TWI776033B - 化學增幅型正型感光性樹脂組成物、感光性乾膜、感光性乾膜的製造方法、經圖型化的抗蝕膜的製造方法、附有模板的基板之製造方法、鍍敷成形物的製造方法及含氮雜環化合物 - Google Patents

化學增幅型正型感光性樹脂組成物、感光性乾膜、感光性乾膜的製造方法、經圖型化的抗蝕膜的製造方法、附有模板的基板之製造方法、鍍敷成形物的製造方法及含氮雜環化合物 Download PDF

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Abstract

本發明係關於提供容易形成截面形狀為矩形之阻劑圖型的化學增幅型正型感光性樹脂組成物、具備由該化學增幅型正型感光性樹脂組成物所成的感光性樹脂層之感光性乾膜、該感光性乾膜的製造方法、使用前述化學增幅型正型感光性樹脂組成物的經圖型化的抗蝕膜之製造方法、使用前述化學增幅型正型感光性樹脂組成物的附有模板的基板之製造方法、使用該附有模板的基板的鍍敷成形物的製造方法,與新穎的含氮雜環化合物。 作為本發明的解決手段為,使下述化學增幅型正型感光性樹脂組成物中含有以下含氮雜環化合物(C),該含氮雜環化合物(C)為具有特定結構且LogS值為-4.00以下之含氮雜環化合物; 該化學增幅型正型感光性樹脂組成物為含有:藉由活性光線或放射線之照射而產生酸的酸產生劑(A),與藉由酸的作用使對於鹼的溶解性增大之樹脂(B)。

Description

化學增幅型正型感光性樹脂組成物、感光性乾膜、感光性乾膜的製造方法、經圖型化的抗蝕膜的製造方法、附有模板的基板之製造方法、鍍敷成形物的製造方法及含氮雜環化合物
本發明係關於化學增幅型正型感光性樹脂組成物、具備由該化學增幅型正型感光性樹脂組成物所成的感光性樹脂層之感光性乾膜、該感光性乾膜的製造方法、使用前述化學增幅型正型感光性樹脂組成物之經圖型化的抗蝕膜之製造方法、使用前述化學增幅型正型感光性樹脂組成物的附有模板的基板之製造方法、使用該附有模板的基板的鍍敷成形物的製造方法,與較佳為添加於前述化學增幅型正型感光性樹脂組成物而得之含氮雜環化合物。
現今,光加工(Photofabrication)已成為精密微細加工技術之主流。所謂光加工為,將光阻組成物於被加工物表面進行塗布而形成光阻層,藉由光刻技術而使光阻層進行製圖,將經製圖的光阻層(光阻圖型)作為光罩而進行化學蝕刻、電解蝕刻,或進行將電鍍作為主體的電鑄成形等,製造出半導體封裝等各種精密零件之技術的總稱。
又,近年來,隨著電子機器之縮小規模,半導體封裝的高密度實裝技術正進展著,達到封裝之多針薄膜實裝化、封裝尺寸的小型化、藉由倒裝晶片方式的2次元實裝技術、3次元實裝技術為基準的實裝密度之提高。對於如此高密度實裝技術,作為連接端子,例如於封裝上突出的顛簸等突起電極(實裝端子)、使自晶圓上的外圍端子延伸的再配線與實裝端子進行連接的金屬柱等以高精度下配置於基板上。
於如上述光加工(Photofabrication)中雖使用光阻組成物,但作為如此光阻組成物,已知有含有酸產生劑的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為,藉由放射線照射(曝光)自酸產生劑產生酸,藉由加熱處理使酸之擴散被促進,對於組成物中之基礎樹脂等引起酸觸媒反應,該鹼溶解性會產生變化者。
如此化學增幅型正型光阻組成物,例如可使用於藉由鍍敷步驟之顛簸、金屬柱,及使用於如Cu再配線的鍍敷成形物之形成等。具體為,使用化學增幅型光阻組成物,於如金屬基板的支持體上形成所望膜厚之光阻層,隔著所定光罩圖型進行曝光並進行顯影,形成作為使形成鍍敷成形物的部分經選擇性除去(剝離)的模板而使用之光阻圖型。然後,於該經除去的部分(非阻劑部)使銅等導體藉由鍍敷而嵌入後,藉由除去該周圍的光阻圖型而可形成顛簸、金屬柱及Cu再配線。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]特開平9-176112號公報 [專利文獻2]特開平11-52562號公報
[發明所解決的問題]
一般而言在形成阻劑圖型時,以該截面形狀為矩形時為較佳之情況為多。特別對於藉由上述鍍敷步驟的顛簸或金屬柱等連接端子之形成,或對於Cu再配線的形成,成為模板的阻劑圖型之非阻劑部中,該截面形狀為矩形者被強烈地期待著。 對於鍍敷成形物的形成製程中,藉由成為模板的阻劑圖型之非阻劑部的截面形狀為矩形之情況下,顛簸及金屬柱等連接端子,或Cu再配線的底面與支持體之接觸面積可充分地被確保。如此可容易形成與支持體之密著性為良好的連接端子或Cu再配線。又,成為模板的阻劑圖型之非阻劑部的截面形狀若為矩形時,可形成先端部不會擴大(不會成為圓形)的平板(平面狀)之連接端子或Cu再配線。
然而,如專利文獻1、2等所揭示,使用過去已知的化學增幅型正型光阻組成物而形成阻劑圖型時,往往難以形成截面形狀為矩形之阻劑圖型。 如此,如專利文獻1、2等所揭示,使用過去已知的化學增幅型正型光阻組成物時,形成具有期待截面形狀之阻劑圖型者成為困難。
本發明為有鑑於上述課題而成者,以提供容易形成截面形狀為矩形之阻劑圖型的化學增幅型正型感光性樹脂組成物、具備由該化學增幅型正型感光性樹脂組成物所成的感光性樹脂層之感光性乾膜、該感光性乾膜的製造方法、使用前述化學增幅型正型感光性樹脂組成物的經圖型化的抗蝕膜的製造方法、使用前述化學增幅型正型感光性樹脂組成物的附有模板之基板的製造方法、使用該附有模板的基板之鍍敷成形物的製造方法,與可添加於前述化學增幅型正型感光性樹脂組成物為佳的含氮雜環化合物為目的。 [解決課題的手段]
本發明者們欲達成上述目的而重複進行詳細研究結果,發現藉由對於含有藉由活性光線或放射線的照射使其產生酸之酸產生劑(A)、藉由酸的作用使對鹼的溶解性增大之樹脂(B)的化學增幅型正型感光性樹脂組成物,使具有特定結構之LogS值為-4.00以下的含氮雜環化合物之含氮雜環化合物(C)含於其中時,可解決上述課題,而完成本發明。具體為本發明提供以下者。
本發明之第1態樣為一種化學增幅型正型感光性樹脂組成物,其為含有:藉由活性光線或放射線之照射而產生酸的酸產生劑(A)、藉由酸的作用而對鹼的溶解性增大之樹脂(B)與含氮雜環化合物(C); 含氮雜環化合物(C)為下述式(c1)所示化合物,前述含氮雜環化合物(C)的溶解度S之常用對數值LogS為-4.00以下者;
Figure 02_image001
(式(c1)中,Z1 表示下述式(c2):
Figure 02_image003
所示含氮雜環基, A1 及A2 各獨立表示單鍵,或選自由-O-、-CO-、 -COO-、-OCO-、-OCOO-、-NH-、-CONH-、-NHCO-、 -NHCONH-、-S-、-SO-及-SO2 -所成群的2價基; W1 表示單鍵或可具有取代基之2價環式基; X1 表示氫原子、可具有取代基的脂肪族烴基,或可具有取代基的芳香族烴基; 式(c2)中,R1 、R2 及R4 各獨立表示可具有取代基的脂肪族烴基或可具有取代基的芳香族烴基,R3 及R5 各獨立表示氫原子、可具有取代基的脂肪族烴基或可具有取代基的芳香族烴基; Y1 ~Y3 中任1個為下述式(c3)或式(c4):
Figure 02_image005
所示3價基,該3價的基所具有3個結合鍵中之一結合鍵於A1 連結; 式(c3)中,R6 表示氫原子、可具有取代基的脂肪族烴基或可具有取代基的芳香族烴基; Y1 ~Y3 之中2個各獨立表示選自由-CR7 R8 -、-NR9 -、 -O-及-S-所成群的2價基; R7 、R8 及R9 各獨立表示氫原子、可具有取代基的脂肪族烴基或可具有取代基的芳香族烴基)。
本發明之第2態樣為具有基材薄膜、與於基材薄膜表面所形成的感光性樹脂層,感光性樹脂層係由第1態樣的化學增幅型正型感光性樹脂組成物所成的感光性乾膜。
本發明之第3態樣為,含有於基材薄膜上使第1態樣的化學增幅型正型感光性樹脂組成物進行塗布而形成感光性樹脂層之感光性乾膜的製造方法。
本發明之第4態樣為一種經圖型化的抗蝕膜的製造方法,其為含有:於具有金屬表面的基板上,使由第1態樣的化學增幅型正型感光性樹脂組成物所成的感光性樹脂層進行層合之層合步驟、於感光性樹脂層以位置選擇方式使活性光線或放射線進行照射而曝光的曝光步驟,與使曝光後的感光性樹脂層進行顯影之顯影步驟。
本發明之第5態樣為一種附有模板的基板的製造方法,其為含有:於具有金屬表面的基板上,使由第1態樣的化學增幅型正型感光性樹脂組成物所成的感光性樹脂層進行層合之層合步驟、於感光性樹脂層以位置選擇性方式使活性光線或放射線進行照射而曝光的曝光步驟,與使曝光後的感光性樹脂層進行顯影,而做成欲形成鍍敷成形物之模板的顯影步驟。
本發明之第6態樣為一種鍍敷成形物的製造方法,其為含有:於藉由第5態樣的方法所製造之附有模板的基板上施予鍍敷後,於模板內形成鍍敷成形物之步驟。
本發明之第7態樣為一種含氮雜環化合物,其為下述式(c1-a)所示者;
Figure 02_image007
(式(c1-a)中,Z1 表示下述式(c2):
Figure 02_image009
所示含氮雜環基, A1 及A2 各獨立表示單鍵,或選自由-O-、-CO-、 -COO-、-OCO-、-OCOO-、-NH-、-CONH-、-NHCO-、 -NHCONH-、-S-、-SO-及-SO2 -所成群的2價基, W2 表示可具有取代基的2價環式基, X1 表示氫原子、可具有取代基的脂肪族烴基或可具有取代基的芳香族烴基, 式(c2)中,R1 、R2 及R4 各獨立表示可具有取代基的脂肪族烴基或可具有取代基的芳香族烴基,R3 及R5 各獨立表示氫原子、可具有取代基的脂肪族烴基或可具有取代基的芳香族烴基, Y1 ~Y3 中任1個表示下述式(c3)或式(c4):
Figure 02_image011
所示3價基,該3價基所具有3個結合鍵之中一個結合鍵於A1 連結, 式(c3)中,R6 表示氫原子、可具有取代基的脂肪族烴基或可具有取代基的芳香族烴基, Y1 ~Y3 之中2個各獨立表示選自由-CR7 R8 -、-NR9 -、 -O-及-S-所成群的2價基, R7 、R8 及R9 各獨立表示氫原子、可具有取代基的脂肪族烴基或可具有取代基的芳香族烴基)。 [發明之效果]
依據本發明,可提供容易形成截面形狀為矩形之阻劑圖型的化學增幅型正型感光性樹脂組成物、具備由該化學增幅型正型感光性樹脂組成物所成的感光性樹脂層之感光性乾膜、該感光性乾膜的製造方法、使用前述化學增幅型正型感光性樹脂組成物的經圖型化之抗蝕膜的製造方法、使用前述化學增幅型正型感光性樹脂組成物的附有模板之基板的製造方法、使用該附有模板的基板之鍍敷成形物的製造方法,與較佳為可添加於前述化學增幅型正型感光性樹脂組成物中的含氮雜環化合物。
[實施發明的型態]
≪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(以下亦記載為感光性樹脂組成物)為含有:藉由活性光線或放射線的照射而產生酸的酸產生劑(A)(以下亦記載為酸產生劑(A))、藉由酸的作用使對於鹼的溶解性增大之樹脂(B)(以下亦記載為樹脂(B))與含氮雜環化合物(C)。感光性樹脂組成物中視必要亦可含有鹼可溶性樹脂(D)、含硫化合物(E)、酸擴散抑制劑(F)及有機溶劑(S)等成分。
使用感光性樹脂組成物所形成的阻劑圖型之膜厚並無特別限定。感光性樹脂組成物可適用於厚膜的阻劑圖型之形成。使用感光性樹脂組成物而形成的阻劑圖型之膜厚,具體以0.5μm以上為佳,以0.5μm以上300μm以下為較佳,以0.5μm以上150μm以下為更較佳,以0.5μm以上200μm以下為特佳。 膜厚之上限值,例如可為100μm以下。膜厚的下限值,例如可為1μm以上,亦可為3μm以上。
以下對於含有感光性樹脂組成物之必須或任意成分與感光性樹脂組成物的製造方法做說明。
<酸產生劑(A)> 酸產生劑(A)為,藉由活性光線或放射線之照射而產生酸的化合物,若為可藉由光而直接或間接地產生酸之化合物即可,並無特別限定。作為酸產生劑(A),如以下說明,第一~第五態樣之酸產生劑為佳。以下對於適用於感光性樹脂組成物的酸產生劑(A)中的較佳者以作為第一至第五態樣進行說明。
作為酸產生劑(A)中之第一態樣,可舉出下述式(a1)所示化合物。
Figure 02_image013
上述式(a1)中,X1a 表示原子價g之硫原子或碘原子,g表示1或2。h表示括弧內的結構重複單位數。R1a 表示鍵結於X1a 的有機基,其表示碳原子數6以上30以下的的芳基、碳原子數4以上30以下的雜環基、碳原子數1以上30以下的烷基、碳原子數2以上30以下的烯基,或碳原子數2以上30以下的炔基,R1a 表示可由選自由烷基、羥基、烷氧基、烷基羰基、芳基羰基、烷氧基羰基、芳基氧羰基、芳基硫基羰基、醯氧基、芳基硫基、烷基硫基、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、伸完氧基、胺基、氰基、硝基的各基,及鹵素所成群的至少1種所取代。R1a 的個數為g+h(g-1)+1,R1a 各可彼此為相同或相異。又,2個以上的R1a 為彼此直接,或可隔著-O-、-S-、-SO-、-SO2 -、-NH-、 -NR2a -、-CO-、-COO-、-CONH-、碳原子數1以上3以下的伸烷基或者伸苯基進行鍵結,而形成含有X1a 的環結構。R2a 表示碳原子數1以下5以上的烷基或碳原子數6以下10以上的芳基。
X2a 表示下述式(a2)所示結構。
Figure 02_image015
上述式(a2)中,X4a 表示碳原子數1以上8以下的伸烷基、碳原子數6以上20以下的伸芳基,或碳原子數8以上20以下的雜環化合物的2價基,X4a 表示可由選自由碳原子數1以上8以下的烷基、碳原子數1以上8以下的烷氧基、碳原子數6以上10以下的芳基、羥基、氰基、硝基的各基,及鹵素所成群的至少1種所取代。X5a 表示-O-、 -S-、-SO-、-SO2 -、-NH-、-NR2a -、-CO-、-COO-、 -CONH-、碳原子數1以上3以下的伸烷基或伸苯基。h表示括弧內之結構的重複單位數。h+1個X4a 及h個X5a 各可相同或相異。R2a 與前述定義相同。
X3a- 表示鎓之對離子,可舉出下述式(a17)所示氟化烷基氟磷酸負離子或下述式(a18)所示硼酸鹽負離子
Figure 02_image017
上述式(a17)中,R3a 表示氫原子的80%以上由氟原子所取代的烷基。j表示該個數之1以上5以下的整數。j個R3a 各可相同或相異。
Figure 02_image019
上述式(a18)中,R4a ~R7a 各獨立表示氟原子或苯基,該苯基的氫原子之一部分或全部可由選自由氟原子及三氟甲基所成群的至少1種所取代。
作為上述式(a1)所示化合物中之鎓離子,可舉出三苯基硫鎓、三-p-甲苯硫鎓、4-(苯基硫基)苯基二苯基硫鎓、雙[4-(二苯基鎏)苯基]硫化物、雙[4-{雙[4-(2-羥基乙氧基)苯基]鎏}苯基]硫化物、雙{4-[雙(4-氟苯基)鎏]苯基}硫化物、4-(4-苯甲醯基-2-氯苯基硫基)苯基雙(4-氟苯基)硫鎓、7-異丙基-9-氧代-10-硫代-9,10-二氫蒽-2-基二-p-甲苯硫鎓、7-異丙基-9-氧代-10-硫代-9,10-二氫蒽-2-基二苯基硫鎓、2-[(二苯基)鎏]噻噸酮、4-[4-(4-tert-丁基苯甲醯基)苯基硫基]苯基二-p-甲苯硫鎓、4-(4-苯甲醯基苯基硫基)苯基二苯基硫鎓、二苯基苯甲醯基硫鎓、4-羥基苯基甲基苯甲基硫鎓、2-萘甲基(1-乙氧基羰基)乙基硫鎓、4-羥基苯基甲基苯甲醯基硫鎓、苯基[4-(4-聯苯基硫基)苯基]4-聯苯基硫鎓、苯基[4-(4-聯苯基硫基)苯基]3-聯苯基硫鎓、[4-(4-乙醯苯基硫基)苯基]二苯基硫鎓、十八烷基甲基苯甲醯基硫鎓、二苯基碘鎓、二-p-甲苯碘鎓、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-羥基四癸氧基)苯基苯基碘鎓、4-異丙基苯基(p-甲苯)碘鎓,或4-異丁基苯基(p-甲苯)碘鎓等。
上述式(a1)所示化合物中之鎓離子中,作為較佳鎓離子,可舉出下述式(a19)所示硫鎓離子。
Figure 02_image021
上述式(a19)中,R8a 各獨立表示選自由氫原子、烷基、羥基、烷氧基、烷基羰基、烷基羰基氧基、烷氧基羰基、鹵素原子、可具有取代基的芳基、芳基羰基所成群的基。X2a 表示與上述式(a1)中之X2a 相同意思。
作為上述式(a19)所示硫鎓離子之具體例子,可舉出4-(苯基硫基)苯基二苯基硫鎓、4-(4-苯甲醯基-2-氯苯基硫基)苯基雙(4-氟苯基)硫鎓、4-(4-苯甲醯基苯基硫基)苯基二苯基硫鎓、苯基[4-(4-聯苯基硫基)苯基]4-聯苯基硫鎓、苯基[4-(4-聯苯基硫基)苯基]3-聯苯基硫鎓、[4-(4-乙醯苯基硫基)苯基]二苯基硫鎓、二苯基[4-(p-三聯苯硫基)苯基]二苯基硫鎓。
