聚醯胺胺及其鹽、聚羧酸及其鹽、高分子量不飽和酸酯、改質聚胺基甲酸酯、改質聚酯、改質聚(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸系共聚物、萘磺酸福馬林縮合物〕、聚氧乙烯烷基磷酸酯、聚氧乙烯烷基胺、烷醇胺等。
高分子分散劑根据其結構能夠進一步分類為直鏈狀高分子、末端改質型高分子、接枝型高分子、嵌段型高分子。高分子分散劑吸附於顏料的表面,起到防止重新凝聚之作用。因此,作為較佳的結構能夠列舉在具有對顏料表面的錨定部位之末端改質型高分子、接枝型高分子、嵌段型高分子。又,亦較佳地使用日本特開2011-070156號公報的0028~0124段中記載之分散劑或日本特開2007-277514號公報中記載之分散劑。該等內容被併入本說明書中。
樹脂(分散劑)還能夠使用接枝共聚物。接枝共聚物的詳細內容能夠參閱日本特開2012-255128號公報的0025~0094段的記載,該內容被併入本說明書中。作為接枝共聚物的具體例,可列舉下述樹脂、日本特開2012-255128號公報的0072~0094段中記載之樹脂,該內容被併入本說明書中。 [化學式5]
又,作為樹脂(分散劑),還能夠使用在主鏈及側鏈的至少一方包含氮原子之寡聚亞胺系分散劑。作為寡聚亞胺系分散劑,以下樹脂為較佳,該樹脂具有:重複單元,其具有具備pKa14以下的官能基之部分結構X;及側鏈,其包含原子數40~10,000的側鏈Y,並且主鏈及側鏈的至少一方具有鹼性氮原子。鹼性氮原子只要為呈鹼性之氮原子則無特別的限制。
關於寡亞胺系分散劑,可以參閱日本特開2012-255128號公報的0102~0174段的記載,上述內容被併入本說明書中。作為寡亞胺系分散劑的具體例,例如能夠列舉日本特開2012-255128號公報的0168~0174段中記載之樹脂。
分散劑還能夠使用市售品。例如,還能夠使用日本特開2012-137564號公報的0129段中記載之產品作為分散劑。另外,在上述分散劑一欄中說明之樹脂還能夠以分散劑以外的用途使用。例如,還能夠作為黏合劑而使用。
分散劑的含量相對於顏料100質量份係1~200質量份為較佳。下限係5質量份以上為較佳,10質量份以上為更佳。上限係150質量份以下為較佳,100質量份以下為更佳。
(鹼溶性樹脂) 本發明中的負型感光性組成物中,作為樹脂能夠含有鹼溶性樹脂。藉由含有鹼溶性樹脂,顯影性和圖案形成性得到提高。另外,鹼溶性樹脂還能夠作為分散劑或黏合劑而使用。
鹼溶性樹脂能夠從具有促進鹼溶解之基團之樹脂中適當地選擇。作為促進鹼溶解之基團(以下,亦稱為酸基),例如可列舉羧基、磷酸基、磺酸基、酚性羥基等,羧基為較佳。鹼溶性樹脂所具有之酸基的種類可以僅為1種,亦可以為2種以上。
鹼溶性樹脂的重量平均分子量(Mw)係5,000~100,000為較佳。又,鹼溶性樹脂的數量平均分子量(Mn)係1,000~20,000為較佳。
作為鹼溶性樹脂,從耐熱性的觀點考慮,多羥基苯乙烯系樹脂、聚矽氧烷系樹脂、丙烯酸系樹脂、丙烯醯胺系樹脂、丙烯酸/丙烯醯胺共聚物樹脂為較佳。又,從控制顯影性之觀點考慮,丙烯酸系樹脂、丙烯醯胺系樹脂、丙烯酸/丙烯醯胺共聚物樹脂為較佳。
鹼溶性樹脂係在側鏈具有羧基之聚合物為較佳。例如,可列舉甲基丙烯酸、丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、順丁烯二酸、(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、乙烯基苯甲酸、部分酯化順丁烯二酸等具有來源於單體之重複單元之共聚物、酚醛清漆型樹脂等鹼溶性酚樹脂、在側鏈具有羧基之酸性纖維素衍生物、在具有羥基之聚合物上使酸酐加成而得之聚合物。尤其,(甲基)丙烯酸與能夠與(甲基)丙烯酸共聚之其他單體的共聚物適合作為鹼溶性樹脂。作為能夠與(甲基)丙烯酸進行共聚之其他單體可列舉(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸芳基酯、乙烯基化合物等。作為(甲基)丙烯酸烷基酯及(甲基)丙烯酸芳基酯,可以舉出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯、三(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸萘酯、(甲基)丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸環氧丙酯、甲基丙烯酸四氟糠酯等。作為乙烯基化合物,可列舉苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、丙烯腈、乙酸乙烯酯、N-乙烯基吡咯烷酮、聚苯乙烯大分子單體、聚甲基丙烯酸甲酯大分子單體等。又,作為其他單體,可列舉N-苯基順丁烯二醯亞胺、N-環己基順丁烯二醯亞胺等日本特開平10-300922號公報中所記載之N位取代之順丁烯二醯亞胺單體。該等能夠與(甲基)丙烯酸進行共聚之其他單體可僅為1種,亦可為2種以上。
作為鹼溶性樹脂,能夠較佳地使用苄基(甲基)丙烯酸酯/(甲基)丙烯酸共聚物、苄基(甲基)丙烯酸酯/(甲基)丙烯酸/2-羥基乙基(甲基)丙烯酸酯共聚物、包含苄基(甲基)丙烯酸酯/(甲基)丙烯酸/其他單體之多元共聚物。又,亦能夠較佳地使用對(甲基)丙烯酸2-羥乙酯與其他單體進行共聚而得之共聚物、日本特開平7-140654號公報中所記載之(甲基)丙烯酸2-羥丙酯/聚苯乙烯巨單體/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯/聚甲基丙烯酸甲酯巨單體/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸2-羥乙酯/聚苯乙烯巨單體/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸2-羥乙酯/聚苯乙烯巨單體/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物等。又,作為市售品,例如亦可以使用FF-426(FUJIKURA KASEI CO.,Ltd.製造)等。
作為鹼溶性樹脂,還能夠使用具有聚合性基之鹼溶性樹脂。作為聚合性基,可以舉出(甲基)烯丙基、(甲基)丙烯醯基等。具有聚合性基之鹼溶性樹脂中有用的是側鏈上具有聚合性基之鹼溶性樹脂等。作為具有聚合性基之鹼溶性樹脂的市售品,可列舉Dianal NR系列(Mitsubishi Rayon Co.,Ltd.製造)、Photomer6173(含有羧基之聚胺酯丙烯酸寡聚物(polyurethane acrylic oligomer),Diamond Shamrock Co.,Ltd.製造)、Viscote R-264、KS RESIST 106(均為OSAKA ORGANIC CHEMICAL INDUSTRY LTD.製造)、CYCLOMER P系列(例如,ACA230AA)、PLACCEL CF200系列(均為Daicel Chemical Industries,Ltd.製造)、Ebecryl3800(Dicel-UCB Company LTD.製造)、ACRYCURE-RD-F8(NIPPON SHOKUBAI CO.,Ltd.製造)、DP-1305(FUJIFILM Finechemicals Co.,Ltd.製造)等。
鹼溶性樹脂包含以下聚合物亦較佳,該聚合物係將包含選自由下述式(ED1)所表示之化合物及日本特開2010-168539號公報的式(1)所表示之化合物中的至少一種化合物(以下,將該等化合物亦稱為“醚二聚物”。)之單體成分聚合而成。
[化學式6]
式(ED1)中、R1 及R2 分別獨立地表示氫原子或可以具有取代基之碳數1~25的烴基。
作為醚二聚體的具體例,例如,能夠參閱日本特開2013-29760號公報的0317段,並將該內容併入本說明書中。醚二聚物可僅為1種,亦可為2種以上。
作為將包含醚二聚物之單體成分聚合而成之聚合物,例如可列舉下述結構的聚合物。 [化學式7]
鹼溶性樹脂可包含來源於下述式(X)所表示之化合物之重複單元。 [化學式8]式(X)中,R1 表示氫原子或甲基,R2 表示碳數2~10的伸烷基,R3 表示氫原子或可包含苯環之碳數1~20的烷基。n表示1~15的整數。
在上述式(X)中,R2 的伸烷基的碳數係2~3為較佳。又,R3 的烷基的碳數係1~10為較佳。R3 的烷基可包含苯環。作為由R3 所表示之包含苯環之烷基,能夠列舉苄基、2-苯基(異)丙基等。
鹼溶性樹脂能夠參閱日本特開2012-208494號公報的0558~0571段(相對應之美國專利申請公開第2012/0235099號說明書的0685~0700段)的記載、並將該等內容併入本說明書中。又,還能夠使用日本特開2012-32767號公報的0029~0063段中所記載的共聚物(B)及在實施例中使用之鹼溶性樹脂、日本特開2012-208474號公報的0088~0098段中所記載的黏合劑樹脂及在實施例中使用之黏合劑樹脂、日本特開2012-137531號公報的0022~0032段中所記載的黏合劑樹脂及在實施例中使用之黏合劑樹脂、日本特開2013-024934號公報的0132~0143段中所記載的黏合劑樹脂及在實施例中使用之黏合劑樹脂、在日本特開2011-242752號公報的0092~0098段及實施例中使用之黏合劑樹脂、以及日本特開2012-032770號公報的0030~0072段中所記載的黏合劑樹脂。該等內容被併入本說明書中。
鹼溶性樹脂的酸值係30~500mgKOH/g為較佳。下限係50mgKOH/g以上為更佳,70mgKOH/g以上為進一步較佳。上限係400mgKOH/g以下為更佳,200mgKOH/g以下為進一步較佳,150mgKOH/g以下為更進一步較佳,120mgKOH/g以下為特佳。
