TWI699620B - 厚膜用化學增幅型正型感光性樹脂組成物及使用其之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題為提供一種厚膜用化學增幅型正型感光性樹脂組成物,其係即使形成厚膜之光阻圖型時,也能夠形成具備剖面形狀無裙襬現象且為良好矩形之非光阻部的光阻圖型、與使用該厚膜用化學增幅型正型感光性樹脂組成物之厚膜光阻圖型的製造方法以及附有模板之基板的製造方法、與使用該方法所製造之附有模板之基板的鍍敷成形物之製造方法。
作為解決手段,本案使用一種厚膜用化學增幅型正型感光性樹脂組成物,其係包含(A)藉由活性光線或放射線之照射而產生酸之酸產生劑、與(B)藉由酸作用而增大對鹼的溶解性之樹脂、與(S)有機溶劑,並且使用包含具有羧基之化合物的(A)酸產生劑、與包含丙烯酸樹脂(B-3)的(B)樹脂,該丙烯酸樹脂(B-3)係含有由包含含-SO2-之環式基、或含內酯之環式基的丙烯酸酯所衍生之構成單位。
Description
本發明為關於一種厚膜用化學增幅型正型感光性樹脂組成物、與使用該厚膜用化學增幅型正型感光性樹脂組成物之厚膜光阻圖型之製造方法、與使用該厚膜用化學增幅型正型感光性樹脂組成物之附有模板之基板的製造方法、與使用該方法所製造之附有模板之基板的鍍敷成形物之製造方法。
目前,感光蝕刻加工已成為精密細微加工技術的主流。感光蝕刻加工意指將光阻組成物塗布於被加工物表面形成光阻層,再藉由光微影技術來將光阻層圖型化,將經圖型化之光阻層(光阻圖型)作為光罩進行化學蝕刻、電解蝕刻、或以電鍍為主體之電鑄等,來製造半導體封裝等各種精密零件之技術總稱。
且,近年來,隨著電子機器的小型化,且半導體封裝之高密度實裝技術日漸進步,基於封裝的多腳薄膜實裝化、封裝大小的小型化、倒裝晶片方式之2次元實裝技術、3次元實裝技術,其實裝密度的提升倍加期望。
在如此之高密度實裝技術中,作為連接端子,有例如在基板上高精度地配置在封裝上突出的凸塊等之突起電極(實裝端子)或、連接晶片上之周圍端子所延續的再配線與實裝端子之金屬柱等。
上述般之感光蝕刻加工中有使用光阻組成物,但作為如此之光阻組成物,已熟知有包含酸產生劑之化學增幅型光阻組成物(參照專利文獻1,2等)。化學增幅型光阻組成物會藉由放射線照射(曝光)自酸產生劑產生酸,藉由加熱處理促進酸之擴散,對組成物中之基質樹脂等引起酸觸媒反應,並使其鹼溶解性產生變化。
且,作為上述般之感光蝕刻加工中所使用的光阻組成物,有厚膜用光阻組成物(參照專利文獻3等)。厚膜用光阻組成物是使用在例如鍍敷步驟中凸塊或金屬柱的形成等。例如,在支持體上形成膜厚約20μm的厚膜光阻層,介隔著特定的光罩圖型曝光、顯影,並形成將會形成凸塊或金屬柱的部分選擇性去除(剝離)的光阻圖型。然後,將此被去除的部分(非光阻部)藉由鍍敷將銅等導體嵌入後,將此周圍的光阻圖型去除,藉此能夠形成凸塊或金屬柱。
[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
[專利文獻3]日本特開2010-185986號公報
不僅在感光蝕刻加工用途上,在各種用途中,使用厚膜用光阻組成物來形成光阻圖型時,通常期望一種顯影所去除之處(非光阻部)的剖面形狀為矩形之光阻圖型。
且,如專利文獻3中所記載之厚膜用光阻組成物較多是以經溶劑稀釋的狀態來使用較多。另外,使用包含溶劑之厚膜用光阻組成物,例如形成膜厚為10μm以上之厚膜的光阻圖型時,從相對於光阻圖型的面方向為垂直的方向來觀察,在此光阻圖型的剖面中,在基板附近,光阻部會推向非光阻部側,因此會有非光阻部的寬度變窄的問題。如此,在基板附近,將光阻部推向非光阻部側之現象稱作裙襬現象。
此時,將光阻圖型作為模板來形成凸塊或金屬柱時,所形成的凸塊或金屬柱與基板的接觸面積較小,所以容易發生凸塊或金屬柱倒塌或從基板上剝離之問題。
本發明有鑑於上述之課題而完成者,目的為提供一種厚膜用化學增幅型正型感光性樹脂組成物,其係即使形成厚膜之光阻圖型時,也能夠形成具備剖面形狀不會有裙襬現象之良好矩形的非光阻部之光阻圖型、與使用該厚膜用化學增幅型正型感光性樹脂組成物之厚膜光阻圖
型的製造方法、與使用該厚膜用化學增幅型正型感光性樹脂組成物之附有模板之基板的製造方法、與使用該方法所製造之附有模板之基板的鍍敷造形物之製造方法。
本發明者們發現關於包含(A)藉由活性光線或放射線之照射而產生酸之酸產生劑、與(B)藉由酸作用而增大對鹼的溶解性之樹脂、與(S)有機溶劑之厚膜用化學增幅型正型感光性樹脂組成物,藉由使用(A)酸產生劑與(B)樹脂,且該(A)酸產生劑包含具有羧基之化合物,該(B)樹脂包含丙烯酸樹脂(B-3),該丙烯酸樹脂(B-3)係含有由包含含-SO2-之環式基、或含內酯之環式基的丙烯酸酯所衍生之構成單位,能夠解決上述課題,進而完成本發明。
本發明之第一形態為一種厚膜用化學增幅正型感光性樹脂組成物,其係含有(A)藉由活性光線或放射線之照射而產生酸之酸產生劑、與(B)藉由酸作用而增大對鹼的溶解性之樹脂、與(S)有機溶劑之厚膜用化學增幅正型感光性樹脂組成物,且(A)藉由活性光線或放射線之照射而產生酸之酸產生劑包含具有羧基之化合物,前述(B)藉由酸作用而增大對鹼的溶解性之樹脂包含丙烯酸樹脂(B-3),該丙烯酸樹脂(B-3)係含有由包含含-SO2-之環式基、或含內酯之環式基的丙烯酸酯所衍生之構成單位,並使用於膜厚10μm以上之厚膜光阻圖型的形成。
本發明之第二形態為一種厚膜光阻圖型之製
造方法,其係包含:在基板上積層第一形態相關之厚膜用化學增幅型正型感光性樹脂組成物而成之感光性樹脂層的積層步驟、與對感光性樹脂層照射活性光線或放射線之曝光步驟、與將曝光後之感光性樹脂層顯影之顯影步驟。
本發明之第三形態為一種附有模板之基板的製造方法,其係包含:在金屬基板上積層第一形態相關之厚膜用化學增幅型正型感光性樹脂組成物而成之感光性樹脂層的積層步驟,該第一形態相關之厚膜用化學增幅型正型感光性樹脂組成物係用於形成模板,該模板用來形成鍍敷造形物、與對感光性樹脂層照射活性光線或放射線的曝光步驟、與將曝光後之感光性樹脂層顯影,形成用來形成鍍敷造形物之模板的顯影步驟。
本發明之第四形態為一種鍍敷造形物之製造方法,其係包含:對第三形態相關之附有模板之基板施予鍍敷,並於模板內形成鍍敷造形物之步驟。
藉由本發明,能夠提供一種厚膜用化學增幅型正型感光性樹脂組成物,其係即使形成厚膜之光阻圖型時,能夠形成具備剖面形狀沒有裙襬現象之良好矩形的非
光阻部之光阻圖型、與使用該厚膜用化學增幅型正型感光性樹脂組成物之厚膜光阻圖型的製造方法、與使用該厚膜用化學增幅型正型感光性樹脂組成物之附有模板之基板的製造方法、與使用該方法所製造之附有模板之基板之鍍敷造形物的製造方法。
≪化學增幅型正型感光性樹脂組成物≫
化學增幅型正型感光性樹脂組成物(以下述作感光性樹脂組成物)含有:(A)藉由活性光線或放射線之照射而產生酸之酸產生劑(以下亦記作(A)酸產生劑)、與(B)藉由酸作用而增大對鹼的溶解性之樹脂(以下亦記作(B)樹脂)、與(S)有機溶劑。感光性樹脂組成物能夠因應必要,亦可含有選自(C)鹼可溶性樹脂、以及(D)酸擴散抑制劑中之1種以上的成分。
感光性樹脂組成物較佳為使用於厚膜之光阻圖型的形成。使用感光性樹脂組成物所形成的光阻圖型之膜厚,具體來說為10μm以上,較佳為10~150μm,再較佳為20~120μm,特別佳為20~100μm。
<(A)酸產生劑>
(A)藉由活性光線或放射線之照射而產生酸之酸產生
劑必須含有:具有羧基,且作為酸產生劑作用之化合物。(A)酸產生劑為藉由活性光線或放射線之照射而產生酸之化合物,且為藉由光而直接或間接產生酸之化合物。藉由組合具有羧基之酸產生劑與(B-3)丙烯酸樹脂並摻混於感光性樹脂組成物中,且該(B-3)丙烯酸樹脂係含有由包含含-SO2-之環式基、或含內酯之環式基的丙烯酸酯所衍生之構成單位,能夠抑制厚膜之光阻圖型中裙襬現象的發生,並能夠形成包含沒有裙襬現象之矩形且具有良好剖面形狀的非光阻部之光阻圖型。
具有羧基之酸產生劑的化學構造並無特別限定,只要是以往所知的藉由活性光線或放射線之照射而產生酸之酸產生劑中有導入羧基之構造即可。如此,具有羧基之酸產生劑的構造為以下一般式(a1)所表示。
Y-(X-(COOH)t)u...(a1)(式(a1)中,X為t+1價之鍵結基,Y為藉由活性光線或放射線之照射而產生酸之官能基,t以及u各自獨立為1以上之整數)。
藉由活性光線或放射線之照射而產生酸之官能基(以下亦記作PAG基)只要是以往所知的藉由活性光線或放射線之照射而產生酸之化合物中去除u個氫原子之基即可,並無特別限定。
PAG基包含鹽體構造時,PAG基之鍵結較佳為鍵結於構成PAG基之陽離子。
式(a1)中,u為1~3之整數較佳,為1或2
再較佳,為1特別佳。式(a1)中,t為1~4之整數較佳,為1或2再較佳。
式(a2)中,X1a表示原子價g之硫原子或碘原子,g為1或2,h表示括弧內之構造的重複單位數,R1a為鍵結於X1a之有機基,且表示碳原子數6~30之芳基、碳原子數4~30之雜環基、或碳原子數1~30之烷基,R1a亦可經選自烷基、羥基、烷氧基、烷羰基、芳羰基、烷氧羰基、芳氧羰基、芳硫羰基、醯氧基、芳硫基、烷硫基、芳基、雜環基、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、伸烷氧基、胺基、氰基、硝基之各基、以及鹵素所構成之群中至少1種取代,R1a之個數為g+h(g-1)+1,R1a可各自互相相同或相異,2個以上的R1a可互相直接、或介隔著-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NH-、-NR2a-、-CO-、-COO-、-CONH-、碳原子數1~3之伸烷基、或伸苯基而鍵結,亦可形成包含X1a之環構造,R2a為碳原子數1~5之烷基或碳原子數6~10之芳基,X2a為下式(a3):
所表示之構造,式(a3)中,X4a表示碳原子數1~8之伸烷
基、碳原子數6~20之伸芳基、或碳原子數8~20之雜環基化合物的2價基,X4a亦可經選自碳原子數1~8之烷基、碳原子數1~8之烷氧基、碳原子數6~10之芳基、羥基、氰基、硝基之各基、以及鹵素所構成之群中至少1種取代,X5a表示-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NH-、-NR2a-、-CO-、-COO-、-CONH-、碳原子數1~3之伸烷基、或伸苯基,h表示括弧內之構造的重複單位數,h+1個X4a以及h個X5a可各自互相相同或相異,R2a與前述定義相同,X3a-為有機陰離子)。
來自式(a2)所表示之化合物的PAG基Y所具有的與鍵結基X鍵結之鍵結位置並無特別限定。
以下,針對構成式(a1)所表示之化合物的PAG基之Y、與鍵結基之X進行說明。
(PAG基Y)
作為賦予PAG基之上述式(a2)所表示的化合物中之鎓離子,有舉出三苯鋶、三-p-甲苯鋶、4-(苯硫基)二苯基苯鋶、雙[4-(二苯鋶基)苯基]硫醚、雙[4-{雙[4-(2-