對於上述式(a17)所示氟化烷基氟磷酸負離子,R3a 表示可由氟原子所取代的烷基,以碳原子數1以上8以下者為佳,更佳為碳原子數1以上4以下。作為烷基的具體例子,可舉出甲基、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;進一步可舉出環丙基、環丁基、環戊基、環己基等環烷基等,烷基之氫原子取代為氟原子之比例,通常為80%以上,以90%以上為佳,較佳為100%。氟原子的取代率未達80%時,上述式(a1)所示鎓氟化烷基氟磷酸鹽之酸強度會降低。
特佳R3a 為碳原子數1以上4以下,且氟原子的取代率為100%之直鏈狀或支鏈狀全氟烷基,作為具體例子,可舉出CF3 、CF3 CF2 、(CF3 )2 CF、CF3 CF2 CF2 、CF3 CF2 CF2 CF2 、(CF3 )2 CFCF2 、CF3 CF2 (CF3 )CF、(CF3 )3 C。R3a 的個數j為1以上5以下的整數,以2以上4以下為佳,特佳為2或3。
作為較佳氟化烷基氟磷酸負離子的具體例子,可舉出[(CF3 CF2 )2 PF4 ]- 、[(CF3 CF2 )3 PF3 ]- 、[((CF3 )2 CF)2 PF4 ]- 、[((CF3 )2 CF)3 PF3 ]- 、[(CF3 CF2 CF2 )2 PF4 ]- 、[(CF3 CF2 CF2 )3 PF3 ]- 、[((CF3 )2 CFCF2 )2 PF4 ]- 、[((CF3 )2 CFCF2 )3 PF3 ]- 、 [(CF3 CF2 CF2 CF2 )2 PF4 ]- 、或[(CF3 CF2 CF2 )3 PF3 ]- ,此等中以[(CF3 CF2 )3 PF3 ]- 、[(CF3 CF2 CF2 )3 PF3 ]- 、[((CF3 )2 CF)3 PF3 ]- 、 [((CF3 )2 CF)2 PF4 ]- 、[((CF3 )2 CFCF2 )3 PF3 ]或[((CF3 )2 CFCF2 )2 PF4 ]- 為特佳。
作為上述式(a18)所示硼酸鹽負離子之較佳具體例子,可舉出肆(五氟苯基)硼酸鹽([B(C6 F5 )4 ]- )、肆[(三氟甲基)苯基]硼酸鹽([B(C6 H4 CF3 )4 ]- )、二氟雙(五氟苯基)硼酸鹽([(C6 F5 )2 BF2 ]- )、三氟(五氟苯基)硼酸鹽([(C6 F5 )BF3 ]- )、肆(二氟苯基)硼酸鹽([B(C6 H3 F2 )4 ]- )等。此等中亦以肆(五氟苯基)硼酸鹽([B(C6 F5 )4 ]- )為特佳。
作為酸產生劑(A)中之第二態樣,可舉出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]-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-(3,5-二甲氧基苯基)乙烯基]-s-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(3,5-二乙氧基苯基)乙烯基]-s-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(3,5-二丙氧基苯基)乙烯基]-s-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(3-甲氧基-5-乙氧基苯基)乙烯基]-s-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(3-甲氧基-5-丙氧基苯基)乙烯基]-s-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(3,4-伸甲基二氧基苯基)乙烯基]-s-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-(3,4-伸甲基二氧基苯基)-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)苯乙烯苯基-s-三嗪、2,4-雙-三氯甲基-6-(3-溴-4-甲氧基)苯乙烯苯基-s-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)-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-伸甲基二氧基苯基)-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)-1,3,5-三嗪等含鹵素之三嗪化合物以及參(2,3-二溴丙基)異氰脲酸酯等下述式(a3)所示含鹵素之三嗪化合物。
Figure 02_image023
上述式(a3)中,R9a 、R10a 、R11a 各獨立表示鹵化烷基。
又,作為酸產生劑(A)中之第三態樣,可舉出α-(p-甲苯磺醯氧基亞胺)-苯基乙腈、α-(苯磺醯氧基亞胺)-2,4-二氯苯基乙腈、α-(苯磺醯氧基亞胺)-2,6-二氯苯基乙腈、α-(2-氯苯磺醯氧基亞胺)-4-甲氧基苯基乙腈、α-(乙基磺醯氧基亞胺)-1-環戊烯基乙腈以及含有肟磺酸鹽基之下述式(a4)所示化合物。
Figure 02_image025
上述式(a4)中,R12a 表示1價、2價或3價有機基,R13a 表示取代或者未取代的飽和烴基、不飽和烴基或芳香族基,n表示括弧內之結構的重複單位數。
上述式(a4)中,作為芳香族基,例如可舉出苯基、萘基等芳基,或呋喃基、噻吩基等雜芳基。這些為環上可具有適當取代基,例如可具有1個以上的鹵素原子、烷基、烷氧基、硝基等。又,R13a 表示以碳原子數1以上6以下的烷基為特佳,可舉出甲基、乙基、丙基、丁基。特別以R12a 為芳香族基之R13a 為碳原子數1以上4以下的烷基之化合物為佳。
作為上述式(a4)所示酸產生劑,當n=1時,R12a 表示苯基、甲基苯基、甲氧基苯基中任一者,R13a 表示甲基之化合物,具體可舉出α-(甲基磺醯氧基亞胺)-1-苯基乙腈、α-(甲基磺醯氧基亞胺)-1-(p-甲基苯基)乙腈、α-(甲基磺醯氧基亞胺)-1-(p-甲氧基苯基)乙腈、[2-(丙基磺醯氧基亞胺)-2,3-二羥基噻吩-3-亞基](o-甲苯)乙腈等。當n=2時,作為上述式(a4)所示酸產生劑,具體可舉出下述式所示酸產生劑。
Figure 02_image027
又,作為酸產生劑(A)中之第四態樣,可舉出於陽離子部具有萘環的鎓鹽。所謂該「具有萘環」表示,具有來自萘的結構者的意思,表示具有至少2個環之結構與可維持此等芳香族性者的意思。該萘環可具有碳原子數1以上6以下的直鏈狀或支鏈狀的烷基、羥基、碳原子數1以上6以下的直鏈狀或支鏈狀的烷氧基等取代基。來自萘環的結構可為1價基(游離原子價為1),亦可為2價基(游離原子價為2)以上者,但以1價基者為佳(但此時,除去與上述取代基鍵結的部分之計算游離原子價的數目者)。萘環的數目以1以上3以下者為佳。
作為如此於陽離子部具有萘環的鎓鹽之陽離子部,以下述式(a5)所示結構者為佳。
Figure 02_image029
上述式(a5)中,R14a 、R15a 、R16a 中至少1個表示下述式(a6)所示基,剩下表示碳原子數1以上6以下的直鏈狀或者支鏈狀烷基、可具有取代基的苯基、羥基或碳原子數1以上6以下的直鏈狀或者支鏈狀的烷氧基。或者,R14a 、R15a 、R16a 之中1個為下述式(a6)所示基,剩餘2個各獨立表示碳原子數1以上6以下的直鏈狀或支鏈狀的伸烷基,這些末端可鍵結而成為環狀。
Figure 02_image031
上述式(a6)中,R17a 、R18a 各獨立表示羥基、碳原子數1以上6以下的直鏈狀或者支鏈狀的烷氧基,或碳原子數1以上6以下的直鏈狀或者支鏈狀的烷基,R19a 表示單鍵或可具有取代基的碳原子數1以上6以下的直鏈狀或者支鏈狀的伸烷基。l及m各獨立表示0以上2以下的整數,l+m表示3以下。但,R17a 表示複數存在時,此等可彼此為相同或相異。又,R18a 為複數存在時,此等彼此可相同或相異。
上述R14a 、R15a 、R16a 之中,上述式(a6)所示基的數,由化合物之穩定性觀點來看以1個為佳,剩下為碳原子數1以上6以下的直鏈狀或支鏈狀的伸烷基,這些末端可經鍵結而成為環狀。此時,上述2個伸烷基為含硫原子而構成3~9員環。構成環的原子(含有硫原子)之數目以5以上6以下為佳。
又,作為上述伸烷基可具有的取代基,可舉出氧原子(此時,與構成伸烷基的碳原子共同形成羰基)、羥基等。
又,作為苯基可具有的取代基,可舉出羥基、碳原子數1以上6以下的直鏈狀或支鏈狀的烷氧基、碳原子數1以上6以下的直鏈狀或支鏈狀的烷基等。
作為這些陽離子部的較佳者,可舉出下述式(a7)、(a8)所示者等,特佳為下述式(a8)所示結構。
Figure 02_image033
作為如此陽離子部,可為碘鎓鹽亦可為硫鎓鹽,但由酸產生效率等觀點來看以硫鎓鹽為佳。
因此,作為於陽離子部具有萘環的鎓鹽之負離子部的較佳者,以可形成硫鎓鹽的負離子為佳。
作為如此酸產生劑的負離子部,其為氫原子的一部分或全部經氟化的氟烷基磺酸離子或芳基磺酸離子。
氟烷基磺酸離子中之烷基可為碳原子數1以上20以下的直鏈狀,亦可為支鏈狀或亦可為環狀,由產生酸的容積高度與該擴散距離來看,以碳原子數1以上10以下者為佳。特別以支鏈狀或環狀者因擴散距離為短而較佳。又,由便宜且可合成的觀點來看,可舉出甲基、乙基、丙基、丁基、辛基等較佳者。
芳基磺酸離子中之芳基為碳原子數6以上20以下的芳基,可舉出可由烷基、鹵素原子所取代或未被取代的苯基、萘基。特別由便宜且可合成的觀點來看,以碳原子數6以上10以下的芳基為佳。作為較佳者的具體例子,可舉出苯基、甲苯磺醯基、乙基苯基、萘基、甲基萘基等。
對於上述氟烷基磺酸離子或芳基磺酸離子,氫原子的一部分或全部經氟化時的氟化率,以10%以上100%以下為佳,較佳為50%以上100%以下,特佳為所有氫原子被氟原子取代者,因酸強度會變強故較佳。作為如此者,具體可舉出三氟甲烷磺酸鹽、全氟丁烷磺酸鹽、全氟辛烷磺酸鹽、全氟苯磺酸鹽等。
此等中,作為較佳負離子部,可舉出下述式(a9)所示者。
Figure 02_image035
對於上述式(a9),R20a 表示下述式(a10)、(a11)及(a12)所示基。
Figure 02_image037
上述式(a10)中,x表示1以上4以下的整數。又,上述式(a11)中,R21a 表示氫原子、羥基、碳原子數1以上6以下的直鏈狀或者支鏈狀的烷基,或碳原子數1以上6以下的直鏈狀或者支鏈狀的烷氧基,y表示1以上3以下的整數。此等之中,亦由安全性的觀點來看,以三氟甲烷磺酸鹽、全氟丁烷磺酸鹽為佳。
又,作為負離子部,可使用含有下述式(a13)、(a14)所示氮者。
Figure 02_image039
上述式(a13)、(a14)中,Xa 表示至少1個氫原子由氟原子所取代的直鏈狀或支鏈狀的伸烷基,該伸烷基的碳原子數為2以上6以下,以3以上5以下為佳,最佳為碳原子數3。又,Ya 、Za 各獨立表示至少1個氫原子由氟原子所取代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,以1以上7以下為佳,較佳為1以上3以下。
Xa 的伸烷基之碳原子數,或Ya 、Za 的烷基之碳原子數越小對於有機溶劑的溶解性亦越良好,故較佳。
又,對於Xa 的伸烷基或Ya 、Za 的烷基,由氟原子所取代的氫原子之數目越多,酸的強度會變的越強故較佳。該伸烷基或烷基中之氟原子的比例,即為氟化率,以70%以上100%以下為佳,較佳為90%以上100%以下,最佳為所有氫原子皆被氟原子所取代的全氟伸烷基或全氟烷基。
作為如此於陽離子部具有萘環的鎓鹽之較佳者,可舉出下述式(a15)、(a16)所示化合物。
Figure 02_image041
又,作為酸產生劑(A)中之第五態樣,可舉出雙(p-甲苯磺醯基)二偶氮甲烷、雙(1,1-二甲基乙基磺醯基)二偶氮甲烷、雙(環己基磺醯基)二偶氮甲烷、雙(2,4-二甲基苯基磺醯基)二偶氮甲烷等雙磺醯基二偶氮甲烷類;p-甲苯磺酸2-硝基苯甲基、p-甲苯磺酸2,6-二硝基苯甲基、硝基苯甲基甲苯磺酸酯、二硝基苯甲基甲苯磺酸酯、硝基苯甲基磺酸酯、硝基苯甲基碳酸酯、二硝基苯甲基碳酸酯等硝基苯甲基衍生物;鄰苯三酚三甲磺酸酯、鄰苯三酚三甲苯磺酸酯、苯甲基甲苯磺酸酯、苯甲基磺酸酯、N-甲基磺醯氧基琥珀酸醯亞胺、N-三氯甲基磺醯氧基琥珀酸醯亞胺、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酯、(4-甲氧基苯基)苯基碘鎓三氟甲烷磺酸酯、雙(p-tert-丁基苯基)碘鎓三氟甲烷磺酸酯、三苯基硫鎓六氟磷酸酯、(4-甲氧基苯基)二苯基硫鎓三氟甲烷磺酸酯、(p-tert-丁基苯基)二苯基硫鎓三氟甲烷磺酸酯等鎓鹽類;安息香甲苯磺酸酯、α-甲基安息香甲苯磺酸酯等安息香甲苯磺酸酯類;其他二苯基碘鎓鹽、三苯基硫鎓鹽、苯基重氮鎓鹽、苯甲基碳酸酯等亦可舉出。
該酸產生劑(A)可單獨使用,亦可組合2種以上使用。又,酸產生劑(A)的含有量對於感光性樹脂組成物之全固體成分量而言,以0.1質量%以上10質量%以下者為佳,以0.2質量%以上6質量%以下者為較佳,以0.5質量%以上3質量%以下者為特佳。將酸產生劑(A)的使用量設定在上述範圍時,可具備良好感度,且為均勻之溶液,可容易調製出保存穩定性優良的感光性樹脂組成物。
<樹脂(B)> 作為藉由酸的作用使對於鹼的溶解性增大之樹脂(B),並無特別限定,可使用藉由酸的作用而對鹼之溶解性增大的任意樹脂。其中,亦以含有選自由酚醛清漆樹脂(B1)、聚羥基苯乙烯樹脂(B2)及丙烯酸樹脂(B3)所成群的至少1種樹脂者為佳。
[酚醛清漆樹脂(B1)] 作為酚醛清漆樹脂(B1),可使用含有下述式(b1)所示構成單位之樹脂。
Figure 02_image043
上述式(b1)中,R1b 表示酸解離性溶解抑制基,R2b 、R3b 各獨立表示氫原子或碳原子數1以上6以下的烷基。
作為上述R1b 所示酸解離性溶解抑制基,以下述式(b2)、(b3)所示基之碳原子數1以上6以下的直鏈狀、支鏈狀,或者環狀的烷基、乙烯基氧基乙基、四氫吡喃基、四氫呋喃基,或三烷基矽基者為佳。
Figure 02_image045
上述式(b2)、(b3)中,R4b 、R5b 各獨立表示氫原子,或碳原子數1以上6以下的直鏈狀或者支鏈狀的烷基,R6b 表示碳原子數1以上10以下的直鏈狀、支鏈狀,或環狀的烷基,R7b 表示碳原子數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。又,作為上述環狀的烷基,可舉出環戊基、環己基等。
其中,作為上述式(b2)所示酸解離性溶解抑制基,具體可舉出甲氧基乙基、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。又,作為上述式(b3)所示酸解離性溶解抑制基,具體可舉出tert-丁氧基羰基、tert-丁氧基羰基甲基等。又,作為上述三烷基矽基,可舉出三甲基矽基、三-tert-丁基二甲基矽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),可使用含有下述式(b4)所示構成單位的樹脂。
Figure 02_image047
上述式(b4)中,R8b 表示氫原子或碳原子數1以上6以下的烷基,R9b 表示酸解離性溶解抑制基。
上述碳原子數1以上6以下的烷基,例如為碳原子數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,作為環狀烷基,可舉出環戊基、環己基等。
作為上述R9b 所示酸解離性溶解抑制基,可使用於上述式(b2)、(b3)所例示的同樣酸解離性溶解抑制基。
且,聚羥基苯乙烯樹脂(B2)中可含有以可適度控制物理、化學特性的目的下將其他聚合性化合物作為構成單位者。作為如此聚合性化合物,可舉出公知自由基聚合性化合物或負離子聚合性化合物。又,作為如此聚合性化合物,例如可舉出丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等單羧酸類;馬來酸、富馬酸、衣康酸等二羧酸類;2-甲基丙烯醯氧乙基琥珀酸、2-甲基丙烯醯氧乙基馬來酸、2-甲基丙烯醯氧乙基鄰苯二甲酸、2-甲基丙烯醯氧乙基六氫鄰苯二甲酸等具有羧基及酯鍵的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)丙烯酸羥基烷基酯類;苯基(甲基)丙烯酸酯、苯甲基(甲基)丙烯酸酯等(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有乙烯基的芳香族化合物類;乙酸乙烯酯等含有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、甲基丙烯腈等含有腈基的聚合性化合物類;氯化乙烯基、氯化亞乙烯基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)] 作為丙烯酸樹脂(B3),其為藉由酸的作用可對鹼的溶解性增大的丙烯酸樹脂,若為自過去添加於種種感光性樹脂組成物者即可,並無特別限定。 丙烯酸樹脂(B3)係以例如以含有:含有含-SO2 -的環式基,或含內酯的環式基的丙烯酸酯所衍生的構成單位(b-3)者為佳。此時,於形成阻劑圖型時,容易形成具有較佳截面形狀的阻劑圖型。
