TW202244616A - 化學增幅型正型感光性組成物、感光性乾膜、圖型化的阻劑膜的製造方法、附鑄模之基板的製造方法,及鍍敷造形物的製造方法 - Google Patents
化學增幅型正型感光性組成物、感光性乾膜、圖型化的阻劑膜的製造方法、附鑄模之基板的製造方法,及鍍敷造形物的製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
本發明提供一種固體成分濃度較高、保存穩定性良好且能夠形成對顯影液的排斥以及膨潤得到抑制、抗裂紋性優異的感光性層的化學增幅型正型感光性組成物、具備由該化學增幅型正型感光性組成物構成的感光性層的感光性乾膜、使用前述化學增幅型正型感光性組成物的圖型化的阻劑膜的製造方法、附鑄模之基板的製造方法與鍍敷造形物的製造方法。前述化學增幅型正型感光性組成物包含:產酸劑(A),通過活性光線或放射線的照射而產生酸;樹脂(B),對鹼的溶解性因酸的作用而增大,樹脂(B)包含丙烯酸樹脂(B3),丙烯酸樹脂(B3)包含特定的結構單元,固體成分濃度為25質量%以上50質量%以下。
Description
本發明係關於化學增幅型正型感光性組成物、具備由該化學增幅型正型感光性組成物構成的感光性層的感光性乾膜、使用前述化學增幅型正型感光性組成物的圖型化的阻劑膜的製造方法、附鑄模之基板的製造方法與鍍敷造形物的製造方法。
目前,感光蝕刻加工(photofabrication)已經成為精密微細加工技術的主流。感光蝕刻加工是指,將光阻劑組成物塗布在被加工物表面從而形成光阻劑層,利用光刻技術使光阻劑層圖型化,並將圖型化後的光阻劑層(光阻劑圖型)作為遮罩進行化學蝕刻、電解蝕刻,或者進行以電鍍為主體的電鑄等,來製造半導體封裝等各種精密零件的技術的總稱。
此外,近年來,隨著電子設備的小型化,半導體封裝的高密度安裝技術不斷推進,正在謀求基於封裝的多引腳薄膜安裝化、封裝尺寸的小型化、倒裝晶片方式的2維安裝技術、3維安裝技術的安裝密度的提高。在這樣的高密度安裝技術中,例如封裝上突出的凸塊等突起電極(安裝端子)或將從晶圓上的週邊端子延伸的再佈線與安裝端子相連接的金屬柱等作為連接端子而被高精度地配置在基板上。
在如上前述的感光蝕刻加工中使用了光阻劑組成物,作為那樣的光阻劑組成物,公知有包含產酸劑的化學增幅型感光性組成物(參照專利文獻1、2等)。化學增幅型感光性組成物是指,通過照射放射線(曝光)而從產酸劑產生酸,通過加熱處理促進酸的擴散,從而相對於組成物中的基體樹脂等引起酸催化反應,使其鹼溶解性發生變化。
這樣的化學增幅型感光性組成物除了被用於圖型化的絕緣膜、蝕刻用遮罩的形成以外還被用於例如採用鍍敷步驟形成如凸塊、金屬柱及Cu再佈線那樣的鍍敷造形物等。具體而言,使用化學增幅型感光性組成物,在如金屬基板那樣的支撐體上形成所期望的膜厚的光阻劑層,經由規定的遮罩圖型進行曝光並顯影,形成作為選擇性地去除(剝離)了形成鍍敷造形物的部分的鑄模而使用的光阻劑圖型。然後,通過鍍敷將銅等導體埋入該被去除的部分(非阻劑部)後,去除其周圍的光阻劑圖型,由此能夠形成凸塊、金屬柱以及Cu再佈線。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開平9-176112號公報
專利文獻2:日本特開平11-52562號公報
發明所欲解決的課題
在形成的光阻劑層(感光性層)較厚的情況下等,有時使用提高了固體成分濃度的化學增幅型感光性組成物。
然而,以往的化學增幅型感光性組成物在固體成分濃度較高的情況下,存在保存穩定性差的問題。若化學增幅型感光性組成物的保存穩定性差,則例如化學增幅型感光性組成物的黏度歷時增加。
此外,若使用以往的化學增幅型感光性組成物,則存在顯影時光阻劑層有時排斥顯影液的問題。若顯影液遭排斥,則無法使顯影液充分接觸感光性層,產生圖型的形成不良例如產生未形成阻劑圖型的區域或者所形成的阻劑圖型無法成為所期望的形狀的現象。
此外,若使用以往的正型的化學增幅型感光性組成物,則存在有時在顯影時曝光後的光阻劑層與顯影液接觸,從而導致光阻劑層膨潤的問題。若在顯影時光阻劑層膨潤,則存在未曝光部溶解的情況。此外,若在顯影時光阻劑層膨潤,則存在所形成的阻劑圖型中,在未曝光部發現膨潤引起的皺紋、或者發現膨潤引起的浮起或變形的情況。
此外,若使用以往的正型的化學增幅型感光性組成物,則存在有時在所形成的阻劑圖型中形成裂紋的問題。若在阻劑圖型中形成有裂紋,則例如在將阻劑圖型用作用於形成鍍敷造形物的鑄模的情況下,難以形成所期望的形狀的鍍敷造形物。因此,對於化學增幅型感光性組成物,還期望抑制裂紋的產生,即還期望抗裂紋性優異。
本發明是鑒於上述技術問題而完成的,其目的在於,提供一種固體成分濃度較高、保存穩定性良好且能夠形成對顯影液的排斥以及膨潤得到抑制、抗裂紋性優異的感光性層的化學增幅型正型感光性組成物、具備由該化學增幅型正型感光性組成物構成的感光性層的感光性乾膜、使用前述化學增幅型正型感光性組成物的圖型化的阻劑膜的製造方法、附鑄模之基板的製造方法與鍍敷造形物的製造方法。
用於解決上述課題的手段
本發明人等為了達成上述目的而不斷銳意研究,結果發現通過如下的化學增幅型正型感光性組成物,能夠解決上述技術問題,從而完成了本發明,前述化學增幅型正型感光性組成物包含:產酸劑(A),通過活性光線或放射線的照射而產生酸;樹脂(B),對鹼的溶解性因酸的作用而增大,樹脂(B)包含丙烯酸樹脂(B3),丙烯酸樹脂(B3)包含以下述式(B3-1)表示的結構單元,前述化學增幅型正型感光性組成物的固體成分濃度為25質量%以上70質量%以下。具體而言,本發明提供以下者。
本發明的第1態樣為一種化學增幅型正型感光性組成物,包含:產酸劑(A),通過活性光線或者放射線的照射而產生酸;樹脂(B),對鹼的溶解性因酸的作用而增大,
樹脂(B)包含丙烯酸樹脂(B3),
丙烯酸樹脂(B3)包含以下述式(B3-1)表示的結構單元,
(式(B3-1)中,R
b01為-O-、-S-、-CO-O-、-CO-NH-或者-SO
2-,R
b02以及R
b03分別獨立地為氫原子或者有機基,R
b02以及R
b03中的至少一個為以-CO-O-R
b04表示的基,R
b04為氫原子或者有機基,x1以及x2分別獨立地為1或者2。)
前述化學增幅型正型感光性組成物的固體成分濃度為25質量%以上70質量%以下。
本發明的第2態樣為一種感光性乾膜,具有基材薄膜與形成於基材薄膜的表面的感光性層,感光性層由第1態樣的化學增幅型正型感光性組成物構成。
本發明的第3態樣為一種圖型化的阻劑膜的製造方法,包括:
層合步驟,在基板上層合由第1態樣的化學增幅型正型感光性組成物構成的感光性層;
曝光步驟,對感光性層位置選擇性地照射活性光線或放射線;和
顯影步驟,將曝光後的感光性層進行顯影。
本發明的第4態樣為一種附鑄模之基板的製造方法,包括:
層合步驟,在具有金屬表面的基板上層合由第1態樣的化學增幅型正型感光性組成物構成的感光性層;
曝光步驟,對感光性層照射活性光線或放射線;和
顯影步驟,將曝光後的感光性層進行顯影而製作用於形成鍍敷造形物的鑄模。
本發明的第5態樣為鍍敷造形物的製造方法,包括對由第4態樣的附鑄模之基板的製造方法製造的附鑄模之基板實施鍍敷而在鑄模內形成鍍敷造形物的步驟。
發明效果
根據本發明,能夠提供一種固體成分濃度較高、保存穩定性良好且能夠形成對顯影液的排斥以及膨潤得到抑制、抗裂紋性優異的感光性層的化學增幅型正型感光性組成物、具備由該化學增幅型正型感光性組成物構成的感光性層的感光性乾膜、使用前述化學增幅型正型感光性組成物的圖型化的阻劑膜的製造方法、附鑄模之基板的製造方法與鍍敷造形物的製造方法。
具體實施方式
《化學增幅型正型感光性組成物》
化學增幅型正型感光性組成物(以下也記作感光性組成物)含有:產酸劑(A),通過活性光線或者放射線的照射而產生酸(以下也記作產酸劑(A));樹脂(B),對鹼的溶解性因酸的作用而增大(以下也記作樹脂(B))。並且,樹脂(B)包含丙烯酸樹脂(B3),丙烯酸樹脂(B3)包含以下述式(B3-1)表示的結構單元。感光性樹脂組成物也可以根據需要包含酸擴散抑制劑(C)、鹼可溶性樹脂(D)、含硫化合物(E)、染料(F)以及有機溶劑(S)等成分。
此外,化學增幅型正型感光性組成物的固體成分濃度為25質量%以上70質量%以下。若固體成分濃度在該範圍內,則容易形成厚膜的感光性層。感光性組成物的固體成分濃度可以是30質量%以上60質量%以下,也可以是40質量%以上50質量%以下。另外,固體成分是指有機溶劑(S)以及水以外的成分。
以下,對感光性組成物所包含的必需或者任意的成分與感光性組成物的製造方法進行說明。
<產酸劑(A)>
產酸劑(A)是通過活性光線或者放射線的照射而產生酸的化合物,只要是通過光直接或者間接地產生酸的化合物,就沒有特別地限定。作為產酸劑(A),較佳為以下說明的第一態樣~第五態樣的產酸劑。以下,將正型感光性組成物中較佳地使用的產酸劑(A)中適宜的態樣,作為第一態樣~第五態樣進行說明。
作為產酸劑(A)中的第一態樣,可例舉以下述式(a1)表示的化合物。
在上述式(a1)中,X
1a表示原子價g的硫原子或者碘原子,g是1或者2。h表示括弧內的結構的重複單元數。R
1a為與X
1a鍵結的有機基,表示碳原子數為6以上30以下的芳基、碳原子數為4以上30以下的雜環基、碳原子數為1以上30以下的烷基、碳原子數為2以上30以下的烯基或碳原子數為2以上30以下的炔基,R
1a可以被從烷基、羥基、烷氧基、烷基羰基、芳基羰基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、芳硫基羰基、醯氧基、芳硫基、烷硫基、芳基、雜環、芳氧基、烷基亞磺醯基、芳基亞磺醯基、烷基磺醯基、芳基磺醯基、亞烷基氧基、胺基、氰基、硝基的各基以及鹵素構成的組中選擇的至少1種取代。R
1a的個數是g+h(g-1)+1,R
1a可以分別彼此相同也可以不同。此外,2個以上的R
1a可以相互直接鍵結或者經由-O-、-S-、-SO-、-SO
2-、-NH-、-NR
2a-、-CO-、-COO-、-CONH-、碳原子數為1以上3以下的亞烷基或亞苯基鍵結而形成包含X
1a的環結構。R
2a為碳原子數為1以上5以下的烷基或碳原子數為6以上10以下的芳基。
X
2a是以下述式(a2)表示的結構。
上述式(a2)中,X
4a表示碳原子數為1以上8以下的亞烷基、碳原子數為6以上20以下的亞芳基、或碳原子數為8以上20以下的雜環化合物的2價基,X
4a可以被從碳原子數為1以上8以下的烷基、碳原子數為1以上8以下的烷氧基、碳原子數為6以上10以下的芳基、羥基、氰基、硝基的各基以及鹵素構成的組中選擇的至少1種取代。X
5a表示-O-、-S-、-SO-、-SO
2-、-NH-、-NR
2a-、-CO-、 -COO-、-CONH-、碳原子數為1以上3以下的亞烷基或亞苯基。h表示括弧內的結構的重複單元數。h+1個X
4a以及h個X
5a可以分別相同也可以不同。R
2a與前述的定義相同。
X
3a-是鎓的抗衡離子,可例舉以下述式(a17)表示的氟代烷基氟磷酸陰離子或者以下述式(a18)表示的硼酸根陰離子。
在上述式(a17)中,R
3a表示80%以上的氫原子被氟原子取代的烷基。j表示R
3a的個數,為1以上5以下的整數。j個R
3a可以分別相同也可以不同。
上述式(a18)中,R
4a~R
7a分別獨立地表示氟原子或苯基,該苯基的氫原子的一部分或全部可以被從氟原子以及三氟甲基構成的組中選擇的至少1種取代。
作為以上述式(a1)表示的化合物中的鎓離子,可例舉三苯基鋶、三對甲苯基鋶、4-(苯硫基)苯基二苯基鋶、雙[4-(二苯基鋶基)苯基]硫醚、雙[4-{雙[4-(2-羥基乙氧基)苯基]鋶基}苯基]硫醚、雙{4-[雙(4-氟苯基)鋶基]苯基}硫醚、4-(4-苯甲醯基-2-氯苯硫基)苯基雙(4-氟苯基)鋶、7-異丙基-9-氧代-10-硫代-9,10-二氫蒽-2-基二對甲苯基鋶、7-異丙基-9-氧代-10-硫代-9,10-二氫蒽-2-基二苯基鋶、2-[(二苯基)鋶基]噻噸酮、4-[4-(4-叔丁基苯甲醯基)苯硫基]苯基二對甲苯基鋶、4-(4-苯甲醯基苯硫基)苯基二苯基鋶、二苯基苯甲醯甲基鋶、4-羥苯基甲基苄基鋶、2-萘甲基(1-乙氧基羰基)乙基鋶、4-羥苯基甲基苯甲醯甲基鋶、苯基[4-(4-聯苯硫基)苯基]4-聯苯基鋶、苯基[4-(4-聯苯硫基)苯基]3-聯苯基鋶、[4-(4-乙醯苯硫基)苯基]二苯基鋶、十八烷基甲基苯甲醯甲基鋶、二苯基碘鎓、二對甲苯基碘鎓、雙(4-十二烷基苯基)碘鎓、雙(4-甲氧基苯基)碘鎓、(4-辛氧基苯基)苯基碘鎓、雙(4-癸氧基)苯基碘鎓、4-(2-羥基十四烷氧基)苯基苯基碘鎓、4-異丙基苯基(對甲苯基)碘鎓或4-異丁基苯基(對甲苯基)碘鎓等。
以上述式(a1)表示的化合物中的鎓離子中,作為較佳的鎓離子,可例舉以下述式(a19)表示的鋶離子。
在上述式(a19)中,R
8a分別獨立地表示從氫原子、烷基、羥基、烷氧基、烷基羰基、烷基羰基氧基、烷基氧基羰基、鹵素原子、可具有取代基的芳基、芳基羰基構成的組中選擇的基。X
2a表示與上述式(a1)中的X
2a相同的含義。
作為以上述式(a19)表示的鋶離子的具體例,可例舉4-(苯硫基)苯基二苯基鋶、4-(4-苯甲醯基-2-氯苯硫基)苯基雙(4-氟苯基)鋶、4-(4-苯甲醯基苯硫基)苯基二苯基鋶、苯基[4-(4-聯苯硫基)苯基]4-聯苯基鋶、苯基[4-(4-聯苯硫基)苯基]3-聯苯基鋶、[4-(4-乙醯苯硫基)苯基]二苯基鋶、二苯基[4-(對三聯苯硫基)苯基]二苯基鋶。
在以上述式(a17)表示的氟代烷基氟磷酸陰離子中,R
3a表示被氟原子取代而得的烷基,較佳的碳原子數為1以上8以下,進一步較佳的碳原子數為1以上4以下。作為烷基的具體例,可例舉:甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、辛基等直鏈烷基;異丙基、異丁基、仲丁基、叔丁基等支鏈烷基;還有環丙基、環丁基、環戊基、環己基等環烷基等,烷基的氫原子被氟原子取代的比例通常為80%以上,較佳為90%以上,進一步較佳為100%。氟原子的取代率小於80%的情況下,以上述式(a1)表示的鎓氟代烷基氟磷酸鹽的酸強度下降。
特別較佳的R
3a是碳原子數為1以上4以下且氟原子的取代率為100%的直鏈狀或支鏈狀的全氟烷基,作為具體例,可例舉CF
3、CF
3CF
2、(CF
3)
2CF、CF
3CF
2CF
2、CF
3CF
2CF
2CF
2、(CF
3)
2CFCF
2、CF
3CF
2(CF
3)CF、
(CF
3)
3C。R
3a的個數j為1以上5以下的整數,較佳為2以上4以下,特別較佳為2或3。
作為較佳的氟代烷基氟磷酸陰離子的具體例,可例舉[(CF
3CF
2)
2PF
4]
-、[(CF
3CF
2)
3PF
3]
-、
[((CF
3)
2CF)
2PF
4]
-、[((CF
3)
2CF)
3PF
3]
-、
[(CF
3CF
2CF
2)
2PF
4]
-、[(CF
3CF
2CF
2)
3PF
3]
-、
[((CF
3)
2CFCF
2)
2PF
4]
-、[((CF
3)
2CFCF
2)
3PF
3]
-、
[(CF
3CF
2CF
2CF
2)
2PF
4]
-、或者[(CF
3CF
2CF
2)
3PF
3]
-,其中,特別較佳為[(CF
3CF
2)
3PF
3]
-、[(CF
3CF
2CF
2)
3PF
3]
-、
[((CF
3)
2CF)
3PF
3]
-、[((CF
3)
2CF)
2PF
4]
-、
[((CF
3)
2CFCF
2)
3PF
3]
-、或[((CF
3)
2CFCF
2)
2PF
4]
-。
作為以上述式(a18)表示的硼酸根陰離子的較佳具體例,可例舉四(五氟苯基)硼酸根([B(C
6F
5)
4]
-)、四[(三氟甲基)苯基]硼酸根([B(C
6H
4CF
3)
4]
-)、二氟雙(五氟苯基)硼酸根([(C
6F
5)
2BF
2]
-)、三氟(五氟苯基)硼酸根([(C
6F
5)BF
3]
-)、四(二氟苯基)硼酸根([B(C
6H
3F
2)
4]
-)等。其中,特別較佳為四(五氟苯基)硼酸根([B(C
6F
5)
4]
-)。