羥乙氧基)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)苯雙(4-氟苯基)鋶、7-異丙基-9-氧代-10-硫雜-9,10-二氫蒽-2-基二-p-甲苯鋶、7-異丙基-9-氧代-10-硫雜-9,10-二氫蒽-2-基二苯鋶、2-[(二苯基)鋶基]噻噸酮、4-[4-(4-tert-丁基苯甲醯基)苯硫基]苯基二-p-甲苯鋶、4-(4-苯甲醯基苯硫基)二苯基苯鋶、二苯基苯甲醯甲基鋶、4-羥基苯基甲基苄基鋶、2-萘基甲基(1-乙氧甲醯基)乙基鋶、4-羥基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-聯苯鋶、[4-(4-乙醯基苯硫基)苯基]二苯鋶、十八基甲基苯甲醯甲基鋶、二苯基錪鎓、二-p-甲苯基錪鎓、雙(4-月桂基苯基)錪鎓、雙(4-甲氧苯基)錪鎓、(4-辛基氧基苯基)苯基錪鎓、雙(4-癸基氧基)苯基錪鎓、4-(2-羥基四癸基氧基)苯基苯基錪鎓、4-異丙基苯基(p-甲苯基)錪鎓、或4-異丁基苯基(p-甲苯基)錪鎓等。
上述式(a2)所表示之化合物中的鎓離子當中,作為鎓離子較佳有舉出下述式(a4)所表示之鋶離子。
上述式(a4)中,R3a各自獨立表示選自氫原子、烷基、羥基、烷氧基、烷羰基、烷羰基氧基、烷基氧基羰基、鹵素原子、亦可具有取代基之芳基、芳羰基所構成之群之基。X2a表示與上述式(a2)中之X2a相同意義。
式(a1)所表示之化合物的合成較容易,且容易得到一種感光性樹脂組成物,其係能夠形成具有所期望之剖面形狀的光阻圖型,故上述式(a4)所表示之鎓離子當中,為下述式(a5)所表示之鎓離子較佳,為下述式(a5-1)所表示之鎓離子再較佳。
上述式(a5)中,R3a表示與上述式(a4)中之R3a相同意義。
作為上述式(a4)所表示之鋶離子的具體例,有舉出4-(苯硫基)二苯基苯鋶、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)二苯基苯鋶、苯基[4-(4-聯苯硫基)苯基]4-聯苯鋶、苯基[4-(4-聯苯硫基)苯基]3-聯苯鋶、[4-(4-乙醯基苯硫基)苯基]二苯鋶、二苯基[4-(p-三苯硫基)苯基]二苯鋶。
X3a-為有機陰離子。有機陰離子能夠適當地選自以往所知之構成鎓鹽系的酸產生劑之陰離子。
作為X3a-,作為較佳之陰離子,有舉出選自下式(a6);
所表示之氟化烷基氟磷酸鹽陰離子、下式(a7);
所表示之硼酸鹽陰離子、氫原子的一部分或全部經氟化之氟烷基磺酸離子或芳基磺酸離子、以及下式(a8)及(a9);
所表示之含氮陰離子所構成之群中之陰離子。
式(a6)中,R4a表示氫原子之80%以上經氟原子取代之烷基,j表示其個數,且為1~5之整數,j個R4a亦可各自相同或相異。
式(a6)所表示之氟化烷基氟磷酸陰離子中,R4a表示經氟原子取代之烷基,碳原子數較佳為1~8,碳原子數再較佳為1~4。作為烷基之具體例,有舉出甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、辛基等直鏈烷基;異丙基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基等分支烷基;進一步有舉出環丙基、環丁基、環戊基、環己基等環烷基等,烷基之氫原子經氟原子取代之比例,通常為80%以上,較佳為
90%以上,再較佳為100%。氟原子之取代率未滿80%時,上述式(a1)所表示之鎓氟化烷基氟磷酸鹽的酸強度會降低。
尤其是R4a較佳為碳原子數為1~4,且氟原子的取代率為100%之直鏈狀或分支狀之過氟化烷基,作為具體例有舉出CF3、CF3CF2、(CF3)2CF、CF3CF2CF2、CF3CF2CF2CF2、(CF3)2CFCF2、CF3CF2(CF3)CF、(CF3)3C。R3a之個數j為1~5之整數,較佳為2~4、特別佳為2或3。
作為氟化烷基氟磷酸陰離子之較佳具體例,有舉出[(CF3CF2)2PF4]-、[(CF3CF2)3PF3]-、[((CF3)2CF)2PF4]-、[((CF3)2CF)3PF3]-、[(CF3CF2CF2)2PF4]-、[(CF3CF2CF2)3PF3]-、[((CF3)2CFCF2)2PF4]-、[((CF3)2CFCF2)3PF3]-、[(CF3CF2CF2CF2)2PF4]-、或[(CF3CF2CF2)3PF3]-,此等當中,為[(CF3CF2)3PF3]-、[(CF3CF2CF2)3PF3]-、[((CF3)2CF)3PF3]-、[((CF3)2CF)2PF4]-、[((CF3)2CFCF2)3PF3]-、或[((CF3)2CFCF2)2PF4]-特別佳。
式(a7)中,R5a~R8a各自獨立表示氟原子或苯基,該苯基之氫原子的一部分或全部亦可經選自氟原子以及三氟甲基所構成之群中至少1種取代。
作為上述式(a7)所表示之硼酸鹽陰離子之較佳具體例,有舉出肆(五氟苯基)硼酸鹽([B(C6F5)4]-)、肆[(三氟甲基)苯基]硼酸鹽([B(C6H4CF3)4]-)、二氟雙(五氟苯基)硼酸鹽([(C6F5)2BF2]-)、三氟(五氟苯基)硼酸鹽([(C6F5)BF3]-)、肆(二氟苯基)硼酸鹽([B(C6H3F2)4]-)等。此
等之中,以肆(五氟苯基)硼酸鹽([B(C6F5)4]-)特別佳。
氫原子之一部分或全部經氟化之氟烷基磺酸離子中之烷基可為碳原子數1~20之直鏈狀亦可為分支狀或環狀,以所發生之酸的膨脹度與其擴散距離來看,為碳原子數1~10較佳。尤其是分支狀或環狀者由於擴散距離較短故較佳。且,以能夠以低價來合成來看,作為較佳者能舉出甲基、乙基、丙基、丁基、辛基等。
芳基磺酸離子中之芳基,為碳原子數6~20之芳基,且有舉出亦可經烷基、鹵素原子取代或不取代之之苯基、萘基。尤其是以能夠低價地合成來看,為碳原子數6~10之芳基較佳。作為較佳者之具體例,能夠舉出苯基、甲苯磺醯基、乙基苯基、萘基、甲基萘基等。
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經氟化時的氟化率較佳為10~100%,再較佳為50~100%,尤其是將氫原子全部以氟原子取代者,其酸之強度變得較強,故較佳。作為如此者,具體有舉出三氟甲磺酸酯、全氟丁磺酸酯、全氟辛磺酸酯、全氟苯磺酸酯等。
氟烷基磺酸離子以及芳基磺酸離子中,作為較佳之陰離子部,有舉出下述式(a10)所表示者。
【化9】R9aSO3 - (a10)
式(a10)中,R9a為下式(a11)、(a12)、或(a13);
所表示之基,前述式(a11)中,x表示1~4之整數,前述式(a12)中,R10a表示氫原子、羥基、碳原子數1~6之直鏈狀或分支狀之烷基、或碳原子數1~6之直鏈狀或分支狀之烷氧基,y表示1~3之整數。
式(a8)以及(a9)中,Xa表示至少1個氫原子經氟原子取代之直鏈狀或分支狀之碳原子數2~6之伸烷基。Ya以及Za各自獨立為至少1個氫原子經氟原子取代之直鏈狀或分支狀之碳原子數1~10之烷基。Ya以及Za為經氟原子取代之烷基時,其碳原子數為1~7較佳,為1~3更較佳。
Xa之伸烷基的碳原子數、或Ya、Za之烷基的碳原子數越小,對有機溶劑之溶解性也越良好,故較佳。
且,Xa之伸烷基或Ya、Za之烷基中,經氟原子取代之氫原子的數量越多,酸的強度會變得越強,故較佳。該伸烷基或烷基中之氟原子的比例,亦即氟化率較佳為70~100%,再較佳為90~100%,最佳為全部的氫原子經氟原子取代之全氟伸烷基或過氟化烷基。
作為以上說明之給予適當的PAG基Y之式(a2)所表示之化合物的較佳具體例,有舉出下式者。
如前述,式(a1)中,u為1特別佳。亦即PAG基Y為1價之基特別佳。PAG基Y為來自上述舉出作為式(a2)所表之化合物的較佳具體例之化合物的1價基時,作為適當的PAG基Y之具體例,有舉出以下之基。
(鍵結基X)
X為t+1價之鍵結基,且亦可為單鍵,亦可為t+1價之有機基。t+1價之有機基亦可為羥基,亦可為包含O、N、S、P、以及鹵素原子等雜原子之有機基。
作為鍵結基X之較佳例,有舉出下式(a14)所表示之基。且,式(a14)中,附有「*」之鍵結為與PAG基Y鍵結之鍵結。
-(R11a)-(R13a-R12a)s-*...(a14)
式(a14)中,R11a以及R12a各自獨立表示單鍵、或選自-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-NH-、-CONH-、-NHCO-、-NHCONH-、-S-、-SO-、以及-SO2-所構成之群中之2價基。R13a表示2價以上之脂肪族羥基、2價以上之芳香族羥基、2以上價之雜環基式基、或組合2種以上此等基之基。舉出作為R13a之選項的此等基亦可具有取代基。s表示0以上之整數,0~2之整數較佳,0或1再較佳,1特別佳。
且,式(a14)中,R13a為3價以上之有機基時,除了鍵結R13a與R11a以及R12a之外,R13a所具有之鍵結的記載省略。
s為2以上時,式(a14)所表示之基中包含的複數個R12a以及R13a亦可相同,亦可相異。
作為R13a亦可具有之取代基,有舉出選自烷基、羥基、烷氧基、烷羰基、芳羰基、烷氧羰基、芳氧羰基、芳硫羰基、醯氧基、芳硫基、烷硫基、芳基、雜環
基、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、伸烷氧基、胺基、氰基、硝基之各基、以及鹵素所構成之群中至少1種。
作為式(a1)所表示之化合物中的-X-(COOH)t所表示之基的較佳例,有舉出下式(a14-1)所表示之基。且,式(a14-1)中,附有「*」之鍵結為與PAG基Y鍵結之鍵結。
(HOCO)t-R14a-CO-*...(a14-1)
如前述,式(a1)中,t為1或2較佳。t為1時,作為R14a,為碳原子數1~8之伸烷基、伸苯基、或萘二基較佳,為碳原子數1~4之伸烷基、伸苯基、或萘二基再較佳,為1,2-乙烷二基、p-伸苯基、或m-伸苯基特別佳。
式(a1)中,t為2時,作為R14a,為3價之鏈狀脂肪族基、次苄基、或萘三基較佳,為1,2,4-次苄基、1,2,5-次苄基、或1,3,4-次苄基再較佳,為1,2,4-次苄基特別佳。
且,1,2,4-次苄基、1,2,5-次苄基、或1,3,4-次苄基在式(a14-1)所表示之基中,以1位與羰基鍵結。
作為式(a1)所表示之化合物,且具有較佳之鍵結基X的化合物,有舉出下述化合物。
作為以上說明之式(a1)所表示之化合物的較佳具體例,有舉出以下之PAG-A~PAG-E。
(A)酸產生劑除了以上說明之具有羧基之酸產生劑以外,亦可包含不具有羧基之酸產生劑。此時,相對於(A)酸產生劑的總量,具有羧基之酸產生劑的含量為50質量%以上較佳,為70質量%以上再較佳,為90質量%以上特別佳,為100質量%最佳。
作為不具有羧基之酸產生劑,以下說明之第一~第五形態的酸產生劑較佳。以下,針對感光性樹脂組成物中較適合使用之酸產生劑中較適合者,以第一至第五
形態來說明。
作為不具有羧基之酸產生劑中的第一形態,有舉出前述式(a2)所表示之化合物。