(含-SO2 -的環式基) 其中,所謂「含-SO2 -的環式基」表示,含有於該環骨架中含有-SO2 -的環之環式基,具體為,於-SO2 -中之硫原子(S)形成環式基的環骨架之一部分的環式基。於該環骨架中,將含有-SO2 -的環作為第一個環而開始數,若僅為該環時稱為單環式基,若進一步具有其他環結構時,與該結構無關皆稱為多環式基。含-SO2 -的環式基可為單環式,亦可為多環式。
含-SO2 -的環式基,特別係以於該環骨架中含有-O-SO2 -的環式基,即含有-O-SO2 -中之-O-S-形成環骨架之一部份的磺內酯(sultone)環之環式基者為佳。
含-SO2 -的環式基之碳原子數以3以上30以下為佳,以4以上20以下為較佳,以4以上15以下為更佳,以4以上12以下為特佳。該碳原子數為構成環骨架之碳原子的數目,但未含有取代基中之碳原子數者。
含-SO2 -的環式基可為含-SO2 -的脂肪族環式基,亦可為含-SO2 -的芳香族環式基。較佳為含-SO2 -的脂肪族環式基。
作為含-SO2 -的脂肪族環式基,可舉出自構成該環骨架的碳原子之一部分由-SO2 -,或-O-SO2 -所取代的脂肪族烴環中除去至少1個氫原子之基。更具體為可舉出自構成該環骨架的-CH2 -由-SO2 -所取代的脂肪族烴環除去至少1個氫原子之基,自構成該環的-CH2 -CH2 -由 -O-SO2 -所取代的脂肪族烴環除去至少1個氫原子之基等。
該脂環式烴環之碳原子數以3以上20以下為佳,以3以上12以下為較佳。該脂環式烴環可為多環式亦可為單環式。作為單環式脂環式烴基,以自碳原子數3以上6以下的單環烷烴除去2個氫原子的基為佳。作為該單環烷烴,可例示出環戊烷、環己烷等。作為多環式脂環式烴環,以自碳原子數7以上12以下的聚環烷烴除去2個氫原子的基為佳,作為該聚環烷烴的具體例子,可舉出金剛烷、降冰片烷、異冰片、三環癸烷、四環十二烷等。
含-SO2 -的環式基為可具有取代基者。作為該取代基,例如可舉出烷基、烷氧基、鹵素原子、鹵化烷基、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,以碳原子數1以上6以下的烷基為佳。該烷基以直鏈狀或分支鏈狀者為佳。具體可舉出甲基、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。此等中亦以甲基或乙基為佳,以甲基為特佳。
作為該取代基的烷氧基,以碳原子數1以上6以下的烷氧基為佳。該烷氧基以直鏈狀或分支鏈狀者為佳。具體而言,可舉出作為前述取代基的烷基所舉出的烷基於氧原子(-O-)進行鍵結的基。
作為該取代基的鹵素原子,可舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,以氟原子為佳。
作為該取代基之鹵化烷基,可舉出前述的烷基的氫原子之一部分或全部由前述鹵素原子所取代的基。
作為該取代基的鹵化烷基,可舉出作為前述取代基的烷基所舉出的烷基的氫原子之一部分或全部由前述鹵素原子所取代的基。作為該鹵化烷基以氟化烷基為佳,特佳為全氟烷基。
前述-COOR”、-OC(=O)R”中之R”皆為氫原子或碳原子數1以上15以下的直鏈狀、分支鏈狀或者環狀的烷基。
R”為直鏈狀或者分支鏈狀的烷基之情況時,該鏈狀的烷基之碳原子數以1以上10以下為佳,以1以上5以下為較佳,以1或2為特佳。
R”為環狀烷基時,該環狀的烷基的碳原子數以3以上15以下為佳,以4以上12以下為較佳,以5以上10以下為特佳。具體可例示出可由氟原子或氟化烷基所取代,或亦可未被取代的單環烷烴,或自聯環烷烴、三環烷烴、四環烷烴等聚環烷烴除去1個以上氫原子之基等。更具體為可舉出環戊烷、環己烷等單環烷烴,或自金剛烷、降冰片烷、異冰片、三環癸烷、四環十二烷等聚環烷烴除去1個以上的氫原子之基等。
作為該取代基的羥基烷基,以碳原子數1以上6以下的羥基烷基為佳。具體可舉出作為前述取代基的烷基所舉出的烷基之氫原子的至少1個由羥基所取代的基。
作為含-SO2 -的環式基,更具體可舉出下述式(3-1)~(3-4)所示基。
Figure 02_image049
(式中,A’表示可含有氧原子或者硫原子之碳原子數1以上5以下的伸烷基、氧原子或硫原子,z表示0以上2以下的整數,R10b 表示烷基、烷氧基、鹵化烷基、羥基、-COOR”、-OC(=O)R”、羥基烷基或氰基,R”表示氫原子或烷基)
上述式(3-1)~(3-4)中,A’表示可含有氧原子(-O-)或者硫原子(-S-)之碳原子數1以上5以下的伸烷基、氧原子或硫原子。作為A’中之碳原子數1以上5以下的伸烷基,以直鏈狀或分支鏈狀的伸烷基為佳,可舉出伸甲基、伸乙基、n-伸丙基、異伸丙基等。
該伸烷基為含有氧原子或硫原子時,作為該具體例子,可舉出於前述的伸烷基之末端或碳原子間隔著-O-或-S-之基,例如可舉出-O-CH2 -、-CH2 -O-CH2 -、 -S-CH2 -、-CH2 -S-CH2 -等。作為A’,以碳原子數1以上5以下的伸烷基或-O-為佳,以碳原子數1以上5以下的伸烷基為較佳,以伸甲基為最佳。
z可為0、1及2中任一者,以0為最佳。z為2時,複數的R10b 各可相同或相異。
作為於R10b 中之烷基、烷氧基、鹵化烷基、 -COOR”、-OC(=O)R”、羥基烷基,各可舉出對於作為可具有含-SO2 -的環式基之取代基所舉出的烷基、烷氧基、鹵化烷基、-COOR”、-OC(=O)R”及羥基烷基,與上述說明之相同者。
以下例示出前述式(3-1)~(3-4)所示的具體環式基。且,式中之「Ac」表示乙醯基。
Figure 02_image051
Figure 02_image053
作為含-SO2 -的環式基,於上述之中,以前述式(3-1)所示基為佳,以選自由前述化學式(3-1-1)、(3-1-18)、(3-3-1)及(3-4-1)中任一所示基所成群的至少一種為較佳,前述化學式(3-1-1)所示基為最佳。
(含內酯的環式基) 所為「含內酯的環式基」表示,於該環骨架中含有具有-O-C(=O)-的環(內酯環)之環式基。將內酯環作為第一個環開始數,僅為內酯環時為單環式基,進一步具有其他環結構時,與該結構無關皆稱為多環式基。內酯含有環式基可為單環式基,亦可為多環式基。
作為於構成單位(b-3)中之內酯環式基,可無特別限定下可使用任意者。作為具體之含內酯的單環式基為,自4~6員環內酯除去1個氫原子之基,例如可舉出自β-丙內酯除去1個氫原子之基、自γ-丁內酯除去1個氫原子之基、自δ-戊內酯除去1個氫原子之基等。又,作為含內酯的多環式基,可舉出自具有內酯環的聯環烷烴、三環烷烴、四環烷烴除去1個氫原子之基。
作為構成單位(b-3),若為具有含-SO2 -的環式基或含內酯的環式基者即可,其他部分之結構並無特別限定,但以選自由:自於α位碳原子進行鍵結的氫原子可由取代基所取代的丙烯酸酯而衍生的構成單位,其為含有含-SO2 -的環式基之構成單位(b-3-S),及自於α位碳原子進行鍵結的氫原子可由取代基所取代的丙烯酸酯而衍生的構成單位,其為含有含內酯的環式基之構成單位(b-3-L)所成群的至少1種構成單位為佳。
[構成單位(b-3-S)] 作為構成單位(b-3-S)的例子,更具體可舉出下述式(b-S1)所示構成單位。
Figure 02_image055
(式中,R表示氫原子、碳原子數1以上5以下的烷基或碳原子數1以上5以下的鹵化烷基,R11b 表示含-SO2 -的環式基,R12b 表示單鍵或2價連結基)。
式(b-S1)中,R與前述相同。 R11b 表示與在前述所舉出的含-SO2 -的環式基之相同者。 R12b 可表示單鍵、2價連結基中任一者。由本發明之效果優良的觀點來看以2價連結基者為佳。
作為於R12b 中之2價連結基,雖無特別限定,可舉出作為可具有取代基的2價烴基、含有雜原子的2價連結基等較佳者。
・可具有取代基的2價之烴基 作為2價連結基的烴基可為脂肪族烴基,亦可為芳香族烴基。脂肪族烴基表示不具有芳香族性之烴基。該脂肪族烴基可為飽和亦可為不飽和。通常以飽和烴基為佳。作為該脂肪族烴基,更具體可舉出直鏈狀或分支鏈狀之脂肪族烴基、於結構中含有環之脂肪族烴基等。
前述直鏈狀或分支鏈狀之脂肪族烴基的碳原子數以1以上10以下為佳,以1以上8以下為較佳,以1以上5以下為更佳。
作為直鏈狀脂肪族烴基,以直鏈狀伸烷基為佳。具體可舉出伸甲基[-CH2 -]、伸乙基[-(CH2 )2 -]、三伸甲基[-(CH2 )3 -]、四伸甲基[-(CH2 )4 -]、五伸甲基[-(CH2 )5 -]等。
作為分支鏈狀脂肪族烴基,以分支鏈狀伸烷基為佳。具體可舉出-CH(CH3 )-、-CH(CH2 CH3 )-、 -C(CH3 )2 -、-C(CH3 )(CH2 CH3 )-、-C(CH3 )(CH2 CH2 CH3 )-、 -C(CH2 CH3 )2 -等烷基伸甲基;-CH(CH3 )CH2 -、 -CH(CH3 )CH(CH3 )-、-C(CH3 )2 CH2 -、-CH(CH2 CH3 )CH2 -、 -C(CH2 CH3 )2 -CH2 -等烷基伸乙基;-CH(CH3 )CH2 CH2 -、 -CH2 CH(CH3 )CH2 -等烷基三伸甲基; -CH(CH3 )CH2 CH2 CH2 -、-CH2 CH(CH3 )CH2 CH2 -等烷基四伸甲基等烷基伸烷基等。作為於烷基伸烷基中之烷基,以碳原子數1以上5以下的直鏈狀烷基為佳。
上述直鏈狀或分支鏈狀脂肪族烴基可具有或亦可不具有取代氫原子之取代基(氫原子以外的基或原子)。作為該取代基,可舉出可由氟原子、氟原子所取代的碳原子數1以上5以下之氟化烷基、氧代基(=O)等。
作為上述於結構中含有環之脂肪族烴基,可舉出可含有於環結構中含有雜原子之取代基的環狀脂肪族烴基(自脂肪族烴環除去2個氫原子之基)、該環狀脂肪族烴基鍵結於直鏈狀或分支鏈狀脂肪族烴基之末端的基、該環狀脂肪族烴基隔在直鏈狀或分支鏈狀脂肪族烴基之途中的基等。作為上述直鏈狀或分支鏈狀脂肪族烴基,可舉出與前述相同者。
環狀脂肪族烴基的碳原子數以3以上20以下為佳,以3以上12以下為較佳。
環狀脂肪族烴基可為多環式,亦可為單環式。作為單環式脂肪族烴基,以自單環烷烴除去2個氫原子的基為佳。該單環烷烴的碳原子數以3以上6以下為佳。具體可舉出環戊烷、環己烷等。作為多環式脂肪族烴基,以自聚環烷烴除去2個氫原子的基為佳。該聚環烷烴的碳原子數以7以上12以下為佳。具體可舉出金剛烷、降冰片烷、異冰片、三環癸烷、四環十二烷等。
環狀脂肪族烴基可具有亦可不具有取代氫原子之取代基(氫原子以外的基或原子)。作為該取代基,可舉出烷基、烷氧基、鹵素原子、鹵化烷基、羥基、氧代基(=O)等。
作為上述取代基的烷基,以碳原子數1以上5以下的烷基為佳,以甲基、乙基、丙基、n-丁基及tert-丁基為較佳。
作為上述取代基的烷氧基,以碳原子數1以上5以下的烷氧基為佳,以甲氧基、乙氧基、n-丙氧基、iso-丙氧基、n-丁氧基及tert-丁氧基為較佳,以甲氧基及乙氧基為特佳。
作為上述取代基的鹵素原子,可舉出氟原子、氯原子、溴原子及碘原子等,以氟原子為佳。
作為上述取代基的鹵化烷基,可舉出前述烷基的氫原子之一部分或全部由上述鹵素原子所取代之基。
環狀脂肪族烴基中,構成該環結構之碳原子的一部分可由-O-或-S-所取代。作為含有該雜原子之取代基,以-O-、-C(=O)-O-、-S-、-S(=O)2 -、-S(=O)2 -O-為佳。
作為2價烴基的芳香族烴基為具有至少1個芳香環之2價烴基,可具有取代基。芳香環若為具有4n+2個π電子之環狀共軛系即可並無特別限定,可為單環式亦可為多環式。芳香環的碳原子數以5以上30以下為佳,以5以上20以下為較佳,以6以上15以下為更佳,以6以上12以下為特佳。但,該碳原子數為未含取代基之碳原子數者。
作為芳香環的具體例子,可舉出苯、萘、蒽及菲等芳香族烴環;構成前述芳香族烴環之碳原子的一部分由雜原子所取代之芳香族雜環等。作為於芳香族雜環中之雜原子,可舉出氧原子、硫原子、氮原子等。作為芳香族雜環,具體可舉出吡啶環、噻吩環等。
作為2價烴基的芳香族烴基的具體例子,可舉出自上述芳香族烴環或芳香族雜環除去2個氫原子之基(伸芳基、或雜伸芳基);自含有2個以上的芳香環之芳香族化合物(例如聯苯基、芴等)除去2個氫原子之基;自上述的芳香族烴環或芳香族雜環除去1個氫原子之基(芳基或雜芳基)的1個氫原子由伸烷基所取代的基(例如自苯甲基、苯乙基、1-萘甲基、2-萘甲基、1-萘乙基、2-萘乙基等芳基烷基中之芳基進一步除去1個氫原子之基)等。
鍵結於上述芳基或雜芳基的伸烷基之碳原子數以1以上4以下為佳,以1以上2以下為較佳,以1為特佳。
上述芳香族烴基中,該芳香族烴基所具有氫原子可由取代基所取代。例如於該芳香族烴基中之芳香環所鍵結的氫原子可由取代基所取代。作為該取代基,例如可舉出烷基、烷氧基、鹵素原子、鹵化烷基、羥基、氧代基(=O)等。
作為上述取代基的烷基,以碳原子數1以上5以下的烷基為佳,以甲基、乙基、n-丙基、n-丁基及tert-丁基為較佳。
作為上述取代基的烷氧基,以碳原子數1以上5以下的烷氧基為佳,以甲氧基、乙氧基、n-丙氧基、iso-丙氧基、n-丁氧基及tert-丁氧基為佳,以甲氧基及乙氧基為較佳。
作為上述取代基的鹵素原子,可舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,以氟原子為佳。
作為上述取代基的鹵化烷基,可舉出前述烷基的氫原子之一部分或全部由前述鹵素原子所取代之基。
・含有雜原子之2價連結基 所謂含有雜原子的2價連結基中之雜原子為,除碳原子及氫原子以外的原子,例如可舉出氧原子、氮原子、硫原子及鹵素原子等。
作為含有雜原子的2價連結基,具體可舉出 -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-等非烴系連結基、這些非烴系連結基的至少1種與2價烴基之組合等。作為該2價烴基,可舉出上述可具有取代基的2價烴基之相同者,以直鏈狀或分支鏈狀脂肪族烴基為佳。
上述中,-C(=O)-NH-中之-NH-、-NH-、 -NH-C(=NH)-中之H各可由烷基、醯基等取代基所取代。該取代基的碳原子數以1以上10以下為佳,以1以上8以下為較佳,以1以上5以下為特佳。
作為R12b 中之2價連結基,特別以直鏈狀或者分支鏈狀伸烷基、環狀脂肪族烴基或含有雜原子之2價連結基為佳。
於R12b 中之2價連結基為直鏈狀或分支鏈狀伸烷基時,該伸烷基的碳原子數以1以上10以下為佳,以1以上6以下為較佳,以1以上4以下為特佳,以1以上3以下為最佳。具體可舉出作為前述2價連結基的「可具有取代基的2價烴基」之說明中,作為直鏈狀或分支鏈狀脂肪族烴基而舉出的與直鏈狀伸烷基、分支鏈狀伸烷基之相同者。
於R12b 中之2價連結基為環狀脂肪族烴基時,作為該環狀脂肪族烴基,可舉出於作為前述2價連結基的「可具有取代基的2價烴基」之說明中,作為「於結構中含有環的脂肪族烴基」而舉出的與環狀脂肪族烴基相同者。
作為該環狀脂肪族烴基,以自環戊烷、環己烷、降冰片烷、異冰片、金剛烷、三環癸烷或四環十二烷除去2個以上氫原子之基為特佳。
於R12b 中之2價連結基若為含有雜原子的2價連結基時,作為該連結基之較佳者,可舉出-O-、 -C(=O)-O-、-C(=O)-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-NH-(H可被烷基、醯基等取代基所取代)、-S-、-S(=O)2 -、 -S(=O)2 -O-、一般式-Y1b -O-Y2b -、-[Y1b -C(=O)-O]m’ -Y2b -或-Y1b -O-C(=O)-Y2b -所示基[式中,Y1b 及Y2b 各獨立表示可具有取代基的2價烴基,O表示氧原子,m’表示0以上3以下的整數]等。
於R12b 中之2價連結基為-NH-時,-NH-中之氫原子可由烷基、醯基等取代基所取代。該取代基(烷基、醯基等)的碳原子數以1以上10以下為佳,以1以上8以下為較佳,以1以上5以下為特佳。
式-Y1b -O-Y2b -、-[Y1b -C(=O)-O]m’ -Y2b -或 -Y1b -O-C(=O)-Y2b -中,Y1b 及Y2b 各獨立表示可具有取代基的2價烴基。作為該2價烴基,可舉出作為前述2價連結基的說明中所舉出之與「可具有取代基的2價烴基」之相同者。
作為Y1b ,以直鏈狀脂肪族烴基為佳,以直鏈狀伸烷基為較佳,以碳原子數1以上5以下的直鏈狀伸烷基為較佳,以伸甲基及伸乙基為特佳。
作為Y2b ,以直鏈狀或分支鏈狀脂肪族烴基為佳,以伸甲基、伸乙基及烷基伸甲基為較佳。於該烷基伸甲基中之烷基以碳原子數1以上5以下的直鏈狀烷基為佳,以碳原子數1以上3以下的直鏈狀烷基為較佳,以甲基為特佳。