鹼溶性樹脂的含量相對於負型感光性組成物的總固體成分係1~95質量%為較佳。下限係2質量%以上為更佳,3質量%以上為進一步較佳。上限係93質量%以下為更佳,90質量%以下為進一步較佳。本發明的負型感光性組成物可以僅包含一種鹼溶性樹脂,亦可包含2種以上。當包含2種以上時,其合計成為上述範圍為較佳。
(其他樹脂) 本發明中的負型感光性組成物作為樹脂能夠含有上述分散劑和除了鹼溶性樹脂一欄中說明之樹脂以外的樹脂(亦稱為其他樹脂)。作為其他樹脂,例如可列舉(甲基)丙烯酸樹脂、(甲基)丙烯醯胺樹脂、烯硫醇樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚醚樹脂、聚芳酯樹脂、聚碸樹脂、聚醚碸樹脂、聚伸苯樹脂、聚亞芳基醚氧化膦樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、聚烯烴樹脂、環狀烯烴樹脂、聚酯樹脂、苯乙烯樹脂、矽氧烷樹脂等。作為聚醯亞胺樹脂,可列舉日本特開2014-201695號公報中記載之樹脂等,該內容被併入本說明書中。其他樹脂從該等樹脂可單獨使用1種,亦可混合2種以上來使用。
<<具有環氧基之化合物>> 負型感光性組成物還能夠含有具有環氧基之化合物(以下,亦稱為環氧化合物)。作為環氧化合物,係在1分子內具有1~100個環氧基之化合物為較佳。下限係2個以上為更佳。上限例如能夠設為10個以下,亦能夠設為5個以下。
環氧化合物中,環氧當量(=環氧化合物的分子量/環氧基的數)係500g/當量以下為較佳,100~400g/當量為更佳,100~300g/當量為進一步較佳。
環氧化合物可以係低分子化合物(例如,分子量小於1,000),亦可以係高分子化合物(macromolecule)(例如,分子量1,000以上,當為聚合物時,重量平均分子量為1,000以上)。環氧化合物的重量平均分子量為200~100,000為較佳,500~50,000為更佳。重量平均分子量的上限為10,000以下為進一步較佳,5,000以下為進一步較佳,3,000以下為更進一步較佳。
作為環氧化合物能夠使用日本特開2013-011869號公報的段號0034~0036、日本特開2014-043556號公報的段號0147~0156、日本特開2014-089408號公報的段號0085~0092中所記載之化合物。該等內容被併入本說明書中。作為市售品,例如作為雙酚A型環氧樹脂,可列舉jER825、jER827、jER828、jER834、jER1001、jER1002、jER1003、jER1055、jER1007、jER1009、jER1010(以上,Mitsubishi Chemical Corporation製造)、EPICLON860、EPICLON1050、EPICLON1051、EPICLON1055(以上,DIC CORPORATION製造)等。作為雙酚F型環氧樹脂,可列舉jER806、jER807、jER4004、jER4005、jER4007、jER4010(以上,Mitsubishi Chemical Corporation製造)、EPICLON830、EPICLON835(以上,DIC CORPORATION製造)、LCE-21、RE-602S(以上,Nippon Kayaku Co.,Ltd.製造)等。作為苯酚酚醛清漆型環氧樹脂,可列舉jER152、jER154、jER157S70、jER157S65(以上,Mitsubishi Chemical Corporation製造)、EPICLON N-740、EPICLON N-770、EPICLON N-775(以上,DIC CORPORATION製造)等。作為甲酚酚醛清漆型環氧樹脂,可列舉EPICLON N-660、EPICLON N-665、EPICLON N-670、EPICLON N-673、EPICLON N-680、EPICLON N-690、EPICLON N-695(DIC CORPORATION製造)、EOCN-1020(Nippon Kayaku Co.,Ltd.製造)等。作為脂肪族環氧樹脂,可列舉ADEKA RESIN EP-4080S、ADEKA RESIN EP-4085S、ADEKA RESIN EP-4088S(以上,ADEKA CORPORATION製造)、CELLOXIDE 2021P、CELLOXIDE 2081、CELLOXIDE 2083、CELLOXIDE 2085、EHPE3150、EPOLEAD PB 3600、EPOLEAD PB 4700(以上,Daicel Corporation製造)、DENACOL EX-212L、EX-214L、EX-216L、EX-321L、EX-850L(以上,Nagase Chemtex Corption製造)等。此外,可以舉出ADEKA RESIN EP-4000S、ADEKA RESIN EP-4003S、ADEKA RESIN EP-4010S、ADEKA RESIN EP-4011S(以上為ADEKA CORPORATION製造)、NC-2000、NC-3000、NC-7300、XD-1000、EPPN-501、EPPN-502(以上為ADEKA CORPORATION製造)、jER1031S(Mitsubishi Chemical Corporation製造)等。
當負型感光性組成物中含有環氧化合物時,環氧化合物的含量相對於負型感光性組成物的總固體成分為0.1~40質量%為較佳。下限例如係0.5質量%以上為更佳,1質量%以上為進一步較佳。上限例如係30質量%以下為更佳,20質量%以下為進一步較佳。環氧化合物可以係單獨1種,亦可以併用2種以上。併用2種以上時,合計成為上述範圍為較佳。
<<溶劑>> 負型感光性組成物含有溶劑為較佳。溶劑係有機溶劑為較佳。溶劑只要滿足各成分的溶解性和負型感光性組成物的塗佈性,則無特別限制。
作為有機溶劑的例,例如可列舉以下有機溶劑。作為酯類,例如可列舉乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、甲酸戊酯、乙酸異戊酯、丙酸丁酯、丁酸異丙酯、丁酸乙酯、丁酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、氧基乙酸烷基酯(例如氧基乙酸甲酯、氧基乙酸乙酯、氧基乙酸丁酯(例如甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸丁酯、乙氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯等))、3-氧基丙酸烷基酯類(例如3-氧基丙酸甲酯、3-氧基丙酸乙酯等(例如3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯等))、2-氧基丙酸烷基酯類(例如:2-氧基丙酸甲酯、2-氧基丙酸乙酯、2-氧基丙酸丙酯等(例如2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯))、2-氧基-2-甲基丙酸甲酯及2-氧基-2-甲基丙酸乙酯(例如2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯等)、丙酮酸甲酯(methyl pyruvate)、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、2-氧代丁酸甲酯(methyl 2-oxobutanoate)、2-氧代丁酸乙酯等。作為醚類,例如可舉出二乙二醇二甲醚、四氫呋喃、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、甲基溶纖劑乙酸酯、乙基溶纖劑乙酸酯、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丁醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯、丙二醇單丙醚乙酸酯等。作為酮類,例如可適當地舉出甲基乙基酮、環己酮、2-庚酮、3-庚酮等。作為芳香族烴類,例如可較佳地舉出甲苯、二甲苯等。其中,有時因環境方面等理由降低作為溶劑的芳香族烴類(苯、甲苯、二甲苯、乙苯等)為宜(例如,相對於有機溶劑總量,能夠設為50質量ppm以下,10質量ppm以下,或1質量ppm以下)。
有機溶劑可以單獨使用1種,亦可將2種以上組合使用。當將2種以上的有機溶劑組合使用時,尤佳為由選自上述3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙基溶纖劑乙酸酯、乳酸乙酯、二乙二醇二甲醚、乙酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、2-庚酮、環己酮、乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、丙二醇甲醚、及丙二醇甲醚乙酸酯中的2種以上構成的混合溶液。
本發明中,有機溶劑中過氧化物的含有率係0.8mmol/L以下為較佳,實際上不含有過氧化物為更佳。又,使用金屬含量少的有機溶劑為較佳,例如,有機溶劑的金屬含量係10質量ppb(parts per billion,十億分率)以下為較佳。視需要可以使用有機溶劑的金屬含量為質量ppt(parts per trillion,兆分率)級者,該種高純度溶劑例如由Toyo Gosei Co.,Ltd.提供(化學工業日報,2015年11月13日)。
關於溶劑的含量,係負型感光性組成物的總固體成分成為5~80質量%之量為較佳。下限係10質量%以上為較佳,15質量%以上為更佳,20質量%以上為進一步較佳。上限係60質量%以下為較佳,50質量%以下為更佳,40質量%以下為進一步較佳。
<<硬化促進劑>> 負型感光性組成物以提高圖案的硬度和降低硬化溫度為目的,可包含硬化促進劑。作為硬化促進劑,可列舉硫醇化合物等。
