本發(fā)明涉及感光性樹脂組合物,該感光性樹脂組合物包含通過照射活化能量線而產(chǎn)生堿的光產(chǎn)堿劑。
背景技術(shù):
以往,通過照射光、紅外線、電子束或X射線等活性能量線而發(fā)生化學(xué)結(jié)構(gòu)變化的感光性樹脂組合物被用于各種用途。
作為像這樣的感光性樹脂組合物,例如已知配合了通過照射活性能量線而產(chǎn)生強(qiáng)酸的光產(chǎn)酸劑的化學(xué)放大型抗蝕劑。該化學(xué)放大型抗蝕劑中,通過照射活性能量線而產(chǎn)生的強(qiáng)酸作為催化劑作用于樹脂成分,使相對于顯像液的溶解性發(fā)生變化,由此進(jìn)行圖案形成。以往,為了高靈敏度化、高分辨率化的目的開發(fā)了各種抗蝕劑材料,但是,光產(chǎn)酸劑與樹脂的組合受限,要求開發(fā)出新的化學(xué)放大型抗蝕劑。
通過照射活性能量線而使單體、預(yù)聚物光固化的技術(shù)大致分為自由基系、陽離子系及陰離子系3種。這些技術(shù)中成為最廣泛開發(fā)對象的是對光自由基引發(fā)劑照射光而使乙烯基單體聚合的技術(shù)。另外,還研究了因光的作用而產(chǎn)生酸并以該酸為催化劑進(jìn)行陽離子聚合的技術(shù)。
但是,像這樣的自由基聚合系的情況下,因空氣中的氧而妨礙聚合反應(yīng),所以需要在阻斷氧的方面特別下工夫。另外,陽離子聚合系的情況下,雖然從沒有氧帶來的妨礙方面考慮非常有利,但是,指出有可能存在:由固化后還殘留的光產(chǎn)酸劑產(chǎn)生的強(qiáng)酸的腐蝕性或樹脂改性。因此,強(qiáng)烈希望開發(fā)出一種不包含像強(qiáng)酸這樣的腐蝕性物質(zhì)、且不被空氣中的氧妨礙、以高效率迅速地進(jìn)行反應(yīng)的感光性樹脂組合物。
從像這樣的狀況考慮,提出了包含將通過光的作用而產(chǎn)生的堿用于聚合反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)的陰離子系光產(chǎn)堿劑的感光性樹脂組合物。但是,與自由基系光聚合引發(fā)劑、陽離子系光產(chǎn)酸劑相比,陰離子系光產(chǎn)堿劑可以舉出如下缺點(diǎn):光靈敏度差,必須照射強(qiáng)活性能量。
專利文獻(xiàn)1中公開了感光性樹脂組合物,該感光性樹脂組合物含有:通過光的作用而產(chǎn)生堿的光產(chǎn)堿劑、具有羧基的環(huán)氧樹脂以及具有巰基的固化劑。首先,對該感光性樹脂照射光,產(chǎn)生作為堿的胺化合物,接下來,通過實(shí)施加熱處理使產(chǎn)生的胺化合物與環(huán)氧基反應(yīng),得到固化膜。
但是,像專利文獻(xiàn)1中使用的那樣的光產(chǎn)堿劑,由于通過光照射產(chǎn)生的胺為單官能,所以為了以高殘膜率得到固化膜,需要并用多官能硫醇單體。由于該多官能伯硫醇單體即便在常溫下也具有與環(huán)氧樹脂的反應(yīng)性,因此,存在感光性樹脂組合物的適用期短的問題。
進(jìn)而,專利文獻(xiàn)1中使用的光產(chǎn)堿劑由于分子內(nèi)具有酚性羥基,所以沒有進(jìn)行光照射的部位也因加熱而進(jìn)行環(huán)氧基的反應(yīng)。因此,將感光性樹脂組合物用于抗蝕劑用途的情況下,即便是未曝光部也形成了固化膜,難以忠實(shí)地再現(xiàn)掩膜圖案。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開2013-95706號公報(bào)
非專利文獻(xiàn)
非專利文獻(xiàn)1:Angew.Chem.Int.2000,39,No.19