對於式-[Y1b -C(=O)-O]m’ -Y2b -所示基,m’表示0以上3以下的整數,以0以上2以下的整數為佳,以0或1為較佳,以1為特佳。換言之,作為式-[Y1b -C(=O)-O]m’ -Y2b -所示基,以式-Y1b -C(=O)-O-Y2b -所示基為特佳。其中亦以式-(CH2 )a’ -C(=O)-O-(CH2 )b’ -所示基為佳。該式中,a’表示1以上10以下的整數,以1以上8以下的整數為佳,以1以上5以下的整數為較佳,以1或2為更佳,以1為最佳。b’為1以上10以下的整數,以1以上8以下的整數為佳,以1以上5以下的整數為較佳,以1或2為更佳,以1為最佳。
對於R12b 中之2價連結基,作為含有雜原子之2價連結基,以由至少1種非烴基與2價烴基之組合而成的有機基為佳。其中亦以作為雜原子具有氧原子的直鏈狀基,例如以含有醚鍵或酯鍵之基為佳,以前述式 -Y1b -O-Y2b -、-[Y1b -C(=O)-O]m’ -Y2b -或-Y1b -O-C(=O)-Y2b -所示基為較佳,以前述式-[Y1b -C(=O)-O]m’ -Y2b -或 -Y1b -O-C(=O)-Y2b -所示基為特佳。
作為於R12b 中之2價連結基,以含有伸烷基或酯鍵(-C(=O)-O-)者為佳。
該伸烷基以直鏈狀或分支鏈狀伸烷基為佳。作為該直鏈狀脂肪族烴基的較佳例子,可舉出伸甲基 [-CH2 -]、伸乙基[-(CH2 )2 -]、三伸甲基[-(CH2 )3 -]、四伸甲基[-(CH2 )4 -]及五伸甲基[-(CH2 )5 -]等。作為該分支鏈狀伸烷基之較佳例子,可舉出-CH(CH3 )-、-CH(CH2 CH3 )-、 -C(CH3 )2 -、-C(CH3 )(CH2 CH3 )-、-C(CH3 )(CH2 CH2 CH3 )-、 -C(CH2 CH3 )2 -等烷基伸甲基;-CH(CH3 )CH2 -、 -CH(CH3 )CH(CH3 )-、-C(CH3 )2 CH2 -、-CH(CH2 CH3 )CH2 -、 -C(CH2 CH3 )2 -CH2 -等烷基伸乙基;-CH(CH3 )CH2 CH2 -、 -CH2 CH(CH3 )CH2 -等烷基三伸甲基; -CH(CH3 )CH2 CH2 CH2 -、-CH2 CH(CH3 )CH2 CH2 -等烷基四伸甲基等烷基伸烷基等。
作為含有酯鍵的2價連結基,特別以式: -R13b -C(=O)-O-[式中,R13b 為2價連結基]所示基為佳。即,構成單位(b-3-S)係以下述式(b-S1-1)所示構成單位者為佳。
Figure 02_image057
(式中,R及R11b 各與前述相同,R13b 為2價連結基)
作為R13b ,並無特別限定,例如可舉出與前述R12b 中之2價連結基相同者。 作為R13b 的2價連結基,以直鏈狀或者分支鏈狀伸烷基、於結構中含有環的脂肪族烴基或含有雜原子的2價連結基為佳,以直鏈狀或者分支鏈狀伸烷基或作為雜原子含有氧原子之2價連結基為佳。
作為直鏈狀伸烷基,以伸甲基或伸乙基為佳,以伸甲基為特佳。作為分支鏈狀伸烷基,以烷基伸甲基或烷基伸乙基為佳,以-CH(CH3 )-、-C(CH3 )2 -或 -C(CH3 )2 CH2 -為特佳。
作為含有氧原子的2價連結基,以含有醚鍵或酯鍵的2價連結基為佳,以前述的-Y1b -O-Y2b -、 -[Y1b -C(=O)-O]m’ -Y2b -或-Y1b -O-C(=O)-Y2b -為較佳。Y1b 及Y2b 各獨立表示可具有取代基的2價烴基,m’表示0以上3以下的整數。其中,以-Y1b -O-C(=O)-Y2b -為佳,以 -(CH2 )c -O-C(=O)-(CH2 )d -所示基為特佳。c表示1以上5以下的整數,以1或2為佳。d表示1以上5以下的整數,以1或2為佳。
作為構成單位(b-3-S),特別以下述式(b-S1-11)或(b-S1-12)所示構成單位為佳,以式(b-S1-12)所示構成單位為較佳。
Figure 02_image059
(式中,R、A’、R10b 、z及R13b 各與前述相同)
式(b-S1-11)中,A’以伸甲基、氧原子 (-O-)、或硫原子(-S-)為佳。
作為R13b ,以直鏈狀或者分支鏈狀的伸烷基或含有氧原子的2價連結基為佳。作為於R13b 中之直鏈狀或者分支鏈狀伸烷基、含有氧原子的2價連結基,各可舉出與前述直鏈狀或者分支鏈狀伸烷基、含有氧原子的2價連結基相同者。
作為式(b-S1-12)所示構成單位,特別以下述式(b-S1-12a)或(b-S1-12b)所示構成單位為佳。
Figure 02_image061
(式中,R、及A’各與前述相同,c~e各獨立表示1以上3以下的整數)
[構成單位(b-3-L)] 作為構成單位(b-3-L)的例子,例如可舉出前述式(b-S1)中之將R11b 以含內酯的環式基所取代者,更具體可舉出下述式(b-L1)~(b-L5)所示構成單位。
Figure 02_image063
(式中,R表示氫原子、碳原子數1以上5以下的烷基或碳原子數1以上5以下的鹵化烷基;R’各獨立表示氫原子、烷基、烷氧基、鹵化烷基、羥基、-COOR”、-OC(=O)R”、羥基烷基或氰基,R”表示氫原子或烷基;R12b 表示單鍵或2價連結基,s”表示0以上2以下的整數;A”表示可含有氧原子或者硫原子之碳原子數1以上5以下的伸烷基、氧原子或硫原子;r表示0或1)
式(b-L1)~(b-L5)中之R與前述相同。 作為於R’中之烷基、烷氧基、鹵化烷基、-COOR”、 -OC(=O)R”、羥基烷基,各可舉出作為可具有含-SO2 -的環式基之取代基所舉出的與對於烷基、烷氧基、鹵化烷基、-COOR”、-OC(=O)R”、羥基烷基之前述相同者。
R’若考慮到在工業上容易獲得等觀點時,以氫原子為佳。 於R”中之烷基可為直鏈狀、分支鏈狀、環狀中任一種。 R”表示直鏈狀或分支鏈狀烷基時,以碳原子數1以上10以下者為佳,以碳原子數1以上5以下者為更佳。 R”表示環狀烷基時,以碳原子數3以上15以下者為佳,以碳原子數4以上12以下者為更佳,以碳原子數5以上10以下為最佳。具體為可例示出自由氟原子或氟化烷基所取代或未被取代的單環烷烴、聯環烷烴、三環烷烴、四環烷烴等聚環烷烴除去1個以上氫原子的基等。具體可舉出自環戊烷、環己烷等單環烷烴,或金剛烷、降冰片烷、異冰片、三環癸烷、四環十二烷等聚環烷烴除去1個以上的氫原子之基等。 作為A”,可舉出與前述式(3-1)中之A’相同者。A”以碳原子數1以上5以下的伸烷基、氧原子(-O-)或硫原子(-S-)者為佳,以碳原子數1以上5以下的伸烷基或-O-者為較佳。作為碳原子數1以上5以下的伸烷基,以伸甲基或二甲基伸甲基為較佳,以伸甲基為最佳。
R12b 表示與前述式(b-S1)中之R12b 相同。 式(b-L1)中,s”以1或2者為佳。 以下例示出前述式(b-L1)~(b-L3)所示構成單位的具體例子。以下各式中,Rα表示氫原子、甲基或三氟甲基。
Figure 02_image065
Figure 02_image067
Figure 02_image069
作為構成單位(b-3-L),以選自由前述式(b-L1)~(b-L5)所示構成單位所成群的至少1種為佳,以選自由式(b-L1)~(b-L3)所示構成單位所成群的至少1種為較佳,以選自前述式(b-L1)或(b-L3)所示構成單位所成群的至少1種為特佳。 其中亦以選自由前述式(b-L1-1)、(b-L1-2)、(b-L2-1)、(b-L2-7)、(b-L2-12)、(b-L2-14)、(b-L3-1)及(b-L3-5)所示構成單位所成群的至少1種為佳。
又,作為構成單位(b-3-L),亦以下述式(b-L6)~(b-L7)所示構成單位為佳。
Figure 02_image071
式(b-L6)及(b-L7)中,R及R12b 與前述相同。
又,丙烯酸樹脂(B3)中,作為藉由酸的作用使丙烯酸樹脂(B3)對於鹼的溶解性提高之構成單位,含有具有酸解離性基之下述式(b5)~(b7)所示構成單位。
Figure 02_image073
上述式(b5)~(b7)中,R14b 、及R18b ~R23b 各獨立表示氫原子、碳原子數1以上6以下的直鏈狀或者支鏈狀烷基、氟原子或碳原子數1以上6以下的直鏈狀或者支鏈狀的氟化烷基,R15b ~R17b 各獨立表示碳原子數1以上6以下的直鏈狀或者支鏈狀烷基、碳原子數1以上6以下的直鏈狀或者支鏈狀氟化烷基,或碳原子數5以上20以下的脂肪族環式基,各獨立表示碳原子數1以上6以下的直鏈狀或者支鏈狀烷基,或碳原子數1以上6以下的直鏈狀或者支鏈狀氟化烷基,R16b 及R17b 彼此鍵結下,可與兩者所鍵結的碳原子同時形成碳原子數5以上20以下的烴環,Yb 表示可具有取代基的脂肪族環式基或烷基,p表示0以上4以下的整數,q表示0或1。
且,作為上述直鏈狀或支鏈狀烷基,可舉出甲基、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。又,所謂氟化烷基表示上述烷基的氫原子之一部分或全部由氟原子所取代者。 作為脂肪族環式基之具體例子,可舉出自單環烷烴、聯環烷烴、三環烷烴、四環烷烴等聚環烷烴除去1個以上氫原子的基。具體可舉出自環戊烷、環己烷、環庚烷、環辛烷等單環烷烴,或金剛烷、降冰片烷、異冰片、三環癸烷、四環十二烷等聚環烷烴除去1個氫原子的基。特別以自環己烷、金剛烷除去1個氫原子的基(進一步可具有取代基)為佳。
上述R16b 及R17b 彼此鍵結而未形成烴環時,作為上述R15b 、R16b 及R17b ,高對比下解像度、焦點深度幅等良好之觀點來看,以碳原子數2以上4以下的直鏈狀或支鏈狀烷基者為佳。作為上述R19b 、R20b 、R22b 、R23b ,以氫原子或甲基者為佳。
上述R16b 及R17b 中,與兩者所鍵結的碳原子同時可形成碳原子數5以上20以下的脂肪族環式基。作為如此脂肪族環式基之具體例子,可舉出自單環烷烴、聯環烷烴、三環烷烴、四環烷烴等聚環烷烴除去1個以上氫原子之基。具體可舉出自環戊烷、環己烷、環庚烷、環辛烷等單環烷烴,或金剛烷、降冰片烷、異冰片、三環癸烷、四環十二烷等聚環烷烴除去1個以上的氫原子之基。特別子自環己烷、金剛烷除去1個以上氫原子的基(進一步可具有取代基)為佳。
進一步作為上述R16b 及R17b 所形成的脂肪族環式基為該環骨架上具有取代基時的該取代基之例子,可舉出羥基、羧基、氰基、氧原子(=O)等極性基或碳原子數1以上4以下的直鏈狀或支鏈狀烷基。作為極性基特別以氧原子(=O)為佳。
上述Yb 為脂肪族環式基或烷基,可舉出自單環烷烴、聯環烷烴、三環烷烴、四環烷烴等聚環烷烴除去1個以上氫原子的基等。具體可舉出自環戊烷、環己烷、環庚烷、環辛烷等單環烷烴,或金剛烷、降冰片烷、異冰片、三環癸烷、四環十二烷等聚環烷烴除去1個以上氫原子的基等。特別以自金剛烷除去1個以上的氫原子之基(進一步具有取代基)為佳。
作為上述Yb 的脂肪族環式基中於該環骨架上進一步具有取代基時之該取代基的例子,可舉出羥基、羧基、氰基、氧原子(=O)等極性基或碳原子數1以上4以下的直鏈狀或支鏈狀烷基。作為極性基,特別以氧原子(=O)為佳。
又,Yb 表示烷基時為碳原子數1以上20以下,以6以上15以下的直鏈狀或支鏈狀烷基者為佳。如此烷基,特別以烷氧基烷基者為佳,作為如此烷氧基烷基,可舉出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)所示構成單位的較佳具體例子,可舉出下述式(b5-1)~(b5-33)所示者。
Figure 02_image075
上述式(b5-1)~(b5-33)中,R24b 表示氫原子或甲基。
作為上述式(b6)所示構成單位的較佳具體例子,可舉出下述式(b6-1)~(b6-26)所示者。
Figure 02_image077
上述式(b6-1)~(b6-26)中,R24b 表示氫原子或甲基。
作為上述式(b7)所示構成單位的較佳具體例子,可舉出下述式(b7-1)~(b7-15)所示者。
Figure 02_image079
上述式(b7-1)~(b7-15)中,R24b 表示氫原子或甲基。
以上說明的式(b5)~(b7)所示構成單位之中,由容易合成且比較容易高感度化之觀點來看,以式(b6)所示構成單位為佳。又,在式(b6)所示構成單位之中,Yb 表示烷基的構成單位為佳,R19b 及R20b 的一方或雙方表示烷基的構成單位為佳。
丙烯酸樹脂(B3)以與上述式(b5)~(b7)所示構成單位進一步同時係由含有自具有醚鍵的聚合性化合物所衍生的構成單位之共聚物而成的樹脂者為佳。
作為上述具有醚鍵的聚合性化合物,可例示出具有醚鍵及酯鍵的(甲基)丙烯酸衍生物等自由基聚合性化合物,作為具體例子,可舉出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。又,上述具有醚鍵的聚合性化合物以2-甲氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、2-乙氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇(甲基)丙烯酸酯為佳。這些聚合性化合物可單獨使用亦可組合2種以上使用。
於丙烯酸樹脂(B3)中以可適度地控制物理、化學特性的目的下進一步含有作為構成單位的其他聚合性化合物。作為如此聚合性化合物,可舉出公知自由基聚合性化合物或負離子聚合性化合物。
作為如此聚合性化合物,例如可舉出丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等單羧酸類;馬來酸、富馬酸、衣康酸等二羧酸類;2-甲基丙烯醯氧乙基琥珀酸、2-甲基丙烯醯氧乙基馬來酸、2-甲基丙烯醯氧乙基鄰苯二甲酸、2-甲基丙烯醯氧乙基六氫鄰苯二甲酸等具有羧基及酯鍵的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)丙烯酸羥基烷基酯類;苯基(甲基)丙烯酸酯、苯甲基(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸芳基酯類;馬來酸二乙基、富馬酸二丁基等二羧酸二酯類;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;氯化乙烯基、氯化亞乙烯基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。
如上述所示,丙烯酸樹脂(B3)中可含有來自如上述單羧酸類或二羧酸類的具有羧基的聚合性化合物之構成單位。但,由容易形成含有截面形狀為良好矩形的非阻劑部之阻劑圖型的觀點來看,丙烯酸樹脂(B3)中實質上不含來自具有羧基的聚合性化合物之構成單位者為佳。具體為,丙烯酸樹脂(B3)中之來自具有羧基的聚合性化合物之構成單位的比率以20質量%以下為佳,以15質量%以下為較佳,以5質量%以下為特佳。 對於丙烯酸樹脂(B3),將來自具有羧基的聚合性化合物之構成單位以比較多量下含有的丙烯酸樹脂中,以將來自具有羧基的聚合性化合物之構成單位僅以少量下含有或並用未含有的丙烯酸樹脂者為佳。
又,作為聚合性化合物,可舉出具有酸非解離性脂肪族多環式基之(甲基)丙烯酸酯類、含乙烯基的芳香族化合物類等。作為酸非解離性的脂肪族多環式基,特別以三環癸基、金剛烷基、四環十二烷基、異冰片基、降冰片基等由工業上容易獲得等觀點來看為佳。這些脂肪族多環式基可具有將碳原子數1以上5以下的直鏈狀或分支鏈狀烷基作為取代基者。
作為酸非解離性之脂肪族多環式基的(甲基)丙烯酸酯類,具體可例示出下述式(b8-1)~(b8-5)之結構者。
Figure 02_image081
上述式(b8-1)~(b8-5)中,R25b 表示氫原子或甲基。
丙烯酸樹脂(B3)為含有:含-SO2 -的環式基,或含內酯的環式基之構成單位(b-3)時,丙烯酸樹脂(B3)中之構成單位(b-3)的含有量以5質量%以上為佳,以10質量%以上為較佳,以10質量%以上50質量%以下為特佳,以10質量%以上30質量%以下為最佳。感光性樹脂組成物若為含有上述範圍內之量的構成單位(b-3)時,可容易兼具良好顯影性與良好圖型形狀。
又,丙烯酸樹脂(B3)係以將前述式(b5)~(b7)所示構成單位以5質量%以上含有者為佳,以10質量%以上含有者為較佳,以10質量%以上50質量%以下含有者為特佳。
丙烯酸樹脂(B3)以含有來自上述具有醚鍵的聚合性化合物之構成單位者為佳。丙烯酸樹脂(B3)中之來自具有醚鍵的聚合性化合物之構成單位的含有量以0質量%以上50質量%以下為佳,以5質量%以上30質量%以下為較佳。
丙烯酸樹脂(B3)係以含有來自具有上述酸非解離性之脂肪族多環式基的(甲基)丙烯酸酯類之構成單位者為佳。丙烯酸樹脂(B3)中,來自具有酸非解離性之脂肪族多環式基的(甲基)丙烯酸酯類之構成單位的含有量以0質量%以上50質量%以下為佳,以5質量%以上30質量%以下為較佳。
若感光性樹脂組成物中僅含有所定量丙烯酸樹脂(B3)時,亦可將以上說明的丙烯酸樹脂(B3)以外之丙烯酸樹脂作為樹脂(B)使用。如此作為丙烯酸樹脂(B3)以外的丙烯酸樹脂,若為含有前述式(b5)~(b7)所示構成單位的樹脂即可並無特別限定。