作為硫醇化合物,可列舉分子內具有2個以上的巰基之多官能硫醇化合物等。多官能硫醇化合物亦可以以改善穩定性、臭味、解析度、顯影性、密接性等為目的而添加。多官能硫醇化合物為二級烷烴硫醇類為較佳,係具有由下述式(T1)表示之結構之化合物為更佳。 式(T1) [化學式9](式(T1)中,n表示2~4的整數,L表示2~4價的連接基團。)
上述式(T1)中,L係碳數2~12的脂肪族基為較佳。上述式(T1)中,n為2,L係碳數2~12的伸烷基為更佳。作為多官能硫醇化合物的具體例,可列舉由下述結構式(T2)~(T4)所表示之化合物,由式(T2)所表示之化合物為較佳。硫醇化合物可使用1種,亦可將2種以上混合使用。
[化學式10]
又,硬化促進劑還能夠使用羥甲基系化合物(例如日本特開2015-34963號公報的0246段中,作為交聯劑例示之化合物)、胺類、鏻鹽、脒鹽、醯胺化合物(以上,例如日本特開2013-41165號公報的0186段中記載之硬化劑)、鹼產生劑(例如,日本特開2014-55114號公報中記載之離子性化合物)、異氰酸酯化合物(例如,日本特開2012-150180號公報的0071段中記載之化合物)、烷氧基矽烷化合物(例如,日本特開2011-253054號公報中記載之具有環氧基之烷氧基矽烷化合物)、鎓鹽化合物(例如,日本特開2015-34963號公報的0216段中作為酸產生劑例示之化合物、日本特開2009-180949號公報中記載之化合物)等。
當負型感光性組成物含有硬化促進劑時,硬化促進劑的含量相對於負型感光性組成物的總固體成分係0.3~8.9質量%為較佳,0.8~6.4質量%為更佳。
<<顏料衍生物>> 本發明中的負型感光性組成物包含顏料之情況下,負型感光性組成物還含有顏料衍生物為較佳。作為顏料衍生物,可列舉具有用酸性基、鹼性基或鄰苯二甲醯基取代一部分發色團之結構之化合物。作為構成顏料衍生物之發色團,可列舉喹啉系骨架、苯并咪唑酮系骨架、二酮吡咯并吡咯系骨架、偶氮系骨架、酞青系骨架、蒽醌系骨架、喹吖酮系骨架、二㗁系骨架、紫環酮系骨架、苝系骨架、硫靛藍系骨架、異吲哚啉系骨架、異吲哚啉酮系骨架、喹啉黃系骨架、陰丹士林系骨架、金屬錯合物系骨架等,喹啉系骨架、苯并咪唑酮系骨架、二酮吡咯并吡咯系骨架、偶氮系骨架、喹啉黃系骨架、異吲哚啉系骨架及酞青系骨架為較佳,偶氮系骨架及苯并咪唑酮系骨架為更佳。作為具有顏料衍生物之酸性基,磺酸基、羧基為較佳,磺酸基為更佳。作為顏料衍生物所具有之鹼性基,胺基為較佳,三級胺基為更佳。作為顏料衍生物的具體例,可列舉後述實施例中記載之化合物。又,亦可列舉日本特開2011-252065號公報的0162~0183段中記載之化合物,將該內容併入本說明書中。
當負型感光性組成物含有顏料衍生物時,顏料衍生物的含量相對於顏料100質量份係1~30質量份為較佳,3~20質量份為進一步較佳。顏料衍生物可以僅使用1種,亦可以併用2種以上。
<<界面活性劑>> 負型感光性組成物能夠含有界面活性劑。作為界面活性劑,能夠使用氟系界面活性劑、非離子系界面活性劑、陽離子系界面活性劑、陰離子系界面活性劑、矽酮系界面活性劑等各種界面活性劑,由於能夠進一步提高塗佈性,氟系界面活性劑為較佳。氟系界面活性劑中的氟含有率係3~40質量%為較佳,更佳為5~30質量%,進一步較佳為7~25質量%。氟含有率為上述範圍內之氟系界面活性劑在塗佈膜的厚度的均勻性和省液性的觀點而言是有效的。
作為氟系界面活性劑,例如可列舉MEGAFACE F171、MEGAFACE F172、MEGAFACE F173、MEGAFACE F176、MEGAFACE F177、MEGAFACE F141、MEGAFACE F142、MEGAFACE F143、MEGAFACE F144、MEGAFACE R30、MEGAFACE F437、MEGAFACE F475、MEGAFACE F479、MEGAFACE F482、MEGAFACE F554、MEGAFACE F780(以上,DIC CORPORATION製造)、FLUORAD FC430、FLUORAD FC431、FLUORAD FC171(以上,Sumitomo 3M Limited製造)、SURFLON S-382、SURFLON SC-101、SURFLON SC-103、SURFLON SC-104、SURFLON SC-105、SURFLON SC-1068、SURFLON SC-381、SURFLON SC-383、SURFLON S-393、SURFLON KH-40(以上,ASAHI GLASS CO.,Ltd.製造)、PF636、PF656、PF6320、PF6520、PF7002(以上為OMNOVA SOLUTIONS INC.製造)等。氟系界面活性劑還能夠使用日本特開2015-117327號公報的0015~0158段中記載之化合物、日本特開2011-132503號公報的0117~0132段中記載之化合物。作為氟系界面活性劑還能夠使用嵌段型聚合物,作為具體例,例如可列舉日本特開2011-89090號公報中所記載之化合物。
氟系界面活性劑亦能夠較佳地使用丙烯酸系化合物,該丙烯酸系化合物為具有含氟原子之官能基之分子結構,若施加熱則具有氟原子之官能基的一部分被切斷而氟原子揮發。作為該種氟系界面活性劑,可列舉DIC CORPORATION製造的MEGAFACE DS系列(化學工業日報,2016年2月22日)(日經產業新聞,2016年2月23日),例如MEGAFACE DS-21,亦可使用該等。
作為氟系界面活性劑,亦能夠較佳地使用含氟高分子化合物,該含氟高分子化合物包含來源於具有氟原子之(甲基)丙烯酸酯化合物之重複單元、及來源於具有2個以上(較佳為5個以上)的伸烷基氧基(較佳為乙烯氧基、丙烯氧基)之(甲基)丙烯酸酯化合物之重複單元,下述化合物亦例示本發明中所使用之氟系界面活性劑。下述式中,表示重複單元的比例之%為莫耳%。 [化學式11]上述化合物的重量平均分子量較佳為3,000~50,000,例如為14,000。
作為氟系界面活性劑還能夠使用於側鏈具有包含烯屬不飽和鍵之基團之含氟聚合物。作為具體例,可列舉日本特開2010-164965號公報的0050~0090段及0289~0295段中記載之化合物。作為市售品,可列舉例如DIC CORPORATION製造的MEGAFACE RS-101、RS-102、RS-718-K、RS-72-K等。
作為非離子系界面活性劑,可以舉出甘油、三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷及該等的乙氧基化物及丙氧基化物(例如,甘油丙氧基化物、甘油乙氧基化物等)、聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯油基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯、脫水山梨糖醇脂肪酸酯、Pluronic L10、L31、L61、L62、10R5、17R2、25R2(BASF公司製造)、Tetronic 304、701、704、901、904、150R1(BASF公司製造)、Solsperse 20000(Japan Lubrizol Corporation製造)、NCW-101、NCW-1001、NCW-1002(Wako Pure Chemical Industries,Ltd.製造)、PIONIN D-6112、D-6112-W、D-6315(Takemoto Oil & Fat Co.,Ltd.製造)、OLFIN E1010、Surfynol 104、400、440(Nissin Chemical Co.,Ltd.製造)等。
作為陽離子系界面活性劑,可以舉出有機矽氧烷聚合物KP341(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.製造)、(甲基)丙烯酸系(共)聚合物Polyflow No.75、No.90、No.95(KYOEISHA CHEMICAL Co.,Ltd.製造)、W001(Yusho Co.,Ltd.製造)等。
作為陰離子系界面活性劑,可以舉出W004、W005、W017(Yusho Co.,Ltd.製造)、Sundet BL(Sanyo Chemical Industries,Ltd.製造)等。
作為矽酮系界面活性劑,例如可舉出Toray Silicone DC3PA、Toray Silicone SH7PA、Toray Silicone DC11PA、Toray Silicone SH21PA、Toray Silicone SH28PA、Toray Silicone SH29PA、Toray Silicone SH30PA、Toray Silicone SH8400(以上,Dow Corning Toray Co.,Ltd製造)、TSF-4440、TSF-4300、TSF-4445、TSF-4460、TSF-4452(以上,Momentive Performance Materials Inc.製造)、KP341、KF6001、KF6002(以上,Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.製造)、BYK307、BYK323、BYK330(以上、BYK Chemie GmbH製造)等。
界面活性劑的含量相對於負型感光性組成物的總固體成分,係0.001~0.2質量%為較佳,0.0015~0.1質量%為更佳,0.002~0.05質量%為進一步較佳。界面活性劑可僅使用1種,亦可將2種以上組合使用。當包含2種以上時合計量係上述範圍為較佳。
<<矽烷偶合劑>> 負型感光性組成物能夠含有矽烷偶合劑。本發明中,矽烷偶合劑係指具有水解性基和其以外的官能基之矽烷化合物。又,水解性基係指可與矽原子直接連結並藉由水解反應及/或縮合反應而產生矽氧烷鍵之取代基。作為水解性基團,例如可以舉出,鹵素原子、烷氧基、醯氧基等。