作為產酸劑(A)中的第二態樣,可例舉2,4-雙(三氯甲基)-6-胡椒基-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(2-呋喃基)乙烯基]均三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(5-甲基-2-呋喃基)乙烯基]均三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(5-乙基-2-呋喃基)乙烯基]均三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(5-丙基-2-呋喃基)乙烯基]均三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(3,5-二甲氧基苯基)乙烯基]均三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(3,5-二乙氧基苯基)乙烯基]均三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(3,5-二丙氧基苯基)乙烯基]均三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(3-甲氧基-5-乙氧基苯基)乙烯基]均三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(3-甲氧基-5-丙氧基苯基)乙烯基]均三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(3,4-亞甲基二氧基苯基)乙烯基]均三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-(3,4-亞甲基二氧基苯基)均三嗪、2,4-雙-三氯甲基-6-(3-溴-4-甲氧基)苯基均三嗪、2,4-雙-三氯甲基-6-(2-溴-4-甲氧基)苯基均三嗪、2,4-雙-三氯甲基-6-(2-溴-4-甲氧基)苯乙烯基苯基均三嗪、2,4-雙-三氯甲基-6-(3-溴-4-甲氧基)苯乙烯基苯基均三嗪、2-(4-甲氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲氧基萘基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-[2-(2-呋喃基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-[2-(5-甲基-2-呋喃基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-[2-(3,5-二甲氧基苯基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(3,4-亞甲基二氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、三(1,3-二溴丙基)-1,3,5-三嗪、三(2,3-二溴丙基)-1,3,5-三嗪等含鹵素的三嗪化合物和三(2,3-二溴丙基)異氰脲酸酯等以下述式(a3)表示的含鹵素的三嗪化合物。
上述式(a3)中,R
9a、R
10a、R
11a分別獨立地表示鹵代烷基。
此外,作為產酸劑(A)中的第三態樣,可例舉α-(對甲苯磺醯氧基亞胺基)-苯基乙腈、α-(苯磺醯氧基亞胺基)-2,4-二氯苯基乙腈、α-(苯磺醯氧基亞胺基)-2,6-二氯苯基乙腈、α-(2-氯苯磺醯氧基亞胺基)-4-甲氧基苯基乙腈、α-(乙基磺醯氧基亞胺基)-1-環戊烯基乙腈、還有含有肟磺酸酯基的以下述式(a4)表示的化合物。
上述式(a4)中,R
12a表示1價、2價或者3價的有機基,R
13a表示取代或未取代的飽和烴基、不飽和烴基或者芳香族基,n表示括弧內的結構的重複單元數。
上述式(a4)中,作為芳香族基,例如可例舉苯基、萘基等芳基或者呋喃基、噻吩基等雜芳基。它們可以在環上具有1個以上的適當的取代基,例如鹵素原子、烷基、烷氧基、硝基等。另外,R
13a特別較佳碳原子數為1以上6以下的烷基,可例舉甲基、乙基、丙基、丁基。特別較佳R
12a為芳香族基、R
13a為碳原子數為1以上4以下的烷基的化合物。
作為以上述式(a4)表示的產酸劑,在n=1時,可例舉R
12a為苯基、甲基苯基、甲氧基苯基中的任一者,且R
13a為甲基的化合物,具體而言,可例舉α-(甲基磺醯氧基亞胺基)-1-苯基乙腈、α-(甲基磺醯氧基亞胺基)-1-(對甲基苯基)乙腈、α-(甲基磺醯氧基亞胺基)-1-(對甲氧基苯基)乙腈、[2-(丙基磺醯氧基亞胺基)-2,3-二羥基噻吩-3-亞基](鄰甲苯基)乙腈等。在n=2時,作為以上述式(a4)表示的產酸劑,可具體地例舉以下述式表示的產酸劑。
此外,作為產酸劑(A)中的第四態樣,可例舉在陽離子部具有萘環的鎓鹽。該「具有萘環」是指具有源自萘的結構,是指至少具有2個環的結構,並且它們的芳香族性被維持。該萘環可以具有碳原子數為1以上6以下的直鏈狀或支鏈狀的烷基、羥基、碳原子數為1以上6以下的直鏈狀或支鏈狀的烷氧基等取代基。雖然源自萘環的結構可以是1價基(游離原子價為1),也可以是2價基(游離原子價為2)以上,但是期望是1價基(其中,此時去除與上述取代基鍵結的部分來對游離原子價進行計數)。萘環的數量較佳為1以上3以下。
作為這樣的在陽離子部具有萘環的鎓鹽的陽離子部,較佳是以下述式(a5)表示的結構。
上述式(a5)中,R
14a、R
15a、R
16a中的至少1個表示以下述式(a6)表示的基,其餘表示碳原子數為1以上6以下的直鏈狀或支鏈狀的烷基、可具有取代基的苯基、羥基、或者碳原子數為1以上6以下的直鏈狀或支鏈狀的烷氧基。或者,R
14a、R
15a、R
16a中的1個為以下述式(a6)表示的基,其餘的2個分別獨立地為碳原子數為1以上6以下的直鏈狀或支鏈狀的亞烷基,它們的末端可以鍵結而成為環狀。
上述式(a6)中,R
17a、R
18a分別獨立地表示羥基、碳原子數為1以上6以下的直鏈狀或支鏈狀的烷氧基、或者碳原子數為1以上6以下的直鏈狀或支鏈狀的烷基,R
19a表示單鍵、或者可具有取代基的碳原子數為1以上6以下的直鏈狀或支鏈狀的亞烷基。l及m分別獨立地表示0以上2以下的整數,l+m為3以下。其中,在存在多個R
17a的情況下,它們可以彼此相同也可以不同。此外,在存在多個R
18a的情況下,它們可以彼此相同也可以不同。
從化合物的穩定性的方面來看,上述R
14a、R
15a、R
16a中的以上述式(a6)表示的基的數量較佳為1個,其餘為碳原子數為1以上6以下的直鏈狀或支鏈狀的亞烷基,它們的末端可以鍵結而成為環狀。在這種情況下,上述2個亞烷基包含硫原子而構成三~九員環。構成環的原子(包含硫原子)的數量較佳為5以上6以下。
此外,作為上述亞烷基可以具有的取代基,可例舉氧原子(在該情況下,與構成亞烷基的碳原子一起形成羰基)、羥基等。
此外,作為苯基可具有的取代基,可例舉羥基、碳原子數為1以上6以下的直鏈狀或支鏈狀的烷氧基、碳原子數為1以上6以下的直鏈狀或支鏈狀的烷基等。
作為適宜為這些陽離子部的結構,能夠例舉以下述式(a7)、(a8)表示的結構等,特別較佳以下述式(a8)表示的結構。
作為這樣的陽離子部,可以是碘鎓鹽也可以是鋶鹽,從產酸效率等方面來看,期望是鋶鹽。
因此,作為在陽離子部具有萘環的鎓鹽的陰離子部的適宜的陰離子,期望是可形成鋶鹽的陰離子。
作為這樣的產酸劑的陰離子部,為氫原子的一部分或者全部被氟化而得的氟烷基磺酸離子或芳基磺酸離子。
氟烷基磺酸離子中的烷基可以為碳原子數為1以上20以下的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基,從所產生的酸的體積大小和其擴散距離來看,較佳為碳原子數為1以上10以下。特別是,由於支鏈狀或環狀的烷基的擴散距離短,故較佳。此外,從可廉價地進行合成的方面來看,能夠例舉甲基、乙基、丙基、丁基、辛基等作為較佳的基。
芳基磺酸離子中的芳基為碳原子數為6以上20以下的芳基,可例舉可被烷基、鹵素原子取代或未被取代的苯基、萘基。尤其從可廉價地進行合成的方面來看,較佳碳原子數為6以上10以下的芳基。作為較佳的芳基的具體例,能夠例舉苯基、甲苯磺醯基、乙基苯基、萘基、甲基萘基等。
在上述氟烷基磺酸離子或芳基磺酸離子中,氫原子的一部分或全部被氟化時的氟化率較佳為10%以上100%以下,更較佳為50%以上100%以下,特別是將氫原子全部用氟原子取代而得的物質因酸的強度變強而較佳。作為這樣的例子,具體而言,可例舉三氟甲烷磺酸根、全氟丁烷磺酸根、全氟辛烷磺酸根、全氟苯磺酸根等。
其中,作為較佳的陰離子部,可例舉以下述式(a9)表示的陰離子部。
在上述式(a9)中,R
20a是以下述式(a10)、(a11)以及(a12)表示的基。
上述式(a10)中,x表示1以上4以下的整數。此外,上述式(a11)中,R
21a表示氫原子、羥基、碳原子數為1以上6以下的直鏈狀或支鏈狀的烷基、或者碳原子數為1以上6以下的直鏈狀或支鏈狀的烷氧基,y表示1以上3以下的整數。其中,從安全性的觀點來看,較佳為三氟甲烷磺酸根、全氟丁烷磺酸根。
此外,作為陰離子部,也能夠使用以下述式(a13)、(a14)表示的含有氮的陰離子部。
上述式(a13)、(a14)中,X
a表示至少1個氫原子被氟原子取代而得的直鏈狀或支鏈狀的亞烷基,該亞烷基的碳原子數為2以上6以下,較佳為3以上5以下,最較佳為碳原子數為3。此外,Y
a、Z
a分別獨立地表示至少1個氫原子被氟原子取代而得的直鏈狀或支鏈狀的烷基,該烷基的碳原子數為1以上10以下,較佳為1以上7以下,更較佳為1以上3以下。
X
a的亞烷基的碳原子數或者Y
a、Z
a的烷基的碳原子數越小,在有機溶劑中的溶解性也越良好,故較佳。
此外,在X
a的亞烷基或Y
a、Z
a的烷基中,被氟原子取代的氫原子的數量越多,酸的強度越強,故較佳。該亞烷基或烷基中氟原子的比例即氟化率較佳為70%以上100%以下,更較佳為90%以上100%以下,最較佳為全部的氫原子被氟原子取代而得的全氟亞烷基或全氟烷基。
作為這樣的在陽離子部具有萘環的鎓鹽而較佳的化合物,可例舉以下述式(a15)、(a16)表示的化合物。
此外,作為產酸劑(A)中的第五態樣,可例舉雙(對甲苯磺醯基)重氮甲烷、雙(1,1-二甲基乙基磺醯基)重氮甲烷、雙(環己基磺醯基)重氮甲烷、雙(2,4-二甲基苯基磺醯基)重氮甲烷等雙磺醯基重氮甲烷類;對甲苯磺酸2-硝基苄酯、對甲苯磺酸2,6-二硝基苄酯、甲苯磺酸硝基苄酯、甲苯磺酸二硝基苄酯、磺酸硝基苄酯、碳酸硝基苄酯、碳酸二硝基苄酯等硝基苄基衍生物;鄰苯三酚三甲磺酸酯、鄰苯三酚三甲苯磺酸酯、甲苯磺醯苄酯、磺酸苄酯、N-甲基磺醯氧基琥珀醯亞胺、N-三氯甲基磺醯氧基琥珀醯亞胺、N-苯基磺醯氧基馬來醯亞胺、N-甲基磺醯氧基鄰苯二甲醯亞胺等磺酸酯類;N-(三氟甲基磺醯氧基)鄰苯二甲醯亞胺、N-(三氟甲基磺醯氧基)-1,8-萘二甲醯亞胺、N-(三氟甲基磺醯氧基)-4-丁基-1,8-萘二甲醯亞胺等三氟甲磺酸酯類;二苯基碘鎓六氟磷酸鹽、(4-甲氧基苯基)苯基碘鎓三氟甲磺酸鹽、雙(對叔丁基苯基)碘鎓三氟甲磺酸鹽、三苯基鋶六氟磷酸鹽、(4-甲氧基苯基)二苯基鋶三氟甲磺酸鹽、(對叔丁基苯基)二苯基鋶三氟甲磺酸鹽等鎓鹽類;苯偶姻甲苯磺酸酯、α-甲基苯偶姻甲苯磺酸酯等苯偶姻甲苯磺酸酯類;其他二苯基碘鎓鹽、三苯基鋶鹽、苯基重氮鎓鹽、碳酸苄酯等。
作為產酸劑(A),還較佳以下述式(a21)表示的萘酸(Naphthalene acid)衍生物。
(式(a21)中,R
22a是1價的有機基,R
23a、R
24a、R
25a以及R
26a分別獨立地為氫原子或者1價的有機基,R
23a與R
24a、R
24a與R
25a或者R
25a與R
26a可以分別相互鍵結而形成環。)
作為R
22a的有機基在不妨礙本發明的目的的範圍內沒有特別限定。該有機基可以是烴基,也可以包含O、N、S、P、鹵素原子等雜原子。此外,該有機基的結構可以為直鏈狀,也可以為支鏈狀,也可以為環狀,還可以為這些結構的組合。
作為適宜為R
22a的有機基,可例舉可被鹵素原子以及/或者烷硫基取代的碳原子數為1以上18以下的脂肪族烴基、可具有取代基的碳原子數為6以上20以下的芳基、可具有取代基的碳原子數為7以上20以下的芳烷基、可具有取代基的碳原子數為7以上20以下的烷基芳基、樟腦-10-基、以及以下式(a21a)表示的基。
(式(a21a)中,Y
1為單鍵或者碳原子數為1以上4以下的烷二基。R
27a以及R
28a分別為可被鹵素原子取代的碳原子數為2以上6以下的烷二基或者可被鹵素原子取代的碳原子數為6以上20以下的亞芳基。R
29a為可被鹵素原子取代的碳原子數為1以上18以下的烷基、碳原子數為3以上12以下的脂環式烴基、可被鹵素原子取代的碳原子數為6以上20以下的芳基、可被鹵素原子取代的碳原子數為7以上20以下的芳烷基。a以及b分別為0或者1,a以及b中的至少一個為1。)
在作為R
22a的有機基具有鹵素原子作為取代基的情況下,作為該鹵素原子,可例舉氯原子、溴原子、碘原子、氟原子。
在作為R
22a的有機基為被烷硫基取代而得的碳原子數為1以上18以下的烷基的情況下,烷硫基的碳原子數較佳為1以上18以下。
作為碳原子數為1以上18以下的烷硫基,可例舉甲硫基、乙硫基、正丙硫基、異丙硫基、正丁硫基、仲丁硫基、叔丁硫基、異丁硫基、正戊硫基、異戊硫基、叔戊硫基、正己硫基、正庚硫基、異庚硫基、叔庚硫基、正辛硫基、異辛硫基、叔辛硫基、2-乙基己硫基、正壬硫基、正癸硫基、正十一烷硫基、正十二烷硫基、正十三烷硫基、正十四烷硫基、正十五烷硫基、正十六烷硫基、正十七烷硫基以及正十八烷硫基。
在作為R
22a的有機基為可被鹵素原子以及/或者烷硫基取代的碳原子數為1以上18以下的脂肪族烴基的情況下,該脂肪族烴基可以包含不飽和雙鍵。
此外,該脂肪族烴基的結構沒有特別限定,可以為直鏈狀,也可以為支鏈狀,也可以為環狀,還可以為這些結構的組合。
作為在作為R
22a的有機基為烯基的情況下的較佳例,可例舉烯丙基、2-甲基-2-丙烯基。
作為在作為R
22a的有機基為烷基的情況下的較佳例,可例舉甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、異丁基、正戊基、異戊基、叔戊基、正己基、正己烷-2-基、正己烷-3-基、正庚基、正庚烷-2-基、正庚烷-3-基、異庚基、叔庚基、正辛基、異辛基、叔辛基、2-乙基己基、正壬基、異壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基以及正十八烷基。
在作為R
22a的有機基為脂環式烴基的情況下,作為構成該脂環式烴基的主骨架的脂環式烴的例子,可例舉環丙烷、環丁烷、環戊烷、環己烷、環庚烷、環辛烷、環癸烷、雙環[2.1.1]己烷、雙環[2.2.1]庚烷、雙環[3.2.1]辛烷、雙環[2.2.2]辛烷以及金剛烷。作為脂環式烴基,較佳從這些脂環式烴中去除1個氫原子而得的基。
作為在作為R
22a的有機基為被鹵素原子取代而得的脂肪族烴基的情況下的較佳例,可例舉三氟甲基、五氟乙基、2-氯乙基、2-溴乙基、七氟正丙基、3-溴丙基、九氟正丁基、十三氟正己基、十七氟正辛基、2,2,2-三氟乙基、1,1-二氟乙基、1,1-二氟-正丙基、1,1,2,2-四氟-正丙基、3,3,3-三氟-正丙基、2,2,3,3,3-五氟-正丙基、2-降冰片基-1,1-二氟乙基、2-降冰片基四氟乙基以及3-金剛烷基-1,1,2,2-四氟丙基。
作為在作為R
22a的有機基為被烷硫基取代而得的脂肪族烴基的情況下的較佳例,可例舉2-甲硫基乙基、4-甲硫基-正丁基以及2-正丁硫基乙基。
作為在作為R
22a的有機基為被鹵素原子以及烷硫基取代而得的脂肪族烴基的情況下的較佳例,可例舉3-甲硫基-1,1,2,2-四氟-正丙基。
作為在作為R
22a的有機基為芳基的情況下的較佳例,可例舉苯基、萘基、聯苯基。
作為在作為R
22a的有機基為被鹵素原子取代而得的芳基的情況下的較佳例,可例舉五氟苯基、氯苯基、二氯苯基、三氯苯基。
作為在作為R
22a的有機基為被烷硫基取代而得的芳基的情況下的較佳例,可例舉4-甲基硫苯基、4-正丁基硫苯基、4-正辛基硫苯基、4-正十二烷基硫苯基。
作為在作為R
22a的有機基為被鹵素原子以及烷硫基取代而得的芳基的情況下的較佳例,可例舉1,2,5,6-四氟-4-甲基硫苯基、1,2,5,6-四氟-4-正丁基硫苯基、1,2,5,6-四氟-4-正十二烷基硫苯基。
作為在作為R
22a的有機基為芳烷基的情況下的較佳例,可例舉苄基、苯乙基、2-苯基丙烷-2-基、二苯基甲基、三苯基甲基。
作為在作為R
22a的有機基為被鹵素原子取代而得的芳烷基的情況下的較佳例,可例舉五氟苯基甲基、苯基二氟甲基、2-苯基四氟乙基、2-(五氟苯基)乙基。
作為在作為R
22a的有機基為被烷硫基取代而得的芳烷基的情況下的較佳例,可例舉對甲硫基苄基。
作為在作為R
22a的有機基為被鹵素原子以及烷硫基取代而得的芳烷基的情況下的較佳例,可例舉2-(2,3,5,6-四氟-4-甲硫基苯基)乙基。
作為在作為R