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明是鑒于以上的課題而完成的,目的是提供一種由于即便是在使用光產(chǎn)堿劑的體系中也具有高靈敏度所以容易固化、進(jìn)而得到的固化膜具有高分辨率、高殘膜率、并且保存穩(wěn)定性優(yōu)異的感光性樹脂組合物。
本發(fā)明的發(fā)明人為了解決上述課題進(jìn)行了潛心研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),含有特定結(jié)構(gòu)的光產(chǎn)堿劑和堿可溶性環(huán)氧樹脂這兩者的感光性樹脂組合物的靈敏度、分辨率及保存穩(wěn)定性優(yōu)異,并且通過使用該樹脂組合物能夠以高殘膜率得到固化膜,從而完成本發(fā)明。
即,本發(fā)明涉及如下內(nèi)容:
(1)一種感光性樹脂組合物,其包含(A)光產(chǎn)堿劑和(B)堿可溶性環(huán)氧化合物,其中,所述(A)光產(chǎn)堿劑包含由下式(2-1)表示的化合物:
[化學(xué)式1]
(式(2-1)中,n表示0~4的整數(shù)。R1表示從由碳原子數(shù)1~18的烷基、碳原子數(shù)2~18的烯基、碳原子數(shù)2~18的炔基、碳原子數(shù)6~12的芳基、碳原子數(shù)1~18的?;?、碳原子數(shù)7~18的芳?;⑾趸?、氰基、碳原子數(shù)1~18的烷氧基、碳原子數(shù)1~18的烷硫基、羥基及鹵素原子構(gòu)成的組中選擇的至少1種取代基。R2表示氫原子、碳原子數(shù)1~18的烷基、碳原子數(shù)2~18的炔基、碳原子數(shù)6~12的芳基、碳原子數(shù)1~18的?;⑻荚訑?shù)7~18的芳?;?、硝基、氰基、碳原子數(shù)1~18的烷氧基、碳原子數(shù)1~18的烷硫基、羥基或鹵素原子。X表示氨基。)
所述(B)堿可溶性環(huán)氧化合物是:使(a)1分子中具有至少2個(gè)以上環(huán)氧基的環(huán)氧化合物和(b)1分子中具有至少1個(gè)以上羥基及1個(gè)羧基的化合物的反應(yīng)物、與(c)多元酸酐反應(yīng)而得到的環(huán)氧化合物。
(2)根據(jù)前項(xiàng)(1)所述的感光性樹脂組合物,其中,式(2-1)中的X為由下式(3-1)表示的基團(tuán):
[化學(xué)式2]
(式(3-1)中,R3及R4分別獨(dú)立地表示氫原子、碳原子數(shù)1~12的烷基、碳原子數(shù)5~10的環(huán)烷基、碳原子數(shù)6~14的芳基或碳原子數(shù)7~15的芳基烷基,或者R3及R4彼此鍵合而形成構(gòu)成原子數(shù)為3~12的含氮環(huán)。)。
(3)根據(jù)前項(xiàng)(1)所述的感光性樹脂組合物,其中,由式(2-1)表示的化合物為由下式(4-1)或(4-2)表示的化合物:
[化學(xué)式3]
[化學(xué)式4]
(式(4-1)及(4-2)中,R1分別獨(dú)立地表示與式(2-1)中的R1相同的含義。n分別獨(dú)立地表示0~4的整數(shù)。p表示1~6的整數(shù)。)。
(4)根據(jù)前項(xiàng)(1)~(3)中的任意一項(xiàng)所述的感光性樹脂組合物,其中,(B)堿可溶性環(huán)氧化合物包含由式(5-1)表示的環(huán)氧化合物:
[化學(xué)式5]
(式(5-1)中,r表示1以上的實(shí)數(shù)。s表示0以上的實(shí)數(shù)。其中,r與s的和為30以下。D1及D2分別獨(dú)立地表示由下式(6-1)~(6-10):