矽烷偶合劑係具有選自乙烯基、環氧基、苯乙烯基、甲基丙烯醯基、胺基、異氰脲酸酯基、脲基、巰基、硫醚基、及、異氰酸酯基中之至少一種基團及烷氧基之矽烷化合物為較佳。作為矽烷偶合劑的具體例,例如可列舉N-β-胺基乙基-γ-胺基丙基-甲基二甲氧基矽烷(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.製造,KBM-602)、N-β-胺基乙基-γ-胺基丙基-三甲氧基矽烷(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.製造,KBM-603)、N-β-胺基乙基-γ-胺基丙基-三乙氧基矽烷(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.製造,KBE-602)、γ-胺基丙基-三甲氧基矽烷(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.製造,KBM-903)、γ-胺基丙基-三乙氧基矽烷(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.製造,KBE-903)、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.製造,KBM-503)、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.製造,KBM-403)等。關於矽烷偶合劑的詳細內容,能夠參閱日本特開2013-254047號公報的0155~0158段中的記載,將該內容併入本說明書中。
當負型感光性組成物含有矽烷偶合劑時,矽烷偶合劑的含量相對於負型感光性組成物的總固體成分,係0.001~20質量%為較佳,0.01~10質量%為更佳,0.1~5質量%為特佳。負型感光性組成物可以僅包含1種矽烷偶合劑,亦可包含2種以上。當包含2種以上矽烷偶合劑時,其合計量稱為上述範圍為較佳。
<<聚合禁止劑>> 負型感光性組成物能夠含有聚合禁止劑。作為聚合禁止劑,可列舉對苯二酚、對甲氧基苯酚、二-三級丁基對甲酚、五倍子酚、三級丁基兒茶酚、苯醌、4,4’-硫代雙(3-甲基-6-三級丁基苯酚)、2,2’-亞甲基雙(4-甲基-6-三級丁基苯酚)、N-亞硝基苯基羥胺鹽(銨鹽、第一鈰鹽等)等。 當負型感光性組成物含有聚合禁止劑時,聚合禁止劑的含量相對於負型感光性組成物的總固體成分,係0.01~5質量%為較佳。負型感光性組成物可以僅包含1種聚合禁止劑,亦可包含2種以上。當包含2種以上時,其合計量成為上述範圍為較佳。
<<紫外線吸收劑>> 負型感光性組成物可以含有紫外線吸收劑。紫外線吸收劑係共軛二烯系化合物為較佳。作為紫外線吸收劑的市售品,例如可列舉UV-503(DAITO CHEMICAL CO.,Ltd.製造)等。又,作為紫外線吸收劑能夠使用胺基二烯化合物、水楊酸酯化合物、二苯甲酮化合物、苯并三唑化合物、丙烯腈化合物、三化合物等。作為具體例可列舉日本特開2013-68814號公報中記載之化合物。又,作為苯并三唑化合物可使用MIYOSHI OIL & FAT CO.,Ltd.製的MYUA系列(化學工業日報、2016年2月1日)。
當負型感光性組成物含有紫外線吸收劑時,紫外線吸收劑的含量相對於負型感光性組成物的總固體成分,係0.1~10質量%為較佳,0.1~5質量%為更佳,0.1~3質量%為特佳。又,紫外線吸收劑可僅使用1種,亦可使用2種以上。當使用2種以上時,合計量成為上述範圍為較佳。
<<其他添加劑>> 負型感光性組成物中視需要可調合各種添加劑,例如填充劑、密接促進劑、抗氧化劑、凝集抑制劑等。作為該等添加劑,能夠列舉日本特開2004-295116號公報的0155~0156段中記載之添加劑,將該內容併入本說明書中。又,作為抗氧化劑,例如能夠使用酚類化合物、磷系化合物(例如日本特開2011-90147號公報的0042段中記載之化合物)、硫醚化合物等。作為市售品,例如可列舉ADEKA CORPORATION製造的Adekastab系列(AO-20、AO-30、AO-40、AO-50、AO-50F、AO-60、AO-60G、AO-80、AO-330等)。抗氧化劑可僅使用1種,亦可使用2種以上。負型感光性組成物能夠含有日本特開2004-295116號公報的0078段中記載之敏化劑和光穩定劑、前述公報的0081段中記載之熱聚合抑制劑。
依所使用之原材料等情況,負型感光性組成物中有時會包含金屬元素,從抑制產生缺陷等觀點考慮,負型感光性組成物中的第2族元素(鈣、鎂等)的含量為50質量ppm以下為較佳,0.01~10質量ppm為更佳。又,負型感光性組成物中的無機金屬鹽的總量為100質量ppm以下為較佳,0.5~50質量ppm為更佳。
<負型感光性組成物的製備方法> 負型感光性組成物能夠藉由混合上述各成分而製備。在製備負型感光性組成物時,可以統一調合構成負型感光性組成物之各成分,亦可以在將各成分分別溶解或分散於有機溶劑中之後依次進行調合。又,調合時的投入順序和操作條件並不特別受限。又,當負型感光性組成物包含顏料時,包括使顏料分散之製程為較佳。在使顏料分散之製程中,作為用於顏料的分散中之機械力,可列舉壓縮、壓榨、衝擊、剪斷、氣蝕等。作為該等製程的具體例,可以舉出珠磨機(beads mill)、混砂機(sand mill)、輥軋機(roll mill)、高速葉輪、磨砂機(sand grinder)、流動噴射混合機(flow jet mixer)、高壓濕式微粒化、超音波分散等。又,能夠較佳地使用“分散技術大全,JOHOKIKO CO.,Ltd.發行,2005年7月15日”或“以懸浮(固/液分散系)為中心之分散技術與工業應用的實際綜合資料集,Keiei Kaihatsu Center Publishing Department發行,1978年10月10日”中所記載之製程及分散機。又,使顏料分散之製程中,可以進行基於鹽磨製程的顏料微細化處理。鹽磨製程中使用之原料、設備、處理條件等能夠使用例如日本特開2015-194521號公報、日本特開2012-046629號公報中所記載者。
製備負型感光性組成物時,以去除異物和減少缺陷等目的而用過濾器進行過濾為較佳。作為過濾器,只要係一直以來在過濾用途等中所使用之過濾器,則可無特別的限定地使用。例如,可列舉使用聚四氟乙烯(PTFE)等氟樹脂、尼龍(例如尼龍-6、尼龍-6,6)等聚醯胺系樹脂、聚乙烯、聚丙烯(PP)等聚烯烴樹脂(包含高密度、超高分子量的聚烯烴樹脂)等原材料之過濾器。該等原材料中聚丙烯(包含高密度、超高分子量的高密度聚丙烯)及尼龍為較佳。
過濾器的孔徑為0.01~7.0μm左右為適當,較佳為0.01~3.0μm左右,更佳為0.05~0.5μm左右。
又,作為過濾器,使用利用纖維狀濾材之過濾器亦較佳。作為纖維狀濾材,例如可列舉聚丙烯纖維、尼龍纖維、玻璃纖維等。作為使用纖維狀濾材之過濾器,具體而言,可列舉ROKI GROUP CO.,Ltd.製的SBP類型系列(SBP008等)、TPR類型系列(TPR002、TPR005等)、SHPX類型系列(SHPX003等)的濾芯。
使用過濾器時,可以組合不同的過濾器。此時,藉由各過濾器的過濾可以僅進行1次,亦可進行2次以上。 例如,亦可組合在上述範圍內不同之孔徑的過濾器。此處的孔徑可參考過濾器廠商的標稱值。作為市售的過濾器,例如,能夠從由Pall Corporation(DFA4201NXEY等)、ADVANTEC TOYO KAISHA,Ltd.、Nihon Entegris K.K.(formerly Nippon Mykrolis Corporation)或KITZ MICRO FILTER CORPORATION等提供之各種過濾器中選擇。 又,可以僅用分散液進行藉由第1過濾器的過濾,在混合其他成分之後,藉由第2過濾器進行過濾。作為第2過濾器能夠使用以與第1過濾器相同的材料等形成者。
負型感光性組成物的含水率通常為3質量%以下,0.01~1.5質量%為較佳,0.1~1.0質量%為更佳。含水率能夠利用卡耳費雪法來測量。
<彩色濾光片的製造方法> 本發明的彩色濾光片的製造方法包括上述本發明的圖案的製造方法。作為彩色濾光片中的像素的種類依據用途而不同,例如可列舉紅、綠、藍、洋紅、黃、青等著色像素、白色(無色)像素、黑色像素等。又,彩色濾光片可還具有紅外線截止濾波器或紅色透射濾波器。作為彩色濾光片,可以係包括單色像素之彩色濾光片,具有複數種顏色的像素之彩色濾光片為較佳。又,在具有複數種顏色的像素之彩色濾光片中,不同顏色的像素相鄰為較佳。
在具有複數種顏色的像素之彩色濾光片中,關於各顏色的像素中的圖案尺寸要求精密。若各像素的圖案尺寸等中產生偏差,則會成為產品不良的原因。依據本發明的圖案的製造方法,能夠擴大曝光能量的容許範圍(裕度),因此即使在曝光時曝光能量產生偏差,亦容易按照設計形成圖案。因此,本發明的圖案的製造方法在製造具有複數種顏色的像素之彩色濾光片時尤其有效。
本發明的彩色濾光片的製造方法在製造像素尺寸小的彩色濾光片時更有效。像素的寬度沒有特別限定,例如,5μm以下為較佳,3μm以下為更佳,2μm以下為進一步較佳,1μm以下為更進一步較佳,0.8μm以下為特佳。沒有特別的下限值,實際上為100nm以上。說到拜耳圖案的像素,在俯視觀察時,5μm見方以下為較佳,3μm見方以下為更佳,2μm見方以下為進一步較佳,1μm見方以下為更進一步較佳,0.8μm見方以下為特佳。沒有特別的下限值,實際上為100nm見方以上。又,由於本發明的效果更顯著,所以各像素相鄰為較佳。
像素的厚度例如設為0.3μm以上為較佳,設為0.5μm以上為更佳,設為0.75μm以上為特佳。作為上限,設為2μm以下為較佳,設為1.5μm以下為更佳,設為1μm以下為特佳。
<固體攝像元件及圖像顯示裝置的製造方法> 還能夠利用本發明的圖案的製造方法來製造固體攝像元件、圖像顯示裝置等。
作為固體攝像元件的構成,只要是作為固體攝像元件而發揮功能之構成,則無特別限定,例如可以列舉如下的構成。