22a的有機基為烷基芳基的情況下的較佳例,可例舉2-甲基苯基、3-甲基苯基、4-甲基苯基、3-異丙基苯基、4-異丙基苯基、4-正丁基苯基、4-異丁基苯基、4-叔丁基苯基、4-正己基苯基、4-環己基苯基、4-正辛基苯基、4-(2-乙基-正己基)苯基、2,3-二甲基苯基、2,4-二甲基苯基、2,5-二甲基苯基、2,6-二甲基苯基、3,4-二甲基苯基、3,5-二甲基苯基、2,4-二叔丁基苯基、2,5-二叔丁基苯基、2,6-二叔丁基苯基、2,4-二叔戊基苯基、2,5-二叔戊基苯基、2,5-二叔辛基苯基、2-環己基苯基、3-環己基苯基、4-環己基苯基、2,4,5-三甲基苯基、2,4,6-三甲基苯基、2,4,6-三異丙基苯基。
以式(a21a)表示的基為含醚基的基。
式(a21a)中,作為以Y
1表示的碳原子數為1以上4以下的烷二基,可例舉亞甲基、乙烷-1,2-二基、乙烷-1,1-二基、丙烷-1,3-二基、丙烷-1,2-二基、丁烷-1,4-二基、丁烷-1,3-二基、丁烷-2,3-二基、丁烷-1,2-二基。
式(a21a)中,作為以R
27a或者R
28a表示的碳原子數為2以上6以下的烷二基,可例舉乙烷-1,2-二基、丙烷-1,3-二基、丙烷-1,2-二基、丁烷-1,4-二基、丁烷-1,3-二基、丁烷-2,3-二基、丁烷-1,2-二基、戊烷-1,5-二基、戊烷-1,3-二基、戊烷-1,4-二基、戊烷-2,3-二基、己烷-1,6-二基、己烷-1,2-二基、己烷-1,3-二基、己烷-1,4-二基、己烷-2,5-二基、己烷-2,4-二基、己烷-3,4-二基。
式(a21a)中,在R
27a或者R
28a為被鹵素原子取代而得的碳原子數為2以上6以下的烷二基的情況下,作為鹵素原子,可例舉氯原子、溴原子、碘原子以及氟原子。作為被鹵素原子取代而得的烷二基的例子,可例舉四氟乙烷-1,2-二基、1,1-二氟乙烷-1,2-二基、1-氟乙烷-1,2-二基、1,2-二氟乙烷-1,2-二基、六氟丙烷-1,3-二基、1,1,2,2,-四氟丙烷-1,3-二基、1,1,2,2,-四氟戊烷-1,5-二基。
式(a21a)中,作為在R
27a或者R
28a為亞芳基的情況下的例子,可例舉1,2-亞苯基、1,3-亞苯基、1,4-亞苯基、2,5-二甲基-1,4-亞苯基、聯苯基-4,4’-二基、二苯基甲烷-4,4’-二基、2,2,-二苯基丙烷-4,4’-二基、萘-1,2-二基、萘-1,3-二基、萘-1,4-二基、萘-1,5-二基、萘-1,6-二基、萘-1,7-二基、萘-1,8-二基、萘-2,3-二基、萘-2,6-二基、萘-2,7-二基。
式(a21a)中,在R
27a或者R
28a為被鹵素原子取代而得的亞芳基的情況下,作為鹵素原子,可例舉氯原子、溴原子、碘原子以及氟原子。作為被鹵素原子取代而得的亞芳基的例子,可例舉2,3,5,6-四氟-1,4-亞苯基。
式(a21a)中,作為以R
29a表示的可具有支鏈的碳原子數為1以上18以下的烷基,可例舉甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、異丁基、正戊基、異戊基、叔戊基、正己基、正己烷-2-基、正己烷-3-基、正庚基、正庚烷-2-基、正庚烷-3-基、異庚基、叔庚基、正辛基、異辛基、叔辛基、2-乙基己基、正壬基、異壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基。
式(a21a)中,在R
29a為被鹵素原子取代而得的碳原子數為1以上18以下的烷基的情況下,作為鹵素原子,可例舉氯原子、溴原子、碘原子以及氟原子。作為被鹵素原子取代而得的烷基的例子,可例舉三氟甲基、五氟乙基、七氟正丙基、九氟正丁基、十三氟正己基、十七氟正辛基、2,2,2-三氟乙基、1,1-二氟乙基、1,1-二氟-正丙基、1,1,2,2-四氟-正丙基、3,3,3-三氟-正丙基、2,2,3,3,3-五氟-正丙基、1,1,2,2-四氟十四烷基。
式(a21a)中,在R
29a為碳原子數為3以上12以下的脂環式烴基的情況下,作為構成該脂環式烴基的主骨架的脂環式烴的例子,可例舉環丙烷、環丁烷、環戊烷、環己烷、環庚烷、環辛烷、環癸烷、雙環[2.1.1]己烷、雙環[2.2.1]庚烷、雙環[3.2.1]辛烷、雙環[2.2.2]辛烷以及金剛烷。作為脂環式烴基,較佳從這些脂環式烴中去除1個氫原子而得的基。
式(a21a)中,在R
29a為芳基、鹵代芳基、芳烷基、鹵代芳烷基的情況下,這些基的較佳例與R
22a為這些基的情況相同。
在以式(a21a)表示的基中,較佳的基為以R
27a表示的基中與硫原子鍵結的碳原子被氟原子取代的基。上述較佳的基的碳原子數較佳為2以上18以下。
作為R
22a,較佳碳原子數為1以上8以下的全氟烷基。此外,從容易形成高精細的阻劑圖型的方面來看,樟腦-10-基也較佳作為R
22a。
式(a21)中,R
23a~R
26a為氫原子或者1價的有機基。此外,R
23a與R
24a、R
24a與R
25a或者R
25a與R
26a可以分別相互鍵結而形成環。例如,可以通過使R
24a與R
25a鍵結而與萘環一起形成五員環,從而形成苊骨架。
作為1價的有機基,較佳可被脂環式烴基、雜環基(heterocyclyl group)或者鹵素原子取代且可具有支鏈的碳原子數為4以上18以下的烷基、烷氧基;雜環氧基;可被脂環式烴基、雜環基(heterocyclyl group)或者鹵素原子取代且可具有支鏈的碳原子數為4以上18以下的烷硫基;雜環硫基。
此外,還較佳為該烷氧基的與氧原子不相鄰的任意位置的亞甲基被-CO-取代而得的基。
還較佳為該烷氧基被-O-CO-鍵或者-O-CO-NH-鍵中斷而得的基。另外,-O-CO-鍵以及-O-CO-NH-鍵的左端是靠近烷氧基中的萘酸母核的一側。
進而,可被脂環式烴基、雜環基或者鹵素原子取代且可具有支鏈的碳原子數為4以上18以下的烷硫基也較佳作為R
23a~R
26a。
還較佳為該烷硫基的與硫原子不相鄰的任意位置的亞甲基被-CO-取代而得的基。
還較佳為該烷硫基被-O-CO-鍵或者-O-CO-NH-鍵中斷而得的基。另外,-O-CO-鍵以及-O-CO-NH-鍵的左端是靠近烷硫基中的萘酸母核的一側。
作為R
23a~R
26a,較佳R
23a為有機基、R
24a~R
26a為氫原子,或者R
24a為有機基、R
23a、R
25a以及R
26a為氫原子。此外,R
23a~R
26a也可以全部為氫原子。
作為R
23a~R
26a為未取代的烷基的情況下的例子,可例舉正丁基、仲丁基、叔丁基、異丁基、正戊基、異戊基、叔戊基、正己基、正庚基、異庚基、叔庚基、正辛基、異辛基、叔辛基、2-乙基己基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基。
作為R
23a~R
26a為未取代的烷氧基的情況下的例子,可例舉正丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、異丁氧基、正戊氧基、異戊氧基、叔戊氧基、正己氧基、正庚氧基、異庚氧基、叔庚氧基、正辛氧基、異辛氧基、叔辛氧基、2-乙基己基、正壬氧基、正癸氧基、正十一烷氧基、正十二烷氧基、正十三烷氧基、正十四烷氧基、正十五烷氧基、正十六烷氧基、正十七烷氧基、正十八烷氧基。
作為R
23a~R
26a為未取代的烷硫基的情況下的例子,可例舉正丁硫基、仲丁硫基、叔丁硫基、異丁硫基、正戊硫基、異戊硫基、叔戊硫基、正己硫基、正庚硫基、異庚硫基、叔庚硫基、正辛硫基、異辛硫基、叔辛硫基、2-乙基己硫基、正壬硫基、正癸硫基、正十一烷硫基、正十二烷硫基、正十三烷硫基、正十四烷硫基、正十五烷硫基、正十六烷硫基、正十七烷硫基、正十八烷硫基。
在R
23a~R
26a為被脂環式烴基取代而得的烷基、烷氧基或者烷硫基的情況下,作為構成脂環式烴基的主骨架的脂環式烴的例子,可例舉環丙烷、環丁烷、環戊烷、環己烷、環庚烷、環辛烷、環癸烷、雙環[2.1.1]己烷、雙環[2.2.1]庚烷、雙環[3.2.1]辛烷、雙環[2.2.2]辛烷以及金剛烷。作為脂環式烴基,較佳從這些脂環式烴中去除1個氫原子而得的基。
在R
23a~R
26a為被雜環基取代而得的烷基、烷氧基或者烷硫基的情況下,或者在R
23a~R
26a為雜環氧基的情況下,作為構成雜環基或者雜環氧基的主骨架的雜環的例子,可例舉吡咯、噻吩、呋喃、吡喃、硫吡喃、咪唑、吡唑、噻唑、異噻唑、噁唑、異噁唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、噠嗪、吡咯烷、吡唑烷、咪唑烷、異噁唑烷、異噻唑烷、呱啶、呱嗪、嗎啉、硫代嗎啉、色滿、硫色滿、異色滿、異硫色滿、吲哚啉、異吲哚啉、4-氮茚、中氮茚、吲哚、吲唑、嘌呤、喹嗪、異喹啉、喹啉、萘啶、酞嗪、喹噁啉、喹唑啉、噌啉、蝶啶、吖啶、呸啶、菲咯啉、哢唑、哢啉、吩嗪、抗溶素(anthyridine)、噻二唑、噁二唑、三嗪、三唑、四唑、苯並咪唑、苯並噁唑、苯並噻唑、苯並噻二唑、苯並氟烷、萘並咪唑、苯並三唑、四氮雜茚。此外,還較佳為使這些雜環中具有共軛鍵的環氫化而得的飽和雜環。
作為取代烷基、烷氧基或者烷硫基的雜環基、或者雜環氧基中所含的雜環基,較佳為從上述雜環中去除1個氫原子而得的基。
作為R
23a~R
26a為包含脂環式烴基的烷氧基的情況下的例子,可例舉環戊基氧基、甲基環戊基氧基、環己基氧基、氟環己基氧基、氯環己基氧基、環己基甲基氧基、甲基環己基氧基、降冰片基氧基、乙基環己基氧基、環己基乙基氧基、二甲基環己基氧基、甲基環己基甲基氧基、降冰片基甲基氧基、三甲基環己基氧基、1-環己基丁基氧基、金剛烷基氧基、薄荷基氧基、正丁基環己基氧基、叔丁基環己基氧基、冰片基氧基、異冰片基氧基、十氫萘基氧基、二環戊二烯氧基、1-環己基戊基氧基、甲基金剛烷基氧基、金剛烷基甲基氧基、4-戊基環己基氧基、環己基環己基氧基、金剛烷基乙基氧基、二甲基金剛烷基氧基。
作為R
23a~R
26a為雜環氧基的情況下的例子,可例舉四氫呋喃基氧基、糠基氧基、四氫糠基氧基、四氫吡喃基氧基、丁內酯基氧基、吲哚基氧基。
作為R
23a~R
26a為包含脂環式烴基的烷硫基的情況下的例子,可例舉環戊基硫基、環己基硫基、環己基甲硫基、降冰片基硫基、異降冰片基硫基。
作為R
23a~R
26a為雜環硫基的情況下的例子,可例舉糠基硫基、四氫呋喃基硫基。
作為R
23a~R
26a為烷氧基的與氧原子不相鄰的任意位置的亞甲基被-CO-取代而得的基的情況下的例子,可例舉2-酮丁基-1-氧基、2-酮戊基-1-氧基、2-酮己基-1-氧基、2-酮庚基-1-氧基、2-酮辛基-1-氧基、3-酮丁基-1-氧基、4-酮戊基-1-氧基、5-酮己基-1-氧基、6-酮庚基-1-氧基、7-酮辛基-1-氧基、3-甲基-2-酮戊烷-4-氧基、2-酮戊烷-4-氧基、2-甲基-2-酮戊烷-4-氧基、3-酮庚烷-5-氧基、2-金剛烷酮-5-氧基。
作為R
23a~R
26a為烷硫基的與硫原子不相鄰的任意位置的亞甲基被-CO-取代而得的基的情況下的例子,可例舉2-酮丁基-1-硫基、2-酮戊基-1-硫基、2-酮己基-1-硫基、2-酮庚基-1-硫基、2-酮辛基-1-硫基、3-酮丁基-1-硫基、4-酮戊基-1-硫基、5-酮己基-1-硫基、6-酮庚基-1-硫基、7-酮辛基-1-硫基、3-甲基-2-酮戊烷-4-硫基、2-酮戊烷-4-硫基、2-甲基-2-酮戊烷-4-硫基、3-酮庚烷-5-硫基。
作為以式(a21)表示的化合物的具體例,可例舉以下的化合物。
可以單獨使用產酸劑(A),也可以組合2種以上使用。此外,產酸劑(A)的含量相對於感光性組成物的總固體成分量較佳為0.1質量%以上10質量%以下,更較佳為0.2質量%以上6質量%以下,特別較佳為0.5質量%以上3質量%以下。通過使產酸劑(A)的使用量為上述範圍內,容易製備具備良好的靈敏度、為均勻的溶液且保存穩定性優異的感光性組成物。
<樹脂(B)>
感光性組成物中,作為對鹼的溶解性因酸的作用而增大的樹脂(B),包含丙烯酸樹脂(B3)作為必需成分。並且,丙烯酸樹脂(B3)包含以式(B3-1)表示的結構單元。
感光性組成物可以包含丙烯酸樹脂(B3)並且包含丙烯酸樹脂(B3)以外的對鹼的溶解性因酸的作用而增大的任意的樹脂。其中,丙烯酸樹脂(B3)的質量相對於樹脂(B)的質量的比率較佳為50質量%以上,更較佳為70質量%以上,進一步較佳為90質量%以上,特別較佳為100質量%。
作為丙烯酸樹脂(B3)以外的對鹼的溶解性因酸的作用而增大的任意的樹脂,可例舉對鹼的溶解性因酸的作用而增大的酚醛清漆樹脂(B1)、對鹼的溶解性因酸的作用而增大的聚羥基苯乙烯樹脂(B2)、和丙烯酸樹脂(B3)以外的對鹼的溶解性因酸的作用而增大的丙烯酸樹脂。
以下,對各樹脂進行具體的說明。
[酚醛清漆樹脂(B1)]
作為酚醛清漆樹脂(B1),能夠使用包含以下述式(b1)表示的結構單元的樹脂。
上述式(b1)中,R
1b表示酸解離性溶解抑制基,R
2b、R
3b分別獨立地表示氫原子或碳原子數為1以上6以下的烷基。
作為以上述R
1b表示的酸解離性溶解抑制基,較佳以下述式(b2)、(b3)表示的基、碳原子數為1以上6以下的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基、乙烯基氧基乙基、四氫吡喃基、四氫呋喃基、或者三烷基甲矽烷基。
上述式(b2)、(b3)中,R
4b、R
5b分別獨立地表示氫原子、或者碳原子數為1以上6以下的直鏈狀或支鏈狀的烷基,R
6b表示碳原子數為1以上10以下的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基,R
7b表示碳原子數為1以上6以下的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基,o表示0或1。
作為上述直鏈狀或支鏈狀的烷基,可例舉甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、戊基、異戊基、新戊基等。此外,作為上述環狀的烷基,可例舉環戊基、環己基等。
在此,作為以上述式(b2)表示的酸解離性溶解抑制基,具體可例舉甲氧基乙基、乙氧基乙基、正丙氧基乙基、異丙氧基乙基、正丁氧基乙基、異丁氧基乙基、叔丁氧基乙基、環己氧基乙基、甲氧基丙基、乙氧基丙基、1-甲氧基-1-甲基-乙基、1-乙氧基-1-甲基乙基等。此外,作為以上述式(b3)表示的酸解離性溶解抑制基,具體而言可例舉叔丁氧基羰基、叔丁氧基羰基甲基等。此外,作為上述三烷基甲矽烷基,可例舉三甲基甲矽烷基、三叔丁基二甲基甲矽烷基等各烷基的碳原子數為1以上6以下的基。
[聚羥基苯乙烯樹脂(B2)]
作為聚羥基苯乙烯樹脂(B2),能夠使用包含以下述式(b4)表示的結構單元的樹脂。
上述式(b4)中,R
8b表示氫原子或者碳原子數為1以上6以下的烷基,R
9b表示酸解離性溶解抑制基。
上述碳原子數為1以上6以下的烷基例如為碳原子數為1以上6以下的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基。作為直鏈狀或支鏈狀的烷基,可例舉甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、戊基、異戊基、新戊基等,作為環狀的烷基,可例舉環戊基、環己基等。
作為以上述R
9b表示的酸解離性溶解抑制基,能夠使用與上述式(b2)、(b3)中例示的酸解離性溶解抑制基同樣的酸解離性溶解抑制基。
進而,出於適度地控制物理、化學特性的目的,聚羥基苯乙烯樹脂(B2)能夠包含其他的聚合性化合物作為結構單元。作為這樣的聚合性化合物,可例舉公知的自由基聚合性化合物、陰離子聚合性化合物。此外,作為這樣的聚合性化合物,例如能夠例舉丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等一元羧酸類;馬來酸、富馬酸、衣康酸等二元羧酸類;2-甲基丙烯醯氧基乙基琥珀酸、2-甲基丙烯醯氧基乙基馬來酸、2-甲基丙烯醯氧基乙基鄰苯二甲酸、2-甲基丙烯醯氧基乙基六氫鄰苯二甲酸等具有羧基以及酯鍵的甲基丙烯酸衍生物類;(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯等(甲基)丙烯酸烷基酯類;(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯等(甲基)丙烯酸羥基烷基酯類;(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯等(甲基)丙烯酸芳基酯類;馬來酸二乙酯、富馬酸二丁酯等二元羧酸二酯類;苯乙烯、α-甲基苯乙烯、氯苯乙烯、氯甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、羥基苯乙烯、α-甲基羥基苯乙烯、α-乙基羥基苯乙烯等含乙烯基的芳香族化合物類;乙酸乙烯酯等含乙烯基的脂肪族化合物類;丁二烯、異戊二烯等共軛二烯烴類;丙烯腈、甲基丙烯腈等含腈基的聚合性化合物類;氯乙烯、偏氯乙烯等含氯的聚合性化合物;丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺等含醯胺鍵的聚合性化合物類等。