作為不具有羧基之酸產生劑中的第二形態,有舉出2,4-雙(三氯甲基)-6-向日葵基-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(2-呋喃基)乙烯基]-s-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(5-甲基-2-呋喃基)乙烯基]-s-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(5-乙基-2-呋喃基)乙烯基]-s-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(5-丙基-2-呋喃基)乙烯基]-s-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(3,5-二甲氧苯基)乙烯基]-s-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(3,5-二乙氧苯基)乙烯基]-s-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(3,5-二丙氧苯基)乙烯基]-s-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(3-甲氧基-5-乙氧苯基)乙烯基]-s-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(3-甲氧基-5-丙氧苯基)乙烯基]-s-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(3,4-伸甲二氧基苯基)乙烯基]-s-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-(3,4-伸甲二氧基苯基)-s-三嗪、2,4-雙-三氯甲基-6-(3-溴-4-甲氧基)苯基-s-三嗪、2,4-雙-三氯甲基-6-(2-溴-4-甲氧基)苯基-s-三嗪、2,4-雙-三氯甲基-6-(2-溴-4-甲氧基)苯乙烯基苯基-s-三嗪、2,4-雙-三氯甲基-6-(3-溴-4-甲氧基)苯乙烯基苯基-s-三嗪、2-(4-甲氧苯基)-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-
二甲氧苯基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-[2-(3,4-二甲氧苯基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(3,4-伸甲二氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、參(1,3-二溴丙基)-1,3,5-三嗪、參(2,3-二溴丙基)-1,3,5-三嗪等含有鹵素之三嗪化合物、以及參(2,3-二溴丙基)異氰酯等下述式(a15)所表示之含有鹵素之三嗪化合物。
上述式(a15)中,R15a、R16a、R17a各自獨立表示鹵化烷基。
作為不具有羧基之酸產生劑中的第三形態,有舉出α-(p-甲苯磺醯基羥亞胺基)-氰苄、α-(苯磺醯基羥亞胺基)-2,4-二氯氰苄、α-(苯磺醯基羥亞胺基)-2,6-二氯氰苄、α-(2-氯苯磺醯基羥亞胺基)-4-甲氧苯基乙腈、α-(乙磺醯基羥亞胺基)-1-環戊烯基乙腈、以及含有磺酸酯基之下述式(a16)所表示之化合物。
上述式(a16)中,R18a表示1價、2價、或3價之有機基,R19a表示取代或非取代之飽和羥基、不飽和羥
基、或芳香族性化合物基,n表示括弧內之構造的重複單位數。
上述式(a16)中,芳香族性化合物基意指表示會表現芳香族化合物所特有的物理性.化學性性質之化合物之基,有舉例如苯基、萘基等之芳基、或呋喃基、噻吩基等雜芳基。此等亦可在環上具有1個以上適當的取代基,例如鹵素原子、烷基、烷氧基、硝基等。且,R19a為碳原子數1~6之烷基特別佳,有舉出甲基、乙基、丙基、丁基。尤其是R18a為芳香族性化合物基,且R19a為碳原子數1~4之烷基之化合物較佳。
作為上述式(a16)所表示之酸產生劑,當n=1時,R18a為苯基、甲基苯基、甲氧苯基之任一者,R19a為甲基之化合物,具體來說有舉出α-(甲基磺醯基羥亞胺基)-1-氰苄、α-(甲基磺醯基羥亞胺基)-1-(p-甲基苯基)乙腈、α-(甲基磺醯基羥亞胺基)-1-(p-甲氧苯基)乙腈、[2-(丙基磺醯基羥亞胺基)-2,3-二羥噻酚-3-亞基](o-甲苯基)乙腈等。n=2時,作為上述式(b2)所表示之酸產生劑,具體有舉出下述式所表示之酸產生劑。
作為不具有羧基之酸產生劑中的第四形態,有舉出在陽離子部具有萘環之鎓鹽。此「具有萘環」意指具有來自萘之構造,且意指至少2個環之構造、與維持此等之芳香族性。此萘環亦可具有碳原子數1~6之直鏈狀或分支狀之烷基、羥基、碳原子數1~6之直鏈狀或分支狀之烷氧基等取代基。來自萘環之構造亦可為1價基(游離原子價為1個),亦可為2價基(游離原子價為2個)以上,但較期望為1價基(惟,此時,排除與上述取代基鍵結部分而將游離原子價設成可數者)。萘環之數為1~3較佳。
作為如此般在陽離子部具有萘環之鎓鹽的陽離子部,為下述式(a17)所表示之構造較佳。
上述式(a17)中,R20a、R21a、R22a中至少1個表示下述式(a18)所表示之基,剩下部分表示碳原子數1~6之直鏈狀或分支狀之烷基、亦可具有取代基之苯基、羥基、或碳原子數1~6之直鏈狀或分支狀之烷氧基。或者,R20a、R21a、R22a中的1個為下述式(a18)所表示之基,剩下的2個分別獨立為碳原子數1~6之直鏈狀或分支狀之伸烷基,此等之末端亦可鍵結形成環狀。
上述式(a18)中,R23a、R24a分別獨立表示羥基、碳原子數1~6之直鏈狀或分支狀之烷氧基、或碳原子數1~6之直鏈狀或分支狀之烷基,R25a表示單鍵或亦可具有取代基之碳原子數1~6之直鏈狀或分支狀之伸烷基。l以及m分別獨立表示0~2之整數,l+m為3以下。惟,R23a存在複數時,此等亦可互相相同,亦可相異。且,R24a存在複數時,此等亦可互相相同,亦可相異。
上述R20a、R21a、R22a中,上述式(a18)所表示之基的數,以化合物之安定性觀點來看,較佳為1個,剩下的為碳原子數1~6之直鏈狀或分支狀之伸烷基,此等之末端亦可鍵結形成環狀。此時,上述2個伸烷基會包括硫原子構成3~9員環。構成環之原子(包含硫原子)的數較佳為5~6。
且,作為上述伸烷基所亦可具有的取代基,有舉出氧原子(此時,與構成伸烷基之碳原子一起形成羰基)、羥基等。
且,作為苯基所亦可具有之取代基,有舉出羥基、碳原子數1~6之直鏈狀或分支狀之烷氧基、碳原子數1~6之直鏈狀或分支狀之烷基等。
作為此等之陽離子部,並作為較適當者,能夠舉出下述式(a19)、(a20)所表示者等,尤其是下述式
(a20)所表示之構造較佳。
作為如此之陽離子部,亦可為錪鎓鹽且亦可為鋶鹽,但以酸產生效率等觀點來看,較期望為鋶鹽。
因此,作為在陽離子部具有萘環之鎓鹽的陰離子部,並作為較適當者,較期望為能夠形成鋶鹽之陰離子。
作為如此之酸產生劑的陰離子部,為氫原子之一部分或全部經氟化之氟烷基磺酸離子或芳基磺酸離子、以及前述之式(a8)以及(a9)所表示之陰離子較佳。作為氫原子之一部分或全部經氟化之氟烷基磺酸離子或芳基磺酸離子,為前述之式(a10)所表示之陰離子較佳。
作為如此般在陽離子部具有萘環之鎓鹽,並作為較佳者,有舉出下述式(a21)、(a22)所表示之化合物。
作為不具有羧基之酸產生劑中的第五形態,有舉出雙(p-甲苯基磺醯基)重氮甲烷、雙(1,1-二甲基乙磺
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;p-甲苯基磺酸2-硝基苄酯、p-甲苯基磺酸2,6-二硝基苄酯、硝基苄基甲苯磺酸酯、二硝基苄基甲苯磺酸酯、硝基苄基磺酸酯、硝基苄基碳酸酯、二硝基苄基碳酸酯等硝基苄基衍生物;五倍子酚三甲磺酸酯、五倍子酚三甲苯磺酸酯、苄基甲苯磺酸酯、苄基磺酸酯、N-甲基磺醯基氧基丁二醯亞胺、N-三氯甲基磺醯基氧基丁二醯亞胺、N-苯基磺醯基氧基馬來醯亞胺、N-甲基磺醯基氧基鄰苯二甲醯亞胺等磺酸酯類;N-羥基鄰苯二甲醯亞胺、N-羥基鄰苯二甲醯亞胺等三氟甲磺酸酯類;二苯基錪鎓六氟磷酸酯、(4-甲氧苯基)苯基錪鎓三氟甲磺酸酯、雙(p-tert-丁基苯基)錪鎓三氟甲磺酸酯、三苯鋶六氟磷酸酯、(4-甲氧苯基)二苯鋶三氟甲磺酸酯、(p-tert-丁基苯基)二苯鋶三氟甲磺酸酯等鎓鹽類;安息香基甲苯磺酸酯、α-甲基安息香基甲苯磺酸酯等安息香基甲苯磺酸酯類;其他的二苯基錪鎓鹽、三苯鋶鹽、苯基重氮鎓鹽、苄基碳酸酯等。
在感光性樹脂組成物中摻混酸產生劑時,酸產生劑(B)亦可單獨使用,亦可組合2種以上來使用。酸產生劑之含量(B)相對於感光性樹脂組成物之全質量為10質量%以下較佳,為3質量%以下再較佳。且,作為含量之下限值,相對於感光性樹脂組成物之全質量,亦可為0.1質量%以上,亦可為0.5質量%以上,亦可為1質量%以上。
(A)酸產生劑之含量設成相對於感光性樹脂組成物之全質量為0.1~10質量%較佳,設成0.5~3質量%更較佳。藉由將(A)酸產生劑之使用量設在上述範圍,容易調製具備良好感度,均勻之溶液,且保存安定性優異之感光性樹脂組成物。
<(B)樹脂>
(B)藉由酸作用而增大對鹼的溶解性之樹脂包含(B-3)丙烯酸樹脂(以下亦可記作(B-3)丙烯酸樹脂),該(B-3)丙烯酸樹脂含有由包含含-SO2-之環式基、或含內酯之環式基的丙烯酸酯所衍生之構成單位。感光性樹脂組成物藉由含有(B-3)丙烯酸樹脂,能夠形成剖面形狀良好之膜厚為10μm以上之厚膜圖型。且,(B)藉由酸作用而增大對鹼的溶解性之樹脂亦可包含以往摻混在正型感光性樹脂組成物中之上述(B-3)丙烯酸樹脂以外的樹脂。
感光性樹脂組成物中所包含之全樹脂成分中的(B-3)丙烯酸樹脂之含量,相對於(B)藉由酸作用而增大對鹼的溶解性之樹脂的質量與後述(D)鹼可溶性樹脂之質量的合計,為70質量%以上,為90質量%以上較佳,為100質量%更較佳。
以下,作為(B)藉由酸作用而增大對鹼的溶解性之樹脂的適當之例,依序說明(B1)酚醛樹脂、(B2)聚羥基苯乙烯樹脂、以及(B3)丙烯酸樹脂。
[(B1)酚醛樹脂]
作為(B1)酚醛樹脂,能夠使用包含下述式(b1)所表示之構成單位的樹脂。
上述式(b1)中,R1b表示酸解離性溶解抑制基,R2b、R3b各自獨立表示氫原子或碳原子數1~6之烷基。
作為上述R1b所表示之酸解離性溶解抑制基,為下述式(b2)、(b3)所表示之基、碳原子數1~6之直鏈狀、分支狀、或環狀之烷基、乙烯氧乙基、四氫哌喃基、四喃基、或三烷矽基較佳。
上述式(b2)、(b3)中,R4b、R5b各自獨立表示氫原子、或碳原子數1~6之直鏈狀或分支狀之烷基,R6b表示碳原子數1~10之直鏈狀、分支狀、或環狀之烷基,R7b表示碳原子數1~6之直鏈狀、分支狀、或環狀之烷基,o表示0或1。