係如下結構:在支撐體上,具有:包含構成固體攝像元件(CCD(電荷耦合元件)影像感測器、CMOS(互補式金屬氧化膜半導體)影像感測器等)的受光區域之複數個光電二極體及多晶矽等之轉移電極;在光電二極體及轉移電極上只有光電二極體的受光部開口之遮光膜;在遮光膜上具有以覆蓋遮光膜整個面及光電二極體受光部之方式形成之由氮化矽等構成之設備保護膜;在設備保護膜上具有彩色濾光片的硬化膜。另外,可以在裝置保護膜上且彩色濾光片的下側(接近支撐體的一側)具有聚光機構(例如微透鏡等。以下相同)之結構、或在彩色濾光片上具有聚光機構之結構等。又,彩色濾光片可以具有在由隔壁例如被劃分成格子狀之空間嵌入有形成各像素之膜之結構。此時的隔壁係相對於各像素為低折射率為較佳。作為具有該種結構之固體攝像元件的例,可舉出日本特開2012-227478號公報、日本特開2014-179577號公報中所記載之裝置。又,作為CMOS影像感測器,亦可列舉在形成受光部之後使其反轉而能夠與配線層結合之背面照射型影像感測器。
作為圖像顯示裝置,可列舉液晶顯示裝置或有機電致發光顯示裝置等。關於顯示裝置的定義和各圖像顯示裝置的詳細內容,例如記載於“電子顯示器設備(佐佐木昭夫著、Kogyo Chosakai Publishing Co.,Ltd.、1990年發行)”、“顯示器設備(伊吹順章著、Sangyo-Tosho Publishing Co. Ltd.、1989年發行)”等中。又,關於液晶顯示裝置,例如記載於“下一代液晶顯示器技術(內田龍男編輯、Kogyo Chosakai Publishing Co.,Ltd.、1994年發行)”中。 [實施例]
以下舉出實施例,對本發明進行更具體說明。關於以下的實施例所示之材料、使用量、比例、處理內容、處理步驟等,只要不脫離本發明的宗旨,則能夠適當變更。因此,本發明的範圍並不限定於以下所示出之具體例。另外,若無特別說明,“部”、“%”為質量基準。
<負型感光性組成物的製備> 將各原料混合成下述表所記載之組成比(質量份)而製造了感光性組成物1、2。 [表1]
上述表中記載之原料為如下。 (Green顏料分散液) 將7.55質量份的C.I.顏料綠58、1.89質量份的C.I.顏料黃185、0.94質量份的顏料衍生物A、3.7質量份的分散劑D-1、65.7質量份的丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)進行混合,並使用珠磨機(附減壓機構之高壓分散機NANO-3000-10(Nippon Bee Kk製造))進行3小時混合及分散,從而製備了Green顏料分散液。 顏料衍生物A:下述所示之結構的化合物 [化學式12]分散劑D-1:下述結構的樹脂(備註於主鏈上之數值為莫耳比。備註於側鏈上之數值表示重複數。酸值=50mgKOH/g、Mw=24,000) [化學式13]
(Blue顏料分散液) 將10.2質量份的C.I.顏料藍15:6、1.27質量份的C.I.顏料紫23、24.42質量份的丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)、14.62質量份的環己酮、1.03質量份的丙二醇單甲醚、2.54質量份的分散劑D-2進行混合,並使用珠磨機(附減壓機構之高壓分散機NANO-3000-10(Nippon Bee Kk製造))進行3小時混合及分散,從而製備了Blue顏料分散液。 分散劑D-2:下述結構的樹脂(重量平均分子量=14,000,備註於主鏈上之數值為莫耳比) [化學式14]
(樹脂) P-1:ACA230AA(Daicel Corporation製造,Mw=14,000,酸值=37mgKOH/g) P-2:AKURIKYUA RD-F8(NIPPON SHOKUBAI CO.,Ltd.製造)
(自由基聚合性化合物) M-1:NK酯A-TMMT(SHIN-NAKAMURA CHEMICAL CO.,Ltd.製造) M-2:ARONIX TO-2349(TOAGOSEI CO.,Ltd.製造) M-3:NK酯A-DPH-12E(SHIN-NAKAMURA CHEMICAL CO.,Ltd.製造)
(界面活性劑) S-1:PIONIN D-6315(TAKEMOTO OIL&FAT CO.,Ltd.製造,非離子系界面活性劑) S-2:下述混合物(Mw=14,000,表示重複單元的比例之%為莫耳%。) [化學式15]
(光聚合起始劑) I-1、I-2:下述結構的化合物 [化學式16]
聚合抑制劑:對甲氧基苯酚 環氧化合物:EHPE3150(Daicel Corporation製造)
(溶劑) 乙酸丁酯 PGMEA:丙二醇單甲醚乙酸酯
<試驗例1>圖案的製造方法 利用加熱板在200℃下對200mm(8inch)矽晶片進行了1分鐘加熱處理。接著,在該矽晶片上,將CT-4000L(FUJIFILM Electronic Materials Co.,Ltd製造)後烘烤後以膜厚成為0.1μm之方式進行了塗佈。進而藉由220℃的加熱板加熱5分鐘(後烘烤)而形成底塗層,從而獲得了帶底塗層之矽晶片基板。將各感光性組成物1、2後烘烤後以膜厚成為0.6μm之方式塗佈於帶底塗層之矽晶片的底塗層上,從而形成了感光性組成物層。然後,利用100℃的加熱板對該感光性組成物層進行了120秒鐘加熱處理(預烘烤)。 接著,使用i射線步進機曝光裝置FPA5510iZs(Canon Inc.製造)藉由具有圖案之遮罩在下述曝光條件下進行了曝光。 接著,以下述顯影條件對曝光後的感光性組成物層進行噴射顯影後,利用220℃的加熱板進行300秒鐘加熱處理(後烘烤),從而製造了圖案。
[曝光條件] 曝光波長:365nm(i射線) 曝光照度:10,000W/m2 曝光時的環境:空氣(O2 濃度21體積%) 照明條件:NA/σ=0.57/0.40 縮小投影倍率:1/4縮小 焦點:最佳焦點(焦點偏移0.0μm)。另外,由焦點深度(DOF)特性,將CD(Critical Dimension,臨界尺寸)和圖案形狀最優異的焦點設定值設為最佳焦點。 遮罩:包括下述遮罩1~7之遮罩(目標線寬1.0μm拜耳圖案,遮罩偏置0.0μm) 曝光能量:從50mJ/cm2 每隔5mJ/cm2 增加曝光能量,檢測最佳曝光能量(Eopt)。另外,最佳曝光能量係能夠按照遮罩的設計尺寸形成圖案之曝光能量的條件。 [遮罩的種類] 遮罩1:Cr與CrO2 的積層體(Cr/CrO2 =730Å/300Å,波長365nm下的光學濃度(OD值)=2.7) 遮罩2:Cr與CrO2 的積層體(Cr/CrO2 =1050Å/300Å,波長365nm下的光學濃度(OD值)=3.5) 遮罩3:Cr與CrO2 的積層體(Cr/CrO2 =1130Å/300Å,波長365nm下的光學濃度(OD值)=3.7) 遮罩4:Cr與CrO2 的積層體(Cr/CrO2 =1300Å/300Å,波長365nm下的光學濃度(OD值)=4.0) 遮罩5:Cr與CrO2 的積層體(Cr/CrO2 =1550Å/300Å,波長365nm下的光學濃度(OD值)=5.0) 遮罩6:Cr與CrO2 的積層體(Cr/CrO2 =1800Å/300Å,波長365nm下的光學濃度(OD值)=6.0) 遮罩7:Cr與CrO2 的積層體(Cr/CrO2 =2050Å/300Å,波長365nm下的光學濃度(OD值)=7.0)
另外,遮罩的光學濃度(OD值)藉由下述條件來測量。 裝置:V-7200(JASCO Corporation製造) 參考:未蒸鍍Cr及CrO2 之玻璃基板 測量模式:波長掃描 測量波長區域:230nm~700nm 氘(D2)燈:ON 鹵素(WI)燈:ON
[顯影條件]噴射顯影 將具有曝光後的感光性組成物層之矽晶片傳送到顯影機(ACT8 Tokyo Electron Limited製造)的顯影單元,並設置於旋轉卡盤上。一邊使矽晶片旋轉,一邊從其旋轉中心的上方將23℃的顯影液(CD-1040,FUJIFILM Electronic Materials Co.,Ltd.製造)利用與N2 的2種流體以噴霧狀對感光性組成物層進行10秒鐘塗佈(N2 流量5~10L/分鐘、顯影液流量=150mL/分鐘、噴嘴高度=距離矽晶片20mm)。接著,使旋轉裝置停止並靜止60秒鐘而進行了顯影。合計進行2次該等一系列處理之後,操作旋轉裝置使矽晶片以轉速2,000rpm旋轉,並從其旋轉中心的上方將純水以噴淋的形式從直筒形噴嘴供給進行沖洗處理(30秒鐘),接著,將其旋轉乾燥20秒鐘。
<試驗例2> 在試驗例1的圖案製造方法中,使用感光性組成物1,如下改變顯影條件來進行覆液式顯影,除此以外,以與試驗例1相同的方式製造了圖案。 [顯影條件]覆液式顯影 將具有曝光後的感光性組成物層之矽晶片載置於旋轉噴淋顯影機(DW-30型,CHEMITRONICS CO.,Ltd.製造)的水平旋轉台上。一邊操作旋轉裝置使矽晶片旋轉,一邊從其旋轉中心的上方從直筒形噴嘴對感光性組成物層噴出10秒鐘的23℃的顯影液(CD-1040、FUJIFILM Electronic Materials Co.,Ltd.製造)並進行塗佈。接著,停止旋轉裝置並靜置60秒鐘而進行顯影(覆液式顯影)。合計進行2次該等一系列處理之後,操作旋轉裝置使矽晶片以轉速2,000rpm旋轉,並且從其旋轉中心的上方將純水以噴淋的形式從直筒形噴嘴供給進行沖洗處理(30秒鐘),接著,將其旋轉乾燥20秒鐘。
<焦點深度(DOF)裕度的評價> 在最佳曝光量(Eopt)中使焦點深度(DOF)偏離最佳焦點,求出所獲得之圖案的線寬變動落在遮罩的設計尺寸±5%(=0.95~1.05μm)之焦點深度的寬度。
<殘渣及圖案形狀的評價> 利用線寬測量用電子顯微鏡S9260A(Hitachi High-Technologies Corporation製造)放大至20,000倍來進行觀察,分別觀察圖案之間的殘渣及圖案形狀,以下述基準進行了測量。 (殘渣的評價) A:圖案之間無殘渣。 B:圖案之間存在微量殘渣。 C:圖案之間存在較多的殘渣。 D:圖案之間殘渣多。 (圖案形狀的評價) A:圖案邊緣的粗糙度良好。 B:圖案邊緣的粗糙度良好但比A差。 C:圖案邊緣的粗糙度良好但比B差。 D:圖案邊緣的粗糙度差。 [表2]