[丙烯酸樹脂(B3)]
作為對鹼的溶解性因酸的作用而增大的樹脂(B)的丙烯酸樹脂(B3)包含以下述式(B3-1)表示的結構單元。
(式(B3-1)中,R
b01為-O-、-S-、-CO-O-、-CO-NH-或者-SO
2-,R
b02以及R
b03分別獨立地為氫原子或者有機基,R
b02以及R
b03中的至少一個為以-CO-O-R
b04表示的基,R
b04為氫原子或者有機基,x1以及x2分別獨立地為1或者2。)
另外,在本說明書中「丙烯酸樹脂」為如下樹脂:以式(B3-1)表示的結構單元與源自具有(甲基)丙烯醯氧基的單體的結構單元的合計相對於構成樹脂的全部結構單元的比率為50莫耳%以上,較佳為70莫耳%以上,更較佳為90莫耳%以上的樹脂。
此外,在本說明書中,「(甲基)丙烯酸」是指「丙烯酸」以及「甲基丙烯酸」這兩者。「(甲基)丙烯酸酯」是指「丙烯酸酯」以及「甲基丙烯酸酯」這兩者。「(甲基)丙烯醯氧基」是指「丙烯醯氧基」以及「甲基丙烯醯氧基」這兩者。
在式(B3-1)中,R
b01為-O-、-S-、-CO-O-、 -CO-NH-或者-SO
2-。R
b01較佳為-O-。即,較佳式(B3-1)是在主鏈中形成環狀醚的結構。
式(B3-1)中,R
b02以及R
b03分別獨立地為氫原子或者有機基,R
b02以及R
b03中的至少一個為以-CO-O-R
b04表示的基。
作為R
b02以及R
b03的有機基,可例舉以-CO-O-R
b04表示的基。
R
b04為氫原子或者有機基。
作為R
b04的有機基,可例舉碳原子數為1以上20以下的烴基。碳原子數為1以上20以下的烴基可以是脂肪族烴基也可以是芳香族烴基。
作為脂肪族烴基,可例舉直鏈狀或支鏈狀的烷基,例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基。
作為芳香族烴基,可例舉苯基、萘基。
式(B3-1)中,從穩定的環狀結構的觀點來看,x1與x2的合計較佳為2或者3。例如,在式(B3-1)中,較佳x1以及x2同為1,R
b02以及R
b03中的一個為氫原子。
在固體成分濃度較高的情況下,保存穩定性差,例如感光性組成物的黏度容易歷時變化。
但是,通過使用包含以式(B3-1)表示的結構單元的丙烯酸樹脂(B3)作為樹脂(B),使固體成分濃度為25質量%以上70質量%以下的範圍,能夠實現即使固體成分濃度較高保存穩定性也優異的感光性組成物。
例如,在將使用E型黏度計以25℃測量感光性組成物時的黏度設為V1、將感光性組成物以40℃靜置2週並使用E型黏度計以25℃測量靜置後的感光性組成物時的黏度設為V2時,能夠使V2/V1小於1.1。
感光性組成物的固體成分濃度較高,因此容易形成厚膜(例如70μm以上)的感光性層。因此,感光性組成物例如能夠較佳地用於形成鍍敷造形物。
此外,使用上述感光性組成物形成的感光性層可抑制曝光後的對顯影液的排斥。因此,例如能夠使顯影液與感光性層整體接觸,能夠在設置有感光性層的區域整體形成與遮罩等對應的所期望的形狀的阻劑圖型。
此外,使用上述感光性組成物形成的感光性層可抑制曝光後顯影時的膨潤。因此,例如,可抑制得到的阻劑圖型因膨潤而產生皺紋、未曝光部的溶解以及浮起和變形。
此外,使用上述感光性組成物形成的感光性層可抑制裂紋的產生,即抗裂紋性優異。因此,例如,在將得到的阻劑圖型作為用於形成鍍敷造形物的鑄模使用的情況下,容易形成所期望的形狀的鍍敷造形物。
丙烯酸樹脂(B3)中的以式(B3-1)表示的結構單元的量沒有特別限定,以式(B3-1)表示的結構單元的質量相對於丙烯酸樹脂(B3)的質量的比率較佳為5質量%以上50質量%以下,更較佳為10質量%以上40質量%以下,進一步較佳為10質量%以上30質量%以下。
丙烯酸樹脂(B3)也可以含有從包含例如含-SO
2-環式基或者含內酯環式基的丙烯酸酯衍生的結構單元(b-3)。在該情況下,在形成阻劑圖型時,容易形成具有較佳的截面形狀的阻劑圖型。但是,若具有含-SO
2-環式基或者含內酯環式基,則感光性組成物的保存穩定性變差,因此較佳不含有含-SO
2-環式基以及含內酯環式基或者含量較少。
(含-SO
2-環式基)
在此,「含-SO
2-環式基」表示在其環骨架中含有包含-SO
2-的環的環式基,具體而言,是-SO
2-中的硫原子(S)形成環式基的環骨架的一部分的環式基。在該環骨架中將含-SO
2-的環計作第一個環,在只有該環的情況下稱為單環式基,在還具有其他環結構的情況下不論其結構如何均稱為多環式基。含-SO
2-環式基可以是單環式的,也可以是多環式的。
含-SO
2-環式基特別較佳為在其環骨架中包含-O-SO
2-的環式基,即含有-O-SO
2-中的-O-S-形成環骨架的一部分的磺酸內酯(sultone)環的環式基。
含-SO
2-環式基的碳原子數較佳為3以上30以下,更較佳為4以上20以下,進一步較佳為4以上15以下,特別較佳為4以上12以下。該碳原子數是構成環骨架的碳原子的數量,不包含取代基中的碳原子數。
含-SO
2-環式基可以為含-SO
2-的脂肪族環式基,也可以為含-SO
2-的芳香族環式基。較佳為含-SO
2-的脂肪族環式基。
作為含-SO
2-的脂肪族環式基,可例舉從構成其環骨架的碳原子的一部分被-SO
2-或者-O-SO
2-取代而得的脂肪族烴環中去除至少1個氫原子而得的基。更具體而言,可例舉從構成其環骨架的-CH
2-被-SO
2-取代而得的脂肪族烴環中去除至少1個氫原子而得的基、從構成其環的-CH
2-CH
2-被-O-SO
2-取代而得的脂肪族烴環中去除至少1個氫原子而得的基等。
該脂環式烴環的碳原子數較佳為3以上20以下,更較佳為3以上12以下。該脂環式烴環可以是多環式的,也可以是單環式的。作為單環式的脂環式烴基,較佳為從碳原子數為3以上6以下的單環烷烴中去除2個氫原子而得的基。作為該單環烷烴,能夠例示環戊烷、環己烷等。作為多環式的脂環式烴環,較佳為從碳原子數為7以上12以下的多環烷烴中去除2個氫原子而得的基,作為該多環烷烴,具體而言,可例舉金剛烷、降冰片烷、異冰片烷、三環癸烷、四環十二烷等。
含-SO
2-環式基可具有取代基。作為該取代基,例如可例舉烷基、烷氧基、鹵素原子、鹵代烷基、羥基、氧原子(=O)、-COOR”、-OC(=O)R”、羥基烷基、氰基等。
作為該取代基的烷基,較佳碳原子數為1以上6以下的烷基。該烷基較佳為直鏈狀或者支鏈狀。具體而言,可例舉甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、新戊基、正己基等。這些之中,較佳為甲基或者乙基,特別較佳為甲基。
作為該取代基的烷氧基,較佳碳原子數為1以上6以下的烷氧基。該烷氧基較佳為直鏈狀或者支鏈狀。具體而言,可例舉作為上述取代基的烷基所例舉的烷基與氧原子(-O-)鍵結而得的基。
作為該取代基的鹵素原子,可例舉氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,較佳氟原子。
作為該取代基的鹵代烷基,可例舉上述烷基的一部分或全部的氫原子被上述鹵素原子取代而得的基。
作為該取代基的鹵代烷基,可例舉作為上述取代基的烷基所例舉的烷基的一部分或全部的氫原子被上述鹵素原子取代而得的基。作為該鹵代烷基,較佳為氟代烷基,特別較佳為全氟烷基。
上述的-COOR”、-OC(=O)R”中的R”均為氫原子或者碳原子數為1以上15以下的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基。
在R”為直鏈狀或支鏈狀的烷基的情況下,該鏈狀的烷基的碳原子數較佳為1以上10以下,更較佳為1以上5以下,特別較佳為1或者2。
在R”為環狀的烷基的情況下,該環狀的烷基的碳原子數較佳為3以上15以下,更較佳為4以上12以下,特別較佳為5以上10以下。具體而言,能夠例示從可被氟原子或氟代烷基取代或者未被取代的單環烷烴中、或者從雙環烷烴、三環烷烴、四環烷烴等多環烷烴中去除1個以上氫原子而得的基等。更具體而言,可例舉從環戊烷、環己烷等單環烷烴中或者從金剛烷、降冰片烷、異冰片烷、三環癸烷、四環十二烷等多環烷烴中去除1個以上氫原子而得的基等。
作為該取代基的羥基烷基,較佳碳原子數為1以上6以下的羥基烷基。具體而言,可例舉作為上述取代基的烷基所例舉的烷基的至少1個氫原子被羥基取代而得的基。
作為含-SO
2-環式基,更具體而言,可例舉以下述式(3-1)~(3-4)表示的基。
(式中,A’為可以含有氧原子或硫原子的碳原子數為1以上5以下的亞烷基、氧原子或者硫原子,z為0以上2以下的整數,R
10b為烷基、烷氧基、鹵代烷基、羥基、
-COOR”、-OC(=O)R”、羥基烷基或者氰基,R”為氫原子或者烷基。)
在上述式(3-1)~(3-4)中,A’為可含有氧原子(-O-)或硫原子(-S-)的碳原子數為1以上5以下的亞烷基、氧原子或者硫原子。作為A’中的碳原子數為1以上5以下的亞烷基,較佳為直鏈狀或支鏈狀的亞烷基,可例舉亞甲基、亞乙基、正亞丙基、異亞丙基等。
在該亞烷基包含氧原子或硫原子的情況下,作為其具體例,可例舉在前述亞烷基的末端或碳原子間介有-O-或-S-的基,例如可例舉-O-CH
2-、-CH
2-O-CH
2-、-S-CH
2-、-CH
2-S-CH
2-等。作為A’,較佳碳原子數為1以上5以下的亞烷基或者-O-,更較佳碳原子數為1以上5以下的亞烷基,最較佳亞甲基。
z可以是0、1以及2中的任一個,最較佳為0。在z為2的情況下,多個R
10b可以分別相同也可以不同。
作為R
10b中的烷基、烷氧基、鹵代烷基、
-COOR”、-OC(=O)R”、羥基烷基,可分別例舉與上述說明的作為含-SO
2-環式基可以具有的取代基而例舉的烷基、烷氧基、鹵代烷基、-COOR”、-OC(=O)R”以及羥基烷基同樣的基。
以下,例示以上述式(3-1)~(3-4)表示的具體的環式基。另外,式中的「Ac」表示乙醯基。
作為含-SO
2-環式基,較佳為在上述中以前述式(3-1)表示的基,更較佳為從以前述化學式(3-1-1)、(3-1-18)、(3-3-1)以及(3-4-1)中的任一個表示的基構成的組中選擇的至少一種,最較佳為以前述化學式(3-1-1)表示的基。
(含內酯環式基)
「含內酯環式基」表示在其環骨架中含有含-O-C(=O)-的環(內酯環)的環式基。將內酯環記作第一個環,在僅有內酯環的情況下稱為單環式基,在還具有其他環結構的情況下,無論其結構如何均稱為多環式基。含內酯環式基可以為單環式基,也可以為多環式基。
作為結構單元(b-3)中的含內酯環式基,沒有特別限定,可使用任意的含內酯環式基。具體而言,作為含內酯單環式基,可例舉從四~六員環內酯中去除1個氫原子而得的基,例如從β-丙內酯中去除1個氫原子而得的基、從γ-丁內酯中去除1個氫原子而得的基、從δ-戊內酯中去除1個氫原子而得的基等。此外,作為含內酯多環式基,可例舉從具有內酯環的雙環烷烴、三環烷烴、四環烷烴中去除1個氫原子而得的基。
作為結構單元(b-3),只要是具有含-SO
2-環式基或含內酯環式基的結構單元,則其他部分的結構並無特別地限定,較佳從作為從與α位的碳原子鍵結的氫原子可以被取代基取代的丙烯酸酯衍生的結構單元的、包含含-SO
2-環式基的結構單元(b-3-S)以及作為從與α位的碳原子鍵結的氫原子可以被取代基取代的丙烯酸酯衍生的結構單元的、包含含內酯環式基的結構單元(b-3-L)構成的組中選擇的至少1種結構單元。
[結構單元(b-3-S)]
作為結構單元(b-3-S)的例子,更具體而言,可例舉以下述式(b-S1)表示的結構單元。
式(b-S1)中,R與前述相同。
R
11b與上述例舉的含-SO
2-環式基相同。
R
12b可以是單鍵、2價的連接基中的任一種。
作為R
12b中的2價的連接基,並未特別地限定,作為較佳的例子,可例舉可具有取代基的2價烴基、含雜原子的2價的連接基等。
•可具有取代基的2價烴基
作為2價的連接基的烴基,可以是脂肪族烴基,也可以是芳香族烴基。脂肪族烴基表示不具有芳香族性的烴基。該脂肪族烴基可以是飽和的,也可以是不飽和的。通常較佳為飽和烴基。作為該脂肪族烴基,更具體而言,可例舉直鏈狀或支鏈狀的脂肪族烴基、在結構中含環的脂肪族烴基等。
前述直鏈狀或支鏈狀的脂肪族烴基的碳原子數較佳為1以上10以下,更較佳為1以上8以下,進一步較佳為1以上5以下。
作為直鏈狀的脂肪族烴基,較佳為直鏈狀的亞烷基。具體而言,可例舉亞甲基[-CH
2-]、亞乙基 [-(CH
2)
2-]、亞丙基[-(CH
2)
3-]、亞丁基[-(CH
2)
4-]、亞戊基[-(CH
2)
5-]等。
作為支鏈狀的脂肪族烴基,較佳為支鏈狀的亞烷基。具體而言,可例舉-CH(CH
3)-、-CH(CH
2CH
3)-、 -C(CH
3)
2-、-C(CH
3)(CH
2CH
3)-、-C(CH
3)(CH
2CH
2CH
3)-、 -C(CH
2CH
3)
2-等烷基亞甲基;-CH(CH
3)CH
2-、
-CH(CH
3)CH(CH
3)-、-C(CH
3)
2CH
2-、-CH(CH
2CH
3)CH
2-、
-C(CH
2CH
3)
2-CH
2-等烷基亞乙基;-CH(CH
3)CH
2CH
2-、
-CH
2CH(CH
3)CH
2-等烷基亞丙基;-CH(CH
3)CH
2CH
2CH
2-、-CH
2CH(CH
3)CH
2CH
2-等烷基亞丁基等烷基亞烷基等。作為烷基亞烷基中的烷基,優選碳原子數為1以上5以下的直鏈狀的烷基。
上述的直鏈狀或支鏈狀的脂肪族烴基可以具有取代氫原子的取代基(氫原子以外的基或者原子),也可以不具有取代基。作為該取代基,可例舉氟原子、被氟原子取代而得的碳原子數為1以上5以下的氟代烷基、氧代基(=O)等。
作為上述的在結構中含環的脂肪族烴基,可例舉在環結構中含雜原子的可含取代基的環狀的脂肪族烴基(從脂肪族烴環中去除2個氫原子而得的基)、該環狀的脂肪族烴基與直鏈狀或支鏈狀的脂肪族烴基的末端鍵結而得的基、該環狀的脂肪族烴基介於直鏈狀或支鏈狀的脂肪族烴基之間的基等。作為上述的直鏈狀或支鏈狀的脂肪族烴基,可例舉與上述相同的基。
環狀的脂肪族烴基的碳原子數較佳為3以上20以下,更較佳為3以上12以下。
環狀的脂肪族烴基可以是多環式的,也可以是單環式的。作為單環式的脂肪族烴基,優選從單環烷烴中去除2個氫原子而得的基。該單環烷烴的碳原子數較佳為3以上6以下。具體而言,可例舉環戊烷、環己烷等。作為多環式的脂肪族烴基,優選從多環烷烴中去除2個氫原子而得的基。該多環烷烴的碳原子數較佳為7以上12以下。具體而言,可例舉金剛烷、降冰片烷、異冰片烷、三環癸烷、四環十二烷等。
環狀的脂肪族烴基可以具有取代氫原子的取代基(氫原子以外的基或者原子),也可以不具有取代基。作為該取代基,可例舉烷基、烷氧基、鹵素原子、鹵代烷基、羥基、氧代基(=O)等。
作為上述取代基的烷基,優選碳原子數為1以上5以下的烷基,更優選甲基、乙基、丙基、正丁基以及叔丁基。
作為上述取代基的烷氧基,優選碳原子數為1以上5以下的烷氧基,更優選甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基以及叔丁氧基,特別優選甲氧基以及乙氧基。
作為上述取代基的鹵素原子,可例舉氟原子、氯原子、溴原子以及碘原子等,較佳為氟原子。
作為上述取代基的鹵代烷基,可例舉上述烷基的一部分或全部的氫原子被上述鹵素原子取代而得的基。
環狀的脂肪族烴基中,構成其環結構的碳原子的一部分可以被-O-或者-S-取代。作為該含雜原子的取代基,優選-O-、-C(=O)-O-、-S-、-S(=O)
2-、-S(=O)
2-O-。
作為2價烴基的芳香族烴基,為具有至少1個芳香環的2價烴基,可具有取代基。芳香環只要是具有4n+2個π電子的環狀共軛體系則沒有特別地限定,可以是單環式的,也可以是多環式的。芳香環的碳原子數較佳為5以上30以下,更較佳為5以上20以下,進一步較佳為6以上15以下,特別較佳為6以上12以下。其中,該碳原子數不包含取代基的碳原子數。
作為芳香環,具體而言,可例舉苯、萘、蒽以及菲等芳香族烴環;構成前述芳香族烴環的碳原子的一部分被雜原子取代而得的芳香族雜環等。作為芳香族雜環中的雜原子,可例舉氧原子、硫原子、氮原子等。作為芳香族雜環,具體而言,可例舉吡啶環、噻吩環等。