作為上述直鏈狀或分支狀之烷基,有舉出甲基、乙基、丙基、異丙基、n-丁基、異丁基、tert-丁基、戊基、異戊基、新戊基等。且,作為上述環狀之烷基,有舉出環戊基、環己基等。
於此,作為上述式(b2)所表示之酸解離性溶解抑制基,具體來說有舉出甲氧基乙基、乙氧基乙基、n-丙氧基乙基、異丙氧基乙基、n-丁氧基乙基、異丁氧基乙基、tert-丁氧基乙基、環己氧乙基、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。且,作為上述式(b3)所表示之酸解離性溶解抑制基,具體來說有舉出tert-丁氧基羰基、tert-丁氧基羰基甲基等。且,作為上述三烷矽基,有舉出三甲矽烷基、三-tert-丁基二甲矽烷基等之各烷基之碳原子數為1~6者。
[(B2)聚羥基苯乙烯樹脂]
作為(B2)聚羥基苯乙烯樹脂,能夠使用包含下述式(b4)所表示之構成單位的樹脂。
上述式(b4)中,R8b表示氫原子或碳原子數1~6之烷基,R9b表示酸解離性溶解抑制基。
上述碳原子數1~6之烷基為例如碳原子數1~6之直鏈狀、分支狀、或環狀之烷基。作為直鏈狀或分支狀之烷基,有舉出甲基、乙基、丙基、異丙基、n-丁基、異丁基、tert-丁基、戊基、異戊基、新戊基等,作為環狀之烷基,有舉出環戊基、環己基等。
作為上述R9b所表示之酸解離性溶解抑制基,能夠使用與上述式(b2)、(b3)所例示者相同之酸解離性溶解抑制基。
另外,(B2)聚羥基苯乙烯樹脂中,以適度地調整物理性、化學性特性之目的,能夠包含其他聚合性化合物來作為構成單位。作為如此般之聚合性化合物,有舉出周知的自由基聚合性化合物、或陰離子聚合性化合物。且,作為如此之聚合性化合物,能夠舉例如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等單羧酸類;馬來酸、丁烯酸、衣康酸等二羧酸類;2-甲基丙烯醯基氧基乙基琥珀酸、2-甲基丙烯醯基氧基乙基馬來酸、2-甲基丙烯醯基氧基乙基苯二甲酸、2-甲基丙烯醯基氧基乙基六氫基苯二甲酸等具有羧基以及酯鍵之甲基丙烯酸衍生物類;甲基(甲基)丙烯酸酯、乙基(甲基)丙烯酸酯、丁基(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸烷基酯類;2-羥基乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥基丙基(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸羥烷基酯類;苯基(甲基)丙烯酸酯、苄基(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸芳基酯類;順丁烯二酸二乙酯、反丁烯二酸二丁酯等二羧酸二酯類;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有乙烯基之芳香族化合物類;乙酸乙烯酯等含有乙烯基之脂肪族化合物類;丁二烯、異戊二烯等共軛二烯烴類;丙烯腈、甲基丙烯腈等含有腈基之聚合性化合物類;氯乙烯、氯亞乙烯等含有氯之聚合性化合物;丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺等含有醯胺鍵結之聚合性化合物類;等。
[(B3)丙烯酸樹脂]
如上述,感光性樹脂組成物中必須要含有(B-3)丙烯酸樹脂,該(B-3)丙烯酸樹脂含有由包含含-SO2-之環式基、或含內酯之環式基的丙烯酸酯所衍生之構成單位。因此,作為(B3)丙烯酸樹脂,為(B-3)丙烯酸樹脂較佳,該(B-3)丙烯酸樹脂含有由包含含-SO2-之環式基、或含內酯之環式基的丙烯酸酯所衍生之構成單位。以下,作為較適當的(B3)丙烯酸樹脂,說明較適當的樹脂之(B-3)丙烯酸樹脂。
((B-3)丙烯酸樹脂)
(B-3)丙烯酸樹脂包含含-SO2-之環式基、或含內酯之環式基。因此,(B-3)丙烯酸樹脂必須包含構成單位(b-3),該構成單位(b-3)包含含-SO2-之環式基、或含內酯之環式基。
於此,「含有-SO2-之環式基」意指含有在其環骨架中包含-SO2-之環的環式基,具體來說,是-SO2-中
的硫原子(S)會形成環式基之環骨架之一部分的環式基。將其環骨架中包含-SO2-之環數成第一個環,只有該環時稱作單環式基,另外,具有其他環構造時,無論其構造皆稱作多環式基。含有-SO2-之環式基亦可為單環式,亦可為多環式。
含有-SO2-之環式基,尤其是在其環骨架中包含-O-SO2-之環式基,亦即含有-O-SO2-中之-O-S-會形成環骨架之一部分的磺內酯側基(sultone)環之環式基較佳。
含有-SO2-之環式基的碳原子數為3~30較佳,為4~20再較佳,為4~15更較佳,為4~12特別佳。該碳原子數為構成環骨架之碳原子的個數,並不包含取代基中的碳原子數。
含有-SO2-之環式基亦可為含有-SO2-之脂肪族環式基,亦可為含有-SO2-之芳香族環式基。較佳為含有-SO2-之脂肪族環式基。
作為含有-SO2-之脂肪族環式基,有舉出自構成其環骨架之碳原子的一部分經-SO2-、或-O-SO2-取代之脂肪族烴環去除至少1個氫原子之基。更具體來說,有舉出自構成其環骨架之-CH2-經-SO2-取代之脂肪族烴環去除至少1個氫原子之基、自構成其環之-CH2-CH2-經-O-SO2-取代之脂肪族烴環去除至少1個氫原子之基等。
該脂環式烴環之碳原子數為3~20較佳,為3~12更較佳。該脂環式烴環亦可為多環式,亦可為單環式。作為單環式之脂環式烴基,為自碳原子數3~6之單
環烷烴去除2個氫原子之基較佳。作為該單環烷烴,能夠例示環戊烷、環己烷等。作為多環式之脂環式烴環,為自碳原子數7~12之多環烷烴去除2個氫原子之基較佳,作為該多環烷烴,具體來說有舉出金剛烷、降莰烷、異莰烷、三環癸烷、四環十二烷等。
含有-SO2-之環式基亦可具有取代基。作為該取代基,有舉例如烷基、烷氧基、鹵素原子、鹵化烷基、羥基、氧原子(=O)、-COOR”、-OC(=O)R”、羥烷基、氰基等。
作為作為該取代基之烷基,為碳原子數1~6之烷基較佳。該烷基為直鏈狀或分支鏈狀較佳。具體來說,有舉出甲基、乙基、n-丙基、異丙基、n-丁基、異丁基、tert-丁基、n-戊基、異戊基、新戊基、n-己基等。此等之中,為甲基、或乙基較佳,為甲基特別佳。
作為作為該取代基之烷氧基,為碳原子數1~6之烷氧基較佳。該烷氧基為直鏈狀或分支鏈狀較佳。具體來說,有舉出作為作為前述取代基之烷基中所舉出的烷基鍵結氧原子(-O-)之基。
作為作為該取代基之鹵素原子,有舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,為氟原子較佳。
作為該取代基之鹵化烷基,有舉出前述烷基之氫原子的一部分或全部經前述鹵素原子取代之基。
作為作為該取代基之鹵化烷基,有舉出作為作為前述取代基之烷基中所舉出的烷基之氫原子的一部分
或全部經前述鹵素原子取代之基。作為該鹵化烷基,為氟化烷基較佳,尤其是為過氟化烷基較佳。
前述-COOR”、-OC(=O)R”中之R”皆為氫原子或碳原子數1~15之直鏈狀、分支鏈狀或者環狀之烷基。
R”為直鏈狀或分支鏈狀之烷基時,該鏈狀烷基之碳原子數為1~10較佳,為1~5再較佳,為1或2特別佳。
R”為環狀之烷基時,該環狀之烷基的碳原子數為3~15較佳,為4~12再較佳,為5~10特別佳。具體來說,能夠例示亦可經氟原子或氟化烷基取代,或不經取代之單環烷烴、或自雙環烷烴、三環烷烴、四環烷烴等多環烷烴中去除1個以上之氫原子的基等。更具體來說,有舉出環戊烷、環己烷等單環烷烴或、自金剛烷、降莰烷、異莰烷、三環癸烷、四環十二烷等多環烷烴中去除1個以上之氫原子的基等。
作為作為該取代基之羥烷基,為碳原子數1~6之羥烷基較佳。具體來說,有舉出作為作為前述取代基之烷基所舉出之烷基中至少1個氫原子經羥基取代之基。
作為含有-SO2-之環式基,更具體來說,有舉出下述式(3-1)~(3-4)所表示之基。
上述式(3-1)~(3-4)中,A’為亦可包含氧原子(-O-)或硫原子(-S-)之碳原子數1~5的伸烷基、氧原子、或硫原子。作為A’中之碳原子數1~5的伸烷基,為直鏈狀或分支鏈狀之伸烷基較佳,有舉出亞甲基、亞乙基、n-伸丙基、異伸丙基等。
該伸烷基包含氧原子或硫原子時,作為其具體例,有舉出在前述伸烷基之末端或碳原子間有介著-O-、或-S-之基,例如-O-CH2-、-CH2-O-CH2-、-S-CH2-、-CH2-S-CH2-等。作為A’,為碳原子數1~5之伸烷基、或-O-較佳,為碳原子數1~5之伸烷基再較佳,為亞甲基最佳。
z亦可為0~2之任一者,為0最佳。z為2時,複數個R10b亦可分別相同,亦可相異。
作為R10b中之烷基、烷氧基、鹵化烷基、-COOR”、-OC(=O)R”、羥烷基,分別有舉出與關於作為含有-SO2-之環式基所亦可具有的取代基所舉出之烷基、烷氧基、鹵化烷基、-COOR”、-OC(=O)R”、以及羥烷基之上述所說明相同者。
以下,例示前述式(3-1)~(3-4)所表示之具體環式基。且,式中之「Ac」表示乙醯基。
作為含有-SO2-之環式基,在上述中,為前述式(3-1)所表示之基較佳,為選自前述化學式(3-1-1)、(3-1-18)、(3-3-1)、以及(3-4-1)中任一所表示之基所成之群中至少一種再較佳,為前述化學式(3-1-1)所表示之基最佳。
「內酯含有環式基」意指含有在其環骨架中
包含-O-C(=O)-之環(內酯環)的環式基。將內酯環數成第一個環,且只有內酯環時,稱作單環式基,進一步具有其他環構造時,無論其構造皆稱作多環式基。含有內酯之環式基亦可為單環式基,亦可為多環式基。
作為構成單位(b-3)中之含有內酯之環式基,並無特別限定,能夠使用任意者。具體來說,作為含有內酯之單環式基,有舉出自4~6員環內酯去除1個氫原子之基,例如自β-丙內酯去除1個氫原子之基、自γ-丁內酯去除1個氫原子之基、自δ-戊內酯去除1個氫原子之基等。且,作為含有內酯之多環式基,有舉出具有內酯環之雙環烷烴、三環烷烴、自四環烷烴去除1個氫原子之基。
作為構成單位(b-3),只要是具有含有-SO2-之環式基、或含有內酯之環式基者即可,其他部分之構造並無特別限定,為選自構成單位(b-3-S)、以及構成單位(b-3-L)所構成之群中至少1種之構成單位較佳,構成單位(b-3-S)為α位之碳原子所鍵結之氫原子亦可經取代基取代之丙烯酸酯所衍生之構成單位,且包含含有-SO2-之環式基的構成單位,構成單位(b-3-L)為α位之碳原子所鍵結之氫原子亦可經取代基取代之丙烯酸酯所衍生之構成單位,且包含含有內酯之環式基的構成單位。
[構成單位(b-3-S)]
作為構成單位(b-3-S)之例,更具體有舉出下述式(b-S1)所表示之構成單位。
式(b-S1)中,R與前述相同。
R11b與前述所舉出之含有-SO2-之環式基相同。
R12b亦可為單鍵、2價之鍵結基之任一者。以本發明效果較優異之觀點來看,為2價之鍵結基較佳。
作為R12b中的2價之鍵結基,並無特別限定,作為較適當者,有舉出亦可具有取代基之2價之羥基、包含雜原子之2價之鍵結基等。