當使用OD值為2.7的遮罩時,將圖案邊緣附近定義為圖案的線寬,但殘渣較多,並不是實用水準。 又,當作為顯影方法使用噴射顯影時,與使用覆液式顯影時相比,曝光能量的裕度、DOF裕度、圖案形狀良好。
在上述表中,曝光能量1係圖案的線寬表示遮罩的設計尺寸×95%(=0.95μm)的值時的曝光能量(mJ/cm2 ),曝光能量2係圖案的線寬表示遮罩的設計尺寸×105%(=1.05μm)的值時的曝光能量(mJ/cm2 )。曝光能量1與曝光能量2之差越大,表示曝光能量的裕度越寬。
如上述表所示,使用了光學濃度(OD值)為3.6以上的遮罩之試驗例中,曝光能量的裕度及DOF裕度寬,優異。又,圖案之間的殘渣少,進而圖案形狀亦優異。 又,在作為顯影方法使用噴射顯影之試驗例1組中,與使用了覆液式顯影之試驗例2組相比,更能夠抑制殘渣的產生,進而容易獲得矩形性優異的圖案。
<試驗例3> 在試驗例1的圖案製造方法中,使用感光性組成物1,分別將曝光時的曝光照度及曝光時的氧濃度改變為下述表所述之條件,除此以外,以與試驗例1相同之方法製造圖案,從而評價了解析度。求出能夠按照遮罩的設計尺寸形成圖案之曝光能量(最佳曝光能量(Eopt))、及由下述式求出之Δ曝光能量,從而評價了解析度。另外,遮罩的設計尺寸設為1.0μm。 Δ曝光能量=|圖案的線寬表示遮罩的設計尺寸×105%(=1.05μm)的值時的曝光能量(mJ/cm2 )-圖案的線寬表示遮罩的設計尺寸×95%(=0.95μm)的值時的曝光能量(mJ/cm2 )| A:Δ曝光能量為200mJ/cm2 以上,並且Eopt為50~500mJ/cm2 的範圍。 B:Δ曝光能量為100mJ/cm2 以上且小於200mJ/cm2 ,並且Eopt為50~500mJ/cm2 的範圍。 C:Δ曝光能量為50mJ/cm2 以上且小於100mJ/cm2 ,並且Eopt為50~500mJ/cm2 的範圍。 D:Δ曝光能量小於50mJ/cm2 ,並且Eopt為50~500mJ/cm2 的範圍。 E:Eopt小於50mJ/cm2 ,或超過500mJ/cm2 。 F:無法形成目標尺寸。 [表3] [表4] [表5] [表6] [表7] [表8]
如上述表所示,在使用了光學濃度(OD值)為3.6以上的遮罩之試驗例中,曝光能量的裕度擴大。又,解析度優異。另一方面,在使用了光學濃度(OD值)為2.7的遮罩之試驗例中,殘渣多,判斷為並不是實用水準,因此評價為F。
<試驗例4> (彩色濾光片的製造) 在形成有寬度0.1μm、高度0.4μm的遮光膜(鎢遮光膜)之影像感測器用基板上的遮光膜之間,形成綠、藍及紅各顏色的像素,並確認了加工精度。像素規則設為1.0μm見方,像素間遮光膜的尺寸設為0.1μm。 在形成有上述遮光膜之基板上,以後烘烤後膜厚成為0.6μm之方式塗佈各種顏色的像素形成用組成物,從而形成了感光性組成物層。然後,使用100℃的加熱板對該感光性組成物層進行了120秒鐘加熱處理(預烘烤)。 接著,在下述條件下進行了曝光。另外,進行各種顏色的像素形成用組成物的曝光時,使用900nm的對準波長檢測了基材的位置。檢測對象使用了設置於像素的底層之鎢標記或刻印在基材上之矽的凹凸標記。 接著,在與試驗例1相同的條件下進行了噴射顯影之後,使用220℃的加熱板進行300秒鐘加熱處理(後烘烤),從而製造了圖案。此時,為了抑制熱收縮,使用了氧濃度低(氧濃度:100ppm)的密閉型加熱板。 能夠製造在遮光膜之間嵌入各種顏色的像素之彩色濾光片。
[所使用之像素形成用的組成物] 綠色像素形成用組成物:上述感光性組成物1 藍色像素形成用組成物:上述感光性組成物2 紅色像素形成用組成物:SR2000S(FUJIFILM Electronic Materials Co.,Ltd.製造)
[曝光條件] 曝光波長:365nm(i射線) 曝光照度:250,000W/m2 曝光時的環境:空氣(O2 濃度35體積%) 照明條件:NA/σ=0.57/0.50 縮小投影倍率:1/4縮小 焦點:最佳焦點 遮罩:包括上述遮罩5之遮罩(目標線寬1.0μm拜耳圖案,遮罩偏差0.0μm,遮罩的波長365nm下的光學濃度(OD值)=5.0) 曝光能量:係綠色像素形成用組成物時為250mJ/cm2 ,係藍色像素形成用組成物時為320mJ/cm2 ,係紅色像素形成用組成物時為350mJ/cm2
(微透鏡的形成) 在藉由上述方法製造而得之彩色濾光片上,使用日本特開2016-74797的試驗101的組成物進行塗佈及乾燥之後,進行熱燒結(220℃×5分鐘)處理而形成了透鏡材料層(膜厚1.0μm)。針對該透鏡材料層,在以下條件下,在透鏡材料層上形成了遮罩。
[遮罩形成條件] 感光性光阻劑:GKR-5113(商品名稱:FUJIFILM Electronic Materials Co.,Ltd.製造) 形成膜厚:0.7μm 圖案尺寸:以1.0μm見方,正殘留部0.8μm、空隙部0.2μm形成。 曝光能量:46mJ/m2 (NA/σ:0.63/0.65) 預烘烤/曝光後加熱/後烘烤:120℃×90秒鐘/110℃×90秒鐘/155℃×60秒鐘
接著,在下述條件下進行蝕刻處理並在彩色濾光片上形成了微透鏡。微透鏡的圖案形成在間距方向和對角線方向中的任一方向上透鏡之間不存在間隙之陣列。
[蝕刻條件] 乾式蝕刻裝置:U-621(Hitachi High-Technologies Corporation製造) 氣體流量:CF4 /C4 F6 =350(mL/分鐘)/50(mL/分鐘) 偏壓:高頻(RF)功率:1,000W 天線偏差:400W 晶片偏差:400W 電極高度:68mm 壓力:2.0Pa 蝕刻時間:500秒鐘 基板溫度:20℃
在本實施形態例中,彩色濾光片的成像性提高,並可抑制耀斑和混色等的產生。因此,可實現攝像裝置的畫質的提高。 本發明不僅適用於由紅、綠、藍構成之彩色濾光片,還使用於對可見光透明且藉由折射率控制來控制聚光之白色像素、具有屏蔽可見光而控制近紅外線區域的透射性之紅外線透射濾光片的像素之攝像裝置。
<試驗例5> [鈦黑(A-1)的製造] 稱取平均粒徑15nm的氧化鈦MT-150A(商品名稱:TAYCA CORPORATION製造)100g、BET表面積為300m2 /g的二氧化矽AEROPERL(註冊商標)300/30(Evonik Japan Co.,Ltd.製造)25g、及分散劑Disperbyk190(商品名稱:BYK Chemie公司製造)100g,添加離子電氣交換水71g,使用KURABO INDUSTRIES LTD.製造之MAZERSTAR KK-400W,藉由以公轉轉速1360rpm、自轉轉速1047rpm進行20分鐘處理而得到均勻的混合物水溶液。將該水溶液填充於石英容器中,使用小型迴轉窯(Motoyama Co.,Ltd.製造)在氧氣環境下加熱至920℃。之後,用氮氣置換環境,在相同溫度下,使胺氣以100mL/分鐘流動5小時實施氮化還原處理。結束後將已回收之粉末用研缽粉碎,從而獲得了包含Si原子且粉末狀的比表面積73m2 /g的鈦黑A-1〔包括鈦黑粒子及Si原子之被分散體〕。
[鈦黑分散物(TB分散液1)的製備] 使用攪拌機(IKA公司製造的EUROSTAR)將下述組成1所示之成分混合15分鐘,從而獲得了分散物a。
(組成1) 上述鈦黑(A-1)……25質量份 特定樹脂1的丙二醇單甲醚乙酸酯30質量%溶液……25質量份 ・丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)……50質量份
特定樹脂1:下述結構的樹脂(標註在主鏈上的數值為質量%,標註在側鏈上之數值為重複單元的數量。重量平均分子量=30,000,酸值=60mgKOH/g,接枝鏈的原子數(除了氫原子)為117)。參考日本特開2013-249417號公報的記載合成了特定樹脂1。 [化學式17]
對所獲得之分散物a,使用 KOTOBUKI KOGYOU CO.,Ltd. 製造的超頂磨機UAM015在下述條件下進行分散處理,從而獲得了鈦黑分散物(以下,標記為TB分散液1。)。
(分散條件) ・珠粒徑:直徑0.05mm ・珠填充率:75體積% ・珠圓周速度:8m/秒鐘 ・進行分散處理之混合液量:500g ・循環流量(泵供給量):13kg/小時 ・處理液溫度:25~30℃ ・冷卻水:自來水 ・珠磨機環狀通道內容積:0.15L ・通過(pass)次數:90道次
[黑色感光性組成物的製備] 藉由混合下述組成而獲得了黑色感光性組成物。使用該黑色感光性組成物形成1.5μm的膜之結果,所獲得之膜的波長365nm的光學濃度為2.7。光學濃度藉由與遮罩的光學濃度相同的方法來測量。 ・TB分散液1……58.93質量份 ・鹼溶性樹脂(AKURIKYUA RD-F8,NIPPON SHOKUBAI CO.,Ltd.製造,固體成分40%,溶劑:丙二醇單甲醚)……10.545質量份 ・光聚合起始劑(下述結構的化合物)……1.38質量份 [化學式18]・聚合性化合物(KAYARAD DPHA、NIPPON KAYAKU CO.,Ltd.製造,6官能聚合性化合物(烯屬不飽和基的量:10.4mmol/g)、及5官能聚合性化合物(烯屬不飽和基的量:9.5mmol/g)的混合物)……6.82質量份 ・界面活性劑(MEGAFACE F-780,DIC CORPORATION製造)……0.02質量份 ・丙二醇單甲醚乙酸酯……5.48質量份 ・環己酮……16.76質量份
(評價基板的製作) 基板的種類:在具有8英寸(20.32cm)的抗反射膜之玻璃晶片上,以後烘烤後膜厚成為1.5μm之方式塗佈黑色感光性組成物並形成了黑色感光性組成物層。然後,使用90℃的加熱板對該黑色感光性組成物層進行了120秒鐘加熱處理(預烘烤)。 接著,使用i射線步進機曝光裝置FPA5510iZs(Canon Inc.製造),藉由具有圖案之遮罩在下述曝光條件下進行了曝光。 接著,對曝光後的感光性組成物層,在與試驗例1相同的條件下進行了噴射顯影。之後,使用150℃的加熱板進行10分鐘加熱處理(後烘烤),從而製造了圖案。此時,為了抑制熱收縮,使用了氧濃度低(氧濃度:100ppm)的密閉型加熱板。