作為2價烴基的芳香族烴基,具體而言,可例舉從上述芳香族烴環或芳香族雜環中去除2個氫原子而得的基(亞芳基或者亞雜芳基);從包含2個以上的芳香環的芳香族化合物(例如聯苯、芴等)中去除2個氫原子而得的基;從上述芳香族烴環或芳香族雜環中去除1個氫原子而得的基(芳基或者雜芳基)的1個氫原子被亞烷基取代而得的基(例如從苄基、苯乙基、1-萘基甲基、2-萘基甲基、1-萘基乙基、2-萘基乙基等芳基烷基中的芳基中進一步去除1個氫原子而得的基)等。
與上述芳基或者雜芳基鍵結的亞烷基的碳原子數較佳為1以上4以下,更較佳為1以上2以下,特別較佳為1。
上述芳香族烴基中,該芳香族烴基所具有的氫原子也可被取代基所取代。例如,該芳香族烴基中與芳香環鍵結的氫原子可被取代基取代。作為該取代基,例如可例舉烷基、烷氧基、鹵素原子、鹵代烷基、羥基、氧代基(=O)等。
作為上述取代基的烷基,較佳碳原子數為1以上5以下的烷基,更較佳甲基、乙基、正丙基、正丁基以及叔丁基。
作為上述取代基的烷氧基,較佳碳原子數為1以上5以下的烷氧基,且較佳甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基以及叔丁氧基,更較佳甲氧基以及乙氧基。
作為上述取代基的鹵素原子,可例舉氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,較佳氟原子。
作為上述取代基的鹵代烷基,可例舉上述烷基的一部分或全部的氫原子被前述鹵素原子取代而得的基。
•含雜原子的2價的連接基
含雜原子的2價的連接基中的雜原子是指碳原子以及氫原子以外的原子,例如可例舉氧原子、氮原子、硫原子以及鹵素原子等。
作為含雜原子的2價的連接基,具體而言,可例舉-O-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-O-、-S-、
-S(=O)
2-、-S(=O)
2-O-、-NH-、-NH-C(=O)-、-NH-C(=NH)-、=N-等非烴類連接基、這些非烴類連接基中的至少1種與2價烴基的組合等。作為該2價烴基,可例舉與上述可具有取代基的2價烴基相同的基,較佳為直鏈狀或支鏈狀的脂肪族烴基。
上述中,-C(=O)-NH-中的-NH-、-NH-、
-NH-C(=NH)-中的H可以分別被烷基、醯基等取代基取代。該取代基的碳原子數較佳為1以上10以下,更較佳為1以上8以下,特別較佳為1以上5以下。
作為R
12b中的2價的連接基,特別較佳為直鏈狀或支鏈狀的亞烷基、環狀的脂肪族烴基或者含雜原子的2價的連接基。
在R
12b中的2價的連接基為直鏈狀或支鏈狀亞烷基的情況下,該亞烷基的碳原子數較佳為1以上10以下,更較佳為1以上6以下,特別較佳為1以上4以下,最較佳為1以上3以下。具體而言,可例舉與在作為前述2價的連接基的「可具有取代基的2價烴基」的說明中、作為直鏈狀或支鏈狀的脂肪族烴基而例舉的直鏈狀的亞烷基、支鏈狀的亞烷基相同的基。
在R
12b中的2價的連接基為環狀的脂肪族烴基的情況下,作為該環狀的脂肪族烴基,可例舉與在作為前述2價的連接基的「可具有取代基的2價烴基」的說明中、作為「在結構中含環的脂肪族烴基」而例舉的環狀的脂肪族烴基相同的基。
作為該環狀的脂肪族烴基,特別較佳為從環戊烷、環己烷、降冰片烷、異冰片烷、金剛烷、三環癸烷或者四環十二烷中去除兩個以上氫原子而得的基。
在R
12b中的2價的連接基為含雜原子的2價的連接基的情況下,就作為該連接基而較佳的例子而言,可例舉-O-、-C(=O)-O-、-C(=O)-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-NH-(H可以被烷基、醯基等取代基取代)、-S-、 -S(=O)
2-、-S(=O)
2-O-、以通式-Y
1-O-Y
2-、
-[Y
1-C(=O)-O]
m’-Y
2-或-Y
1-O-C(=O)-Y
2-表示的基[式中,Y
1及Y
2分別獨立地為可以具有取代基的2價烴基,O為氧原子,m’為0以上3以下的整數]等。
在R
12b中的2價的連接基為-NH-的情況下, -NH-中的氫原子可被烷基、醯基等取代基取代。該取代基(烷基、醯基等)的碳原子數較佳為1以上10以下,更較佳為1以上8以下,特別較佳為1以上5以下。
式-Y
1-O-Y
2-、-[Y
1-C(=O)-O]
m’-Y
2-或-Y
1-O-C(=O)-Y
2-中,Y
1及Y
2分別獨立地為可具有取代基的2價烴基。作為該2價烴基,可例舉與作為前述2價的連接基的說明中例舉的「可具有取代基的2價烴基」相同的基。
作為Y
1,較佳直鏈狀的脂肪族烴基,更較佳直鏈狀的亞烷基,更較佳碳原子數為1以上5以下的直鏈狀的亞烷基,特別較佳亞甲基以及亞乙基。
作為Y
2,較佳直鏈狀或支鏈狀的脂肪族烴基,更較佳亞甲基、亞乙基以及烷基亞甲基。該烷基亞甲基中的烷基較佳碳原子數為1以上5以下的直鏈狀的烷基,更較佳碳原子數為1以上3以下的直鏈狀的烷基,特別較佳甲基。
在以式-[Y
1-C(=O)-O]
m’-Y
2-表示的基中,m’為0以上3以下的整數,較佳為0以上2以下的整數,更較佳為0或1,特別較佳為1。也就是說,作為以式
-[Y
1-C(=O)-O]
m’-Y
2-表示的基,特別較佳以式-Y
1-C(=O)-O-Y
2-表示的基。其中,較佳以式-(CH
2)
a’-C(=O)-O-(CH
2)
b’-表示的基。該式中,a’為1以上10以下的整數,較佳為1以上8以下的整數,更較佳為1以上5以下的整數,進一步較佳為1或2,最較佳為1。b’為1以上10以下的整數,較佳為1以上8以下的整數,更較佳為1以上5以下的整數,進一步較佳為1或者2,最較佳為1。
對於R
12b中的2價的連接基,作為含雜原子的2價的連接基,較佳由至少1種非烴基與2價烴基的組合構成的有機基。其中,較佳具有氧原子作為雜原子的直鏈狀的基例如包含醚鍵或酯鍵的基,更較佳以前述的式-Y
1-O-Y
2-、-[Y
1-C(=O)-O]
m’-Y
2-或-Y
1-O-C(=O)-Y
2-表示的基,特別較佳以前述的式-[Y
1-C(=O)-O]
m’-Y
2-或-Y
1-O-C(=O)-Y
2-表示的基。
作為R
12b中的2價的連接基,較佳亞烷基或者包含酯鍵(-C(=O)-O-)的2價的連接基。
該亞烷基較佳為直鏈狀或支鏈狀的亞烷基。作為該直鏈狀的脂肪族烴基的較佳例,可例舉亞甲基
[-CH
2-]、亞乙基[-(CH
2)
2-]、亞丙基[-(CH
2)
3-]、亞丁基
[-(CH
2)
4-]以及亞戊基[-(CH
2)
5-]等。作為該支鏈狀的亞烷基的較佳例,可例舉-CH(CH
3)-、-CH(CH
2CH
3)-、
-C(CH
3)
2-、-C(CH
3)(CH
2CH
3)-、-C(CH
3)(CH
2CH
2CH
3)-、
-C(CH
2CH
3)
2-等烷基亞甲基;-CH(CH
3)CH
2-、
-CH(CH
3)CH(CH
3)-、-C(CH
3)
2CH
2-、-CH(CH
2CH
3)CH
2-、
-C(CH
2CH
3)
2-CH
2-等烷基亞乙基;-CH(CH
3)CH
2CH
2-、
-CH
2CH(CH
3)CH
2-等烷基亞丙基;-CH(CH
3)CH
2CH
2CH
2-、-CH
2CH(CH
3)CH
2CH
2-等烷基亞丁基等烷基亞烷基等。
作為包含酯鍵的2價的連接基,特別較佳以式:-R
13b-C(=O)-O-[式中,R
13b為2價的連接基]表示的基。即,結構單元(b-3-S)較佳為以下述式(b-S1-1)表示的結構單元。
作為R
13b,並無特別地限定,例如可例舉與前述的R
12b中的2價的連接基相同的基。
作為R
13b的2價的連接基,較佳為直鏈狀或支鏈狀的亞烷基、在結構中含環的脂肪族烴基、或者含雜原子的2價的連接基,更較佳為直鏈狀或支鏈狀的亞烷基或者包含氧原子作為雜原子的2價的連接基。
作為直鏈狀的亞烷基,較佳為亞甲基或者亞乙基,特別較佳為亞甲基。作為支鏈狀的亞烷基,較佳為烷基亞甲基或者烷基亞乙基,特別較佳為-CH(CH
3)-、
-C(CH
3)
2-或者-C(CH
3)
2CH
2-。
作為包含氧原子的2價的連接基,較佳包含醚鍵或酯鍵的2價的連接基,更較佳前述的-Y
1-O-Y
2-、
-[Y
1-C(=O)-O]
m’-Y
2-或-Y
1-O-C(=O)-Y
2-。Y
1以及Y
2分別獨立地為可具有取代基的2價烴基,m’為0以上3以下的整數。其中,較佳-Y
1-O-C(=O)-Y
2-,特別較佳以-(CH
2)
c-O-C(=O)-(CH
2)
d-表示的基。c為1以上5以下的整數,較佳為1或2。d為1以上5以下的整數,較佳為1或2。
作為結構單元(b-3-S),特別地,較佳為以下述式(b-S1-11)或者(b-S1-12)表示的結構單元,更較佳為以式(b-S1-12)表示的結構單元。
式(b-S1-11)中,A’較佳為亞甲基、氧原子 (-O-)或者硫原子(-S-)。
作為R
13b,較佳為直鏈狀或支鏈狀的亞烷基或者包含氧原子的2價的連接基。作為R
13b中的直鏈狀或支鏈狀的亞烷基、包含氧原子的2價的連接基,可分別例舉與前述的直鏈狀或支鏈狀的亞烷基、包含氧原子的2價的連接基相同的基。
作為以式(b-S1-12)表示的結構單元,特別地,較佳為以下述式(b-S1-12a)或者(b-S1-12b)表示的結構單元。
[結構單元(b-3-L)]
作為結構單元(b-3-L)的例子,例如可例舉將前述的式(b-S1)中的R
11b以含內酯環式基進行取代而得的結構單元,更具體而言,可例舉以下述式(b-L1)~(b-L5)表示的結構單元。
(式中,R為氫原子、碳原子數為1以上5以下的烷基或者碳原子數為1以上5以下的鹵代烷基;R’分別獨立地為氫原子、烷基、烷氧基、鹵代烷基、羥基、-COOR”、
-OC(=O)R”、羥基烷基或者氰基,R”為氫原子或者烷基;R
12b為單鍵或者2價的連接基,s”為0以上2以下的整數;A”為可以含有氧原子或硫原子的碳原子數為1以上5以下的亞烷基、氧原子或者硫原子;r為0或者1。)
式(b-L1)~(b-L5)中的R與上述相同。
作為R’中的烷基、烷氧基、鹵代烷基、-COOR”、 -OC(=O)R”、羥基烷基,可分別例舉與作為含-SO
2-環式基可以具有的取代基所例舉的有關烷基、烷氧基、鹵代烷基、-COOR”、-OC(=O)R”、羥基烷基的前述說明的基相同的基。
若考慮工業上容易獲得等,則R’較佳為氫原子。
R”中的烷基可以為直鏈狀、支鏈狀、環狀中的任一種。
在R”為直鏈狀或支鏈狀的烷基的情況下,較佳碳原子數為1以上10以下,進一步較佳碳原子數為1以上5以下。
在R”為環狀的烷基的情況下,較佳碳原子數為3以上15以下,進一步較佳碳原子數為4以上12以下,最較佳碳原子數為5以上10以下。具體而言,能夠例示從可被氟原子或氟代烷基取代或者未被取代的單環烷烴中、或者從雙環烷烴、三環烷烴、四環烷烴等多環烷烴中去除1個以上的氫原子而得的基等。具體而言,可例舉從環戊烷、環己烷等單環烷烴中或者從金剛烷、降冰片烷、異冰片烷、三環癸烷、四環十二烷等多環烷烴中去除1個以上的氫原子而得的基等。
作為A”,可例舉與前述的式(3-1)中的A’相同的基。A”較佳碳原子數為1以上5以下的亞烷基、氧原子(-O-)或者硫原子(-S-),更較佳碳原子數為1以上5以下的亞烷基或者-O-。作為碳原子數為1以上5以下的亞烷基,更佳為亞甲基或者二甲基亞甲基,最較佳為亞甲基。
R
12b與前述式(b-S1)中的R
12b相同。
式(b-L1)中,s”較佳為1或者2。
以下,對以前述式(b-L1)~(b-L3)表示的結構單元的具體例進行例示。以下的各式中,R
α表示氫原子、甲基或三氟甲基。
作為結構單元(b-3-L),較佳從以前述的式(b-L1)~(b-L5)表示的結構單元構成的組中選擇的至少1種,更較佳從以式(b-L1)~(b-L3)表示的結構單元構成的組中選擇的至少1種,特別較佳從以前述的式(b-L1)或者(b-L3)表示的結構單元構成的組中選擇的至少1種。
其中,較佳從以前述的式(b-L1-1)、(b-L1-2)、(b-L2-1)、(b-L2-7)、(b-L2-12)、(b-L2-14)、(b-L3-1)以及(b-L3-5)表示的結構單元構成的組中選擇的至少1種。
此外,丙烯酸樹脂(B3)中,作為因酸的作用使丙烯酸樹脂(B3)對鹼的溶解性提高的結構單元,包含具有酸解離性基的以下述式(b5)~(b7)表示的結構單元。
上述式(b5)~(b7)中,R
14b以及R
18b~R
23b分別獨立地表示氫原子、碳原子數為1以上6以下的直鏈狀或支鏈狀的烷基、氟原子、或者碳原子數為1以上6以下的直鏈狀或支鏈狀的氟代烷基,R
15b~R
17b分別獨立地表示碳原子數為1以上6以下的直鏈狀或支鏈狀的烷基、碳原子數為1以上6以下的直鏈狀或支鏈狀的氟代烷基、或者碳原子數為5以上20以下的脂肪族環式基,R
16b以及R
17b可以相互鍵結而與兩者所鍵結的碳原子一起形成碳原子數為5以上20以下的烴環,Y
b表示可具有取代基的脂肪族環式基或者烷基,p表示0以上4以下的整數,q表示0或者1。
另外,作為上述直鏈狀或支鏈狀的烷基,可例舉甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、戊基、異戊基、新戊基等。此外,氟代烷基是指,上述烷基的一部分或全部的氫原子被氟原子取代而得的基。
作為脂肪族環式基的具體例,可例舉從單環烷烴中或者從雙環烷烴、三環烷烴、四環烷烴等多環烷烴中去除1個以上的氫原子而得的基。具體而言,可例舉從環戊烷、環己烷、環庚烷、環辛烷等單環烷烴中或從金剛烷、降冰片烷、異冰片烷、三環癸烷、四環十二烷等多環烷烴中去除1個氫原子而得的基。特別地,較佳從環己烷、金剛烷中去除1個氫原子而得的基(可以進一步具有取代基)。
在上述R
16b以及R
17b未相互鍵結形成烴環的情況下,從高對比、解析度、焦深寬度等良好的觀點來看,作為上述R
15b、R
16b以及R
17b,較佳碳原子數為1以上4以下的直鏈狀或支鏈狀的烷基,更較佳碳原子數為2以上4以下的直鏈狀或支鏈狀的烷基。作為上述R
19b、R
20b、R
22b、R
23b,較佳為氫原子或者甲基。
上述R
16b以及R
17b也可以與兩者所鍵結的碳原子一起形成碳原子數為5以上20以下的脂肪族環式基。作為這樣的脂肪族環式基的具體例,可例舉從單環烷烴中或者從雙環烷烴、三環烷烴、四環烷烴等多環烷烴中去除1個以上的氫原子而得的基。具體而言,可例舉從環戊烷、環己烷、環庚烷、環辛烷等單環烷烴中或從金剛烷、降冰片烷、異冰片烷、三環癸烷、四環十二烷等多環烷烴中去除1個以上的氫原子而得的基。特別地,較佳為從環己烷、金剛烷中去除1個以上的氫原子而得的基(可以進一步具有取代基)。
進而,在上述R
16b以及R
17b形成的脂肪族環式基在其環骨架上具有取代基的情況下,作為該取代基的例子,可例舉羥基、羧基、氰基、氧原子(=O)等極性基或者碳原子數為1以上4以下的直鏈狀或支鏈狀的烷基。作為極性基,特別較佳為氧原子(=O)。
上述Y
b為脂肪族環式基或者烷基,可例舉從單環烷烴中或者從雙環烷烴、三環烷烴、四環烷烴等多環烷烴中去除1個以上的氫原子而得的基等。具體而言,可例舉從環戊烷、環己烷、環庚烷、環辛烷等單環烷烴中或從金剛烷、降冰片烷、異冰片烷、三環癸烷、四環十二烷等多環烷烴中去除1個以上的氫原子而得的基等。特別較佳從金剛烷中去除1個以上的氫原子而得的基(可以進一步具有取代基)。
進而,在上述Y
b的脂肪族環式基在其環骨架上具有取代基的情況下,作為該取代基的例子,可例舉羥基、羧基、氰基、氧原子(=O)等極性基或者碳原子數為1以上4以下的直鏈狀或支鏈狀的烷基。作為極性基,特別較佳為氧原子(=O)。
此外,在Y
b為烷基的情況下,較佳碳原子數為1以上20以下、較佳為6以上15以下的直鏈狀或支鏈狀的烷基。這樣的烷基特別較佳為烷氧基烷基,作為這樣的烷氧基烷基,可例舉1-甲氧基乙基、1-乙氧基乙基、1-正丙氧基乙基、1-異丙氧基乙基、1-正丁氧基乙基、1-異丁氧基乙基、1-叔丁氧基乙基、1-甲氧基丙基、1-乙氧基丙基、1-甲氧基-1-甲基-乙基、1-乙氧基-1-甲基乙基等。
作為以上述式(b5)表示的結構單元的較佳的具體例,能夠例舉以下述式(b5-1)~(b5-33)表示的結構單元。
上述式(b5-1)~(b5-33)中,R
24b表示氫原子或者甲基。
作為以上述式(b6)表示的結構單元的較佳的具體例,能夠例舉以下述式(b6-1)~(b6-26)表示的結構單元。
上述式(b6-1)~(b6-26)中,R
24b表示氫原子或者甲基。
作為以上述式(b7)表示的結構單元的較佳的具體例,能夠例舉以下述式(b7-1)~(b7-15)表示的結構單元。
上述式(b7-1)~(b7-15)中,R
24b表示氫原子或者甲基。