[化學(xué)式6]
表示的二價(jià)連接基團(tuán)中的任意一種。)。
(5)根據(jù)前項(xiàng)(1)~(4)中的任意一項(xiàng)所述的感光性樹脂組合物,其中,所述感光性樹脂組合物還包含具有至少1個(gè)尿烷鍵的化合物作為(C)堿增殖劑。
(6)根據(jù)前項(xiàng)(5)所述的感光性樹脂組合物,其中,具有至少1個(gè)尿烷鍵的化合物為具有由下式(7-1)表示的堿增殖基的化合物:
[化學(xué)式7]
(7)一種固化物,其是前項(xiàng)(1)~(6)中的任意一項(xiàng)所述的感光性樹脂組合物的固化物。
(8)一種圖案形成方法,其包括:將前項(xiàng)(1)~(6)中的任意一項(xiàng)所述的感光性樹脂組合物涂布在支撐體上的工序、對通過涂布得到的感光性樹脂組合物層進(jìn)行干燥的工序、干燥后曝光為規(guī)定圖案的工序、曝光后進(jìn)行烘烤的工序、使所述樹脂組合物層顯像的工序、以及對得到的樹脂圖案進(jìn)行加熱處理而得到固化樹脂圖案的工序。
本發(fā)明的感光性樹脂組合物的靈敏度、分辨率及保存穩(wěn)定性優(yōu)異,并且,通過使用該樹脂組合物能夠以高殘膜率得到固化膜。
附圖說明
圖1表示實(shí)施例1~4的感光性樹脂組合物在各曝光量下的殘膜率(曝光前的膜厚為1的情形下的、圖案化后得到的圖案的膜厚)的測定結(jié)果。
圖2表示比較例5~8的感光性樹脂組合物在各曝光量下的殘膜率(曝光前的膜厚為1的情形下的、圖案化后得到的圖案的膜厚)的測定結(jié)果。
圖3表示實(shí)施例1~4的感光性樹脂組合物在各曝光量下的分辨率(與基板緊密接觸的最細(xì)圖案的線寬)的測定結(jié)果。
圖4表示比較例5~8的感光性樹脂組合物在各曝光量下的分辨率(與基板緊密接觸的最細(xì)圖案的線寬)的測定結(jié)果。
具體實(shí)施方式
以下,對本發(fā)明詳細(xì)地進(jìn)行說明。
本發(fā)明的一個(gè)方案是感光性樹脂組合物,該感光性樹脂組合物包含(A)光產(chǎn)堿劑(以下,也僅記載為“(A)成分”)和(B)堿可溶性環(huán)氧化合物(以下,也僅記載為“(B)成分”),該(A)成分包含由上述式(2-1)表示的化合物,該(B)成分是:使(a)1分子中具有至少2個(gè)以上環(huán)氧基的環(huán)氧化合物和(b)1分子中具有至少1個(gè)以上羥基和1個(gè)羧基的化合物的反應(yīng)物、與(c)多元酸酐反應(yīng)而得到的環(huán)氧化合物。
本發(fā)明的感光性樹脂組合物包含至少一種由下式(2-1)表示的(A)成分。(A)成分是通過照射活性能量線而能夠產(chǎn)生作為堿的單官能胺或者多官能胺的化合物。
[化學(xué)式8]
式(2-1)中,n通常表示0~4的整數(shù),優(yōu)選為1~2的整數(shù),更優(yōu)選為2。另外,n為2時(shí)R1的取代位置優(yōu)選為:以式(2-1)中清楚記載的苯環(huán)上的與-CHR2-的鍵合位置為1位、與-NO2的鍵合位置為2位時(shí)的4位及5位。
式(2-1)中,R1表示從由碳原子數(shù)1~18的烷基、碳原子數(shù)2~18的烯基、碳原子數(shù)2~18的炔基、碳原子數(shù)6~12的芳基、碳原子數(shù)1~18的?;⑻荚訑?shù)7~18的芳?;⑾趸?、氰基、碳原子數(shù)1~18的烷氧基、碳原子數(shù)1~18的烷硫基、羥基及鹵素原子構(gòu)成的組中選擇的至少1種取代基,具有多個(gè)R1的情況下,彼此可以不同。