[曝光條件] 曝光波長:365nm 曝光照度:30,000W/m2 曝光時的環境:空氣(O2 濃度21體積%)環境或O2 濃度40體積%的環境 照明條件:NA/σ=0.57/0.40 縮小投影倍率:1/4縮小 焦點:以-0.9μm~+0.9μm、0.3μm間距製作圖案,判斷最佳焦點為焦點偏移+0.3μm,截面觀察評價了+0.3μm。 遮罩:上述遮罩1~5(目標線寬10μm線圖案,遮罩偏差0.0μm) 曝光能量:500mJ/cm2
(底切寬度的測量) 對所獲得之圖案進行截面觀察(觀察倍率20,000倍),從而測量了底切寬度。作為測量裝置使用了掃描顯微鏡(S4800,Hitachi High-Technologies Corporation製造)。底切寬度在圖案的截面觀察時,從圖案的簷的前端測量了圖案的底部從基板剝離之區域的寬度(圖2的箭頭線的寬度)。底切寬度係0.5μm以下為較佳,0.3μm以下為更佳。
[表9]
如上述表所示,藉由使用光學濃度為3.6以上的遮罩,能夠有效地抑制底切的產生。又,藉由提高曝光時的氧濃度,能夠進一步有效地抑制底切。
<試驗例6> (感光性組成物101、感光性組成物201、感光性組成物301、感光性組成物401、感光性組成物501、感光性組成物601的製造) 以成為下述表中記載之組成比(質量份)之方式混合各原料來製造了各感光性組成物。
[表10]
(感光性組成物102~105的製造) 代替Green顏料分散液101使用了相同量的Green顏料分散液102~105,除此以外,以與感光性組成物101相同的方法製造了感光性組成物102~105。
(感光性組成物202~205的製造) 代替Green顏料分散液201使用了相同量的Green顏料分散液202~205,除此以外,以與感光性組成物201相同的方法製造了感光性組成物202~205。
(感光性組成物302~305的製造) 代替Yellow顏料分散液101使用了相同量的Yellow顏料分散液102~105,除此以外,以與感光性組成物301相同的方法製造了感光性組成物302~305。
(感光性組成物402~405的製造) 代替Yellow顏料分散液101使用了相同量的Yellow顏料分散液102~105,除此以外,以與感光性組成物401相同的方法製造了感光性組成物402~405。
(感光性組成物502~505的製造) 代替Yellow顏料分散液101使用了相同量的Yellow顏料分散液102~105,除此以外,以與感光性組成物501相同的方法製造了感光性組成物502~505。
(感光性組成物602~605的製造) 代替Yellow顏料分散液101使用了相同量的Yellow顏料分散液102~105,除此以外,以與感光性組成物601相同的方法製造了感光性組成物602~605。
對所獲得之各感光性組成物進行了與試驗例1~3相同的評價之結果,均獲得了良好的結果。
用於各感光性組成物之原料為如下。
(Green顏料分散液101) 將8.5質量份的C.I.顏料綠58、4.6質量份的C.I.顏料黃150、1.3質量份的上述顏料衍生物A、5.1質量份的上述分散劑D-1、80.4質量份的丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)進行混合,並使用珠磨機(附減壓機構之高壓分散機NANO-3000-10(Nippon Bee Kk製造))進行3小時混合及分散,從而製備了Green顏料分散液101。
(Green顏料分散液102) 代替C.I.顏料黃150使用了日本特開2017-171914號公報的試樣3的顏料,除此以外,以與Green顏料分散液101相同的方法製備了Green顏料分散液102。
(Green顏料分散液103) 代替C.I.顏料黃150使用了日本特開2017-171914號公報的試樣10的顏料,除此以外,以與Green顏料分散液101相同的方法製備了Green顏料分散液103。
(Green顏料分散液104) 代替C.I.顏料黃150使用了日本特開2017-171914號公報的試樣15的顏料,除此以外,以與Green顏料分散液101相同的方法製備了Green顏料分散液104。
(Green顏料分散液105) 代替C.I.顏料黃150使用了日本特開2017-171914號公報的試樣29的顏料,除此以外,以與Green顏料分散液101相同的方法製備了Green顏料分散液105。
(Green顏料分散液201) 將8.5質量份的C.I.顏料綠36、4.6質量份的C.I.顏料黃150、1.3質量份的上述顏料衍生物A、5.1質量份的上述分散劑D-1、80.4質量份的丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)進行混合,並使用珠磨機(附減壓機構之高壓分散機NANO-3000-10(Nippon Bee Kk製造))進行3小時混合及分散,從而製備了Green顏料分散液201。
(Green顏料分散液202) 代替C.I.顏料黃150使用了日本特開2017-171914號公報的試樣3的顏料,除此以外,以與、Green顏料分散液201相同的方法製備了Green顏料分散液202。
(Green顏料分散液203) 代替C.I.顏料黃150使用了日本特開2017-171914號公報的試樣10的顏料,除此以外,以與Green顏料分散液201相同的方法製備了Green顏料分散液203。
(Green顏料分散液204) 代替C.I.顏料黃150使用了日本特開2017-171914號公報的試樣15的顏料,除此以外,以與Green顏料分散液201相同的方法製備了Green顏料分散液204。
(Green顏料分散液205) 代替C.I.顏料黃150使用了日本特開2017-171914號公報的試樣29的顏料,除此以外,以與Green顏料分散液201相同的方法製備了Green顏料分散液205。
(Yellow顏料分散液101) 將11.3質量份的C.I.顏料黃150、1.6質量份的上述顏料衍生物A、3.9質量份的上述分散劑D-1、83.2質量份的丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)進行混合,並使用珠磨機(附減壓機構之高壓分散機NANO-3000-10(Nippon Bee Kk製造))進行3小時混合及分散,從而製備了Yellow顏料分散液101。
(Yellow顏料分散液102) 代替C.I.顏料黃150使用了日本特開2017-171914號公報的試樣3的顏料,除此以外,以與Yellow顏料分散液101相同的方法製備了Yellow顏料分散液102。
(Yellow顏料分散液103) 代替C.I.顏料黃150使用了日本特開2017-171914號公報的試樣10的顏料,除此以外,以與Yellow顏料分散液101相同的方法製備了Yellow顏料分散液103。
(Yellow顏料分散液104) 代替C.I.顏料黃150使用了日本特開2017-171914號公報的試樣15的顏料,除此以外,以與Yellow顏料分散液101相同的方法製備了Yellow顏料分散液104。
(Yellow顏料分散液105) 代替C.I.顏料黃150使用了日本特開2017-171914號公報的試樣29的顏料,除此以外,以與Yellow顏料分散液101相同的方法製備了Yellow顏料分散液105。
(Red顏料分散液101) 將11.6質量份的C.I.顏料紅254、1.4質量份的上述顏料衍生物A、4.5質量份的以下所示之分散劑D-3、82.5質量份的丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)進行混合,並使用珠磨機(附減壓機構之高壓分散機NANO-3000-10(Nippon Bee Kk製造))進行3小時混合及分散,從而製備了Red顏料分散液101。 分散劑D-3:下述結構的樹脂(標註於主鏈上之數值為莫耳比。標註於側鏈上之數值表示重複數。Mw=24,000) [化學式19]
(Red顏料分散液201) 將11.6質量份的C.I.顏料紅264、1.4質量份的上述顏料衍生物A、4.5質量份的上述分散劑D-3、82.5質量份的丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)進行混合,並使用珠磨機(附減壓機構之高壓分散機NANO-3000-10(Nippon Bee Kk製造))進行3小時混合及分散,從而製備了Red顏料分散液201。
(Red顏料分散液301) 將11.6質量份的C.I.顏料紅177、1.4質量份的上述顏料衍生物A、4.5質量份的上述分散劑D-3、82.5質量份的丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)進行混合,並使用珠磨機(附減壓機構之高壓分散機NANO-3000-10(Nippon Bee Kk製造))進行3小時混合及分散,從而製備了Red顏料分散液301。
(樹脂) P-2:上述樹脂P-2
(自由基聚合性化合物) M-1,M-3:上述自由基聚合性化合物M-1,M-3 M-4:KAYARAD DPHA(NIPPON KAYAKU CO.,Ltd.製造)
(界面活性劑) S-2:上述界面活性劑S-2 S-3:KF6001(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd. 製造,矽氧烷系界面活性劑)
(光聚合起始劑) I-3:IRGACURE OXE02(BASF公司製造,肟系起始劑)
(紫外線吸收劑) U-1:UV-503(DAITO CHEMICAL CO.,Ltd.製造)
聚合抑制劑:對甲氧基苯酚 環氧化合物:EHPE3150(Daicel Corporation製造) PGMEA:丙二醇單甲醚乙酸酯
1‧‧‧聚光透鏡