(亦可具有取代基之2價之羥基)
作為2價之鍵結基的羥基亦可為脂肪族羥基,亦可為芳香族羥基。脂肪族羥基意指不具有芳香族性之羥基。該脂肪族羥基亦可為飽和,亦可為不飽和。通常為飽和羥基較佳。作為該脂肪族羥基,更具體來說有舉出直鏈狀或分支鏈狀之脂肪族羥基、在構造中包含環之脂肪族羥基等。
前述直鏈狀或分支鏈狀之脂肪族羥基的碳原子數為1~10較佳,為1~8再較佳,為1~5更較佳。
作為直鏈狀之脂肪族羥基,為直鏈狀之伸烷基較佳。具體來說有舉出亞甲基[-CH2-]、亞乙基[-(CH2)2-]、三亞甲基[-(CH2)3-]、四亞甲基[-(CH2)4-]、五亞甲基[-(CH2)5-]等。
作為分支鏈狀之脂肪族羥基,為分支鏈狀之伸烷基較佳。具體來說有舉出-CH(CH3)-、-CH(CH2CH3)-、-C(CH3)2-、-C(CH3)(CH2CH3)-、-C(CH3)(CH2CH2CH3)-、-C(CH2CH3)2-等烷基亞甲基;-CH(CH3)CH2-、-CH(CH3)CH(CH3)-、-C(CH3)2CH2-、-CH(CH2CH3)CH2-、-C(CH2CH3)2-CH2-等烷基亞乙基;-CH(CH3)CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2-等烷基三亞甲基;-CH(CH3)CH2CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2CH2-等烷基四亞甲基等之烷基伸烷基等。作為烷基伸烷基中之烷基,為碳原子數1~5之直鏈狀之烷基較佳。
上述直鏈狀或分支鏈狀之脂肪族羥基亦可具有或不具有取代氫原子之取代基(氫原子以外之基或原子)。作為該取代基,有舉出氟原子、經氟原子取代之碳原子數1~5之氟化烷基、氧代基(=O)等。
作為上述構造中包含環之脂肪族羥基,有舉出環構造中亦可包含含雜原子之取代基的環狀脂肪族羥基(自脂肪族烴環去除2個氫原子之基)、該環狀脂肪族羥基鍵結於直鏈狀或分支鏈狀之脂肪族羥基的末端之基、該環狀脂肪族羥基介在於直鏈狀或分支鏈狀之脂肪族羥基的途中之基等。作為上述直鏈狀或分支鏈狀之脂肪族羥基,有舉出與前述相同者。
環狀之脂肪族羥基的碳原子數為3~20較佳,為3~12更較佳。
環狀之脂肪族羥基亦可為多環式,亦可為單環式。作為單環式之脂肪族羥基,為自單環烷烴去除2個氫原子之基較佳。該單環烷烴之碳原子數為3~6較佳。具體來說有舉出環戊烷、環己烷等。作為多環式之脂肪族羥基,為自多環烷烴去除2個氫原子之基較佳。該多環烷烴之碳原子數為7~12較佳。具體來說有舉出金剛烷、降莰烷、異莰烷、三環癸烷、四環十二烷等。
環狀之脂肪族羥基亦可具有或不具有取代氫原子之取代基(氫原子以外之基或原子)。作為該取代基,有舉出烷基、烷氧基、鹵素原子、鹵化烷基、羥基、氧代基(=O)等。
作為作為上述取代基之烷基,為碳原子數1~5之烷基較佳,為甲基、乙基、丙基、n-丁基、以及tert-丁基更較佳。
作為作為上述取代基之烷氧基,為碳原子數1~5之烷氧基較佳,為甲氧基、乙氧基、n-丙氧基、iso-丙氧基、n-丁氧基、以及tert-丁氧基再較佳,為甲氧基、以及乙氧基特別佳。
作為作為上述取代基之鹵素原子,有舉出氟原子、氯原子、溴原子、以及碘原子等,為氟原子較佳。
作為作為上述取代基之鹵化烷基,有舉出前述烷基之氫原子的一部分或全部經上述鹵素原子取代之
基。
環狀之脂肪族羥基亦可為構成其環構造之碳原子的一部分經-O-、或-S-取代。作為包含該雜原子之取代基,為-O-、-C(=O)-O-、-S-、-S(=O)2-、-S(=O)2-O-較佳。
作為2價之羥基的芳香族羥基為至少具有1個芳香環的2價之羥基,且亦可具有取代基。芳香環只要是具有4n+2個π電子之環狀共軛系即可,並無特別限定,亦可為單環式亦可為多環式。芳香環之碳原子數為5~30較佳,為5~20再較佳,為6~15更較佳,為6~12特別佳。惟,該碳原子數中不包含取代基之碳原子數。
作為芳香環,具體來說有舉出苯、萘、蔥、以及菲等芳香族烴環;構成前述芳香族烴環之碳原子的一部分經雜原子取代之芳香族雜環;等。作為芳香族雜環中的雜原子,有舉出氧原子、硫原子、氮原子等。作為芳香族雜環,具體來說有舉出砒啶環、塞吩環等。
作為作為2價之羥基的芳香族羥基,具體來說有舉出自上述之芳香族烴環或芳香族雜環去除2個氫原子之基(伸芳基、或雜伸芳基);自包含2個以上之芳香環的芳香族化合物(例如聯苯、茀等)去除2個氫原子之基;自上述之芳香族烴環或芳香族雜環去除1個氫原子之基(芳基、或雜芳基)的1個氫原子經伸烷基取代之基(例如自苄基、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之芳基進一步去除1個氫原子之
基);等。
鍵結於上述之芳基、或雜芳基之伸烷基的碳原子數為1~4較佳,為1~2再較佳,為1特別佳。
上述之芳香族羥基中,該芳香族羥基所具有之氫原子亦可經取代基取代。例如鍵結於該芳香族羥基中之芳香環的氫原子亦可經取代基取代。作為該取代基,有舉例如烷基、烷氧基、鹵素原子、鹵化烷基、羥基、氧代基(=O)等。
作為作為上述取代基之烷基,為碳原子數1~5之烷基較佳,為甲基、乙基、n-丙基、n-丁基、以及tert-丁基更較佳。
作為作為上述取代基之烷氧基,為碳原子數1~5之烷氧基較佳,為甲氧基、乙氧基、n-丙氧基、iso-丙氧基、n-丁氧基、以及tert-丁氧基較佳,為甲氧基、以及乙氧基更較佳。
作為作為上述取代基之鹵素原子,有舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,為氟原子較佳。
作為作為上述取代基之鹵化烷基,有舉出前述烷基之氫原子的一部分或全部經前述鹵素原子取代之基。
(包含雜原子之2價之鍵結基)
包含雜原子之2價之鍵結基中的雜原子意指碳原子以及氫原子以外的原子,有舉例如氧原子、氮原子、硫原
子、以及鹵素原子等。
作為包含雜原子之2價之鍵結基,具體來說有舉出-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-等非烴系鍵結基、此等之非烴系鍵結基的至少1種與2價之羥基的組合等。作為該2價之羥基,有舉出與上述亦可具有取代基之2價之羥基相同者,為直鏈狀或分支鏈狀之脂肪族羥基較佳。
上述當中,-C(=O)-NH-中之-NH-、-NH-、-NH-C(=NH)-中之H亦可分別經烷基、醯基等取代基取代。該取代基之碳原子數為1~10較佳,為1~8再較佳,為1~5特別佳。
作為R12b中之2價之鍵結基,尤其是直鏈狀或分支鏈狀之伸烷基、環狀之脂肪族羥基、或包含雜原子之2價鍵結基較佳。
R12b中之2價之鍵結基為直鏈狀或分支鏈狀伸烷基時,該伸烷基之碳原子數為1~10較佳,為1~6再較佳,為1~4特別佳,為1~3最佳。具體來說,有舉出與在作為前述2價之鍵結基中「亦可具有取代基之2價之羥基」的說明中,作為直鏈狀或分支鏈狀之脂肪族羥基所舉出的直鏈狀之伸烷基、分支鏈狀之伸烷基相同者。
R12b中之2價之鍵結基為環狀之脂肪族羥基時,作為該環狀之脂肪族羥基,有舉出與在作為前述2價之鍵結基中「亦可具有取代基之2價之羥基」的說明中,
作為「構造中包含環之脂肪族羥基」所舉出的環狀之脂肪族羥基相同者。
作為該環狀之脂肪族羥基,為自環戊烷、環己烷、降莰烷、異莰烷、金剛烷、三環癸烷、或四環十二烷去除2個以上的氫原子之基特別佳。
R12b中之2價之鍵結基為包含雜原子之2價之鍵結基時,作為作為該鍵結基之較佳者,有舉出-O-、-C(=O)-O-、-C(=O)-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-NH-(H亦可經烷基、醯基等取代基取代)、-S-、-S(=O)2-、-S(=O)2-O-、一般式-Y1-O-Y2-、-[Y1-C(=O)-O]m’-Y2-、或-Y1-O-C(=O)-Y2-所表示之基[式中,Y1以及Y2各自獨立為亦可具有取代基之2價之羥基,O為氧原子,m’為0~3之整數]等。
R12b中之2價之鍵結基為-NH-時,-NH-中之氫原子亦可經烷基、醯基等取代基取代。該取代基(烷基、醯基等)之碳原子數為1~10較佳,為1~8再較佳,為1~5特別佳。
式-Y1-O-Y2-、-[Y1-C(=O)-O]m’-Y2-、或-Y1-O-C(=O)-Y2-中,Y1以及Y2各自獨立為亦可具有取代基之2價之羥基。作為該2價之羥基,有舉出與在作為前述2價之鍵結基的說明中所舉出之「亦可具有取代基之2價之羥基」相同者。
作為Y1,為直鏈狀之脂肪族羥基較佳,為直鏈狀之伸烷基再較佳,為碳原子數1~5之直鏈狀之伸烷基再較佳,為亞甲基以及亞乙基特別佳。
作為Y2,為直鏈狀或分支鏈狀之脂肪族羥基較佳,為亞甲基、亞乙基、以及烷基亞甲基更較佳。該烷基亞甲基中之烷基為碳原子數1~5之直鏈狀之烷基較佳,為碳原子數1~3之直鏈狀之烷基再較佳,為甲基特別佳。
式-[Y1-C(=O)-O]m’-Y2-所表示之基中,m’為0~3之整數,為0~2之整數較佳,為0或1再較佳,為1特別佳。亦即,作為式-[Y1-C(=O)-O]m’-Y2-所表示之基,為式-Y1-C(=O)-O-Y2-所表示之基特別佳。其中,為式-(CH2)a’-C(=O)-O-(CH2)b’-所表示之基較佳。該式中,a’為1~10之整數,為1~8之整數較佳,為1~5之整數再較佳,為1或2更較佳,為1最佳。b’為1~10之整數,為1~8之整數較佳,為1~5之整數再較佳,為1或2更較佳,為1最佳。
關於R12b中的2價之鍵結基,作為包含雜原子之2價之鍵結基,為至少1種非羥基與2價之羥基的組合而成之有機基較佳。其中,為作為雜原子,具有氧原子之直鏈狀之基,例如包含醚鍵、或酯鍵之基較佳,為前述式-Y1-O-Y2-、-[Y1-C(=O)-O]m’-Y2-、或-Y1-O-C(=O)-Y2-所表示之基再較佳,為前述式-[Y1-C(=O)-O]m’-Y2-、或-Y1-O-C(=O)-Y2-所表示之基特別佳。
作為R12b中之2價之鍵結基,為包含伸烷基、或酯鍵(-C(=O)-O-)者較佳。
該伸烷基為直鏈狀或分支鏈狀之伸烷基較
佳。作為該直鏈狀之脂肪族羥基的適當例,有舉出亞甲基[-CH2-]、亞乙基[-(CH2)2-]、三亞甲基[-(CH2)3-]、四亞甲基[-(CH2)4-]、以及五亞甲基[-(CH2)5-]等。作為該分支鏈狀之伸烷基的適當例,有舉出-CH(CH3)-、-CH(CH2CH3)-、-C(CH3)2-、-C(CH3)(CH2CH3)-、-C(CH3)(CH2CH2CH3)-、-C(CH2CH3)2-等烷基亞甲基;-CH(CH3)CH2-、-CH(CH3)CH(CH3)-、-C(CH3)2CH2-、-CH(CH2CH3)CH2-、-C(CH2CH3)2-CH2-等烷基亞乙基;-CH(CH3)CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2-等烷基三亞甲基;-CH(CH3)CH2CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2CH2-等烷基四亞甲基等之烷基伸烷基等。