以上說明的樹脂(B)之聚苯乙烯換算質量平均分子量,以10000以上600000以下為佳,較佳為20000以上400000以下,更佳為30000以上300000以下。藉由如此質量平均分子量,不會使自基板的剝離性降低下,可保持感光性樹脂層之充分強度,進一步可預防鍍敷時的輪廓膨脹或裂紋產生。
又,樹脂(B)的分散度以1.05以上為佳。其中,所謂分散度表示將質量平均分子量以數平均分子量來除的值。藉由成為如此分散度,對於所望的對鍍敷之應力耐性,或藉由鍍敷處理所得的金屬層容易膨脹的問題可回避。
樹脂(B)之含有量對於感光性樹脂組成物之全固體成分量而言,以5質量%以上60質量%以下者為佳。
<含氮雜環化合物(C)> 感光性樹脂組成物為含有下述式(c1)所示化合物之含氮雜環化合物(C)。對於含氮雜環化合物(C),其溶解度S之常用對數值LogS為-4.00以下。感光性樹脂組成物若含有顯示所定範圍內之LogS值的含氮雜環化合物(C)時,使用感光性樹脂組成物而容易形成截面形狀為矩形之阻劑圖型。
又,將含氮雜環化合物(C)添加於感光性樹脂組成物時,容易得到焦點深度(DOF)之餘量較廣的感光性樹脂組成物。 所謂焦點深度(DOF)餘量表示,在同一曝光量下,使焦點進行上下移動而曝光時,對於目標尺寸的偏差在所定範圍內的尺寸下,可形成阻劑圖型的焦點深度之範圍。焦點深度(DOF)餘量越廣越佳。 鍍敷用之模板圖型有時有形成於具有來自於基板所層合的聚醯亞胺膜等基材的彎曲或段差之基板上之情況。因此,對於使用於欲形成鍍敷用的模板圖型而使用的化學增幅型正型光阻組成物,不僅為基板表面之平坦性程度,欲形成所望尺寸、形狀之圖型,可望焦點深度(DOF)之餘量變廣。
感光性樹脂組成物進一步含有含氮雜環化合物(C)時,感光性樹脂組成物的曝光後之引置經時穩定性(PED:post exposure delay)為良好。若引置經時穩定性為良好時,即使將由感光性樹脂組成物所成的感光性樹脂層在曝光後進行某程度的長時間引置時,在使經曝光的感光性樹脂層進行顯影時,對於圖型形狀、圖型尺寸的壞影響不容易產生,且可容易形成所望形狀及尺寸的圖型。
Figure 02_image083
(式(c1)中,Z1 表示下述式(c2):
Figure 02_image085
所示含氮雜環基, A1 及A2 各獨立表示單鍵,或選自由-O-、-CO-、 -COO-、-OCO-、-OCOO-、-NH-、-CONH-、-NHCO-、 -NHCONH-、-S-、-SO-及-SO2 -所成群的2價基, W1 表示單鍵或可具有取代基的2價環式基, X1 表示氫原子、可具有取代基的脂肪族烴基或可具有取代基的芳香族烴基, 式(c2)中、R1 、R2 及R4 各獨立表示可具有取代基的脂肪族烴基或可具有取代基的芳香族烴基,R3 及R5 各獨立表示氫原子、可具有取代基的脂肪族烴基或可具有取代基的芳香族烴基, Y1 ~Y3 中任1個表示下述式(c3)或式(c4):
Figure 02_image087
所示3價基,該3價基所具有3個結合鍵之中一個結合鍵於A1 連結, 式(c3)中,R6 表示氫原子、可具有取代基的脂肪族烴基或可具有取代基的芳香族烴基, Y1 ~Y3 之中的2個各獨立表示選自由-CR7 R8 -、 -NR9 -、-O-及-S-所成群的2價基, R7 、R8 及R9 各獨立表示氫原子、可具有取代基的脂肪族烴基或可具有取代基的芳香族烴基)
式(c1)中,A1 及A2 各獨立表示單鍵,或選自由-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-NH-、 -CONH-、-NHCO-、-NHCONH-、-S-、-SO-及-SO2 -所成群的2價基。作為A1 及A2 ,各獨立以單鍵、-O-、-COO-或 -OCO-為佳。
式(c1)中,W1 表示單鍵或可具有取代基的2價環式基。 構成可具有作為該W1 的取代基之2價環式基的環中,亦可含有除O、S等氮原子以外的雜原子。 可具有取代基的2價環式基之環構成原子數,以4以上15以下為佳,較佳為5以上7以下。 作為W1 的可具有取代基的2價環式基,以可具有取代基的脂肪族烴基及可具有取代基的芳香族烴基為佳。 作為2價環式基的可具有取代基的脂肪族烴基之脂肪族烴基,可舉出自單環烷烴或聯環烷烴、三環烷烴、四環烷烴等聚環烷烴除去2個氫原子的基。具體可舉出環戊烷二基、環己烷二基等單環烷烴二基;金剛烷二基、降冰片烯二基、異硼烷二基、三環癸烷二基、四環十二烷二基等聚環烷烴二基等。以單環烷烴二基為佳。 作為2價環式基的可具有取代基的芳香族烴基的芳香族烴基,可舉出自苯環、萘環、蒽環、芴環等芳香族環除去2個氫原子的基。較佳為伸苯基。 作為可具有W1 的2價環式基之取代基,可舉出羥基、巰基、胺基、鹵素原子、硝基、氰基。又作為可具有W1 的2價環式基之取代基,可舉出可由羥基、巰基、胺基、鹵素原子、硝基及氰基等取代基所取代,亦含有N、O、S、P、Si、B及鹵素原子等雜原子的有機基。這些取代基之中以烴基為佳。 作為可具有2價環式基的取代基之烴基,可為脂肪族烴基,亦可為芳香族烴基,或亦可為脂肪族烴基與芳香族烴基之組合。脂肪族烴基可為鏈狀亦可為環狀,亦可含有鏈狀結構與環狀結構,鏈狀時,可為直鏈狀,亦可為分支鏈狀,又亦可具有不飽和鍵。脂肪族烴基的碳原子數以1以上10以下為佳,以1以上8以下為較佳,以1以上4以下為更佳。 作為鏈狀脂肪族烴基的具體例子,可舉出甲基、乙基、n-丙基、異丙基、n-丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、n-戊基、異戊基及新戊基等。作為環狀脂肪族烴基的具體例子,可舉出環戊基、環己基、金剛烷基、降冰片基、異冰片基、二環戊基等環狀基。 作為芳香族烴基,可舉出苯基及萘基等未含雜原子的芳香族烴基,或呋喃基、噻吩基及吡啶基等芳香族雜環基等。
式(c1),X1 表示氫原子、可具有取代基的脂肪族烴基或可具有取代基的芳香族烴基。 作為X1 的可具有取代基的脂肪族烴基之脂肪族烴基可為鏈狀,亦可為環狀,或亦可含有鏈狀結構與環狀結構。鏈狀時,可為直鏈狀,亦可為分支鏈狀。又,脂肪族烴基可具有不飽和鍵。脂肪族烴基的碳原子數以1以上10以下為佳,以1以上8以下為較佳,以1以上5以下為更佳。 作為鏈狀脂肪族烴基的具體例子,可舉出甲基、乙基、n-丙基、異丙基、n-丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、n-戊基、異戊基及新戊基等。 作為環狀脂肪族烴基的具體例子,可舉出環戊基、環己基、金剛烷基、降冰片基、異冰片基、二環戊基等環狀基。 作為X1 的可具有取代基的芳香族烴基的芳香族烴基,可舉出苯基及萘基等未含有雜原子的芳香族烴基,或呋喃基、噻吩基及吡啶基等芳香族雜環基等。 在以上說明的X1 之中,由容易降低LogS之值的觀點,與容易得到所望添加效果之觀點來看,以異丙基、異丁基、sec-丁基及tert-丁基等分支鏈烷基,或環戊基、環己基、金剛烷基、降冰片基、異冰片基及二環戊基等環狀脂肪族烴基,或苯基及萘基等芳香族烴基為佳。 作為X1 的可具有取代基的脂肪族烴基及可具有取代基的芳香族烴基之取代基,其與作為W1 的2價環式基可具有的取代基相同。
式(c2)中,R1 、R2 及R4 各獨立表示可具有取代基的脂肪族烴基或可具有取代基的芳香族烴基。 作為R1 、R2 及R4 的可具有取代基的脂肪族烴基,與作為X1 的可具有取代基之脂肪族烴基相同。 又,作為R1 、R2 及R4 的可具有取代基之芳香族烴基,與作為X1 的可具有取代基之芳香族烴基相同。
式(c2)中,R3 及R5 各獨立表示氫原子、可具有取代基的脂肪族烴基或可具有取代基的芳香族烴基。 作為R3 及R5 的可具有取代基之脂肪族烴基,與作為X1 的可具有取代基之脂肪族烴基相同。 又,作為R3 及R5 的可具有取代基之芳香族烴基,與作為X1 的可具有取代基之芳香族烴基相同。
式(c2)中,R1 由與R2 ~R5 的立體障礙較小的觀點來看,以甲基為佳。 式(c2)中,R2 ~R5 以甲基、乙基、n-丙基為佳。 式(c2)中,R6 ~R9 由合成的容易度或工業上容易入手的觀點來看以氫原子為佳。
式(c2)中,對於Y1 ~Y3 ,Y1 ~Y3 中任一為上述式(c3)或式(c4)所示3價基,該3價基所具有的3個結合鍵之中一個結合鍵於A1 連結。又,Y1 ~Y3 中之2個各獨立表示選自由-CR7 R8 -、-NR9 -、-O-及-S-所成群的2價基。 例如,Y2 為式(c3)所示基,Y1 及Y3 各為-CR7 R8 -時,式(c2)所示含氮雜環基,即(c1)中之Z1 為式(c2-1)所示1價基。又,Y2 為式(c4)所示基,Y1 及Y3 各為-CR7 R8 -時,式(c2)所示含氮雜環基為式(c2-2)所示1價基。又,Y1 為 -CR7 R8 -,Y2 為-O-,Y3 為式(c3)所示基時,式(c2)所示含氮雜環基為式(c2-3)所示1價基。
Figure 02_image089
式(c3)中,R6 表示氫原子、可具有取代基的脂肪族烴基或可具有取代基的芳香族烴基。 作為R6 的可具有取代基之脂肪族烴基,與作為X1 的可具有取代基之脂肪族烴基相同。 又,作為R6 的可具有取代基之芳香族烴基,與作為X1 的可具有取代基之芳香族烴基相同。
Y1 ~Y3 中之R7 、R8 及R9 各獨立表示氫原子、可具有取代基的脂肪族烴基或可具有取代基的芳香族烴基。 作為R7 、R8 及R9 的可具有取代基之脂肪族烴基,與作為X1 的可具有取代基之脂肪族烴基相同。 又,作為R7 、R8 及R9 的可具有取代基之芳香族烴基,與作為X1 的可具有取代基之芳香族烴基相同。
又,含氮雜環化合物(C)的溶解度S之常用對數值LogS為-4.00以下。例如即使用相當於上述式(c1)的化合物時,LogS比-4.00大時,其形狀變差。
LogS表示如上述的溶解度S之常用對數值。LogS係以Windows(註冊商標)版chemdraw(註冊商標) prime(16.0)所算出之值。且,LogS值若可算出與Windows版chemdraw prime(16.0)之同樣值時,亦可使用Windows版chemdraw prime(16.0)以外的軟體等而算出。
含氮雜環化合物(C)之LogS值若為-4.00以下即可,例如以-4.20以下為佳。又,含氮雜環化合物(C)之LogS值以-15.00以上為佳,以-8.00以上為較佳。
作為含氮雜環化合物(C)之具體例子,可舉出下述化合物。
Figure 02_image091
又,對於上述化合物的具體例子,已記載A1 及A2 為-COO-、-OCO-、-CONH-或-NHCO-之例子,對於上述化合物,將-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-變更為單鍵,或-O-、-CO-、-OCOO-、-NH-、-NHCONH-、 -S-、-SO-或-SO2 -的化合物亦作為上述式(c1)所示化合物之具體例子而舉出。
含氮雜環化合物(C)可適宜地組合周知反應而合成。以下例示出含氮雜環化合物(C)的合成方法例。
在式(c1)所示中,A1 表示-OCO-,A2 表示 -COO-,X1 表示可具有取代基之脂肪族烴基或可具有取代基的芳香族烴基之化合物,可藉由如下述式所示2段階的酯化反應而合成。 具體而言,首先藉由將X1 -OH所示醇,與W1 -(COOH)2 所示二羧酸化合物或該無水物使其反應並進行酯化後,得到下述反應式中所記載的二羧酸之單酯化合物(中間體)。其後,使下述反應式中所記載的二羧酸之單酯化合物與Z1 -OH所示醇進行反應,得到目的之化合物。2段階之酯化反應中任一方皆可先進行,可將Z1 -OH所示醇與W1 -(COOH)2 所示二羧酸化合物或其無水物使其反應並進行酯化後,再與X1 -OH所示醇進行反應。 且,下述反應式中所記載的二羧酸之單酯化合物如式(c1)表示,其為A1 為-OCO-,A2 為-COO-,X1 為氫原子之化合物。
Figure 02_image093
酯化的方法並無特別限定。作為較佳酯化方法,可舉出在N,N-二甲基-4-胺基吡啶等觸媒之存在下使碳二亞胺化合物等縮合劑進行作用,使羧酸化合物與醇進行縮合的方法。又,亦可將羧酸化合物與亞硫醯氯或三氯化磷等鹵化劑進行反應而生成羧酸鹵化物後,再與醇進行反應。
以式(c1)表示,A1 為-NHCO-,A2 為-CONH-的化合物可由如下述式所示2段階的醯胺化反應而合成。 具體而言,首先藉由將X1 -NH2 所示胺化合物與W1 -(COOH)2 所示二羧酸化合物或其無水物使其反應並進行醯胺化後,得到下述反應式中所記載的二羧酸之單醯胺化合物(中間體)。其後,將下述反應式中所記載的二羧酸之單醯胺化合物,與Z1 -NH2 所示胺化合物或氨進行反應後得到目的之化合物。2段階的醯胺化反應中任一方皆可先進行,亦可將Z1 -NH2 所示胺化合物與W1 -(COOH)2 所示二羧酸化合物或其無水物使其反應並進行醯胺化後,可與 X1 -NH2 所示胺化合物或氨進行反應。
Figure 02_image095
醯胺化的方法並無特別限定。作為較佳醯胺化方法,可舉出於N,N-二甲基-4-胺基吡啶等觸媒的存在下,使碳二亞胺化合物等縮合劑進行作用,將羧酸化合物、該羧酸化合物之鹵化物或該羧酸化合物之酸酐與胺進行縮合的方法。
上述酯化或醯胺化反應中之原料(Z1 -OH、Z1 -NH2 等)可使用販賣品,又對於哌啶、哌嗪或嗎啉等,亦可適用公知的烷基化方法或偶合反應,藉由對應作為目的之化合物而使R1 ~R9 導入而進行合成。
以上對於式(c1)所示化合物的製造方法,已對A1 及A2 表示酯鍵或羧酸醯胺鍵之情況做說明。且亦對於A1 及A2 表示酯鍵及羧酸醯胺以外的鍵結之情況,藉由使用醚鍵生成反應、醯化反應、碳酸酯鍵生成反應、對於胺基之N-取代基導入反應、胺基甲酸酯鍵生成反應、硫代醚鍵生成反應、亞碸鍵生成反應(例如硫代醚鍵之氧化),及碸鍵結生成反應的公知方法,可製造出(c1)所示化合物。
含氮雜環化合物(C)對於上述樹脂(B)及後述鹼可溶性樹脂(D)的合計質量100質量份而言,以0.01質量份以上5質量份以下之範圍下使用為佳,以0.01質量份以上3質量份以下之範圍下使用為較佳,以0.05質量份以上2質量份以下之範圍下使用為更佳。
<鹼可溶性樹脂(D)> 感光性樹脂組成物中欲提高裂紋耐性,可進一步含有鹼可溶性樹脂(D)者為佳。其中,所謂鹼可溶性樹脂為,藉由樹脂濃度20質量%之樹脂溶液(溶劑:丙二醇單甲基醚乙酸酯),將膜厚1μm的樹脂膜於基板上形成,於2.38質量%的TMAH水溶液中進行1分鐘浸漬時,可溶解0.01μm以上者。作為鹼可溶性樹脂(D),以選自由酚醛清漆樹脂(D1)、聚羥基苯乙烯樹脂(D2)及丙烯酸樹脂(D3)所成群的至少1種樹脂者為佳。
[酚醛清漆樹脂(D1)] 酚醛清漆樹脂可藉由,例如將具有酚性羥基之芳香族化合物(以下僅稱為「酚類」)與醛類在酸觸媒下進行加成縮合而得。
作為上述酚類,例如可舉出酚、o-甲酚、m-甲酚、p-甲酚、o-乙基酚、m-乙基酚、p-乙基酚、o-丁基酚、m-丁基酚、p-丁基酚、2,3-二甲酚、2,4-二甲酚、2,5-二甲酚、2,6-二甲酚、3,4-二甲酚、3,5-二甲酚、2,3,5-三甲基酚、3,4,5-三甲基酚、p-苯基酚、間苯二酚、氫醌、氫醌單甲基醚、鄰苯三酚、間苯三酚、羥基二苯基、雙酚A、没食子酸、没食子酸酯、α-萘酚、β-萘酚等。 作為上述醛類,例如可舉出甲醛、糠醛、苯甲醛、硝基苯甲醛、乙醛等。 加成縮合反應時之觸媒,雖無特別限定,例如對於酸觸媒,可使用鹽酸、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由其他取代基進行取代,或者使用容積高的醛類時,可使酚醛清漆樹脂之柔軟性更上一層地提高。
酚醛清漆樹脂(D1)之質量平均分子量,若無阻礙本發明之目的的範圍下並無特別限定,以1000以上50000以下者為佳。
[聚羥基苯乙烯樹脂(D2)] 作為構成聚羥基苯乙烯樹脂(D2)之羥基苯乙烯系化合物,可舉出p-羥基苯乙烯、α-甲基羥基苯乙烯、α-乙基羥基苯乙烯等。 聚羥基苯乙烯樹脂(D2)為與苯乙烯樹脂之共聚物者為更佳。作為構成如此苯乙烯樹脂之苯乙烯系化合物,可舉出苯乙烯、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)之質量平均分子量,以不阻礙本發明之目的的範圍下並無特別限定,以1000以上50000以下者為佳。
[丙烯酸樹脂(D3)] 作為丙烯酸樹脂(D3),以含有自具有醚鍵的聚合性化合物所衍生的構成單位,及自具有羧基的聚合性化合物所衍生的構成單位者為佳。
作為上述具有醚鍵的聚合性化合物,可例示出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,以2-甲氧基乙基丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇丙烯酸酯為佳。這些聚合性化合物可單獨使用,亦可組合2種以上使用。