在以上說明的以式(b5)~(b7)表示的結構單元中,從容易合成且比較容易高靈敏度化的觀點來看,較佳為以式(b6)表示的結構單元。此外,在以式(b6)表示的結構單元中,較佳Y
b是烷基的結構單元,且較佳R
19b以及R
20b中的一方或者雙方是烷基的結構單元。
進而,丙烯酸樹脂(B3)較佳為由包含以上述式(b5)~(b7)表示的結構單元並且包含從具有醚鍵的聚合性化合物衍生的結構單元的共聚物構成的樹脂。
作為上述的具有醚鍵的聚合性化合物,能夠例示具有醚鍵以及酯鍵的(甲基)丙烯酸衍生物等自由基聚合性化合物,作為具體例,可例舉(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、甲氧基三乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸3-甲氧基丁酯、乙基卡必醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸四氫糠酯等。此外,上述具有醚鍵的聚合性化合物較佳為(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、甲氧基三乙二醇(甲基)丙烯酸酯。這些聚合性化合物可以單獨使用,也可以將2種以上組合使用。
進而,出於適度地控制物理、化學特性的目的,在丙烯酸樹脂(B3)中,能夠包含其他的聚合性化合物作為結構單元。作為這樣的聚合性化合物,可例舉公知的自由基聚合性化合物、陰離子聚合性化合物。
作為這樣的聚合性化合物,例如能夠例舉以下化合物等:丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等一元羧酸類;馬來酸、富馬酸、衣康酸等二元羧酸類;2-甲基丙烯醯氧基乙基琥珀酸、2-甲基丙烯醯氧基乙基馬來酸、2-甲基丙烯醯氧基乙基鄰苯二甲酸、2-甲基丙烯醯氧基乙基六氫鄰苯二甲酸等具有羧基以及酯鍵的甲基丙烯酸衍生物類;(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸環己酯等(甲基)丙烯酸烷基酯類;(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯等(甲基)丙烯酸羥基烷基酯類;(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯等(甲基)丙烯酸芳基酯類;馬來酸二乙酯、富馬酸二丁酯等二元羧酸二酯類;苯乙烯、α-甲基苯乙烯、氯苯乙烯、氯甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、羥基苯乙烯、α-甲基羥基苯乙烯、α-乙基羥基苯乙烯等含乙烯基的芳香族化合物類;乙酸乙烯酯等含乙烯基的脂肪族化合物類;丁二烯、異戊二烯等共軛二烯烴類;丙烯腈、甲基丙烯腈等含腈基的聚合性化合物類;氯乙烯、偏氯乙烯等含氯的聚合性化合物;丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺等含醯胺鍵的聚合性化合物類。
如上前述,丙烯酸樹脂(B3)也可以包含源自上述一元羧酸類或二元羧酸類這樣的具有羧基的聚合性化合物的結構單元。然而,從容易形成包括截面形狀為更良好的矩形的非阻劑部的阻劑圖型的觀點來看,丙烯酸樹脂(B3)中的源自具有羧基的聚合性化合物的結構單元的比率較佳為小於20質量%,更較佳為0.1質量%以上15質量%以下,特別較佳為1質量%以上10質量%以下。
此外,作為聚合性化合物,能夠例舉具有酸非解離性的脂肪族多環式基的(甲基)丙烯酸酯類、含乙烯基的芳香族化合物類等。從工業上容易獲得等觀點來看,作為酸非解離性的脂肪族多環式基,特別較佳為三環癸基、金剛烷基、四環十二烷基、異冰片基、降冰片基等。這些脂肪族多環式基可以具有碳原子數為1以上5以下的直鏈狀或支鏈狀的烷基作為取代基。
作為具有酸非解離性的脂肪族多環式基的(甲基)丙烯酸酯類,具體而言,能夠例示下述式(b8-1)~(b8-5)的結構的化合物。
上述式(b8-1)~(b8-5)中,R
25b表示氫原子或者甲基。
在丙烯酸樹脂(B3)包含含有含-SO
2-環式基或者含內酯環式基的結構單元(b-3)的情況下,丙烯酸樹脂(B3)中的結構單元(b-3)的含量較佳為50質量%以下,更較佳為30質量%以下。
此外,丙烯酸樹脂(B3)較佳包含5質量%以上、更較佳包含10質量%以上、特別較佳包含10質量%以上50質量%以下的以上述式(b5)~(b7)表示的結構單元。
丙烯酸樹脂(B3)較佳包含源自上述的具有醚鍵的聚合性化合物的結構單元。丙烯酸樹脂(B3)中,源自具有醚鍵的聚合性化合物的結構單元的含量較佳為0質量%以上50質量%以下,更較佳為5質量%以上40質量%以下,進一步較佳為5質量%以上30質量%以下。
丙烯酸樹脂(B3)較佳包含源自上述的具有酸非解離性的脂肪族多環式基的(甲基)丙烯酸酯類的結構單元。丙烯酸樹脂(B3)中,源自具有酸非解離性的脂肪族多環式基的(甲基)丙烯酸酯類的結構單元的含量較佳為0質量%以上60質量%以下,更較佳為5質量%以上50質量%以下,進一步較佳為5質量%以上30質量%以下。
只要感光性組成物含有規定量的丙烯酸樹脂(B3),則也能夠使用以上說明的丙烯酸樹脂(B3)以外的丙烯酸樹脂作為樹脂(B)。作為這樣的丙烯酸樹脂(B3)以外的丙烯酸樹脂,只要是包含以上述的式(b5)~(b7)表示的結構單元的樹脂,就沒有特別地限定。
以上說明的樹脂(B)的聚苯乙烯換算質均分子量較佳為10000以上600000以下,更較佳為20000以上400000以下,進一步較佳為30000以上300000以下。通過設為這樣的質均分子量,能夠在使感光性層從基板的剝離性不降低的前提下保持由感光性組成物構成的感光性層的充分的強度,進而容易防止鍍敷時的外形(profile)的膨脹或者裂紋的產生。
此外,樹脂(B)的分子量分佈係數較佳為1.05以上。在此,分子量分佈係數是指將質均分子量除以數均分子量而得的值。通過設為這樣的分子量分佈係數,能夠得到所期望的相對於鍍敷的應力抗性或者能夠避免由鍍敷處理得到的金屬層變得容易膨脹的問題。
樹脂(B)的含量相對於感光性組成物的總質量較佳為5質量%以上70質量%以下。
此外,樹脂(B)的含量相對於感光性組成物的總固體成分質量較佳為5質量%以上99質量%以下,更較佳為50質量%以上99質量%以下。
<酸擴散抑制劑(C)>
為了提高阻劑圖型的形狀、或感光性樹脂膜的靜置穩定性等,感光性組成物較佳還含有酸擴散抑制劑(C)。作為酸擴散抑制劑(C),較佳含氮化合物(C1),能夠根據需要進一步含有有機羧酸、或者磷的含氧酸或其衍生物(C2)。
[含氮化合物(C1)]
作為含氮化合物(C1),能夠例舉三甲胺、二乙胺、三乙胺、二正丙胺、三正丙胺、三正戊胺、三苄胺、二乙醇胺、三乙醇胺、正己胺、正庚胺、正辛胺、正壬胺、乙二胺、N,N,N’,N’-四甲基乙二胺、四亞甲基二胺、己二胺、4,4’-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基二苯醚、4,4’-二胺基二苯甲酮、4,4’-二胺基二苯胺、甲醯胺、N-甲基甲醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、乙醯胺、N-甲基乙醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、丙醯胺、苯甲醯胺、吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮、甲基脲、1,1-二甲基脲、1,3-二甲基脲、1,1,3,3-四甲基脲、1,3-二苯基脲、咪唑、苯並咪唑、4-甲基咪唑、8-羥基喹啉、吖啶、嘌呤、吡咯烷、呱啶、2,4,6-三(2-吡啶基)均三嗪、嗎啉、4-甲基嗎啉、呱嗪、1,4-二甲基呱嗪、1,4-二氮雜雙環[2.2.2]辛烷、吡啶等。這些可以單獨使用,也可以將2種以上組合使用。
此外,也能夠將ADK STAB LA-52、ADK STAB LA-57、ADK STAB LA-63P、ADK STAB LA-68、ADK STAB LA-72、ADK STAB LA-77Y、ADK STAB LA-77G、ADK STAB LA-81、ADK STAB LA-82及ADK STAB LA-87(均為ADEKA公司製)或4-羥基-1,2,2,6,6-五甲基呱啶衍生物等市售的受阻胺化合物或者2,6-二苯基吡啶及2,6-二叔丁基吡啶等2,6-位被烴基等取代基取代的吡啶作為含氮化合物(C1)使用。
相對於上述樹脂(B)以及下述鹼可溶性樹脂(D)的合計質量100質量份,含氮化合物(C1)通常以0質量份以上5質量份以下的範圍來使用,特別較佳以0質量份以上3質量份以下的範圍來使用。
[有機羧酸、或者磷的含氧酸或其衍生物(C2)]
在有機羧酸、或者磷的含氧酸或其衍生物(C2)中,作為有機羧酸,具體而言,較佳為丙二酸、檸檬酸、蘋果酸、琥珀酸、苯甲酸、水楊酸等,特別較佳為水楊酸。
作為磷的含氧酸或其衍生物,可例舉磷酸、磷酸二正丁酯、磷酸二苯酯等磷酸以及它們的酯這樣的衍生物;膦酸、膦酸二甲酯、膦酸二正丁酯、苯基膦酸、膦酸二苯酯、膦酸二苄酯等膦酸以及它們的酯這樣的衍生物;次膦酸、苯基次膦酸等次膦酸以及它們的酯這樣的衍生物等。在這些之中,特別較佳為膦酸。這些可以單獨使用,也可以將2種以上組合使用。
相對於上述樹脂(B)以及下述鹼可溶性樹脂(D)的合計質量100質量份,有機羧酸、或者磷的含氧酸或其衍生物(C2)通常以0質量份以上5質量份以下的範圍來使用,特別較佳以0質量份以上3質量份以下的範圍來使用。
此外,為了形成鹽而使其穩定化,有機羧酸、或者磷的含氧酸或其衍生物(C2)較佳使用與上述含氮化合物(C1)同等的量。
<鹼可溶性樹脂(D)>
感光性組成物可以不含有鹼可溶性樹脂(D),但也可以含有鹼可溶性樹脂(D)。在此,鹼可溶性樹脂是指:利用樹脂濃度20質量%的樹脂溶液(溶劑:丙二醇單甲醚乙酸酯)在基板上形成膜厚1μm的樹脂膜,在2.38質量%的TMAH水溶液中浸漬1分鐘時溶解0.01μm以上的樹脂,且是指不屬於前述樹脂(B)的樹脂(典型地,是指即使通過酸的作用,鹼可溶性實質上也不變動的樹脂)。作為鹼可溶性樹脂(D),較佳為從酚醛清漆樹脂(D1)、聚羥基苯乙烯樹脂(D2)以及丙烯酸樹脂(D3)構成的組中選擇的至少1種樹脂。
[酚醛清漆樹脂(D1)]
酚醛清漆樹脂例如通過使具有酚性羥基的芳香族化合物(以下,簡稱為「酚類」)與醛類在酸催化劑下加成縮合而得到。
作為上述酚類,例如可例舉苯酚、鄰甲酚、間甲酚、對甲酚、鄰乙基苯酚、間乙基苯酚、對乙基苯酚、鄰丁基苯酚、間丁基苯酚、對丁基苯酚、2,3-二甲苯酚、2,4-二甲苯酚、2,5-二甲苯酚、2,6-二甲苯酚、3,4-二甲苯酚、3,5-二甲苯酚、2,3,5-三甲基苯酚、3,4,5-三甲基苯酚、對苯基苯酚、間苯二酚、對苯二酚、對苯二酚單甲醚、連苯三酚、間苯三酚、羥基聯苯、雙酚A、沒食子酸、沒食子酸酯、α-萘酚、β-萘酚等。
作為上述醛類,例如可例舉甲醛、糠醛、苯甲醛、硝基苯甲醛、乙醛等。
加成縮合反應時的催化劑沒有特別地限定,例如可使用酸催化劑中的鹽酸、硝酸、硫酸、甲酸、草酸、乙酸等。
另外,通過使用鄰甲酚、將樹脂中羥基的氫原子取代為其他的取代基、或者使用體積大的醛類,可進一步提高酚醛清漆樹脂的柔軟性。
酚醛清漆樹脂(D1)的質均分子量在不妨礙本發明的目的的範圍內並無特別地限定,較佳為1000以上50000以下。
[聚羥基苯乙烯樹脂(D2)]
作為構成聚羥基苯乙烯樹脂(D2)的羥基苯乙烯類化合物,可例舉對羥基苯乙烯、α-甲基羥基苯乙烯、α-乙基羥基苯乙烯等。
進而,聚羥基苯乙烯樹脂(D2)較佳是與苯乙烯樹脂的共聚物。作為這樣的構成苯乙烯樹脂的苯乙烯類化合物,可例舉苯乙烯、氯苯乙烯、氯甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯等。
聚羥基苯乙烯樹脂(D2)的質均分子量在不妨礙本發明的目的的範圍內並無特別地限定,較佳為1000以上50000以下。
[丙烯酸樹脂(D3)]
作為丙烯酸樹脂(D3),較佳包含由具有醚鍵的聚合性化合物衍生的結構單元以及由具有羧基的聚合性化合物衍生的結構單元。
作為上述具有醚鍵的聚合性化合物,能夠例示2-甲氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇(甲基)丙烯酸酯、3-甲氧基丁基(甲基)丙烯酸酯、乙基卡必醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、四氫糠基(甲基)丙烯酸酯等具有醚鍵以及酯鍵的(甲基)丙烯酸衍生物等。上述具有醚鍵的聚合性化合物較佳為2-甲氧基乙基丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇丙烯酸酯。這些聚合性化合物可以單獨使用,也可以將2種以上組合使用。
作為上述具有羧基的聚合性化合物,能夠例示丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等一元羧酸類;馬來酸、富馬酸、衣康酸等二元羧酸類;2-甲基丙烯醯氧基乙基琥珀酸、2-甲基丙烯醯氧基乙基馬來酸、2-甲基丙烯醯氧基乙基鄰苯二甲酸、2-甲基丙烯醯氧基乙基六氫鄰苯二甲酸等具有羧基以及酯鍵的化合物等。上述具有羧基的聚合性化合物較佳為丙烯酸、甲基丙烯酸。這些聚合性化合物可以單獨使用,也可以將2種以上組合使用。
丙烯酸樹脂(D3)的質均分子量在不妨礙本發明的目的的範圍內並無特別地限定,較佳為50000以上800000以下。
在將上述樹脂(B)和鹼可溶性樹脂(D)的合計設為100質量份的情況下,鹼可溶性樹脂(D)的含量較佳為0質量份以上80質量份以下,更較佳為0質量份以上60質量份以下。通過將鹼可溶性樹脂(D)的含量設為上述的範圍,從而存在能夠防止顯影時的膜減少的傾向。
<含硫化合物(E)>
在將感光性組成物用於形成在金屬基板上的圖型的情況下,感光性組成物較佳包含含硫化合物(E)。含硫化合物(E)是包含可以與金屬配位的硫原子的化合物。另外,關於可以產生2個以上的互變異構體的化合物,在至少1個互變異構體包含與構成金屬基板的表面的金屬進行配位的硫原子的情況下,該化合物屬於含硫化合物。
在由Cu等金屬構成的表面上形成作為鍍敷用的鑄模來使用的阻劑圖型的情況下,容易產生底腳等截面形狀的不良情況。但是,在感光性組成物包含含硫化合物(E)的情況下,即使在基板中的由金屬構成的表面上形成阻劑圖型的情況下,也容易抑制底腳等截面形狀的不良情況的發生。另外,「底腳」是指由於阻劑部在基板表面與阻劑圖型的接觸面附近向非阻劑部側伸出,從而在非阻劑部中底部的寬度相比於頂部的寬度變窄的現象。
在將感光性組成物用於形成在除金屬基板以外的基板上的圖型的情況下,感光性組成物無需特別包含含硫化合物。在將感光性組成物用於形成在除金屬基板以外的基板上的圖型的情況下,從因感光性組成物的成分數的降低而容易製造感光性組成物的方面、能夠降低感光性組成物的製造成本的方面等來看,感光性組成物較佳不包含含硫化合物(E)。
另外,不會特別發生用於形成在除金屬基板以外的基板上的圖型的感光性組成物因包含含硫化合物(E)而導致的不良情況。
可以與金屬配位的硫原子例如作為巰基 (-SH)、硫代羧基(-CO-SH)、二硫代羧基(-CS-SH)以及硫代羰基(-CS-)等而包含於含硫化合物中。
從容易與金屬配位、使底腳的抑制效果優異的方面來看,含硫化合物較佳具有巰基。
作為具有巰基的含硫化合物的較佳例,可例舉以下述式(e1)表示的化合物。
(式中,R
e1以及R
e2分別獨立地表示氫原子或者烷基,R
e3表示單鍵或者亞烷基,R
e4表示可包含除碳以外的原子的u價的脂肪族基,u表示2以上4以下的整數。)
在R
e1以及R
e2為烷基的情況下,該烷基可以為直鏈狀,也可以為支鏈狀,較佳為直鏈狀。在R
e1以及R
e2為烷基的情況下,該烷基的碳原子數在不妨礙本發明的目的的範圍內沒有特別地限定。作為該烷基的碳原子數,較佳為1以上4以下,特別較佳為1或者2,最較佳為1。作為R
e1與R
e2的組合,較佳的是一方為氫原子而另一方為烷基,特別較佳的是一方為氫原子而另一方為甲基。
在R
e3為亞烷基的情況下,該亞烷基可以為直鏈狀,也可以為支鏈狀,較佳為直鏈狀。在R
e3為亞烷基的情況下,該亞烷基的碳原子數在不妨礙本發明的目的的範圍內沒有特別地限定。作為該亞烷基的碳原子數,較佳為1以上10以下,更較佳為1以上5以下,特別較佳為1或者2,最較佳為1。
R
e4為可包含除碳以外的原子的2價以上4價以下的脂肪族基。作為R