作為包含酯鍵之2價之鍵結基,尤其是式:-R13b-C(=O)-O-[式中,R13b為2價之鍵結基]所表示之基較佳。亦即,構成單位(b-3-S)為下述式(b-S1-1)所表示之構成單位較佳。
作為R13b,並無特別限定,有舉例如與前述R12b中的2價之鍵結基相同者。
作為R13b之2價之鍵結基,為直鏈狀或分支鏈狀之伸烷基、構造中包含環之脂肪族羥基、或包含雜原子之2價之鍵結基較佳,為直鏈狀或分支鏈狀之伸烷基、或包含作為雜原子之氧原子的2價之鍵結基較佳。
作為直鏈狀之伸烷基,為亞甲基、或亞乙基較佳,為亞甲基特別佳。作為分支鏈狀之伸烷基,為烷基亞甲基、或烷基亞乙基較佳,為-CH(CH3)-、-C(CH3)2-、或-C(CH3)2CH2-特別佳。
作為包含氧原子之2價之鍵結基,為包含醚鍵、或酯鍵之2價之鍵結基較佳,為前述之-Y1-O-Y2-、-[Y1-C(=O)-O]m’-Y2-、或-Y1-O-C(=O)-Y2-再較佳。Y1以及Y2各自獨立為亦可具有取代基之2價之羥基,m’為0~3之整數。其中,為-Y1-O-C(=O)-Y2-較佳、為-(CH2)c-O-C(=O)-(CH2)d-所表示之基特別佳。c為1~5之整數,為1或2較佳。d為1~5之整數,為1或2較佳。
作為構成單位(b-3-S),尤其是為下述式(b-S1-11)、或(b-S1-12)所表示之構成單位較佳,為式(b-S1-12)所表示之構成單位更較佳。
式(b-S1-11)中,A’為亞甲基、氧原子(-O-)、或硫原子(-S-)較佳。
作為R13b,為直鏈狀或分支鏈狀之伸烷基、或包含氧原子之2價之鍵結基較佳。作為R13b中之直鏈狀或分支鏈狀之伸烷基、包含氧原子之2價之鍵結基,分別舉出與前述直鏈狀或分支鏈狀之伸烷基、包含氧原子之2價之鍵結基相同者。
作為式(b-S1-12)所表示之構成單位,尤其是下述式(b-S1-12a)、或(b-S1-12b)所表示之構成單位較佳。
[構成單位(b-3-L)]
作為構成單位(b-3-L)之例,有舉例如將前述式(b-S1)中之R11b以含有內酯之環式基取代者,更具體來說,有舉出下述式(b-L1)~(b-L5)所表示之構成單位。
式(b-L1)~(b-L5)中之R與前述相同。
作為R’中之烷基、烷氧基、鹵化烷基、-COOR”、-OC(=O)R”、羥烷基,有分別舉出與關於作為含有-SO2-之環式基所亦可具有之取代基所舉出之烷基、烷氧基、鹵化烷基、-COOR”、-OC(=O)R”、羥烷基之前述所提相同者。
考慮在工業上容易購入等觀點,R’為氫原子較佳。
R”中之烷基亦可為直鏈狀、分支鏈狀、環狀之任一者。
R”為直鏈狀或分支鏈狀之烷基時,為碳原子數1~10較佳,為碳原子數1~5更較佳。
R”為環狀之烷基時,為碳原子數3~15較佳,為碳原子數4~12更較佳,為碳原子數5~10最佳。具體來說,能夠例示自亦可經氟原子或氟化烷基取代或不取代之單環烷烴、雙環烷烴、三環烷烴、四環烷烴等多環烷烴去除1個以上之氫原子之基等。具體來說有舉出自環戊烷、環己烷等單環烷烴、或金剛烷、降莰烷、異莰烷、三環癸烷、四環十二烷等多環烷烴去除1個以上之氫原子之基等。
作為A”,有舉出與前述式(3-1)中之A’相同者。A”為碳原子數1~5之伸烷基、氧原子(-O-)或硫原子(-S-)較佳,為碳原子數1~5之伸烷基、或-O-再較佳。作為碳原子數1~5之伸烷基,為亞甲基、或二甲基亞甲基再較佳,為亞甲基最佳。
R12b與前述式(b-S1)中之R12b相同。
式(b-L1)中,s”為1~2較佳。
以下,例示前述式(b-L1)~(b-L3)所表示之構成單位的具體例。以下之各式中,Rα表示氫原子、甲基、或三氟甲基。
作為構成單位(b-3-L),為選自前述式(b-L1)~(b-L5)所表示之構成單位所成之群中至少1種較佳,為選自式(b-L1)~(b-L3)所表示之構成單位所成之群中至少1種再較佳,為選自前述式(b-L1)、或(b-L3)所表示之構成單位所成之群中至少1種特別佳。
其中,為選自前述式(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)所表示之構成單位所成之群中至少1種較佳。
且,作為構成單位(b-3-L),為下述式(b-L6)~(b-L7)所表示之構成單位亦較佳。
且,作為包含酸解離性溶解抑制基,且藉由酸作用會提高(B-3)丙烯酸樹脂對鹼之溶解性的構成單位,(B-3)丙烯酸樹脂包含下述式(b5)~(b7)所表示之構成單位。
上述式(b5)~(b7)中,R14b以及R18b~R23b各自獨立表示氫原子、碳原子數1~6之直鏈狀或分支狀之
烷基、氟原子、或碳原子數1~6之直鏈狀或分支狀之氟化烷基,R15b~R17b各自獨立表示碳原子數1~6之直鏈狀或分支狀之烷基、或碳原子數1~6之直鏈狀或分支狀之氟化烷基,R16b以及R17b亦可互相鍵結,並與兩者所鍵結之碳原子一起形成碳原子數5~20之烴環,Yb表示亦可具有取代基之脂肪族環式基或烷基,p表示0~4之整數,q表示0或1。
且,作為上述直鏈狀或分支狀之烷基,有舉出甲基、乙基、丙基、異丙基、n-丁基、異丁基、tert-丁基、戊基、異戊基、新戊基等。且,氟化烷基意指上述烷基之氫原子的一部分或全部經氟原子取代者。
上述R16b以及R17b沒有互相鍵結形成烴環時,作為上述R15b、R16b以及R17b,以高對比,且解像度、焦點深度寬度等較良好之觀點來看,為碳原子數2~4之直鏈狀或分支狀之烷基較佳。作為上述R19b、R20b、R22b、R23b,為氫原子或甲基較佳。
上述R16b以及R17b亦可與兩者所鍵結之碳原子一起形成碳原子數5~20之脂肪族環式基。作為如此之脂肪族環式基的具體例,有舉出自單環烷烴、雙環烷烴、三環烷烴、四環烷烴等多環烷烴去除1個以上之氫原子之基。具體來說,為自環戊烷、環己烷、環庚烷、環辛烷等單環烷烴、或金剛烷、降莰烷、異莰烷、三環癸烷、四環十二烷等多環烷烴去除1個以上之氫原子之基。尤其是自環己烷、金剛烷去除1個以上之氫原子之基(亦可進一步
具有取代基)較佳。
另外,上述R16b以及R17b所形成之脂肪族環式基,在其環骨架上具有取代基時,作為該取代基之例,有舉出羥基、羧基、氰基、氧原子(=O)等極性基、或碳原子數1~4之直鏈狀或分支狀之烷基。作為極性基,尤其是氧原子(=O)較佳。
上述Yb為脂肪族環式基或烷基,有舉出自單環烷烴、雙環烷烴、三環烷烴、四環烷烴等多環烷烴去除1個以上之氫原子之基等。具體來說有舉出自環戊烷、環己烷、環庚烷、環辛烷等單環烷烴、或金剛烷、降莰烷、異莰烷、三環癸烷、四環十二烷等多環烷烴去除1個以上之氫原子之基等。尤其是自金剛烷去除1個以上之氫原子之基(亦可進一步具有取代基)較佳。
另外,上述Yb之脂肪族環式基,在其環骨架上具有取代基時,作為該取代基之例,有舉出羥基、羧基、氰基、氧原子(=O)等極性基、或碳原子數1~4之直鏈狀或分支狀之烷基。作為極性基,尤其是氧原子(=O)較佳。
且,Yb為烷基時,為碳原子數1~20,較佳為6~15之直鏈狀或分支狀之烷基較佳。如此之烷基尤其是烷氧基烷基較佳,作為如此之烷氧基烷基,有舉出1-甲氧基乙基、1-乙氧基乙基、1-n-丙氧基乙基、1-異丙氧基乙基、1-n-丁氧基乙基、1-異丁氧基乙基、1-tert-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。
作為上述式(b5)所表示之構成單位的較佳具體例,能夠舉出下述式(b5-1)~(b5-33)所表示者。
上述式(b5-1)~(b5-33)中,R24b表示氫原子或甲基。
作為上述式(b6)所表示之構成單位的較佳具體例,能夠舉出下述式(b6-1)~(b6-25)所表示者。
上述式(b6-1)~(b6-25)中,R24b表示氫原子或甲基。
作為上述式(b7)所表示之構成單位的較佳具體例,能夠舉出下述式(b7-1)~(b7-15)所表示者。
上述式(b7-1)~(b7-15)中,R24b表示氫原子或甲基。
以上說明之式(b5)~(b7)所表示之構成單位中,以容易合成且比較容易進行高感度化之觀點來看,為式(b6)所表示之構成單位較佳。且,式(b6)所表示之構成單位中,Yb為烷基之構成單位較佳,R19b以及R20b的一
個或兩者為烷基之構成單位較佳。
另外,(B-3)丙烯酸樹脂為與上述式(b5)~(b7)所表示之構成單位一起包含由具有醚鍵之聚合性化合物所衍生之構成單位的共聚合體而成之樹脂較佳。
作為上述具有醚鍵之聚合性化合物,能夠例示具有醚鍵以及酯鍵之(甲基)丙烯酸衍生物等自由基聚合性化合物,作為具體例,有舉出2-甲氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、2-乙氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、甲氧基三甘醇(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、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、四氫呋喃甲基(甲基)丙烯酸酯等。且,上述具有醚鍵之聚合性化合物,較佳為2-甲氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、2-乙氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、甲氧基三甘醇(甲基)丙烯酸酯。此等之聚合性化合物亦可單獨使用,亦可組合2種以上使用。
另外,(B-3)丙烯酸樹脂中,以適度地調整物理性、化學性特性之目的,能夠包含其他聚合性化合物作為構成單位。作為如此之聚合性化合物,有舉出周知之自由基聚合性化合物、或陰離子聚合性化合物。
作為如此之聚合性化合物,能夠舉例如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等單羧酸類;馬來酸、丁烯酸、衣康酸等二羧酸類;2-甲基丙烯醯基氧基乙基琥珀酸、2-甲基丙烯醯基氧基乙基馬來酸、2-甲基丙烯醯基氧基乙基
苯二甲酸、2-甲基丙烯醯基氧基乙基六氫基苯二甲酸等具有羧基以及酯鍵之甲基丙烯酸衍生物類;甲基(甲基)丙烯酸酯、乙基(甲基)丙烯酸酯、丁基(甲基)丙烯酸酯、環己基(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸烷基酯類;2-羥基乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥基丙基(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸羥烷基酯類;苯基(甲基)丙烯酸酯、苄基(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸芳基酯類;順丁烯二酸二乙酯、反丁烯二酸二丁酯等二羧酸二酯類;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有乙烯基之芳香族化合物類;乙酸乙烯酯等含有乙烯基之脂肪族化合物類;丁二烯、異戊二烯等共軛二烯烴類;丙烯腈、甲基丙烯腈等含有腈基之聚合性化合物類;氯乙烯、氯亞乙烯等含有氯之聚合性化合物;丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺等含有醯胺鍵結之聚合性化合物類;等。