作為式(2-1)的R1表示的碳原子數(shù)1~18的烷基,可以舉出:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基及正十二烷基等,優(yōu)選為碳原子數(shù)2~6的烷基。
作為式(2-1)的R1表示的碳原子數(shù)2~18的烯基,可以舉出:乙烯基、丙烯基、1-丁烯基、異丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、2-甲基-1-丁烯基、3-甲基-1-丁烯基、2-甲基-2-丁烯基、2,2-二氰基乙烯基、2-氰基-2-甲基羧基乙烯基及2-氰基-2-甲基磺酸基乙烯基等。
作為式(2-1)的R1表示的碳原子數(shù)2~18的炔基,可以舉出:乙炔基、1-丙炔基及1-丁炔基等。
作為式(2-1)的R1表示的碳原子數(shù)6~12的芳基,可以舉出:苯基、萘基及甲苯基等,優(yōu)選為碳原子數(shù)6~10的芳基。
作為式(2-1)的R1表示的碳原子數(shù)1~18的?;?,可以舉出:甲?;?、乙?;?、乙基羰基、正丙基羰基、異丙基羰基、正丁基羰基、正戊基羰基、異戊基羰基、新戊基羰基、2-甲基丁基羰基及硝基芐基羰基等。
作為式(2-1)的R1表示的碳原子數(shù)7~18的芳?;?,可以舉出:苯甲?;?、甲苯酰基、萘甲?;班彵蕉柞;?。
作為式(2-1)的R1表示的碳原子數(shù)1~18的烷氧基,可以舉出:甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、異戊氧基、新戊氧基、正己氧基及正十二烷氧基等。
作為式(2-1)的R1表示的碳原子數(shù)1~18的烷硫基,可以舉出:甲硫基、乙硫基、正丙硫基、異丙硫基、正丁硫基、異丁硫基、仲丁硫基、叔丁硫基、正戊硫基、異戊硫基、2-甲基丁硫基、1-甲基丁硫基、新戊硫基、1,2-二甲基丙硫基及1,1-二甲基丙硫基等。
作為式(2-1)的R1表示的鹵素原子,可以舉出:氟原子、氯原子、溴原子及碘原子。
作為式(2-1)中的R1,優(yōu)選為碳原子數(shù)1~18的烷氧基,更優(yōu)選為碳原子數(shù)1~10的烷氧基,進(jìn)一步優(yōu)選為碳原子數(shù)1~4的烷氧基,特別優(yōu)選為甲氧基。具有多個(gè)R1的情況下,優(yōu)選至少一個(gè)R1為烷氧基,更優(yōu)選全部R1均為烷氧基。
式(2-1)中,R2表示氫原子、碳原子數(shù)1~18的烷基、碳原子數(shù)2~18的炔基、碳原子數(shù)6~12的芳基、碳原子數(shù)1~18的酰基、碳原子數(shù)7~18的芳?;⑾趸?、氰基、碳原子數(shù)1~18的烷氧基、碳原子數(shù)1~18的烷硫基、羥基或鹵素原子。
作為式(2-1)的R2表示的碳原子數(shù)1~18的烷基、碳原子數(shù)2~18的炔基、碳原子數(shù)6~12的芳基、碳原子數(shù)1~18的酰基、碳原子數(shù)7~18的芳?;⑻荚訑?shù)1~18的烷氧基、碳原子數(shù)1~18的烷硫基及鹵素原子,可以舉出與式(2-1)的R1表示的碳原子數(shù)1~18的烷基、碳原子數(shù)2~18的炔基、碳原子數(shù)6~12的芳基、碳原子數(shù)1~18的酰基、碳原子數(shù)7~18的芳?;?、碳原子數(shù)1~18的烷氧基、碳原子數(shù)1~18的烷硫基及鹵素原子相同的基團(tuán)。
作為式(2-1)中的R2,優(yōu)選為氫原子或碳原子數(shù)1~18的烷基,更優(yōu)選為氫原子或碳原子數(shù)1~10的烷基,進(jìn)一步優(yōu)選為氫原子或碳原子數(shù)1~4的烷基,特別優(yōu)選為氫原子。
式(2-1)中,X表示氨基。