作為上述具有羧基的聚合性化合物,可例示出丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等單羧酸類;馬來酸、富馬酸、衣康酸等二羧酸類;2-甲基丙烯醯氧乙基琥珀酸、2-甲基丙烯醯氧乙基馬來酸、2-甲基丙烯醯氧乙基鄰苯二甲酸、2-甲基丙烯醯氧乙基六氫鄰苯二甲酸等具有羧基及酯鍵的化合物等。上述具有羧基的聚合性化合物,以丙烯酸、甲基丙烯酸為佳。這些聚合性化合物可單獨使用,亦可組合2種以上使用。
丙烯酸樹脂(D3)之質量平均分子量在不阻礙本發明之目的的範圍下並無特別限定,以50000以上800000以下者為佳。
鹼可溶性樹脂(D)之含有量對於上述樹脂(B)與鹼可溶性樹脂(D)之合計100質量份而言,以0質量份以上80質量份以下為佳,以0質量份以上60質量份以下為較佳。鹼可溶性樹脂(D)的含有量若在上述範圍時可容易提高裂紋耐性。
<含硫化合物(E)> 感光性樹脂組成物為使用在金屬基板上的圖型形成時,感光性樹脂組成物為含有含硫化合物(E)者為佳。含硫化合物(E)為含有對於金屬可進行配位之硫原子的化合物。且,有關產生2個以上互變異構物之化合物,對於至少1個互變異構物構成金屬基板之表面的金屬,含有配位之硫原子時,該化合物則相當於含硫化合物。 於由Cu等金屬所成的表面上,使作為鍍敷用模板而使用的阻劑圖型進行形成時,容易產生立足點等截面形狀之不當情況。但,感光性樹脂組成物為含有含硫化合物(E)時,由於基板中之金屬所成的表面上即使形成阻劑圖型,亦可容易抑制立足點等截面形狀的不當情況產生。且,所謂「立足點」表示,對於基板表面與阻劑圖型之接觸面附近,藉由將阻劑部懸垂於非阻劑部側,對於非阻劑部,底寬比頂寬變的更為狹隘的現象。 感光性樹脂組成物使用於除金屬基板以外的基板上之圖型形成時,感光性樹脂組成物中並未特別需要含有含硫化合物。當感光性樹脂組成物使用在金屬基板以外的基板上之圖型形成時,藉由感光性樹脂組成物之成分數的減低,由感光性樹脂組成物之製造容易的觀點,或由可減低感光性樹脂組成物之製造成本的觀點等來看,感光性樹脂組成物以未含有含硫化合物(E)者為佳。 且,在金屬基板以外的基板上使用於圖型形成的感光性樹脂組成物,因藉由含有含硫化合物(E)而導致的不佳情況並沒有什麼特別。
對於金屬可進行配位之硫原子,例如作為巰基(-SH)、硫代羧基(-CO-SH)、二硫代羧基(-CS-SH)及硫代羰基(-CS-)等可含於含硫化合物中。 對於金屬容易配位,具有優良的立足點之抑制效果的觀點來看,以含硫化合物具有巰基者為佳。
作為具有巰基之含硫化合物的較佳例子,可舉出下述式(e1)所示化合物。
Figure 02_image097
(式中,Re1 及Re2 各獨立表示氫原子或烷基,Re3 表示單鍵或伸烷基,Re4 表示可含有碳以外的原子之u價脂肪族基,u表示2以上4以下的整數)。
Re1 及Re2 為烷基時,該烷基可為直鏈狀亦可為分支鏈狀,以直鏈狀者為佳。Re1 及Re2 為烷基時,該烷基之碳原子數在不阻礙本發明之目的的範圍下並無特別限定。作為該烷基之碳原子數,以1以上4以下為佳,以1或2者為特佳,以1者為最佳。作為Re1 與Re2 的組合,以一方為氫原子,另一方為烷基者為佳,以一方為氫原子,另一方為甲基者為特佳。
Re3 表示伸烷基時,該伸烷基可為直鏈狀亦可為分支鏈狀,以直鏈狀者為佳。Re3 表示伸烷基時,該伸烷基的碳原子數在不阻礙本發明之目的的範圍下並無特別限定。作為該伸烷基之碳原子數,以1以上10以下者為佳,以1以上5以下者為較佳,以1或2者為特佳,以1者為最佳。
Re4 表示可含有碳以外的原子之2價以上4價以下的脂肪族基。作為Re4 可含的碳以外之原子,可舉出氮原子、氧原子、硫原子、氟原子、氯原子、溴原子及碘原子等。Re4 的脂肪族基之結構可為直鏈狀,亦可為分支鏈狀,可為環狀,亦可為將這些結構進行組合之結構。
在式(e1)所示化合物之中,下述式(e2)所示化合物為較佳。
Figure 02_image099
(式(e2)中,Re4 及u與式(e1)相同意思)
在上述式(e2)所示化合物之中,以下述化合物為佳。
Figure 02_image101
下述式(e3-L1)~(e3-L7)所示化合物亦可作為具有巰基的含硫化合物之較佳例而舉出。
Figure 02_image103
(式(e3-L1)~(e3-L7)中,R’、s”、A”及r與對於丙烯酸樹脂(B3)的前述式(b-L1)~(b-L7)相同)
作為上述式(e3-L1)~(e3-L7)所示巰基化合物的較佳具體例子,可舉出下述化合物。
Figure 02_image105
下述式(e3-1)~(e3-4)所示化合物亦可作為具有巰基的含硫化合物之較佳例子而舉出。
Figure 02_image107
(對於式(e3-1)~(e3-4)中之簡稱的定義,有關丙烯酸樹脂(B3)係如前述對於式(3-1)~(3-4)所敘述者)。
作為上述式(e3-1)~(e3-4)所示巰基化合物之較佳具體例子,可舉出下述化合物。
Figure 02_image109
又,作為具有巰基的化合物之較佳例子,可舉出下述式(e4)所示化合物。
Figure 02_image111
(對於式(e4),Re5 表示選自由羥基、碳原子數1以上4以下的烷基、碳原子數1以上4以下的烷氧基、碳數1以上4以下的烷基硫基、碳數1以上4以下的羥基烷基、碳數1以上4以下的巰基烷基、碳數1以上4以下的鹵化烷基及鹵素原子所成群之基,n1表示0以上3以下的整數,n0表示0以上3以下的整數,n1表示2或3時,Re5 可為相同或相異)
作為Re5 表示可具有碳原子數1以上4以下的羥基之烷基時的具體例子,可舉出甲基、乙基、n-丙基、異丙基、n-丁基、異丁基、sec-丁基及tert-丁基。這些烷基之中,亦以甲基、羥基甲基及乙基為佳。
作為Re5 表示碳原子數1以上4以下的烷氧基時的具體例子,可舉出甲氧基、乙氧基、n-丙基氧基、異丙基氧基、n-丁基氧基、異丁基氧基、sec-丁基氧基及tert-丁基氧基。這些烷氧基之中,以甲氧基及乙氧基為佳,以甲氧基為較佳。
作為Re5 表示碳原子數1以上4以下的烷基硫基時的具體例子,可舉出甲基硫基、乙基硫基、n-丙基硫基、異丙基硫基、n-丁基硫基、異丁基硫基、sec-丁基硫基及tert-丁基硫基。這些烷基硫基之中,以甲基硫基及乙基硫基為佳,以甲基硫基為較佳。
作為Re5 表示碳原子數1以上4以下之羥基烷基時的具體例子,可舉出羥基甲基、2-羥基乙基、1-羥基乙基、3-羥基-n-丙基及4-羥基-n-丁基等。這些羥基烷基之中,以羥基甲基、2-羥基乙基及1-羥基乙基為佳,以羥基甲基為較佳。
作為Re5 表示碳原子數1以上4以下的巰基烷基時的具體例子,可舉出巰基甲基、2-巰基乙基、1-巰基乙基、3-巰基-n-丙基及4-巰基-n-丁基等。這些巰基烷基之中,以巰基甲基、2-巰基乙基及1-巰基乙基為佳,以巰基甲基為較佳。
Re5 表示碳原子數1以上4以下的鹵化烷基時,作為於鹵化烷基所含之鹵素原子,可舉出氟、氯、溴、碘等。作為Re5 表示碳原子數1以上4以下的鹵化烷基時的具體例子,可舉出氯甲基、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-n-丙基、3-溴-n-丙基、3-氟-n-丙基及4-氯-n-丁基等。這些鹵化烷基之中,以氯甲基、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、三溴甲基及三氟甲基為佳,以氯甲基、二氯甲基、三氯甲基及三氟甲基為較佳。
作為Re5 表示鹵素原子時的具體例子,可舉出氟、氯、溴或碘。
對於式(e4),n1表示0以上3以下的整數,以1者為較佳。n1表示2或3時,複數的Re5 可為相同或相異。
對於式(e4)所示化合物,苯環上的Re5 之取代位置並無特別限定。苯環上之Re5 的取代位置,對於 -(CH2 )n0 -SH的鍵結位置而言以間位或對位者為佳。
作為式(e4)所示化合物,以具有至少具有1個作為Re5 的選自由烷基、羥基烷基及巰基烷基所成群的基之化合物為佳,以具有至少具有1個作為Re5 的選自由烷基、羥基烷基及巰基烷基所成群的基之化合物為較佳。式(e4)所示化合物為,具有1個作為Re5 的選自由烷基、羥基烷基及巰基烷基所成群的基時,烷基、羥基烷基或巰基烷基之苯環上的取代位置以對於-(CH2 )n0 -SH之鍵結位置而言為間位或對位者為佳,以對位者為較佳。
對於式(e4),n0表示0以上3以下的整數。由化合物之調製或獲得之容易度來看,以n表示0或1者為佳,以0者為較佳。
作為式(e4)所示化合物之具體例子,可舉出p-巰基酚、p-硫代甲酚、m-硫代甲酚、4-(甲基硫基)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-異丙基氧基苯硫醇、4-tert-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-n-丁基苯硫醇、4-tert-丁基苯硫醇、3-乙基苯硫醇、3-異丙基苯硫醇、3-n-丁基苯硫醇、3-tert-丁基苯硫醇、3,5-二甲基苯硫醇、3,4-二甲基苯硫醇、3-tert-丁基-4-甲基苯硫醇、3-tert-4-甲基苯硫醇、3-tert-丁基-5-甲基苯硫醇、4-tert-丁基-3-甲基苯硫醇、4-巰基苯甲基醇、3-巰基苯甲基醇、4-(巰基甲基)酚、3-(巰基甲基)酚、1,4-二(巰基甲基)酚、1,3-二(巰基甲基)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-巰基鄰苯二酚、2,6-二-tert-丁基-4-巰基酚、3,5-二-tert-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-甲基硫基苯硫醇、4-乙基硫基苯硫醇、4-n-丁基硫基苯硫醇及4-tert-丁基硫基苯硫醇等。
又作為具有巰基之含硫化合物,可舉出含有以巰基所取代的含氮芳香族雜環之化合物,及含有巰基所取代的含氮芳香族雜環之化合物的互變異構物。 作為含氮芳香族雜環之較佳具體例子,可舉出咪唑、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、喹喔啉及1,8-氮雜萘。
作為含硫化合物的較佳含氮雜環化合物及含氮雜環化合物的互變異構物之較佳具體例子,可舉出以下化合物。
Figure 02_image113
感光性樹脂組成物為含有含硫化合物(E)時,該使用量對於上述樹脂(B)及後述鹼可溶性樹脂(D)之合計質量100質量份而言,以0.01質量份以上5質量份以下為佳,以0.02質量份以上3質量份以下為較佳,以0.05質量份以上2質量份以下為特佳。
<酸擴散控制劑(F)> 感光性樹脂組成物欲使作為模板而使用的阻劑圖型之形狀,或感光性樹脂膜的引置穩定性等提高,進一步含有酸擴散控制劑(F)者為佳。且,感光性樹脂組成物所含有的上述含氮雜環化合物(C)可作為酸擴散控制劑之功能使用。對於本說明書中,酸擴散控制劑(F)被定義為含氮雜環化合物(C)以外的化合物。作為酸擴散控制劑(F),以含氮化合物(F1)為佳,進一步視必要可含有有機羧酸或磷之含氧酸或者該衍生物(F2)。
[含氮化合物(F1)] 作為含氮化合物(F1),可舉出三甲基胺、二乙基胺、三乙基胺、二-n-丙基胺、三-n-丙基胺、三-n-戊基胺、三苯甲基胺、二乙醇胺、三乙醇胺、n-己基胺、n-庚基胺、n-辛基胺、n-壬基胺、乙二胺、N,N,N’,N’-四甲基乙二胺、四伸甲基二胺、六伸甲基二胺、4,4’-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基二苯基醚、4,4’-二胺基二苯甲酮、4,4’-二胺基二苯基胺、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-氧基喹啉、吖啶、嘌呤、吡咯烷、哌啶、2,4,6-三(2-吡啶基)-S-三嗪、嗎啉、4-甲基嗎啉、哌嗪、1,4-二甲基哌嗪、1,4-二氮雜雙環[2.2.2]辛烷、吡啶等。這些可單獨使用,亦可組合2種以上使用。
又,可使4-羥基-1,2,2,6,6-五甲基哌啶衍生物等販賣的受阻胺化合物,或2,6-二苯基吡啶及2,6-二-tert-丁基吡啶等將2,6-位由烴基等取代基所取代的吡啶作為含氮化合物(F1)使用。
含氮化合物(F1)對於上述樹脂(B)及上述鹼可溶性樹脂(D)之合計質量100質量份而言,通常在0質量份以上5質量份以下之範圍下使用,以在0質量份以上3質量份以下之範圍下使用者為特佳。
[有機羧酸或磷之含氧酸或者其衍生物(F2)] 有機羧酸或磷的含氧酸或者其衍生物(F2)之中,作為有機羧酸,具體為丙二酸、檸檬酸、蘋果酸、琥珀酸、安息香酸、水楊酸等為佳,特佳為水楊酸。
作為磷的含氧酸或其衍生物,可舉出磷酸、磷酸二-n-丁基酯、磷酸二苯基酯等磷酸及如此等酯的衍生物;膦酸、膦酸二甲基酯、膦酸-二-n-丁基酯、苯基膦酸、膦酸二苯基酯、膦酸二苯甲基酯等膦酸及如此等酯的衍生物;膦酸、苯基膦酸等膦酸及如此等酯的衍生物等。這些中,亦以膦酸為特佳。這些可單獨使用,亦可組合2種以上使用。
有機羧酸或磷之含氧酸或者該衍生物(F2)對於上述樹脂(B)及上述鹼可溶性樹脂(D)之合計質量100質量份而言,通常在0質量份以上5質量份以下之範圍中使用,以在0質量份以上3質量份以下之範圍中使用者為特佳。
又,欲使鹽形成且使其穩定時,以有機羧酸或磷的含氧酸或者其衍生物(F2)可使用與上述含氮化合物(F1)之同等量者為佳。
<有機溶劑(S)> 感光性樹脂組成物為含有有機溶劑(S)。有機溶劑(S)的種類在不阻礙本發明之目的的範圍下並無特別限定、可使用適宜地選自自過去使用於正型感光性樹脂組成物之有機溶劑者。
作為有機溶劑(S)之具體例子,可舉出丙酮、甲基乙基酮、環己酮、甲基異戊基酮、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、二丙二醇、二丙二醇單乙酸酯之單甲基醚、單乙基醚、單丙基醚、單丁基醚、單苯基醚等多元醇類及其衍生物;二噁烷等環式醚類;甲酸乙酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮酸甲基、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-甲基丁烷酸甲酯、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。這些可單獨使用亦可混合2種以上使用。
有機溶劑(S)之含有量在不阻礙本發明之目的的範圍下並無特別限定。將感光性樹脂組成物使用於藉由旋轉塗布法等使所得之感光性樹脂層的膜厚成為5μm以上厚膜之用途上時,感光性樹脂組成物之固體成分濃度成為30質量%以上55質量%以下之範圍下,使用有機溶劑(S)者為佳。
<其他成分> 感光性樹脂組成物因可提高可塑性,亦可進一步含有聚乙烯樹脂者。作為聚乙烯樹脂之具體例子,可舉出聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚羥基苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯安息香酸、聚乙烯甲基醚、聚乙烯乙基醚、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯啶酮、聚乙烯酚及這些共聚物等。聚乙烯樹脂由玻璃轉移點較低的觀點來看,以聚乙烯甲基醚為佳。
又,感光性樹脂組成物中欲提高使用感光性樹脂組成物而形成的模板與金屬基板之接著性,可進一步含有接著助劑。
又,感光性樹脂組成物欲提高塗布性、消泡性、塗平性等,可進一步含有界面活性劑。作為界面活性劑,例如使用氟系界面活性劑或聚矽氧系界面活性劑為佳。 作為氟系界面活性劑之具體例子,可舉出BM-1000、BM-1100(皆為BMChemie公司製)、MegafacF142D、MegafacF172、MegafacF173、MegafacF183(皆為大日本油墨化學工業公司製)、FLUORADFC-135、FLUORADFC-170C、FLUORADFC-430、FLUORADFC-431(皆為住友3M公司製)、SurflonS-112、SurflonS-113、SurflonS-131、SurflonS-141、SurflonS-145(皆為旭硝子公司製)、SH-28PA、SH-190、SH-193、SZ-6032、SF-8428(皆為Toray聚矽氧公司製)等販賣的氟系界面活性劑,但並未限定於此等。 作為聚矽氧系界面活性劑,以使用未變性聚矽氧系界面活性劑、聚醚變性聚矽氧系界面活性劑、聚酯變性聚矽氧系界面活性劑、烷基變性聚矽氧系界面活性劑、芳烷基變性聚矽氧系界面活性劑及反應性聚矽氧系界面活性劑等為佳。 作為聚矽氧系界面活性劑,可使用販賣的聚矽氧系界面活性劑。作為販賣的聚矽氧系界面活性劑之具體例子,可舉出Painterd M(Toray・Dow康寧公司製)、TopekaK1000、TopekaK2000、TopekaK5000(皆為高千穗產業公司製)、XL-121(聚醚變性聚矽氧系界面活性劑、Clariant公司製)、BYK-310(聚酯變性聚矽氧系界面活性劑、BYK公司製)等。