如上述,(B-3)丙烯酸樹脂亦可包含來自如上述單羧酸類或二羧酸類之具有羧基之聚合性化合物的構成單位。然而,以容易形成包含無裙襬現象之矩形且為良好剖面形狀之非光阻部的光阻圖型之觀點來看,(B-3)丙烯酸樹脂實質上不包含來自具有羧基之聚合性化合物的構成單位較佳。具體來說,(B-3)丙烯酸樹脂中,來自具有羧基之聚合性化合物的構成單位比率,為5質量%以下較佳,為3質量%以下再較佳,為1質量%以下特別佳。
且,作為聚合性化合物,能夠舉出具有酸非
解離性的脂肪族多環式基之(甲基)丙烯酸酯類、含有乙烯基之芳香族化合物類等。作為酸非解離性的脂肪族多環式基,以工業上容易購入等觀點來看,尤其是三環癸基、金剛烷基、四環十二烷基、異莰基、降莰基等較佳。此等之脂肪族多環式基亦可具有碳原子數1~5之直鏈狀或分支鏈狀之烷基作為取代基。
作為具有酸非解離性的脂肪族多環式基之(甲基)丙烯酸酯類,具體來說能夠例示下述式(b8-1)~(b8-5)之構造者。
上述式(b8-1)~(b8-5)中,R25b表示氫原子或甲基。
作為(B-3)丙烯酸樹脂,包含5質量%以上之包含含-SO2-之環式基、或含內酯之環式基的構成單位(b-3)較佳,包含10質量%以上再較佳,包含10~50質量%特別佳,包含10~30質量%最佳。感光性樹脂組成物包含上述範圍內的量之構成單位(b-3),且該構成單位(b-3)包含含-SO2-之環式基、或含內酯之環式基時,能夠使良
好的顯影性、與良好的圖型形狀兩立。
且,(B-3)丙烯酸樹脂中包含5質量%以上之前述式(b5)~(b7)所表示之構成單位較佳,包含10質量%以上再較佳,包含10~50質量%特別佳。
(B-3)丙烯酸樹脂包含來自上述具有醚鍵之聚合性化合物的構成單位較佳。(B-3)丙烯酸樹脂中,來自具有醚鍵之聚合性化合物的構成單位之含量為0~50質量%較佳,為5~30質量%更較佳。
(B-3)丙烯酸樹脂包含來自上述具有酸非解離性的脂肪族多環式基之(甲基)丙烯酸酯類的構成單位較佳。(B-3)丙烯酸樹脂中,來自具有酸非解離性的脂肪族多環式基之(甲基)丙烯酸酯類的構成單位之含量為0~50質量%較佳,為5~30質量%再較佳。
感光性樹脂組成物只要含有特定量之(B-3)丙烯酸樹脂,亦能夠使用以上說明之(B-3)丙烯酸樹脂以外的丙烯酸樹脂作為(B)樹脂。作為如此之(B-3)丙烯酸樹脂以外的丙烯酸樹脂,只要是包含前述式(b5)~(b7)所表示之構成單位的樹脂即可,並無特別限定。
以上說明之(B)樹脂的聚苯乙烯換算質量平均分子量較佳為10000~600000,再較佳為20000~400000,更較佳為30000~300000。藉由設成如此之質量平均分子量,在不會使自基板的剝離性降低的情況下,還能夠保持感光性樹脂層充分的強度,並進一步能夠防止鍍敷時外形的膨脹或裂痕的產生。
且,(B)樹脂的分散度為1.05以上較佳。於此,分散度意指將質量平均分子量除以數平均分子量之值。藉由設成如此之分散度,能夠迴避對於所期望之鍍敷的應力耐性、或因鍍敷處理所得之金屬層容易膨脹之問題等。
(B)樹脂之含量,相對於感光性樹脂組成物之全質量,為5~60質量%較佳。
<(C)鹼可溶性樹脂>
感光性樹脂組成物為了提升裂痕耐性,亦可因應必要含有(C)鹼可溶性樹脂。於此,鹼可溶性樹脂意指以樹脂濃度20質量%之樹脂溶液(溶媒:丙二醇一甲基醚乙酸酯)將膜厚1μm之樹脂膜形成於基板上,浸漬於2.38質量%之TMAH水溶液1分鐘時,會溶解0.01μm以上者。
作為(C)鹼可溶性樹脂,在不阻礙本發明之目的的範圍內,能夠使用以往摻混於正型感光性樹脂組成物中的各種樹脂。惟,感光性樹脂組成物不包含作為鹼可溶性基而具有羧基之樹脂較佳。作為(C)鹼可溶性樹脂,選自(C1)酚醛樹脂、(C2)聚羥基苯乙烯樹脂、以及(C3)丙烯酸樹脂所構成群中至少1種之樹脂較佳。
[(C1)酚醛樹脂]
(C1)酚醛樹脂為例如藉由使具有酚性羥基之芳香族化合物(以下單純稱作「酚類」)與醛類在酸觸媒下進行加成
縮合所得。
作為上述酚類,有舉例如酚、o-甲酚、m-甲酚、p-甲酚、o-乙基苯酚、m-乙基苯酚、p-乙基苯酚、o-丁基苯酚、m-丁基苯酚、p-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、2,3,5-三甲苯酚、3,4,5-三甲苯酚、p-苯基苯酚、間苯二酚、對苯二酚、對苯二酚單甲醚、五倍子酚、間苯三酚、羥聯苯、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,有舉例如甲醛、糠醛、苯甲醛、硝基苯甲醛、乙醛等。
加成縮合反應時之觸媒並無特別限定,但例如酸觸媒中有使用鹽酸、硝酸、硫酸、甲酸、草酸、乙酸等。
且,藉由使用o-甲酚,將樹脂中之羥基的氫原子取代成其他取代基、或使用高體積醛類,能夠進一步提升酚醛樹脂的柔軟性。
(C1)酚醛樹脂之質量平均分子量,在不阻礙本發明目的之範圍內,並無特別限定,但為1000~50000較佳。
[(C2)聚羥基苯乙烯樹脂]
作為構成(C2)聚羥基苯乙烯樹脂之羥基苯乙烯系化合物,有舉出p-羥基苯乙烯、α-甲基羥基苯乙烯、α-乙基羥基苯乙烯等。
另外,(C2)聚羥基苯乙烯樹脂為與苯乙烯樹脂之共聚合體較佳。作為構成如此之苯乙烯樹脂的苯乙烯系化合物,有舉出苯乙烯、氯苯乙烯、氯甲基苯乙烯、乙烯甲苯、α-甲基苯乙烯等。
(C2)聚羥基苯乙烯樹脂之質量平均分子量。在不阻礙本發明目的之範圍內,並無特別限定,但為1000~50000較佳。
[(C3)丙烯酸樹脂]
作為(C3)丙烯酸樹脂,包含具有醚鍵之聚合性化合物所衍生之構成單位、以及具有羧基之聚合性化合物所衍生之構成單位較佳。
作為上述具有醚鍵之聚合性化合物,能夠例示2-甲氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、甲氧基三甘醇(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、四氫呋喃甲基(甲基)丙烯酸酯等具有醚鍵以及酯鍵之(甲基)丙烯酸衍生物等。上述具有醚鍵之聚合性化合物,較佳為2-甲氧基乙基丙烯酸酯、甲氧基三甘醇丙烯酸酯。此等之聚合性化合物亦可單獨使用,亦可組合2種以上來使用。
作為上述具有羧基之聚合性化合物,能夠例示丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等單羧酸類;馬來酸、丁烯酸、衣康酸等二羧酸類;2-甲基丙烯醯基氧基乙基琥珀
酸、2-甲基丙烯醯基氧基乙基馬來酸、2-甲基丙烯醯基氧基乙基苯二甲酸、2-甲基丙烯醯基氧基乙基六氫基苯二甲酸等具有羧基以及酯鍵之化合物;等。上述具有羧基之聚合性化合物,較佳為丙烯酸、甲基丙烯酸。此等之聚合性化合物亦可單獨使用,亦可組合2種以上來使用。
(C3)丙烯酸樹脂之質量平均分子量,在不阻礙本發明目的之範圍內,並無特別限定,但為50000~800000較佳。
使用(C)鹼可溶性樹脂使在感光性樹脂組成物中,相對於上述(B)樹脂以及(C)鹼可溶性樹脂之總質量,前述(B-3)含有由包含含-SO2-之環式基、或含內酯之環式基的丙烯酸酯所衍生之構成單位的丙烯酸樹脂之含量為70質量%以上。因此,感光性樹脂組成物中的(C)鹼可溶性樹脂之含量,相對於上述(B)樹脂以及(C)鹼可溶性樹脂之總量為30質量%以下,為20質量%以下較佳,為10質量%以下再較佳,為0質量%特別佳。(C)鹼可溶性樹脂的含量越少,感光性樹脂組成物越有感度優異之傾向。
<(D)酸擴散控制劑>
感光性樹脂組成物,為了有形狀良好之圖型形狀、或感光性樹脂膜之放置安定性等之提升,進一步含有(D)酸擴散控制劑較佳。作為(D)酸擴散控制劑,為(D1)含氮化合物較佳,進一步因應必要,能夠含有(D2)有機羧酸、或磷之氧代酸或者其衍生物。
[(D1)含氮化合物]
作為(D1)含氮化合物,能夠舉出三甲胺、二乙胺、三乙胺、二-n-丙胺、三-n-丙胺、三-n-戊胺、三苄胺、二乙醇胺、三乙醇胺、n-己胺、n-庚胺、n-辛胺、n-壬胺、乙二胺、N,N,N’,N’-四甲基乙二胺、四亞甲二胺、六亞甲二胺、4,4’-二胺基二苯甲烷、4,4’-二胺基二苯基醚、4,4’-二胺基二苯基酮、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、吡咯啶酮、N-甲基吡咯啶酮、甲脲、1,1-二甲脲、1,3-二甲脲、1,1,3,3,-四甲脲、1,3-二苯脲、咪唑、苯並咪唑、4-甲基咪唑、8-氧基喹啉、吖啶、嘌呤、吡咯啶、六氫吡啶、2,4,6-三(2-吡啶)-S-三嗪、嗎福林、4-甲基嗎福林、哌嗪、1,4-二甲基哌嗪、1,4-二氮雜雙環[2.2.2]辛烷、吡啶等。此等亦可單獨使用,亦可組合2種以上來使用。
(D1)含氮化合物相對於上述(B)樹脂以及上述(C)鹼可溶性樹脂之合計質量100質量份,通常使用0~5質量份之範圍,使用0~3質量份之範圍特別佳。
[(D2)有機羧酸、或磷之氧代酸或者其衍生物]
(D2)有機羧酸、或磷之氧代酸或者其衍生物之中,作為有機羧酸,具體來說為丙二酸、枸櫞酸、蘋果酸、丁二酸、安息香酸、水楊酸等較適當,尤其是水楊酸較佳。
作為磷之氧代酸或其衍生物,有舉出磷酸、磷酸二-n-丁酯、磷酸二苯酯等磷酸以及如此等之酯的衍生物;膦酸、膦酸二甲酯、膦酸-二-n-丁酯、苯膦酸、膦酸二苯酯、膦酸二苄酯等膦酸以及如此等之酯的衍生物;亞膦酸、苯基亞膦酸等亞膦酸以及如此等之酯的衍生物;等。此等之中,尤其是膦酸較佳。此等亦可單獨使用,亦可組合2種以上來使用。
(D2)有機羧酸、或磷之氧代酸或者其衍生物,相對於上述(B)樹脂以及上述(C)鹼可溶性樹脂之合計質量100質量份,通常使用0~5質量份之範圍,使用0~3質量份之範圍特別佳。
且,為了使鹽形成並使其安定,(D2)有機羧酸、或磷之氧代酸或者其衍生物使用與(D1)上述含氮化合物相同量較佳。
<(S)有機溶劑>
感光性樹脂組成物以塗布性調整之目的等,含有(S)有機溶劑。(S)有機溶劑的種類在不阻礙本發明目的之範圍內,並無特別限定,能夠適當地選自以往正型之感光性樹脂組成物所使用的有機溶劑來使用。
作為(S)有機溶劑之具體例,能夠舉出丙酮、甲乙酮、環己酮、甲基異戊基酮、2-庚酮等酮類;乙二醇、乙二醇一乙酸酯、二乙二醇、二乙二醇一乙酸酯、丙二醇、丙二醇一乙酸酯、二丙二醇、二丙二醇一乙酸酯之
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;二氧雜環等環式醚類;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。此等亦可單獨使用,亦可混合2種以上來使用。