式(2-1)中的X表示的氨基可以為取代氨基及非取代氨基(NH2基)中的任意一種,另外,該取代氨基可以為單取代氨基及二取代氨基中的任意一種。
式(2-1)中的X優(yōu)選為由下式(3-1)表示的氨基。
[化學(xué)式9]
式(3-1)中,R3及R4分別獨(dú)立地表示氫原子、碳原子數(shù)1~18的烷基、碳原子數(shù)5~10的環(huán)烷基、碳原子數(shù)6~12的芳基或碳原子數(shù)7~15的芳基烷基,或者R3及R4可以彼此鍵合而形成構(gòu)成原子數(shù)為3~12的含氮環(huán)。應(yīng)予說明,R3及R4彼此鍵合沒有形成含氮環(huán)的情況下,各R3及R4可以包含取代基X從由上述式(2-1)表示的化合物上脫離得到的殘基。
作為式(3-1)的R3及R4表示的碳原子數(shù)1~18的烷基,可以舉出與式(2-1)的R1表示的碳原子數(shù)1~18的烷基相同的基團(tuán),優(yōu)選為碳原子數(shù)2~6的烷基。
式(3-1)的R3及R4表示的碳原子數(shù)1~18的烷基可以具有從由氨基、烷氧基、烷氧基羰基、酰基、酰氧基及羥基構(gòu)成的組中選擇的取代基。
對于作為式(3-1)的R3及R4表示的碳原子數(shù)1~18的烷基可以具有的取代基的氨基而言,可以舉出:氨基、單或二甲基氨基、單或二乙基氨基、單或二(正丙基)氨基等烷基取代氨基;單或二苯基氨基、單或二萘基氨基等芳香族取代氨基;單烷基單苯基氨基等烷基和芳香族殘基各取代一個(gè)得到的氨基或芐基氨基;以及乙?;被⒈交阴;被?。
對于作為式(2-1)的R3及R4表示的碳原子數(shù)1~12的烷基可以具有的取代基的烷氧基而言,可以舉出:甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、仲丁氧基及叔丁氧基等。
對于作為式(3-1)的R3及R4表示的碳原子數(shù)1~18的烷基可以具有的取代基的烷氧基羰基而言,可以舉出:甲氧基羰基、乙氧基羰基、正丙氧基羰基、異丙氧基羰基、正丁氧基羰基、異丁氧基羰基、仲丁氧基羰基、叔丁氧基羰基、正戊氧基羰基、正己氧基羰基、正庚氧基羰基、正壬氧基羰基及正癸氧基羰基等。
對于作為式(3-1)的R3及R4表示的碳原子數(shù)1~18的烷基可以具有的取代基的酰基而言,例如可以舉出:碳原子數(shù)1~10的烷基羰基、芳基羰基等,優(yōu)選為碳原子數(shù)1~4的烷基羰基,具體而言,可以舉出:乙?;?、丙?;⑷谆驶?、五氟乙基羰基、苯甲?;⑤良柞;?。
對于作為式(3-1)的R3及R4表示的碳原子數(shù)1~18的烷基可以具有的取代基的酰氧基而言,可以舉出作為式(2-1)的R3及R4表示的碳原子數(shù)1~12的烷基可以具有的取代基的酰基與氧原子鍵合而得到的酰氧基。
作為式(3-1)的R3及R4表示的碳原子數(shù)5~10的環(huán)烷基,可以舉出:環(huán)戊基、環(huán)己基、環(huán)庚基及環(huán)辛基等,優(yōu)選為碳原子數(shù)6~8的環(huán)烷基。
式(3-1)的R3及R4表示的碳原子數(shù)5~10的環(huán)烷基可以具有從由氨基、烷氧基、烷氧基羰基、?;?、酰氧基及羥基構(gòu)成的組中選擇的取代基,對于作為該可以具有的取代基的氨基、烷氧基、烷氧基羰基、?;磅Q趸裕梢耘e出與作為式(2-1)的R3及R4表示的碳原子數(shù)1~18的烷基可以具有的取代基的氨基、烷氧基、烷氧基羰基、?;磅Q趸嗤幕鶊F(tuán)。
作為式(3-1)的R3及R4表示的碳原子數(shù)6~12的芳基,可以舉出與式(2-1)的R1表示的碳原子數(shù)6~12的芳基相同的基團(tuán),優(yōu)選為碳原子數(shù)6~10的芳基。