又,感光性樹脂組成物欲進行對於顯像液之溶解性的微調整時,亦可進一步含有酸、酸酐或高沸點溶劑。
作為酸及酸酐之具體例子,可舉出乙酸、丙酸、n-丁酸、異丁酸、n-吉草酸、異吉草酸、安息香酸、桂皮酸等單羧酸類;乳酸、2-羥基丁酸、3-羥基丁酸、水楊酸、m-羥基安息香酸、p-羥基安息香酸、2-羥基桂皮酸、3-羥基桂皮酸、4-羥基桂皮酸、5-羥基間苯二甲酸、丁香酸等羥基單羧酸類;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、苯四酸、環戊烷四羧酸、丁烷四羧酸、1,2,5,8-萘四羧酸等多價羧酸類;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、腐植酸酐、1,2,3,4-丁烷四羧酸酐、環戊烷四羧酸二酐、鄰苯二甲酸酐、苯四酸酐、偏苯三酸酐、二苯甲酮四羧酸酐、乙二醇雙無水偏苯三酸酯、甘油參無水偏苯三酸酯等酸酐等。
又,作為高沸點溶劑之具體例子,可舉出N-甲基甲醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、N-甲基甲醯苯胺、N-甲基乙醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮、二甲基亞碸、苯甲基乙基醚、二己基醚、丙酮基丙酮、異佛爾酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、苯甲基醇、乙酸苯甲酯、安息香酸乙酯、草酸二乙酯、馬來酸二乙酯、γ-丁內酯、碳酸伸乙酯、碳酸伸丙酯、苯基溶纖劑乙酸酯等。
又,感光性樹脂組成物與提高感度,可進一步含有增感劑。
如此,含有酸產生劑(A)、樹脂(B)與含氮雜環化合物(C)下,視必要亦可含有鹼可溶性樹脂(D)、含硫化合物(E)、酸擴散抑制劑(F)、及有機溶劑(S)等成分之感光性樹脂組成物(化學增幅型正型感光性樹脂組成物),對於感光性樹脂組成物之塗膜,經在130℃的5分鐘加熱(預烘烤)後,將在23℃與2.38質量%氫氧化四甲基銨之水溶液中進行30秒接觸的操作,以隔開方式進行2次後,以純水進行輕洗(rinse)時的膜損失速度若為0.1μm/min以上0.5μm/min以下者為佳。且,膜損失速度係由以下式子求得。 膜損失速度(μm/min)=(預烘烤後操作前之膜厚(μm)-2次的操作後之膜厚(μm))/氫氧化四甲基銨之接觸時間(min) (式中,「操作」表示與在23℃中之2.38質量%氫氧化四甲基銨的水溶液進行30秒接觸的操作之意思。「膜厚」表示感光性樹脂組成物之塗膜的膜厚。又,接觸時間為30秒×2,即1分鐘)
其中,若膜損失速度過快時,對於使用感光性樹脂組成物而形成的圖型,對於使用於製造鍍敷成形物之鍍敷液的耐性容易惡化。因此,對於過去使用的感光性樹脂組成物,設計成降低膜損失速度之情況為多。 另外,在上述感光性樹脂組成物中,欲提高曝光後之引置經時穩定性(PED:post exposure delay)的觀點,與截面形狀為良好矩形的圖型形成之觀點來看,例如欲成為0.1μm/min以上0.5μm/min以下,比過去使用的感光性樹脂組成物之膜損失速度更高的膜損失速度為佳。 此情況為,容易得到曝光後之引置經時穩定性(PED:post exposure delay)為良好之感光性樹脂組成物。將經曝光的感光性樹脂層放置長時間時,顯影時的圖型形狀之不當情況容易產生在感光性樹脂層之表面附近。但,若將上述膜損失速度設定在適切範圍中較高時,藉由感光性樹脂層之表面在顯影時稍微溶解,可緩和藉由引置所引起的顯影後之圖型形狀的不當情況。 採用如此膜損失速度時,例如即使將至曝光後顯影開始的引置時間設定在9小時以上,可容易使CD(Critical Dimension)變動調整在10%以內之較小者。
對於感光性樹脂組成物,將膜損失速度調整至上述較佳範圍內之方法並無特別限定。作為膜損失速度之調製方法的較佳方法,可舉出調整鹼可溶性樹脂(D)之含有量的方法。感光性樹脂組成物中之鹼可溶性樹脂(D)的含有量越多,上述膜損失速度越提高。 又,作為膜損失速度之調整方法的其他較佳方法,可舉出於樹脂(B)中,使來自具有鹼可溶性基的單體之單位量進行調整之方法。樹脂(B)中,來自具有鹼可溶性基的單體之單位量越多,上述膜損失速度越高。 作為具有鹼可溶性基之單體,可舉出丙烯酸、甲基丙烯酸、及巴豆酸等單羧酸類;馬來酸、富馬酸、及衣康酸等二羧酸類;2-甲基丙烯醯氧乙基琥珀酸、2-甲基丙烯醯氧乙基馬來酸、2-甲基丙烯醯氧乙基鄰苯二甲酸、及2-甲基丙烯醯氧乙基六氫鄰苯二甲酸等具有羧基及酯鍵之甲基丙烯酸衍生物類;羥基苯乙烯、α-甲基羥基苯乙烯及α-乙基羥基苯乙烯等具有酚性羥基之乙烯基含有芳香族化合物類等。
<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可由將上述各成分以通常方法進行混合並攪拌而調製。作為可將上述各成分使用於混合、攪拌時的裝置,可舉出溶解裝置、均質機、3根輥研磨等。將上述各成分進行均勻混合後,亦將所得之混合物,進一步使用網孔、薄膜濾器等進行過濾。
≪感光性乾膜≫ 感光性乾膜為具有基材薄膜與於該基材薄膜表面所形成的感光性樹脂層,感光性樹脂層由前述感光性樹脂組成物所成者。
作為基材薄膜,以具有光透過性者為佳。具體可舉出聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)薄膜、聚丙烯(PP)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜等,但由光透過性及破斷強度的平衡為優良的觀點來看,以聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)薄膜為佳。
藉由於基材薄膜上使前述感光性樹脂組成物進行塗布而形成感光性樹脂層,進而製造感光性乾膜。 於基材薄膜上使感光性樹脂層形成時,使用敷貼器、棒塗布、線棒塗布、輥塗機、幕式塗布機等,於基材薄膜上塗布並乾燥至感光性樹脂組成物之膜厚成為0.5μm以上300μm以下為佳,較佳為1μm以上300μm以下,特佳為3μm以上100μm以下。
感光性乾膜於感光性樹脂層上可進一步具有保護薄膜。作為該保護薄膜,可舉出聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)薄膜、聚丙烯(PP)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜等。
≪經圖型化的抗蝕膜,及附有模板的基板的製造方法≫ 使用上述說明的感光性樹脂組成物,於具有金屬表面之基板上,形成經圖型化的抗蝕膜之方法並無特別限定。該經圖型化的抗蝕膜可作為欲形成絕緣膜、蝕刻光罩、及鍍敷成形物之模板等適用。 作為較佳方法,可舉出含有: 於具有金屬表面之基板上,使由感光性樹脂組成物所成的感光性樹脂層進行層合的層合步驟、 於感光性樹脂層上以位置選擇性方式照射活性光線或放射線而使其曝光的曝光步驟,與 使曝光後的感光性樹脂層進行顯影之顯影步驟的經圖型化的抗蝕膜的製造方法。 具備欲形成鍍敷成形物之模板的附有模板之基板的製造方法為,對於於具有金屬表面的基板之金屬表面上使感光性樹脂層進行層合,與對於顯影步驟,做成欲藉由顯影而形成鍍敷成形物之模板以外,其他與經圖型化的抗蝕膜之製造方法相同。
作為使感光性樹脂層進行層合之基板,使用具有金屬表面之基板。作為構成金屬表面之金屬種,以銅、金、鋁為佳,以銅為較佳。上述感光性樹脂組成物因焦點深度(DOF)的餘量為廣,故與基板表面之平坦性無關,可使用種種基板。
感光性樹脂層例如可藉由如以下所示於基板上進行層合。即,將液狀感光性樹脂組成物塗布於基板上,藉由加熱使溶劑除去後,可形成所望膜厚之感光性樹脂層。感光性樹脂層之厚度若可使成為模板之阻劑圖型形成為所望膜厚者即可,並無特別限定。感光性樹脂層的膜厚並無特別限定,但以0.5μm以上為佳,以0.5μm以上300μm以下為較佳,以1μm以上150μm以下為特佳,以3μm以上100μm以下為最佳。
作為對基板上的感光性樹脂組成物之塗布方法,可採用旋轉塗布法、狹縫塗布法、輥塗布法、絲網印刷法、敷貼器法等方法。對於感光性樹脂層以進行預焙者為佳。預焙條件可依據感光性樹脂組成物中之各成分的種類、配合比例、塗布膜厚等而相異,通常為70℃以上200℃以下,以80℃以上150℃以下為佳,進行2分鐘以上120分鐘以下程度。
對於如上述所形成的感光性樹脂層,隔著所定圖型之光罩,可使活性光線或放射線,例如波長為300nm以上500nm以下之紫外線或可見光線以選擇性方式照射(曝光)。
作為放射線之線源,可使用低壓水銀燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈、金屬鹵素燈、氬氣雷射等。又,於放射線中包含微波、紅外線、可見光線、紫外線、X線、γ線、電子線、陽子線、中性子線、離子線等。放射線照射量為依據感光性樹脂組成物之組成或感光性樹脂層之膜厚等而相異,但例如為超高壓水銀燈使用之情況時為100mJ/cm2 以上10000mJ/cm2 以下。又,因在放射線中會產生酸,故含有使酸產生劑(A)活性化的光線。
曝光後藉由使用公知方法使感光性樹脂層進行加熱而促進酸的擴散,對於感光性樹脂膜中經曝光的部分,使感光性樹脂層之鹼溶解性產生變化。
其次,將經曝光的感光性樹脂層,依據過去已知的方法進行顯影,藉由將不要部分經溶解、除去後,形成欲形成所定阻劑圖型或鍍敷成形物之模板。此時,作為顯像液可使用鹼性水溶液。
作為顯像液,例如可使用氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、矽酸鈉、偏矽酸鈉、氨水、乙基胺、n-丙基胺、二乙基胺、二-n-丙基胺、三乙基胺、甲基二乙基胺、二甲基乙醇胺、三乙醇胺、四甲基銨氫氧化物(氫氧化四甲基銨)、四乙基銨氫氧化物、吡咯、哌啶、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。又,可使於上述鹼類水溶液中添加適當量的甲醇、乙醇等水溶性有機溶劑或界面活性劑之水溶液作為顯像液使用。
顯影時間依據感光性樹脂組成物之組成或感光性樹脂層之膜厚等而相異,但通常1為分鐘以上30分鐘以下之間。顯像方法可使用水坑法、浸漬法、攪拌法、噴霧顯影法等任一種。
顯影後將流水洗淨在30秒以上90秒以下之間進行,使用氣槍或烤箱等使其乾燥。藉此,於具有金屬表面之基板的金屬表面上,形成所望形狀之經圖型化阻劑圖型。又,藉此,於具有金屬表面之基板的金屬表面上,可製造具備成為模板之阻劑圖型的附有模板之基板。
≪鍍敷成形物的製造方法≫ 於藉由上述方法所形成之附有模板的基板之模板中的非阻劑部(以顯像液所除去的部分),藉由鍍敷埋入金屬等導體後,例如可形成如顛簸及金屬柱等連接端子或如Cu再配線之鍍敷成形物。且,鍍敷處理方法並無特別限制,可採用自過去的公知之各種方法。作為鍍敷液,特別適用焊料鍍敷、銅鍍敷、金鍍敷、鎳鍍敷液。殘留的模板在最後依據常法使用剝離液等使其除去。
製造鍍敷成形物時,對於在成為鍍敷成形物形成用模板的阻劑圖型之非圖型部所露出的金屬表面上,進行拋光處理者為較佳情況。 具體為,例如形成將使用含有含硫化合物(E)之感光性樹脂組成物而所形成的圖型作為模板使用的鍍敷成形物之情況。此時,對於鍍敷成形物之金屬表面的密著性有容易損害的情況產生。該不當情況在使用前述式(e1)所示含硫化合物(E),或式(e4)所示含硫化合物(E)時為顯著。 但,進行上述拋光處理時,即使將使用含有含硫化合物(E)之感光性樹脂組成物而形成的圖型作為模板使用,亦可容易形成於金屬表面為良好密著之鍍敷成形物。 且,對於將含有以巰基進行取代的含氮芳香族雜環之化合物作為含硫化合物(E)使用時,有關鍍敷成形物之密著性的上述問題幾乎無存在或輕度。因此,將含有以巰基進行取代的含氮芳香族雜環之化合物作為含硫化合物(E)使用時,即使不進行拋光處理,亦容易形成對於金屬表面的密著性良好之鍍敷成形物。
拋光處理若為於成為鍍敷成形物形成用模板的阻劑圖型上,僅不會賦予無法形成所望形狀的鍍敷成形物之損傷程度的方法即可,並無特別限定。 作為較佳拋光處理方法,可舉出使用氧電漿之方法。將基板上之金屬表面在欲使用氧電漿進行拋光時,使用公知氧電漿發生裝置而產生氧電漿,將該氧電漿對基板上之金屬表面進行照射即可。
使用於氧電漿之產生的氣體中,在不損害本發明之目的的範圍下,可混合過去與氧同時使用於電漿處理之種種氣體。作為該氣體,例如可舉出氮氣、氫氣及CF4 氣體等。 使用於氧電漿的拋光條件,在不阻礙本發明之目的之範圍下並無特別限定,處理時間例如為10秒以上20分鐘以下的範圍,以20秒以上18分鐘以下的範圍為佳,較佳為30秒以上15分鐘以下的範圍。 將藉由氧電漿的處理時間設定在上述範圍時,不會使阻劑圖型之形狀產生變化,且可容易達到鍍敷成形物之密著性改良的效果。
依據上述方法,因可將截面形狀良好的矩形之阻劑圖型,作為鍍敷成形物形成用之模板使用,故可容易確保鍍敷成形物與基板表面之廣泛接觸面積,可製造出對基板之密著性優良的鍍敷成形物。
且,下述式(c1-a)所示化合物為新穎化合物。下述式(c1-a)所示化合物中,對於式(c1),除W1 限定為可具有取代基的2價環式基(W2 )以外,與式(c1)同樣地,式(c1-a)中之Z1 、A1 、A2 、X1 、式(c2)中之R1 ~R5 、Y1 ~Y3 、式(c3)中之R6 及R7 ~R9 各與式(c1)中者相同。又,作為式(c1-a)中之W2 的可具有取代基之2價環式基,與式(c1)中之W1 的可具有取代基之2價環式基相同。
Figure 02_image115
(式(c1-a)中,Z1 表示下述式(c2):
Figure 02_image117
所示含氮雜環基, A1 及A2 各獨立表示單鍵或選自由-O-、-CO-、 -COO-、-OCO-、-OCOO-、-NH-、-CONH-、-NHCO-、 -NHCONH-、-S-、-SO-及-SO2 -所成群的2價基。 W2 表示可具有取代基的2價環式基, X1 表示氫原子、可具有取代基的脂肪族烴基或可具有取代基的芳香族烴基, 式(c2)中,R1 、R2 及R4 各獨立表示可具有取代基的脂肪族烴基或可具有取代基的芳香族烴基,R3 及R5 各獨立表示氫原子、可具有取代基的脂肪族烴基或可具有取代基的芳香族烴基, Y1 ~Y3 中任一表示下述式(c3)或式(c4):
Figure 02_image119
所示3價基,該3價基所具有3個結合鍵中之1個結合鍵於A1 連結, 式(c3)中,R6 表示氫原子、可具有取代基的脂肪族烴基或可具有取代基的芳香族烴基, Y1 ~Y3 中之2個各獨立表示選自由-CR7 R8 -、-NR9 -、 -O-及-S-所成群的2價基, R7 、R8 及R9 各獨立表示氫原子、可具有取代基的脂肪族烴基或可具有取代基的芳香族烴基)
式(c1-a)所示化合物可含於上述感光性樹脂組成物以外的感光性樹脂組成物中,又亦可使用於感光性樹脂組成物以外的用途。 式(c1-a)所示化合物的LogS值雖未被限定,但例如由亦可使用於上述感光性樹脂組成物者的觀點來看,以-4.00以下者為佳。 [實施例]
以下將本發明藉由實施例進一步詳細地說明,但本發明並未受限於此等。
[調製例1] (巰基化合物E1之合成) 在調製例1中,作為含硫化合物(E),合成下述結構之巰基化合物E1。
Figure 02_image121
於燒瓶內,將7-氧雜降冰片-5-烯-2,3-二羧酸酐15.00g,與四氫呋喃150.00g加入並攪拌。其次於燒瓶內,加入硫代乙酸(AcSH)7.64g,在室溫中進行3.5小時攪拌。其後,將反應液進行濃縮,得到5-乙醯硫代-7-氧雜降冰片烷-2,3-二羧酸酐22.11g。 將5-乙醯硫代-7-氧雜降冰片烷-2,3-二羧酸酐22.11g,與濃度10質量%的氫氧化鈉水溶液30.11g加入於燒瓶內後,在室溫下將燒瓶之內容物進行2小時攪拌。其次,於燒瓶內,加入濃度20質量%的鹽酸(80.00g),使反應液成為酸性。其後,藉由乙酸乙酯200g進行4次萃取,得到含有巰基化合物E1之萃取液。對於使萃取液進行濃縮而回收的殘渣,加入四氫呋喃(THF)25.11g並使其溶解。於所得之THF溶液中,滴入庚烷並析出巰基化合物E1,將析出的巰基化合物E1藉由過濾並回收。巰基化合物E1之1 H-NMR的測定結果如以下所示。1 H-NMR(DMSO-d6):δ12.10(s,2H),4.72(d,1H), 4.43(s,1H),3.10(t,1H),3.01(d,1H),2.85(d,1H),2.75(d,1H), 2.10(t,1H),1.40(m,1H)