2‧‧‧投射透鏡
4‧‧‧工件
5‧‧‧標線
NA1、NA2、NA3‧‧‧數值孔徑
圖1係示意性地表示曝光裝置的一實施形態之說明圖。 圖2係表示試驗例5中的底切寬度之說明圖。

Claims (14)

  1. 一種圖案的製造方法,其包括: 在支撐體上應用負型感光性組成物來形成負型感光性組成物層之製程; 經由具有圖案之遮罩對前述負型感光性組成物層進行曝光之製程;及 去除未曝光部的負型感光性組成物層而進行顯影之製程, 相對於用於前述曝光之波長的光,前述遮罩的光學濃度為3.6以上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之圖案的製造方法,其中 相對於波長365nm的光,前述遮罩的光學濃度為3.6以上。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之圖案的製造方法,其中 前述遮罩包含選自鉻及鉻化合物之至少一種。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之圖案的製造方法,其中 前述負型感光性組成物包含光聚合起始劑及自由基聚合性化合物。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之圖案的製造方法,其中 前述負型感光性組成物包含著色劑。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之圖案的製造方法,其中 前述負型感光性組成物包含透明粒子。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之圖案的製造方法,其中 前述負型感光性組成物為彩色濾光片的像素形成用負型感光性組成物。
  8. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之圖案的製造方法,其中 在前述曝光時,曝光照度為5,000~50,000W/m2
  9. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之圖案的製造方法,其中 在前述曝光時,氧濃度為21%以上。
  10. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之圖案的製造方法,其中 在前述顯影中,對前述負型感光性組成物層噴塗顯影液。
  11. 一種彩色濾光片的製造方法,其包括申請專利範圍第1項至第10項中任一項所述之圖案的製造方法。
  12. 一種彩色濾光片的製造方法,前述彩色濾光片具有複數種顏色的像素,其中 利用申請專利範圍第1項至第10項中任一項所述之圖案的製造方法形成前述複數種顏色的像素中至少一種顏色的像素。
  13. 一種固體攝像元件的製造方法,其包括申請專利範圍第1項至第10項中任一項所述之圖案的製造方法。
  14. 一種圖像顯示裝置的製造方法,其包括申請專利範圍第1項至第10項中任一項所述之圖案的製造方法。
TW106143630A 2016-12-28 2017-12-13 圖案的製造方法、彩色濾光片的製造方法、固體攝像元件的製造方法及圖像顯示裝置的製造方法 TW201823859A (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-254998 2016-12-28
JP2016254998 2016-12-28
JP2017-198273 2017-10-12
JP2017198273 2017-10-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201823859A true TW201823859A (zh) 2018-07-01

Family

ID=62710987

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106143630A TW201823859A (zh) 2016-12-28 2017-12-13 圖案的製造方法、彩色濾光片的製造方法、固體攝像元件的製造方法及圖像顯示裝置的製造方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6774505B2 (zh)
TW (1) TW201823859A (zh)
WO (1) WO2018123462A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7326812B2 (ja) * 2019-03-28 2023-08-16 凸版印刷株式会社 ブラックマトリクス、カラーフィルタ、表示装置およびブラックマトリクスの製造方法
KR20220127879A (ko) * 2020-02-20 2022-09-20 후지필름 가부시키가이샤 착색 조성물, 막, 컬러 필터, 고체 촬상 소자 및 화상 표시 장치

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3813244B2 (ja) * 1996-06-07 2006-08-23 新日鐵化学株式会社 アルカリ現像性不飽和樹脂組成物及びこれを用いた高感度ネガ型パターン形成材料
JP3912663B2 (ja) * 2002-02-26 2007-05-09 富士フイルム株式会社 カラーフィルター用画素の形成方法、液晶表示装置用カラーフィルター、液晶表示装置用スペーサー及び配向制御用突起の形成方法、液晶表示装置用スペーサー及び配向制御用突起
JP2005070252A (ja) * 2003-08-22 2005-03-17 Toppan Printing Co Ltd カラーフィルタ用フォトマスク及び液晶表示装置用カラーフィルタ
JP6093117B2 (ja) * 2012-06-01 2017-03-08 Hoya株式会社 フォトマスク、フォトマスクの製造方法及びパターンの転写方法
JP6071816B2 (ja) * 2013-09-09 2017-02-01 富士フイルム株式会社 樹脂硬化物の製造方法、これを用いた固体撮像素子および液晶表示装置の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2018123462A1 (ja) 2019-11-07
WO2018123462A1 (ja) 2018-07-05
JP6774505B2 (ja) 2020-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6817934B2 (ja) 近赤外線吸収性色素多量体、組成物、膜、光学フィルタ、パターン形成方法および装置
KR102146684B1 (ko) 착색 조성물, 막, 컬러 필터, 패턴 형성 방법, 컬러 필터의 제조 방법, 고체 촬상 소자 및 적외선 센서
TWI736595B (zh) 感光性組成物、彩色濾光片、圖案形成方法、固體攝像元件及圖像顯示裝置
TWI729175B (zh) 著色組成物、彩色濾光片、圖案形成方法、固體攝像元件以及圖像顯示裝置
KR101552578B1 (ko) 티탄블랙 분산물, 감광성 수지 조성물, 웨이퍼 레벨 렌즈, 차광막과 그 제조방법, 및 고체 촬상 소자
TWI773679B (zh) 著色組成物、彩色濾光片、圖案形成方法、固體攝像元件以及圖像顯示裝置
KR102354075B1 (ko) 구조체, 구조체의 제조 방법, 흡수층 형성용 조성물, 고체 촬상 소자 및 화상 표시 장치
TW201826020A (zh) 感光性組成物、硬化膜、濾光器、積層體、圖案形成方法、固體成像元件、圖像顯示裝置以及紅外線感測器
TWI740063B (zh) 著色組成物、硬化膜、圖案形成方法、濾色器、固體攝像元件及圖像顯示裝置
JP6824195B2 (ja) 着色組成物、着色組成物の製造方法、カラーフィルタ、パターン形成方法、固体撮像素子、および、画像表示装置
JP2022000700A (ja) 感光性着色組成物、硬化膜、カラーフィルタ、固体撮像素子および画像表示装置
TW201843184A (zh) 感光性組成物、硬化膜、彩色濾光片、固體攝像元件及圖像顯示裝置
JP7057412B2 (ja) 着色組成物、顔料分散液、顔料分散液の製造方法、硬化膜、カラーフィルタ、固体撮像素子および画像表示装置
TWI720100B (zh) 感放射線性組成物、膜、彩色濾光片、遮光膜及固體攝像元件
JP6774505B2 (ja) パターンの製造方法、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子の製造方法および画像表示装置の製造方法
JP6604928B2 (ja) 着色組成物、膜および膜の製造方法
JP7016879B2 (ja) 着色組成物、膜の製造方法、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子の製造方法および画像表示装置の製造方法
JP6824263B2 (ja) 着色組成物および膜の製造方法
JP6587697B2 (ja) 着色組成物、カラーフィルタ、パターン形成方法、固体撮像素子および画像表示装置
JPWO2019077913A1 (ja) 着色組成物、膜、カラーフィルタ、固体撮像素子および画像表示装置
JP7068385B2 (ja) 感放射線性組成物、膜、カラーフィルタ、遮光膜および固体撮像素子
US12019369B2 (en) Coloring composition, color filter, pattern forming method, solid-stage imaging element, and image display device