式(3-1)的R3及R4表示的碳原子數(shù)6~12的芳基可以具有從由氨基、烷氧基、烷氧基羰基、?;?、酰氧基及羥基構(gòu)成的組中選擇的取代基,對于作為該可以具有的取代基的氨基、烷氧基、烷氧基羰基、?;磅Q趸裕梢耘e出與作為式(2-1)的R3及R4表示的碳原子數(shù)1~18的烷基可以具有的取代基的氨基、烷氧基、烷氧基羰基、酰基及酰氧基相同的基團(tuán)。
式(3-1)的R3及R4表示的碳原子數(shù)7~15的芳基烷基是烷基上的氫原子被芳基取代得到的碳原子數(shù)為7~15的取代基,優(yōu)選為碳原子數(shù)7~11的芳基烷基。作為該烷基及該芳基的具體例,可以舉出與式(2-1)的R1表示的碳原子數(shù)1~18的烷基及碳原子數(shù)6~12的芳基相同的基團(tuán)。
式(3-1)的R3及R4表示的碳原子數(shù)7~15的芳基烷基可以具有從由氨基、烷氧基、烷氧基羰基、?;?、酰氧基及羥基構(gòu)成的組中選擇的取代基,對于作為該可以具有的取代基的氨基、烷氧基、烷氧基羰基、?;磅Q趸裕梢耘e出與作為式(2-1)的R3及R4表示的碳原子數(shù)1~18的烷基可以具有的取代基的氨基、烷氧基、烷氧基羰基、酰基及酰氧基同樣的基團(tuán)。
式(3-1)的R3及R4可以彼此鍵合而形成含氮環(huán)。構(gòu)成該含氮環(huán)的原子數(shù)包含氮原子在內(nèi)通常為3~12個(gè),優(yōu)選為5~8個(gè)。另外,構(gòu)成該含氮環(huán)的原子中可以包含多個(gè)雜原子(氮原子、氧原子及硫原子等)。
另外,式(2-1)中的X還優(yōu)選為由下式(3-2)表示的取代基。
[化學(xué)式10]
式(3-2)中,n及m分別獨(dú)立地為1~6的整數(shù),優(yōu)選分別獨(dú)立地為2~4的整數(shù)。另外,n+m優(yōu)選為4~12,更優(yōu)選為4~8。
式(3-2)中,R5表示氫原子、碳原子數(shù)1~18的烷基、碳原子數(shù)1~18的烷氧基、碳原子數(shù)5~10的環(huán)烷基、碳原子數(shù)5~10的環(huán)烷氧基、碳原子數(shù)6~12的芳基、碳原子數(shù)6~12的芳氧基、碳原子數(shù)7~15的芳基烷基、碳原子數(shù)7~15的芳基烷氧基或碳原子數(shù)1~18的?;€可以包含取代基X從由上述式(2-1)表示的化合物上脫離得到的殘基。
作為式(3-2)的R5表示的碳原子數(shù)1~18的烷基、碳原子數(shù)1~18的烷氧基、碳原子數(shù)6~12的芳基及碳原子數(shù)1~18的?;?,可以舉出與式(2-1)的R1表示的碳原子數(shù)1~18的烷基、碳原子數(shù)1~18的烷氧基、碳原子數(shù)6~12的芳基及碳原子數(shù)1~18的酰基相同的基團(tuán)。
作為式(3-2)的R5表示的碳原子數(shù)5~10的環(huán)烷基及碳原子數(shù)7~15的芳基烷基,可以舉出與式(2-1)的R3及R4表示的碳原子數(shù)5~10的環(huán)烷基及碳原子數(shù)7~15的芳基烷基相同的基團(tuán)。
式(3-2)的R5表示的碳原子數(shù)5~10的環(huán)烷氧基是環(huán)烷基與氧原子鍵合得到的碳原子數(shù)為5~10的取代基,作為該環(huán)烷基的具體例,可以舉出與式(2-1)的R3及R4表示的碳原子數(shù)5~10的環(huán)烷基相同的基團(tuán)。
式(3-2)的R5表示的碳原子數(shù)6~12的芳氧基是芳基與氧原子鍵合得到的碳原子數(shù)為6~12的取代基,作為該芳基的具體例,可以舉出與式(2-1)的R1表示的碳原子數(shù)6~12的芳基相同的基團(tuán)。