Figure 02_image123
[調製例2] (含氮雜環化合物C1之合成) 在調製例2中,作為含氮雜環化合物(C),合成下述含氮雜環化合物C1。
Figure 02_image125
將5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐1.00g(6.09mmol) (東京化成工業製)於2-丙醇10g中進行溶解,在60℃進行6小時攪拌後,將2-丙醇進行減壓餾去後得到中間體。將中間體與4-羥基-1,2,2,6,6-五甲基哌啶1.04g(6.09mmol)(東京化成工業製)溶解於二氯甲烷10g,加入WSC・HCl(碳二亞胺化合物的鹽酸鹽)1.45g(7.61mmol)在室溫下進行24小時攪拌。將反應液進行過濾並除去析出物後,以1%鹽酸10g進行1次,以純水10g進行3次洗淨後,以10%氫氧化鈉水溶液10g進行1次,以純水10g進行3次洗淨後,藉由將溶劑進行餾去而得到目的之1.29g 的C1。C1的1 H-NMR的測定結果如以下所示。又,將反應式表示於以下。1 H-NMR(DMSO-d6):δ6.10(m,2H),4.87-4.72(m,2H), 3.23(m、2H),3.10(m,2H),2.15(s,3H),1.73(m,2H), 1.35-1.22(m,4H),1.20-1.10(m,6H),1.07(d,6H),0.98(d,6H)
Figure 02_image127
[調製例3] (含氮雜環化合物C2之合成) 在調製例3中,作為含氮雜環化合物(C),合成下述含氮雜環化合物C2。
Figure 02_image129
將5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐1.00g變更為鄰苯二甲酸酐0.902g以外,得到與調製例3之相同合成的1.19g 之C2。C2之1 H-NMR的測定結果如以下所示。又,將反應式表示於以下。1 H-NMR(DMSO-d6):δ7.80-7.60(m,4H), 5.20-5.08(m,2H),2.20(s、3H),1.92(dd,2H),1.45(t,2H), 1.26(d,6H),1.11(s,6H),1.08(s,6H)
Figure 02_image131
[調製例4] (含氮雜環化合物C3之合成) 在調製例4中,作為含氮雜環化合物(C),合成下述含氮雜環化合物C3。
Figure 02_image133
於氮環境下-20℃在經冷卻的燒瓶內將1.13M LDA(鋰二異丙基醯胺)之己烷溶液以5.97mL加入。其次,將溶解t-丁基醇0.500g的THF(四氫呋喃)溶液5.00g滴入於燒瓶內。進行30分鐘於-20℃的燒瓶之內容物的攪拌後,將溶解於鄰苯二甲酸酐1.00g(6.75mmol)的THF溶液10.0g滴入於燒瓶內。滴入後,將燒瓶的內容物之溫度一邊上升至室溫,一邊進行內容物之4小時攪拌。攪拌後加入水15g並使反應停止。在分液操作中回收水相後,以t-丁基甲基醚10g進行3次之經回收的水相之洗淨。於經洗淨的水相中加入10%鹽酸水溶液至pH成為1後,以二氯甲烷10g進行3次萃取。將二氯甲烷相進行水洗後,將二氯甲烷相之溶劑餾去。將所得之粗成生物以二氯甲烷、庚烷進行再沈澱後得到中間體1.01g。將中間體與4-羥基-1,2,2,6,6-五甲基哌啶0.777g(4.54mmol)(東京化成工業製)溶解於二氯甲烷10g中,加入WSC・HCl 1.08g(5.67mmol)在室溫下進行24小時攪拌。將反應液經過濾並除去析出物後,以1%鹽酸10g進行1次,以純水10g進行3次洗淨後,以10%氫氧化鈉水溶液10g進行1次,以純水10g進行3次洗淨後,將溶劑經餾去後得到目的之0.851g的C3。C3之1 H-NMR的測定結果如以下所示。又,將反應式表示於以下。1 H-NMR(DMSO-d6):δ7.80-7.60(m,4H), 5.20-5.10(m,1H),2.18(s、3H), 1.90(dd,2H),1.47(t,2H), 1.20(s,9H),1.10(s,6H),1.05(s,6H)
Figure 02_image135
[調製例5] (含氮雜環化合物C’2之合成) 在調製例5中,合成下述添加劑C’2。
Figure 02_image137
將4-羥基-1,2,2,6,6-五甲基哌啶1.00g (5.74mmol)(東京化成工業製),與琥珀酸單-tert-丁基酯(東京化成工業製)1.00g(5.74mmol)溶解於二氯甲烷10g中,加入WSC・HCl 1.37g(7.17mmol)後在室溫下進行24小時攪拌。將反應液經過濾並除去析出物後,以1%鹽酸10g進行1次,以純水10g進行3次洗淨後,以10%氫氧化鈉水溶液10g進行1次,以純水10g進行3次洗淨後,將溶劑經餾去後得到目的之1.33g 的C’2。C’2之1 H-NMR的測定結果如以下所示。又,將反應式表示於以下。1 H-NMR(DMSO-d6):δ4.93(m,1H),2.44(m,4H), 2.13(s,3H),1.78(dd,2H),1.41-1.31(m,11H),1.08(s,6H), 1.05(s,6H)
Figure 02_image139
[實施例1~12及比較例1~10] 在實施例1~12及比較例1~10中,作為酸產生劑(A)使用下述式之化合物A1。
Figure 02_image141
在實施例1~12及比較例1~10中,作為藉由酸的作用使對於鹼的溶解性增大之樹脂(樹脂(B)),使用以下樹脂B1、B2、B3及B4。下述結構式中之各構成單位中的括弧之右下數字表示各樹脂中之構成單位的含有量(質量%)。樹脂B1之質量平均分子量Mw為106,000。樹脂B2之質量平均分子量Mw為106,000。樹脂B3之數平均分子量為106,000。樹脂B4之質量平均分子量Mw為40,000,分散度(Mw/Mn)為2.6。
Figure 02_image143
作為含氮雜環化合物(C),在實施例1~12中使用上述C1~C3。在比較例1~10中,作為含氮雜環化合物(C)之替代添加劑(C’),使用下述C’1、C’2及C’3。 以Windows版chemdraw prime(16.0)所算出之C1、C2、C3、C’1、C’2及C’3的LogS值如以下所示。 C1:-4.245 C2:-5.052 C3:-5.384 C’1:-1.473 C’2:-3.370 C’3:-4.222
Figure 02_image145
作為鹼可溶性樹脂(D),使用以下樹脂D1及D2。 D1:聚羥基苯乙烯樹脂(p-羥基苯乙烯:苯乙烯=85:15(質量比)之共聚物、質量平均分子量(Mw)2500、分散度(Mw/Mn)2.4) D2:酚醛清漆樹脂(m-甲酚單獨縮合體(質量平均分子量(Mw)8000)
作為含硫化合物(E),使用在調製例1所得之巰基化合物E1。
將各表1所記載的種類及量之酸產生劑(A)、樹脂(B)、含氮雜環化合物(C)或添加劑(C’)、鹼可溶性樹脂(D)、含硫化合物(E)與界面活性劑(BYK310、BYK公司製)0.05質量份溶解於3-甲氧基丁基乙酸酯(MA)與丙二醇單甲基醚乙酸酯(PM)的混合溶劑(MA/PM=6/4(質量比))至固體成分濃度成為40質量%後,得到各實施例及比較例之感光性樹脂組成物。
使用所得之感光性樹脂組成物,依據以下方法,評估形狀、焦點深度(DOF)之餘量、膜損失速度與PED。這些評估結果如表1所記載。
[形狀之評估] 將實施例及比較例的感光性樹脂組成物塗布於直徑8英寸之銅基板上,形成膜厚7μm之感光性樹脂層(感光性樹脂組成物之塗膜)。其次,將感光性樹脂層在130℃進行5分鐘預烘烤。預烘烤後,使用線寬度2μm空間寬度2μm之線和空間圖型的光罩與曝光裝置Prisma GHI5452(Ultra Tech公司製),在可形成所定尺寸之圖型的最低曝光量之1.2倍曝光量下,以ghi線進行圖型曝光。其次,圖型曝光後經過9小時後,將基板於加熱板上載置並在90℃進行1.5分鐘之曝光後加熱(PEB)。於PEB之後,馬上將四甲基銨氫氧化物之2.38重量%水溶液(顯像液、NMD-3,東京應化工業股份有限公司製)滴入於經曝光的感光性樹脂層後,在23℃靜置30秒,上述操作重複進行2次。其後,將阻劑圖型表面進行流水洗淨(輕洗(rinse))後,經氮吹氣後得到阻劑圖型。將該阻劑圖型之截面形狀藉由掃描型電子顯微鏡進行觀察,評估圖型之截面形狀。 具體而言,與於阻劑圖型之基板接觸的面為相反的面(頂)為平板(平面狀),若阻劑圖型截面之頂寬與阻劑圖型截面之厚度方向中間部分的圖型寬幾乎相同者評估為○。又,若阻劑圖型之頂部呈圓形(變成圓形),或阻劑圖型截面之頂寬比阻劑圖型截面之厚度方向中間部分的圖型寬還大的相異情況則評估為×。且,對於所有實施例,阻劑圖型截面之厚度方向中間部分的圖型寬與於阻劑圖型截面之基板所接觸的面(底部)之寬度幾乎相同。
[焦點深度(DOF)之餘量的評估] 藉由與[形狀之評估]之同樣方法,形成線寬度2μm空間寬度2μm之線和空間圖型。此時,對於圖型為獨立可自立之焦點範圍進行調查。 若焦點範圍為32μm以上時判定為◎,若焦點範圍為28μm以上且未達32μm時判定為○,焦點的範圍若未達28μm時則判定為×。
[膜損失速度之評估] 將實施例及比較例的感光性樹脂組成物於Si基板上進行塗布,形成膜厚7μm之感光性樹脂層(感光性樹脂組成物之塗膜)。其次,將感光性樹脂層在130℃進行5分鐘預烘烤。預烘烤後對於感光性樹脂層,在23℃於2.38質量%氫氧化四甲基銨之水溶液中進行30秒接觸的操作,以隔開方式進行2次後,將感光性樹脂層以純水進行輕洗(rinse)。預烘烤後,對於感光性樹脂層進行在23℃中之2.38質量%氫氧化四甲基銨的水溶液之30秒接觸,對於進行該操作前之感光性樹脂層的厚度及輕洗(rinse)後之感光性樹脂層的厚度進行測定,將前者減去後者的值除以,將四甲基銨氫氧化物的2.38重量%水溶液與感光性樹脂層進行接觸的時間(接觸時間之合計為1分鐘)所得之值作為膜損失速度。結果如表1所示。
[PED之評估] 藉由與[形狀之評估]之同樣方法,形成線寬度2μm空間寬度2μm之線和空間圖型。此時,將圖型曝光後至進行曝光後加熱(PEB)的時間設定為0小時(圖型曝光後馬上進行PEB)或9小時,形成各阻劑圖型。求得對於圖型曝光直後進行PEB時所得之阻劑圖型的最上部之線寬平均值,圖型曝光後至進行PEB的時間設定為9小時所得之阻劑圖型的最上部之線寬平均值之比例(CD(Critical Dimension)變動率)。 CD變動率若為10%以內時則判定為○,若CD變動率比10%大時則判定為×。結果如表1所示。
Figure 02_image147
依據實施例1~12可得知,除含有藉由活性光線或放射線的照射而產生酸的酸產生劑(A),與藉由酸的作用使對於鹼的溶解性增大之樹脂(B)以外,亦含有以式(c1)表示的LogS值為-4.00以下之含氮雜環化合物(C)的正型感光性樹脂組成物為,可形成截面形狀良好的矩形之阻劑圖型,且焦點深度(DOF)之餘量為廣。 又,依據實施例1~9可得知,上述評估中之膜損失量為0.1μm/min以上0.5μm/min以下。 又,依據實施例1~9可得知PED亦優良。
另外,依據比較例1~10,對於正型感光性樹脂組成物,取代含氮雜環化合物(C),而含有非對應含氮雜環化合物(C)之含氮雜環化合物的添加劑(C’)時,得知阻劑圖型的頂端截面形狀變圓,且難以得到截面形狀為良好矩形之阻劑圖型。又,在比較例1~10中,焦點深度(DOF)之餘量的評估中之焦點範圍為24μm以下,焦點深度之餘量為狹隘。

Claims (14)

  1. 一種化學增幅型正型感光性樹脂組成物,其特徵為含有:藉由活性光線或放射線之照射而產生酸之酸產生劑(A)、藉由酸的作用而對鹼的溶解性增大之樹脂(B)與含氮雜環化合物(C);前述含氮雜環化合物(C)為下述式(c1)所示化合物,前述含氮雜環化合物(C)的溶解度S之常用對數值LogS為-4.00以下者;Z1-A1-W1-A2-X1 (c1)(式(c1)中,Z1表示下述式(c2):
    Figure 108110057-A0305-02-0121-3
    所示含氮雜環基,A1及A2各獨立表示-COO-或-OCO-的2價基;W1表示單鍵或可具有取代基之2價環式基;X1表示氫原子、可具有取代基的脂肪族烴基,或可具有取代基的芳香族烴基;式(c2)中,R1、R2及R4各獨立表示可具有取代基的脂肪族烴基或可具有取代基的芳香族烴基,R3及R5各獨立表示氫原子、可具有取代基的脂肪族烴基或可具有取代基的 芳香族烴基;Y1~Y3中任1個為下述式(c3)或式(c4):
    Figure 108110057-A0305-02-0122-4
    所示3價基,該3價的基所具有3個結合鍵中之一的結合鍵於A1連結;式(c3)中,R6表示氫原子、可具有取代基的脂肪族烴基或可具有取代基的芳香族烴基;Y1~Y3之中2個各獨立表示選自由-CR7R8-、-NR9-、-O-及-S-所成群的2價基;R7、R8及R9各獨立表示氫原子、可具有取代基的脂肪族烴基或可具有取代基的芳香族烴基)。
  2. 如請求項1之化學增幅型正型感光性樹脂組成物,其中前述W1表示可具有取代基的2價環式基。
  3. 如請求項1或2之化學增幅型正型感光性樹脂組成物,其中前述X1表示可具有取代基的脂肪族烴基或可具有取代基的芳香族烴基。
  4. 如請求項1或2之化學增幅型正型感光性樹脂組成物,其中對於前述化學增幅型正型感光性樹脂組成物的塗膜, 在130℃進行5分鐘加熱後,將於23℃之2.38質量%氫氧化四甲基銨的水溶液中進行30秒接觸之操作以隔開方式進行2次後,以純水進行輕洗(rinse)時的膜損失速度為0.1μm/min以上0.5μm/min以下。
  5. 如請求項1或2之化學增幅型正型感光性樹脂組成物,其中進一步含有鹼可溶性樹脂(D)。
  6. 如請求項5之化學增幅型正型感光性樹脂組成物,其中前述鹼可溶性樹脂(D)含有選自由酚醛清漆樹脂(D1)、聚羥基苯乙烯樹脂(D2)及丙烯酸樹脂(D3)所成群的至少1種樹脂。
  7. 如請求項1或2之化學增幅型正型感光性樹脂組成物,其中進一步含有:含有對於金屬可進行配位之硫原子的含硫化合物(E)。
  8. 一種感光性乾膜,其特徵為具有基材薄膜,與於前述基材薄膜的表面所形成的感光性樹脂層,前述感光性樹脂層係由如請求項1或2之化學增幅型正型感光性樹脂組成物所成者。
  9. 一種感光性乾膜的製造方法,其特徵為含有於基材薄膜上,使如請求項1~7中任1項之化學增幅型正型感光性 樹脂組成物進行塗布而形成感光性樹脂層者。
  10. 一種經圖型化的抗蝕膜的製造方法,其特徵為含有以下步驟者:於具有金屬表面的基板上,使由如請求項1~7中任1項之化學增幅型正型感光性樹脂組成物所成的感光性樹脂層進行層合的層合步驟、於前述感光性樹脂層以位置選擇性方式照射活性光線或放射線,而使其曝光的曝光步驟,與將曝光後的前述感光性樹脂層進行顯影之顯影步驟。
  11. 一種附有模板的基板之製造方法,其特徵為含有以下步驟者:於具有金屬表面的基板上,使由如請求項1~7中任1項之化學增幅型正型感光性樹脂組成物所成的感光性樹脂層進行層合的層合步驟、於前述感光性樹脂層照射活性光線或放射線而使其曝光的曝光步驟,與使曝光後的前述感光性樹脂層進行顯影,做成欲形成鍍敷成形物的模板之顯影步驟。
  12. 一種鍍敷成形物的製造方法,其特徵為含有於藉由如請求項11之方法所製造的前述附有模板的基板上,施予鍍敷後於前述模板內形成鍍敷成形物之步驟。
  13. 一種含氮雜環化合物,其特徵為下述式(c1-a)所示者;Z1-A1-W2-A2-X1 (c1-a)(式(c1-a)中,Z1表示下述式(c2):
    Figure 108110057-A0305-02-0125-5
    所示含氮雜環基,A1及A2各獨立表示-COO-或-OCO-的2價基,W2表示可具有取代基的2價環式基,X1表示氫原子、可具有取代基的脂肪族烴基或可具有取代基的芳香族烴基,式(c2)中,R1、R2及R4各獨立表示可具有取代基的脂肪族烴基或可具有取代基的芳香族烴基,R3及R5各獨立表示氫原子、可具有取代基的脂肪族烴基或可具有取代基的芳香族烴基,Y1~Y3中任1個表示下述式(c3)或式(c4):
    Figure 108110057-A0305-02-0125-6
    所示3價基,該3價基所具有3個結合鍵之中一個結合鍵於A1連結, 式(c3)中,R6表示氫原子、可具有取代基的脂肪族烴基或可具有取代基的芳香族烴基,Y1~Y3之中2個各獨立表示選自由-CR7R8-、-NR9-、-O-及-S-所成群的2價基,R7、R8及R9各獨立表示氫原子、可具有取代基的脂肪族烴基或可具有取代基的芳香族烴基)。
  14. 如請求項13之含氮雜環化合物,其中溶解度S的常用對數值LogS為-4.00以下。
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