(S)有機溶劑之含量,在不阻礙本發明目的之範圍內並無特別限定。感光性樹脂組成物使用在以旋塗法等所得之感光性樹脂層的膜厚成為10μm以上之厚膜用途時,感光性樹脂組成物之固形分濃度為20~70質量%,較佳為30~55質量%之範圍,且使用(S)有機溶劑較佳。
<化學增幅型正型感光性樹脂組成物之調製方法>
化學增幅型正型感光性樹脂組成物是將上述各成分以一般之方法混合、攪拌後所調製。作為將上述各成分混合、攪拌時所能夠使用的裝置,有舉出溶解器、均勻器、3根滾輪粉碎機等。將上述各成分均勻地混合後,亦可將所得之混合物進一步使用篩孔、膜過濾器等來過濾。
≪厚膜光阻圖型之製造方法≫
上述說明之使用感光性樹脂組成物之厚膜光阻圖型的
形成方法並無特別限定,但作為較佳之方法,有舉出下述方法,其係包含:在基板上積層感光性樹脂組成物而成的感光性樹脂層之積層步驟、與對感光性樹脂層照射活性光線或放射線之曝光步驟、與將曝光後之前述感光性樹脂層顯影之顯影步驟。
作為積層感光性樹脂層之基板,並無特別限定,能夠使用以往周知者,能夠例示例如電子零件用之基板、或於此有形成特定配線圖型者等。作為該基板,有舉例如矽、氮化矽、鈦、鉭、鈀、鈦鎢、銅、鉻、鐵、鋁等金屬製之基板或玻璃基板等。作為配線圖型之材料,有使用例如銅、焊料、鉻、鋁、鎳、金等。
感光性樹脂層例如由以下所述可積層在基板上。亦即,藉由將液狀之感光性樹脂組成物塗布於基板上,以加熱將溶媒去除,形成所期望之膜厚的感光性樹脂層。感光性樹脂層之厚度,只要是能夠形成厚度10μm以上之厚膜的光阻圖型之厚度即可,並無特別限定。感光性樹脂層之膜厚並無特別限定,但為10~150μm較佳,為20~120μm再較佳,為20~100μm特別佳。
作為將感光性樹脂組成物塗布於基板上之方法,能夠採用旋塗法、狹縫塗布法、滾軸塗布法、網印法、施力器法等方法。對感光性樹脂層以進行預焙較佳。預焙條件會因感光性樹脂組成物中的各成分之種類、摻混
比例、塗布膜厚等而異,但通常為70~150℃,較佳為80~140℃之下,2~60分鐘左右。
介隔著特定圖型之光罩,對如上述所形成之感光性樹脂層選擇性地照射(曝光)活性光線或放射線,例如波長為300~500nm之紫外線或可見光線。
作為放射線之線源,能夠使用低壓水銀燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈、金屬鹵素燈、氬氣雷射等。且,放射線有包含微波、紅外線、可見光線、紫外線、X線、γ線、電子束、質子束、中子束、離子束等。放射線照射量會因感光性樹脂組成物之組成或感光性樹脂層之膜厚等而異,但例如使用超高壓水銀燈時,為100~10000mJ/cm2。且,放射線中,為了使酸產生,包含使(A)酸產生劑活性化之光線。
曝光後,藉由使用周知的方法加熱感光性樹脂層,會促進酸的擴散,在感光性樹脂膜中被曝光的部分中,會使感光性樹脂層之鹼溶解性產生變化。
接下來,將經曝光的感光性樹脂層根據以往所知的方法進行顯影,並將不溶的部分溶解、除去,藉此形成特定之光阻圖型。此時,作為顯影液,有使用鹼性水溶液。
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、偏矽酸鈉、氨水、乙胺、n-丙胺、二乙胺、二-n-丙胺、三乙胺、甲基二乙胺、二甲基乙醇胺、三乙醇胺、氫氧化四甲銨、氫氧化四乙銨、吡
咯、六氫吡啶、1,8-二氮雜雙環[5,4,0]-7-十一烯、1,5-二氮雜雙環[4,3,0]-5-壬烷等鹼類的水溶液。且,能夠將上述鹼類的水溶液中有添加適當量的甲醇、乙醇等水溶性有機溶媒或界面活性劑之水溶液作為顯影液使用。
顯影時間會因感光性樹脂組成物之組成或感光性樹脂層之膜厚等而異,但通常為1~30分鐘。顯影方法亦可為覆液法、浸染法、攪棒法、噴霧顯影法等之任一者。
顯影後進行流水洗淨30~90秒鐘,使用空氣槍或烘箱等使其乾燥。能夠如此來製造光阻圖型。
≪附有模板之基板的製造方法≫
具備有用來形成鍍敷造形物之模板的附有模板之基板中,可將使用感光性樹脂組成物所形成之光阻圖型作為模板來使用。金屬會藉由鍍敷被填充於光阻圖型中之非光阻部上,而形成鍍敷造形物。
形成附有模板之基板時,作為基板有使用金屬基板。且,金屬基板中,形成鍍敷造形物之面的材質只要是金屬即可。因此金屬基板亦可為全體由金屬而成之基板,亦可為形成鍍敷造形物之面的至少一部分由金屬而成之基板。作為基板之材質,作為較佳之金屬例,為銅、金、鋁較佳,為銅更較佳。
除了使用上述金屬基板作為基板、與將光阻圖型中之非光阻部的形狀配合鍍敷造形物之形狀來設計之
外,附有模板之基板能以與前述厚膜光阻圖型之製造方法相同之方法來製造。
≪鍍敷造形物之製造方法≫
由上述方法所形成的附有模板之基板的模板中,藉由於其非光阻部(經顯影液去除之部分)以鍍敷埋入金屬等導體,能夠形成例如如凸塊或金屬柱等之連接端子之鍍敷造形物。且,鍍敷處理方法並無特別限制,能夠採用以往周知的各種方法。作為鍍敷液,尤其是可適當地使用焊料鍍敷、銅鍍敷、金鍍敷、鎳鍍敷液。殘餘的模板最後是根據常法使用剝離液等來去除。
上述鍍敷造形物之製造方法中,由於是使用感光性樹脂組成物,並且使用具備具有無裙襬現象之矩形且為良好剖面形狀之非光阻部的模板,來形成鍍敷造形物,故所形成之鍍敷造形物的剖面形狀也是良好的矩形。
以下,以實施例進一步詳細地說明本發明,但本發明不限定於此等之實施例。
[實施例1~8、以及比較例1~7]
實施例中,作為(A)酸產生劑,使用以下PAG-A~PAG-E。
比較例中,作為(A)酸產生劑,使用以下PAG-F以及PAG-G。
實施例以及比較例中,作為(B)藉由酸作用而增大對鹼的溶解性之樹脂、或(D)鹼可溶性樹脂,使用下述之聚合物A、以及C~E與p-甲酚型之酚醛樹脂之聚合物B。且,聚合物為共聚合體時,構成共聚合體之各單位中的括弧之右下方數值意指相對於共聚合體之質量,各單位之含量比例(質量%)。且,將聚合物A~E之質量平均分子量(Mw)、與分散度(Mw/Mn)記載於表1。
實施例以及比較例中,作為酸擴散控制劑,有使用三-n-戊胺。
將表2所記載之種類以及量的樹脂、與表2所記載之種類的酸產生劑5質量份、與上述酸擴散控制劑0.02質量份,使樹脂成分之濃度成為55質量%,溶解於3-甲氧基丁基乙酸酯中,得到感光性樹脂組成物。
關於使用所得之感光性樹脂組成物而形成的厚膜光阻圖型,將厚膜光阻圖型中之非光阻部的剖面形狀根據以下方法來評價。
[非光阻部之剖面形狀的評價]
將實施例1~8以及比較例1~7之感光性樹脂組成物,使用旋轉塗布器,塗布於8英吋的銅基板上,形成能夠形成膜厚100μm之光阻圖型的膜厚之感光性樹脂層。且,將此感光性樹脂層以100℃下2分鐘、以及150℃下5分鐘之順序進行預焙。預焙後,使用用來形成直徑60μm之孔圖型的光罩、與曝光裝置Prisma GHI(Ultratech公司製),並以ghi線進行圖型曝光。接下來,將基板裝載於熱板上,85℃下進行3分鐘曝光後加熱(PEB)。之後,將2.38%四甲基氫氧化銨(TMAH)水溶液滴於感光性樹脂層,於23℃下放置60秒鐘,將此重複4次並顯影。之後,流水洗淨,進行氮吹氣,得到具有直徑60μm之接觸孔圖型的厚膜光阻圖型。
以掃描顯微鏡觀察相對於所形成之光阻圖型中的非光阻部(孔)之光阻圖型之面方向為垂直的剖面,測定相當於基板表面之孔的底層部分之直徑CD(Bottom)、與離底層部分10μm之處的孔徑CD(Bottom+10μm),以CD(Bottom+10μm)/CD(Bottom)之值來評價孔之剖面上裙襬現象發生的程度。CD(Bottom+10μm)/CD(Bottom)的值越小,裙襬現象的程度越輕微。且,○評價為良好之評價。將非光阻部之剖面形狀的評價結果記載於表2。
○:CD(Bottom+10μm)/CD(Bottom)未滿1.03。
△:CD(Bottom+10μm)/CD(Bottom)為1.03以上且1.05以下。
×:CD(Bottom+10μm)/CD(Bottom)超過1.05超。
由實施例1~8可得知使用感光性樹脂組成物,其係包含(A)藉由活性光線或放射線之照射而產生酸之酸產生劑、與(B)藉由酸作用而增大對鹼的溶解性之樹脂、與(S)有機溶劑,且包含具有羧基之化合物作為(A)酸產生劑,包含丙烯酸樹脂(B-3)作為(B)樹脂,該丙烯酸樹脂(B-3)係含有由包含含-SO2-之環式基、或含內酯之環式基的丙烯酸酯所衍生之構成單位時,能夠形成具備非光阻部之光阻圖型,且該非光阻部具有無裙襬現象之良好矩形
的剖面形狀。
由比較例1可得知,使用下述感光性樹脂組成物時,該感光性樹脂組成物係雖包含具有羧基之化合物作為(A)酸產生劑,但作為(B)樹脂,僅包含不含有由包含含-SO2-之環式基、或含內酯之環式基的丙烯酸酯所衍生之構成單位的樹脂時,容易產生些許的裙襬現象。
由比較例2~7可得知,使用不包含具有羧基之化合物作為(A)酸產生劑的感光性樹脂組成物時,光阻圖型中的裙襬現象會顯著發生。
Claims (6)
- 一種厚膜用化學增幅型正型感光性樹脂組成物,其係含有(A)藉由活性光線或放射線之照射而產生酸之酸產生劑、與(B)藉由酸作用而增大對鹼的溶解性之樹脂、與(S)有機溶劑之厚膜用化學增幅正型感光性樹脂組成物,前述(A)藉由活性光線或放射線之照射而產生酸之酸產生劑包含具有羧基之化合物,前述(B)藉由酸作用而增大對鹼的溶解性之樹脂包含丙烯酸樹脂(B-3),該丙烯酸樹脂(B-3)係含有由包含含-SO2-之環式基、或含內酯之環式基的丙烯酸酯所衍生之構成單位,前述(A)藉由活性光線或放射線之照射而產生酸之酸產生劑之含量相對於前述感光性樹脂組成物之全質量為0.1~10質量%,前述(B)藉由酸作用而增大對鹼的溶解性之樹脂之含量相對於前述感光性樹脂組成物之全質量為5~60質量%,並使用於膜厚10μm以上之厚膜光阻圖型的形成。
- 如請求項1之厚膜用化學增幅型正型感光性樹脂組成物,其中,相對於前述厚膜用化學增幅正型感光性樹脂組成物中所包含的樹脂成分之全質量,前述(B-3)丙烯酸樹脂的質量比例為70質量%以上。
- 如請求項1之厚膜用化學增幅型正型感光性樹脂組成物,其係用來將模板形成於金屬基板上,該模板係用來形成鍍敷成形物。
- 一種厚膜光阻圖型之製造方法,其係包含在基板上積層如請求項1之厚膜用化學增幅型正型感光性樹脂組成物而成之感光性樹脂層的積層步驟、與對前述感光性樹脂層照射活性光線或放射線之曝光步驟、與將曝光後之前述感光性樹脂層顯影之顯影步驟。
- 一種附有模板之基板的製造方法,其係包含在金屬基板上積層如請求項3之厚膜用化學增幅型正型感光性樹脂組成物而成之感光性樹脂層的積層步驟、與對前述感光性樹脂層照射活性光線或放射線之曝光步驟、與將曝光後之前述感光性樹脂層顯影,形成用來形成鍍敷成形物之模板的顯影步驟。
- 一種鍍敷成形物之製造方法,其係包含對如請求項5之方法所製造的前述附有模板之基板施予鍍敷,並於前述模板內形成鍍敷成形物之步驟。
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