e4可包含的除碳以外的原子,可例舉氮原子、氧原子、硫原子、氟原子、氯原子、溴原子以及碘原子等。作為R
e4的脂肪族基的結構可以為直鏈狀,也可以為支鏈狀,也可以為環狀,還可以為將這些結構組合而得的結構。
以下述式(e3-L1)~(e3-L7)表示的化合物也被例舉為具有巰基的含硫化合物的較佳例。
(式(e3-L1)~(e3-L7)中,R’、s”、A”以及r與對於丙烯酸樹脂(B3)前述的式(b-L1)~(b-L7)相同。)
以下述式(e3-1)~(e3-4)表示的化合物也被例舉為具有巰基的含硫化合物的較佳例。
(對於式(e3-1)~(e3-4)中的簡寫符號的定義,與關於丙烯酸樹脂(B3)所述的、針對式(3-1)~(3-4)所述的內容相同。)
作為以上述式(e3-1)~(e3-4)表示的巰基化合物的較佳的具體例,可例舉下述的化合物。
此外,作為具有巰基的化合物的較佳例,可例舉以下述式(e4)表示的化合物。
(在式(e4)中,R
e5為從羥基、碳原子數為1以上4以下的烷基、碳原子數為1以上4以下的烷氧基、碳原子數為1以上4以下的烷硫基、碳原子數為1以上4以下的羥基烷基、碳原子數為1以上4以下的巰基烷基、碳原子數為1以上4以下的鹵代烷基以及鹵素原子構成的組中選擇的基,n1為0以上3以下的整數,n0為0以上3以下的整數,在n1為2或者3的情況下,R
e5可以相同也可以不同。)
作為R
e5為碳原子數為1以上4以下的可具有羥基的烷基的情況下的具體例,可例舉甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基以及叔丁基。在這些烷基中,較佳為甲基、羥基甲基以及乙基。
作為R
e5為碳原子數為1以上4以下的烷氧基的情況下的具體例,可例舉甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、仲丁氧基以及叔丁氧基。在這些烷氧基中,較佳為甲氧基以及乙氧基,更較佳為甲氧基。
作為R
e5為碳原子數為1以上4以下的烷硫基的情況下的具體例,可例舉甲硫基、乙硫基、正丙硫基、異丙硫基、正丁硫基、異丁硫基、仲丁硫基以及叔丁硫基。在這些烷硫基中,較佳為甲硫基以及乙硫基,更較佳為甲硫基。
作為R
e5為碳原子數為1以上4以下的羥基烷基的情況下的具體例,可例舉羥基甲基、2-羥基乙基、1-羥基乙基、3-羥基正丙基以及4-羥基正丁基等。在這些羥基烷基中,較佳為羥基甲基、2-羥基乙基以及1-羥基乙基,更較佳為羥基甲基。
作為R
e5為碳原子數為1以上4以下的巰基烷基的情況下的具體例,可例舉巰基甲基、2-巰基乙基、1-巰基乙基、3-巰基正丙基以及4-巰基正丁基等。在這些巰基烷基中,較佳為巰基甲基、2-巰基乙基以及1-巰基乙基,更較佳為巰基甲基。
在R
e5為碳原子數為1以上4以下的鹵代烷基的情況下,作為鹵代烷基中所包含的鹵素原子,可例舉氟、氯、溴、碘等。作為R
e5為碳原子數為1以上4以下的鹵代烷基的情況下的具體例,可例舉氯甲基、溴甲基、碘甲基、氟甲基、二氯甲基、二溴甲基、二氟甲基、三氯甲基、三溴甲基、三氟甲基、2-氯乙基、2-溴乙基、2-氟乙基、1,2-二氯乙基、2,2-二氟乙基、1-氯-2-氟乙基、3-氯正丙基、3-溴正丙基、3-氟正丙基以及4-氯正丁基等。在這些鹵代烷基中,較佳為氯甲基、溴甲基、碘甲基、氟甲基、二氯甲基、二溴甲基、二氟甲基、三氯甲基、三溴甲基以及三氟甲基,更較佳為氯甲基、二氯甲基、三氯甲基以及三氟甲基。
作為R
e5為鹵素原子的情況下的具體例,可例舉氟、氯、溴或者碘。
在式(e4)中,n1為0以上3以下的整數,更較佳為1。在n1為2或3的情況下,多個R
e5可以相同也可以不同。
在以式(e4)表示的化合物中,苯環上的R
e5的取代位置並無特別地限定。苯環上的R
e5的取代位置較佳相對於-(CH
2)
n0-SH的鍵結位置為間位或者對位。
作為以式(e4)表示的化合物,較佳至少具有1個從烷基、羥基烷基以及巰基烷基構成的組中選擇的基作為R
e5的化合物,更較佳具有1個從烷基、羥基烷基以及巰基烷基構成的組中選擇的基作為R
e5的化合物。在以式(e4)表示的化合物具有1個從烷基、羥基烷基以及巰基烷基構成的組中選擇的基作為R
e5的情況下,烷基、羥基烷基或者巰基烷基的苯環上的取代位置較佳相對於-(CH
2)
n0-SH的鍵結位置為間位或者對位,更較佳為對位。
在式(e4)中,n0為0以上3以下的整數。從化合物的製備、獲得較為容易的方面來看,n0較佳為0或1,更較佳為0。
作為以式(e4)表示的化合物的具體例,可例舉對巰基苯酚、對硫代甲酚、間硫代甲酚、4-(甲硫基)苯硫醇、4-甲氧基苯硫醇、3-甲氧基苯硫醇、4-乙氧基苯硫醇、4-異丙氧基苯硫醇、4-叔丁氧基苯硫醇、3,4-二甲氧基苯硫醇、3,4,5-三甲氧基苯硫醇、4-乙基苯硫醇、4-異丙基苯硫醇、4-正丁基苯硫醇、4-叔丁基苯硫醇、3-乙基苯硫醇、3-異丙基苯硫醇、3-正丁基苯硫醇、3-叔丁基苯硫醇、3,5-二甲基苯硫醇、3,4-二甲基苯硫醇、3-叔丁基-4-甲基苯硫醇、3-叔-4-甲基苯硫醇、3-叔丁基-5-甲基苯硫醇、4-叔丁基-3-甲基苯硫醇、4-巰基苄醇、3-巰基苄醇、4-(巰基甲基)苯酚、3-(巰基甲基)苯酚、1,4-二(巰基甲基)苯酚、1,3-二(巰基甲基)苯酚、4-氟苯硫醇、3-氟苯硫醇、4-氯苯硫醇、3-氯苯硫醇、4-溴苯硫醇、4-碘苯硫醇、3-溴苯硫醇、3,4-二氯苯硫醇、3,5-二氯苯硫醇、3,4-二氟苯硫醇、3,5-二氟苯硫醇、4-巰基兒茶酚、2,6-二叔丁基-4-巰基苯酚、3,5-二叔丁基-4-甲氧基苯硫醇、4-溴-3-甲基苯硫醇、4-(三氟甲基)苯硫醇、3-(三氟甲基)苯硫醇、3,5-雙(三氟甲基)苯硫醇、4-甲硫基苯硫醇、4-乙硫基苯硫醇、4-正丁硫基苯硫醇以及4-叔丁硫基苯硫醇等。
此外,作為具有巰基的含硫化合物,可例舉包含被巰基取代而得的含氮芳香族雜環的化合物以及包含被巰基取代而得的含氮芳香族雜環的化合物的互變異構體。
作為含氮芳香族雜環的較佳的具體例,可例舉咪唑、吡唑、1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、噁唑、噻唑、吡啶、嘧啶、噠嗪、吡嗪、1,2,3-三嗪、1,2,4-三嗪、1,3,5-三嗪、吲哚、吲唑、苯並咪唑、苯並噁唑、苯並噻唑、1H-苯並三唑、喹啉、異喹啉、噌啉、酞嗪、喹唑啉、喹喔啉以及1,8-萘啶(naphthyridine)。
在感光性組成物包含含硫化合物(E)的情況下,其使用量相對於上述樹脂(B)以及鹼可溶性樹脂(D)的合計質量100質量份較佳為0.01質量份以上5質量份以下,更較佳為0.02質量份以上3質量份以下,特別較佳為0.05質量份以上2質量份以下。
<染料(F)>
感光性組成物可以含有染料(F)。
作為染料(F),可例舉偶氮化合物、薑黃素,也可以是其他染料。作為染料(F)的具體例,可例舉2-苯偶氮-4-甲基苯酚、2,2’,4,4’-四羥基二苯甲酮、4-二甲基胺基-2’,4’-二羥基二苯甲酮、5-胺基-3-甲基-1-苯基-4-(4-羥基苯基偶氮)吡唑、4-二甲基胺基-4’-羥基偶氮苯、4-二乙基胺基-4’-乙氧基偶氮苯、4-二乙基胺基偶氮苯、薑黃素、1,7-雙(3-甲氧基-4-羥基苯基)-1,6-庚二烯-3,5-二酮、5-羥基-4-(4-甲氧基苯基偶氮)-3-甲基-1-苯基吡唑等。
在感光性組成物包含染料(F)的情況下,其使用量相對於上述樹脂(B)以及鹼可溶性樹脂(D)的合計質量100質量份較佳為0.0005質量份以上5質量份以下,更較佳為0.001質量份以上3質量份以下,特別較佳為0.003質量份以上1質量份以下。
<有機溶劑(S)>
感光性組成物較佳含有有機溶劑(S)。在不妨礙本發明的目的的範圍內,有機溶劑(S)的種類沒有特別地限定,能夠從以往的用於感光性組成物的有機溶劑中適當地選擇並使用。
作為有機溶劑(S)的具體例,能夠例舉丙酮、甲基乙基酮、環己酮、甲基異戊酮、2-庚酮等酮類;乙二醇、乙二醇單乙酸酯、二乙二醇、二乙二醇單乙酸酯、丙二醇、丙二醇單乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、二丙二醇、二丙二醇單乙酸酯的單甲醚、單乙醚、單丙醚、單丁醚、單苯醚等多元醇類以及其衍生物;二氧六環等環式醚類;甲酸乙酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮酸甲酯、乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、丙酮酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、2-羥基丙酸甲酯、2-羥基丙酸乙酯、2-羥基-2-甲基丙酸乙酯、2-羥基-3-甲基丁酸甲酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯等酯類;甲苯、二甲苯等芳香族烴類等。這些可以單獨使用,也可以將2種以上混合使用。
在使感光性組成物的固體成分濃度為25質量%以上70質量%以下、較佳為30質量%以上60質量%以下、更較佳為40質量%以上50質量%以下的範圍內使用有機溶劑(S)。
<其他成分>
為了提高可塑性,感光性組成物也可以還含有聚乙烯樹脂。作為聚乙烯樹脂的具體例,可例舉聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚羥基苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯基苯甲酸、聚乙烯基甲基醚、聚乙烯基乙基醚、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基苯酚以及它們的共聚物等。從玻璃化轉變點較低的觀點來看,聚乙烯樹脂較佳為聚乙烯基甲基醚。
感光性組成物也可以含有路易士酸性化合物。通過使感光性組成物包含路易士酸性化合物,從而容易得到高靈敏度的感光性組成物,並且更容易使用感光性組成物形成截面形狀為矩形的阻劑圖型。
此外,在使用感光性組成物來形成圖型、且形成圖型時的各步驟的所需時間或各步驟間的所需時間較長的情況下,有時產生難以形成所期望的形狀或尺寸的圖型、或者顯影性噁化的不良影響。但是,通過在感光性組成物中摻混路易士酸性化合物,從而能夠緩和這樣的對圖型形狀或顯影性的不良影響,並且能夠拓寬製程寬容度(process margin)。
在此,路易士酸性化合物是指「具有能夠接受至少1個電子對的空的軌道、且發揮作為電子對受體的作用的化合物」。
作為路易士酸性化合物,只要是屬於上述的定義且本領域技術人員能夠確認為其是路易士酸性化合物的化合物,則並無特別地限定。作為路易士酸性化合物,較佳使用不屬於布朗斯台德酸(質子酸)的化合物。
作為路易斯酸性化合物的具體例,可例舉氟化硼、氟化硼的醚錯合物(例如BF
3・Et
2O、BF
3・Me
2O、BF
3・THF等。Et為乙基,Me為甲基,THF為四氫呋喃)、有機硼化合物(例如硼酸三正辛酯、硼酸三正丁酯、硼酸三苯酯及三苯基硼等)、氯化鈦、氯化鋁、溴化鋁、氯化鎵、溴化鎵、氯化銦、三氟乙酸鉈、氯化錫、氯化鋅、溴化鋅、碘化鋅、三氟甲磺酸鋅、乙酸鋅、硝酸鋅、四氟硼酸鋅、氯化錳、溴化錳、氯化鎳、溴化鎳、氰化鎳、乙醯丙酮鎳、氯化鎘、溴化鎘、氯化亞錫、溴化亞錫、硫酸亞錫及酒石酸亞錫等。
此外,作為路易士酸性化合物的其他的具體例,可例舉稀土類金屬元素的氯化物、溴化物、硫酸鹽、硝酸鹽、羧酸鹽或三氟甲磺酸鹽;和氯化鈷、氯化亞鐵及氯化釔等。
在此,作為稀土類金屬元素,為例如鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿及鑥等。
從容易獲得、因其添加帶來的效果良好的方面來看,路易士酸性化合物較佳含有包含元素週期表第13族元素的路易士酸性化合物。
在此,作為元素週期表第13族元素,可例舉硼、鋁、鎵、銦及鉈。
在上述的元素週期表第13族元素中,從獲得路易士酸性化合物的容易性、使添加效果特別優異的方面來看,較佳為硼。即,路易士酸性化合物較佳為含有包含硼的路易士酸性化合物。
作為包含硼的路易士酸性化合物,例如可例舉氟化硼、氟化硼的醚錯合物、氯化硼及溴化硼等鹵化硼類和各種有機硼化合物。作為包含硼的路易士酸性化合物,從使路易士酸性化合物中的鹵素原子的含有比率少、也容易將感光性組成物應用於要求低鹵素含量的用途的方面來看,較佳為有機硼化合物。
作為有機硼化合物的較佳例,可例舉以下述式(f1)表示的硼化合物。
B(R
f1)
t1(OR
f2)
(3-t1)・・・(f1)
(式(f1)中,R
f1及R
f2分別獨立地為碳原子數為1以上20以下的烴基,上述烴基可具有1個以上的取代基,t1為0以上3以下的整數,在存在多個R
f1的情況下,多個R
f1中的2個可以相互鍵結而形成環,在存在多個OR
f2的情況下,多個OR
f2中的2個可以相互鍵結而形成環。)
感光性組成物較佳為包含1種以上的以上述式(f1)表示的硼化合物作為路易士酸性化合物。
在式(f1)中,在R
f1及R
f2為烴基的情況下,該烴基的碳原子數為1以上20以下。作為碳原子數為1以上20以下的烴基,可以為脂肪族烴基,也可以為芳香族烴基,還可以為由脂肪族基與芳香族基的組合構成的烴基。
作為碳原子數為1以上20以下的烴基,較佳為飽和脂肪族烴基或芳香族烴基。作為R
f1及R
f2的烴基的碳原子數較佳為1以上10以下。在烴基為脂肪族烴基的情況下,其碳原子數更較佳為1以上6以下,特別較佳為1以上4以下。
作為R
f1以及R
f2的烴基可以為飽和烴基,也可以為不飽和烴基,較佳為飽和烴基。
在作為R
f1以及R
f2的烴基為脂肪族烴基的情況下,該脂肪族烴基可以為直鏈狀,也可以為支鏈狀,也可以為環狀,還可以為這些結構的組合。
作為芳香族烴基的較佳的具體例,可例舉苯基、萘-1-基、萘-2-基、4-苯基苯基、3-苯基苯基以及2-苯基苯基。其中,較佳為苯基。
作為飽和脂肪族烴基,較佳為烷基。作為烷基的較佳的具體例,可例舉甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、2-乙基己基、正壬基以及正癸基。
作為R
f1及R
f2的烴基可以具有1個以上的取代基。作為取代基的例子,可例舉鹵素原子、羥基、烷基、芳烷基、烷氧基、環烷基氧基、芳氧基、芳烷基氧基、烷硫基、環烷硫基、芳硫基、芳烷硫基、醯基、醯氧基、醯基硫基、烷氧基羰基、環烷氧基羰基、芳氧基羰基、胺基、N-單取代胺基、N,N-二取代胺基、胺基甲醯基(-CO-NH
2)、N-單取代胺基甲醯基、N,N-二取代胺基甲醯基、硝基及氰基等。
取代基的碳原子數只要在不妨礙本發明的目的的範圍內,則並無特別地限定,較佳為1以上10以下,更較佳為1以上6以下。
作為以上述式(f1)表示的有機硼化合物的較佳的具體例,可例舉下述的化合物。另外,下述式中,Pen表示戊基,Hex表示己基,Hep表示庚基,Oct表示辛基,Non表示壬基,Dec表示癸基。
相對於上述樹脂(B)以及上述鹼可溶性樹脂(D)的合計質量100質量份,較佳以0.01質量份以上5質量份以下的範圍來使用路易士酸性化合物,更較佳以0.01質量份以上3質量份以下的範圍來使用,進一步較佳以0.05質量份以上2質量份以下的範圍來使用。
此外,在將感光性組成物用於形成作為鍍敷造形物形成用的鑄模的圖型的情況下,為了提高使用感光性組成物形成的鑄模與金屬基板的黏接性,感光性組成物還可以含有黏接助劑。
此外,為了提高塗布性、消泡性、流平性等,感光性組成物可以還含有表面活性劑。作為表面活性劑,例如較佳地使用氟類表面活性劑或有機矽類表面活性劑。
作為氟類表面活性劑的具體例,可例舉BM-1000、BM-1100(均為BM化學公司製)、MEGAFAC F142D、MEGAFAC F172、MEGAFAC F173、MEGAFAC F183(均為大日本油墨化學工業公司製)、Fluorad FC-135、Fluorad FC-170C、Fluorad FC-430、Fluorad FC-431(均為住友3M公司製)、Surflon S-112、Surflon S-113、Surflon S-131、Surflon S-141、Surflon S-145(均為旭硝子公司製)、SH-28PA、SH-190、SH-193、SZ-6032、SF-8428(均為東麗有機矽公司製)等市售的氟類表面活性劑,但不限定於這些。
作為有機矽類表面活性劑,能夠較佳地使用未改性有機矽類表面活性劑、聚醚改性有機矽類表面活性劑、聚酯改性有機矽類表面活性劑、烷基改性有機矽類表面活性劑、芳烷基改性有機矽類表面活性劑以及反應性有機矽類表面活性劑等。
作為有機矽類表面活性劑,能夠使用市售的有機矽類表面活性劑。作為市售的有機矽類表面活性劑的具體例,可例舉PAINTADD M(東麗·道康寧公司製)、特皮卡K1000、特皮卡K2000、特皮卡K5000(均為高千穗產業公司製)、XL-121(聚醚改性有機矽類表面活性劑,科萊恩公司製)、BYK-310(聚酯改性有機矽類表面活性劑,畢克化學公司製)等。
此外,為了對相對於顯影液的溶解性進行微調,感光性組成物可以還含有酸或酸酐。
作為酸以及酸酐的具體例,能夠例舉乙酸、丙酸、正丁酸、異丁酸、正戊酸、異戊酸、苯甲酸、肉桂酸等一元羧酸類;乳酸、2-羥基丁酸、3-羥基丁酸、水楊酸、間羥基苯甲酸、對羥基苯甲酸、2-羥基肉桂酸、3-羥基肉桂酸、4-羥基肉桂酸、5-羥基間苯二甲酸、丁香酸等羥基一元羧酸類;草酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、馬來酸、衣康酸、六氫鄰苯二甲酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、1,2-環己烷二羧酸、1,2,4-環己烷三羧酸、丁烷四羧酸、偏苯三酸、均苯四酸、環戊烷四羧酸、丁烷四羧酸、1,2,5,8-萘四羧酸等多元羧酸類;衣康酸酐、琥珀酸酐、檸康酸酐、十二烯基琥珀酸酐、三羧酸酐、馬來酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、納迪克酸酐、1,2,3,4-丁烷四羧酸酐、環戊烷四羧酸二酐、鄰苯二甲酸酐、均苯四酸酐、偏苯三酸酐、二苯甲酮四羧酸酐、乙二醇雙偏苯三酸酐、甘油三偏苯三酸酐等酸酐等。
此外,為了提高靈敏度,感光性組成物可以還含有公知的敏化劑。
另外,以通常的方法將上述各成分混合、攪拌從而製備上述的感光性組成物。作為能夠在將上述各成分混合、攪拌時使用的裝置,可例舉溶解器、均化器、三輥研磨機等。在將上述各成分均勻地混合後,可以進一步使用篩網、膜濾器等對得到的混合物進行過濾。
上述的感光性組成物的保存穩定性優異。因此,即使在製備感光性組成物後經過較長期間(例如2週),或者即使以較高的溫度(例如40℃)保管感光性組成物,也可抑制黏度變化。
《感光性乾膜以及感光性乾膜的製造方法》
感光性乾膜具有基材薄膜與形成於該基材薄膜的表面的感光性層,感光性層由前述的感光性組成物構成。
作為基材薄膜,較佳為具有透光性。具體而言,可例舉聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚丙烯(PP)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜等,在使透光性以及斷裂強度的平衡優異的觀點來看,較佳為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜。
在基材薄膜上塗布前述感光性組成物從而形成感光性層,由此製造感光性乾膜。
在基材薄膜上形成感光性層時,使用塗敷器、棒塗布器、線棒塗布器、輥塗布器、幕簾塗布器等在基材薄膜上塗布感光性組成物並使其乾燥,從而使得乾燥後的膜厚較佳為達到0.5μm以上300μm以下,更較佳為達到1μm以上300μm以下,特別較佳為達到3μm以上100μm以下。
由於上述感光性組成物的固體成分濃度較高,因此適合形成厚膜(例如70μm以上)的感光性層。
感光性乾膜也可以在感光性層上還具有保護薄膜。作為該保護薄膜,可例舉聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚丙烯(PP)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜等。
《圖型化的阻劑膜以及附鑄模之基板的製造方法》
使用上述說明的感光性組成物而在基板上形成圖型化的阻劑膜的方法並無特別地限定。該圖型化的阻劑膜較佳作為絕緣膜、蝕刻遮罩及用於形成鍍敷造形物的鑄模等來使用。
可例舉包括以下步驟的圖型化的阻劑膜的製造方法作為較佳的方法:
層合步驟,在基板上層合由感光性組成物構成的感光性層;
曝光步驟,對感光性層位置選擇性地照射活性光線或放射線來進行曝光;
顯影步驟,對曝光後的感光性層進行顯影。
具備用於形成鍍敷造形物的鑄模的附鑄模之基板的製造方法除了具有使用具有金屬表面的基板作為基板並在具有金屬表面的基板的金屬表面上層合感光性層的步驟、並且在顯影步驟中利用顯影製作用於形成鍍敷造形物的鑄模以外,與圖型化的阻劑膜的製造方法相同。
作為對感光性層進行層合的基板,沒有特別地限定,能夠使用以往公知的基板,例如能夠例示電子零件用的基板或在其上形成了規定的佈線圖型的基板等。作為基板,也能夠使用矽基板或玻璃基板等。
在製造具備用於形成鍍敷造形物的鑄模的附鑄模之基板的情況下,作為基板,使用具有金屬表面的基板。作為構成金屬表面的金屬種類,較佳為銅、金、鋁,更較佳為銅。
例如以如下的方式在基板上層合感光性層。即,在基板上塗布液狀的感光性組成物,通過加熱去除溶劑,由此形成期望的膜厚的感光性層。只要能夠以期望的膜厚形成阻劑圖型,則對感光性層的厚度沒有特別地限定。感光性層的膜厚沒有特別地限定,較佳為0.5μm以上,更較佳為1μm以上,進一步較佳為10μm以上,還能夠設為70μm以上或100μm以上的厚膜。膜厚的上限值例如為300μm以下。
由於上述感光性組成物的固體成分濃度較高,因此能夠形成厚膜的感光性層。因此,能夠較佳地用於例如鍍敷造形物的形成。
作為向基板上塗布感光性組成物的塗布方法,能夠採用旋塗法、狹縫塗布法、輥塗法、篩網印刷法、塗敷器法等方法。較佳對感光性層進行預烘烤。預烘烤的條件根據感光性組成物中的各成分的種類、摻混比例、塗布膜厚等的不同而不同,但通常是以70℃以上200℃以下、較佳以80℃以上150℃以下,進行2分鐘以上120分鐘以下左右。預烘烤也可以以2階段以上進行多次。例如,可以在70℃以上120℃以下的溫度下進行第1階段的預烘烤後,以比第1階段更高的溫度進行第2階段的預烘烤。
對如上述那樣形成的感光性層,經由規定的圖型的遮罩,選擇性地照射(曝光)活性光線或放射線、例如波長為300nm以上500nm以下的紫外線或可見光線。
作為放射線的線源,能夠使用低壓汞燈、高壓汞燈、超高壓汞燈、金屬鹵化物燈、氬氣鐳射等。此外,放射線中包括微波、紅外線、可見光線、紫外線、X射線、γ射線、電子射線、質子射線、中子射線、離子射線等。放射線照射量根據感光性組成物的組成、感光性層的膜厚等的不同而不同,例如為100mJ/cm
2以上10000 mJ/cm
2以下。此外,為了產生酸,放射線中包含使產酸劑(A)活化的光線。
曝光後,使用公知的方法加熱(PEB)感光性層從而促進酸的擴散,在感光性層中被曝光的部分中,使感光性層對鹼性顯影液等顯影液的溶解性發生變化。
接著,將被曝光後的感光性層按照以往已知的方法進行顯影,溶解並去除不需要的部分,由此形成規定的阻劑圖型或者用於形成鍍敷造形物的鑄模。此時,作為顯影液,可使用鹼性水溶液。
使用上述感光性組成物形成的曝光後的感光性層可抑制對顯影液的排斥。因此,例如能夠使顯影液與感光性層整體接觸,能夠在設置有感光性層的區域整體形成與遮罩等對應的阻劑圖型或用於形成鍍敷造形物的鑄模。
此外,使用上述感光性組成物形成的曝光後的感光性層可抑制顯影時的膨潤。因此,例如,在得到的阻劑圖型或用於形成鍍敷造形物的鑄模中,可抑制因膨潤產生的皺紋、未曝光部的溶解以及浮起或變形。
作為顯影液,能夠使用例如氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、矽酸鈉、甲基矽酸鈉、氨水、乙胺、正丙胺、二乙胺、二正丙胺、三乙胺、甲基二乙胺、二甲基乙醇胺、三乙醇胺、四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、吡咯、呱啶、1,8-二氮雜雙環[5,4,0]-7-十一碳烯、1,5-二氮雜雙環[4,3,0]-5-壬烷等鹼類的水溶液。此外,也能夠將在上述鹼類的水溶液中添加有適當量的甲醇、乙醇等水溶性有機溶劑或表面活性劑的水溶液作為顯影液使用。
顯影時間根據感光性組成物的組成、感光性層的膜厚等的不同而不同,通常為1分鐘以上30分鐘以下之間。顯影方法可以是盛液法、浸漬法、靜態顯影法、噴霧顯影法等中的任一種。
在顯影後,例如進行30秒以上90秒以下之間的流動水清洗,使用空氣槍、烤箱等進行乾燥。像這樣地,在具有金屬表面的基板的金屬表面上,形成圖型化為期望的形狀的阻劑圖型。此外,像這樣地,能夠製造在基板表面上具備阻劑圖型的基板。
如上前述地使用上述感光性組成物形成的感光性層可抑制裂紋的發生。因此,例如,在將得到的阻劑圖型作為用於形成鍍敷造形物的鑄模使用的情況下,容易形成所期望的形狀的鍍敷造形物。
《鍍敷造形物的製造方法》
在利用上述的方法形成的附鑄模之基板的鑄模中的非阻劑部(被顯影液去除的部分)中,利用鍍敷埋入金屬等導體,由此能夠形成例如凸塊以及金屬柱等連接端子、或Cu再佈線那樣的鍍敷造形物。另外,鍍敷處理方法沒有特別地限制,能夠採用以往公知的各種方法。作為鍍敷液,特別較佳使用焊接鍍敷液、銅鍍敷液、金鍍敷液、鎳鍍敷液。剩下的鑄模在最後根據常規方法使用剝離液等去除。
[實施例]
以下,通過實施例對本發明更詳細地進行說明,但是本發明並不限定於這些實施例。
在實施例以及比較例中,作為對鹼的溶解性因酸的作用而增大的樹脂(樹脂(B)),使用了下述的B1~B3以及B’1~B’16。下述結構式中的各結構單元中的括弧的右下的數位表示樹脂中的結構單元的含量(質量%)。各樹脂的質均分子量Mw與分子量分佈係數(Mw/Mn)如下述表1所示。
在實施例以及比較例中,使用下述C1以及下式的化合物C2作為酸擴散控制劑(C)。
C1:ADK STAB LA-63P(1,2,3,4-丁烷四羧酸甲酯與1,2,2,6,6-五甲基-4-呱啶醇以及β,β,β’,β’-四甲基-2,4,8,10-四氧雜螺[5.5]十一烷-3,9-二乙醇的反應生成物)(ADEKA公司製)。
作為鹼可溶性樹脂(D),使用以下的D1(酚醛清漆樹脂(間甲酚與對甲酚的縮合物))。下述結構式中的各結構單元中的括弧的右下的數位表示樹脂中的結構單元的含量(質量%)。D1的質均分子量(Mw)為8000。
在實施例以及比較例中,使用下述F1作為染料(F)。
F1:薑黃素
分別使表2所記載的種類以及質量份的產酸劑(A)、樹脂(B)、酸擴散控制劑(C)、鹼可溶性樹脂(D)、染料(F)、與0.1質量份的作為含硫化合物(E)的E1、0.02質量份的表面活性劑(BYK310,畢克化學公司製)以固體成分濃度達到48質量%的方式溶解於3-甲氧基丁基乙酸酯(有機溶劑(S)),從而得到實施例1~6以及比較例1~18的感光性組成物。另外,通過將有機溶劑(S)以外的成分即樹脂(B)、產酸劑(A)、酸擴散控制劑(C)、鹼可溶性樹脂(D)、含硫化合物(E)、染料(F)以及表面活性劑的合計質量除以感光性組成物的質量,從而求出固體成分濃度。
使用得到的感光性組成物,按照以下的方法進行評價。將結果記載於表2。
[阻劑圖型的評價(顯影液排斥、膨潤性以及抗裂紋性)]
使用旋塗器將實施例以及比較例的感光性組成物塗布在銅濺射矽晶圓基板(銅膜厚度:200nm)的銅膜上,將其在加熱板上以100℃加熱150秒鐘,以及以150℃加熱450秒鐘(預烘烤),得到厚度為100μm的感光性層。
加熱(預烘烤)後,使用30μm×30μm的正方形圖型的遮罩與投影曝光裝置Prisma GHI5452(Ultratech公司製),以可形成規定尺寸的圖型的最低曝光量的1.2倍的曝光量,利用ghi線對感光性層進行選擇性曝光。
接著,將基板載置在加熱板上以100℃進行3分鐘的曝光後加熱(PEB)。其後,將2.38%四甲基氫氧化銨(TMAH)水溶液(顯影液,NMD-3,東京應化工業股份公司製)滴加到曝光後的感光性層,以23℃靜置60秒鐘(水坑顯影),將其重複進行6次來顯影。其後,用流動水清洗60秒鐘並進行旋轉乾燥,從而得到附阻劑圖型(圖型化的阻劑膜)的基板。
對於顯影液排斥的評價,將在顯影時顯影液不被排斥而使顯影液盛載於感光性層整體,在設置有感光性層的區域整體形成有與遮罩對應的正方形圖型的情況評價為○;將在顯影時顯影液被排斥而使顯影液沒有盛載於感光性層的整面,產生了阻劑圖型的形成不良的情況(存在沒有形成正方形圖型的區域的情況、或者雖然形成了正方形圖型但為與遮罩差異較大的形狀的情況)評價為×。
對於膨潤性的評價,將在顯影時感光性層沒有膨潤,在得到的阻劑圖型中沒有觀察到皺紋、未曝光部沒有溶解且沒有觀察到浮起或變形的情況評價為○。此外,將在顯影時感光性層的未曝光部膨潤,在得到的阻劑圖型中觀察到皺紋的情況、未曝光部溶解的情況、或者觀察到浮起或變形的情況評價為×。
對於抗裂紋性的評價,觀察得到的阻劑圖型(正方形圖型),將在正方形圖型的角部觀察到裂紋的情況評價為×,將在正方形圖型的角部沒有觀察到裂紋的情況評價為○。
[保存穩定性的評價]
對於實施例以及比較例的感光性組成物,在製備後立即在25℃下使用E型黏度計測量黏度,以及以40℃靜置2週後在25℃下使用E型黏度計測量黏度。
將製備後的黏度V1與以40℃靜置2週後的黏度V2之比V2/V1小於1.1的情況評價為○,將1.1以上的情況評價為×。將結果表示在表2。
根據實施例可知,包含:產酸劑(A),通過活性光線或者放射線的照射而產生酸;樹脂(B),對鹼的溶解性因酸的作用而增大,作為樹脂(B)包含丙烯酸樹脂(B3),丙烯酸樹脂(B3)包含以式(B3-1)表示的結構單元,固體成分濃度為25質量%以上70質量%以下,這樣的化學增幅型正型感光性組成物的保存穩定性良好且能夠形成對顯影液的排斥以及膨潤得到抑制、抗裂紋性優異的厚膜的感光性層。
另一方面,根據比較例可知,作為樹脂(B)不含有包含以式(B3-1)表示的結構單元的丙烯酸樹脂(B3)的化學增幅型正型感光性組成物的保存穩定性較差,或者在所形成的感光性層產生對顯影液的排斥、膨潤或者裂紋。
Claims (10)
- 一種化學增幅型正型感光性組成物,其特徵在於,包含: 產酸劑(A),通過照射活性光線或者放射線而產生酸;樹脂(B),對鹼的溶解性因酸的作用而增大, 前述樹脂(B)包含丙烯酸樹脂(B3), 前述丙烯酸樹脂(B3)包含以下述式(B3-1)表示的結構單元, 式(B3-1)中,R b01為-O-、-S-、-CO-O-、-CO-NH-或者-SO 2-,R b02以及R b03分別獨立地為氫原子或者有機基,R b02以及R b03中的至少一個為以-CO-O-R b04表示的基,R b04為氫原子或者有機基,x1以及x2分別獨立地為1或者2, 前述化學增幅型正型感光性組成物的固體成分濃度為25質量%以上70質量%以下。
- 如請求項1記載的化學增幅型正型感光性組成物,其特徵在於, 在前述式(B3-1)中,x1以及x2同為1,R b02以及R b03中的一個為氫原子。
- 如請求項1或者2記載的化學增幅型正型感光性組成物,其特徵在於, 以前述式(B3-1)表示的結構單元的質量相對於前述丙烯酸樹脂(B3)的質量的比率為5質量%以上50質量%以下。
- 如請求項1~3中任1項記載的化學增幅型正型感光性組成物,其特徵在於, 在將使用E型黏度計以25℃測量前述化學增幅型正型感光性組成物時的黏度設為V1、將前述化學增幅型正型感光性組成物以40℃靜置2週並使用E型黏度計以25℃測量靜置後的化學增幅型正型感光性組成物時的黏度設為V2時,V2/V1小於1.1。
- 如請求項1~4中任1項記載的化學增幅型正型感光性組成物,其特徵在於, 還含有包含能與金屬配位的硫原子的含硫化合物(E)。
- 如請求項1~5中任1項記載的化學增幅型正型感光性組成物,其特徵在於, 用於形成鑄模,前述鑄模用於形成鍍敷造形物。
- 一種感光性乾膜,其特徵在於, 具有基材薄膜和形成於前述基材薄膜的表面的感光性層,前述感光性層由請求項1~6的任一項記載的化學增幅型正型感光性組成物構成。
- 一種圖型化的阻劑膜的製造方法,其特徵在於,包括: 層合步驟,在基板上層合由請求項1~6的任一項記載的化學增幅型正型感光性組成物構成的感光性層; 曝光步驟,對前述感光性層位置選擇性地照射活性光線或放射線;和 顯影步驟,對曝光後的前述感光性層進行顯影。
- 一種附鑄模之基板的製造方法,其特徵在於,包括: 層合步驟,在具有金屬表面的基板上層合由請求項1~6的任一項記載的化學增幅型正型感光性組成物構成的感光性層; 曝光步驟,對前述感光性層位置選擇性地照射活性光線或放射線;和 顯影步驟,將曝光後的前述感光性層進行顯影而製作用於形成鍍敷造形物的鑄模。
- 一種鍍敷造形物的製造方法,其特徵在於, 包括對通過請求項9記載的附鑄模之基板的製造方法製造的前述附鑄模之基板實施鍍敷,從而在前述鑄模內形成鍍敷造形物的步驟。
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