式(3-2)的R5表示的碳原子數(shù)7~15的芳基烷氧基是烷氧基上的氫原子被芳基取代得到的碳原子數(shù)為7~15的取代基,作為該烷氧基及芳基的具體例,分別可以舉出與式(2-1)的R1表示的碳原子數(shù)1~18的烷氧基及碳原子數(shù)6~12的芳基相同的基團(tuán)。
作為本發(fā)明的感光性樹脂組合物含有的(A)成分,特別優(yōu)選由下式(4-1)或(4-2)表示的化合物。
[化學(xué)式11]
[化學(xué)式12]
式(4-1)及(4-2)中,R1分別獨(dú)立地表示與式(2-1)中的R1相同的含義。作為式(4-1)及(4-2)中的R1,優(yōu)選分別獨(dú)立地為碳原子數(shù)1~18的烷氧基,更優(yōu)選兩者為相同的碳原子數(shù)1~18的烷氧基,進(jìn)一步優(yōu)選兩者為相同的碳原子數(shù)1~4的烷氧基,特別優(yōu)選兩者均為甲氧基。
式(4-1)及(4-2)中,R2分別獨(dú)立地表示與式(2-1)中的R2相同的含義。作為式(4-1)及(4-2)中的R2,優(yōu)選為氫原子。
式(4-1)及(4-2)中,n分別獨(dú)立地表示0~4的整數(shù),優(yōu)選為1~2的整數(shù),更優(yōu)選為2。p表示1~6的整數(shù),優(yōu)選為2~4的整數(shù),更優(yōu)選為3。
將(A)成分含有的由上述式(2-1)表示的化合物的具體例示于下式(8-1)~(8-6),但是,本發(fā)明并不限定于這些例子。
[化學(xué)式13]
本發(fā)明的感光性樹脂組合物含有的(B)成分是:使(a)1分子中具有至少2個(gè)以上環(huán)氧基的環(huán)氧化合物(以下,僅記載為“原料化合物(a)”)和(b)1分子中具有至少1個(gè)以上羥基和1個(gè)羧基的化合物(以下,僅記載為“原料化合物(b)”)的反應(yīng)物、與(c)多元酸酐(以下,僅記載為“原料化合物(c)”)反應(yīng)得到的環(huán)氧化合物。
此處,作為原料化合物(a),只要1分子中具有至少2個(gè)以上環(huán)氧基的環(huán)氧化合物即可,沒有特別限定,例如可以舉出:酚醛清漆型環(huán)氧樹脂、雙酚型環(huán)氧樹脂、三酚甲烷型環(huán)氧樹脂、三(2,3-環(huán)氧丙基)異氰脲酸酯、聯(lián)苯二縮水甘油醚、脂環(huán)式環(huán)氧樹脂、共聚型環(huán)氧樹脂等。
酚醛清漆型環(huán)氧樹脂可以通過如下公知的方法得到:使例如苯酚、甲酚、鹵代酚及烷基酚等酚類與甲醛、乙醛等醛類在酸性催化劑下進(jìn)行反應(yīng),得到酚醛清漆類,使該酚醛清漆類與表氯醇、表溴醇等表鹵醇類反應(yīng)而得到酚醛清漆型環(huán)氧樹脂,不過,還可以直接使用市售品。作為該市售品的具體例,可以舉出:EOCN-103、EOCN-104S、EOCN-102、EOCN-1027、EOCN-4400H、EPPN-201及BREN-S(商品名、日本化藥株式會社制)、DEN-431及DEN-439(商品名、Dow Chemical公司制)、N-730、N-770、N-865、N-665、N-673及VH-4150(商品名、DIC株式會社制)、YDCN-700-3、YDCN-700-5、YDCN-700-7及YDCN-700-10(商品名、新日鐵住金化學(xué)株式會社制)等。
雙酚型環(huán)氧樹脂可以通過如下公知的方法得到:使例如雙酚A、雙酚F、雙酚S及四溴雙酚A等雙酚類與表氯醇、表溴醇等表鹵醇類進(jìn)行反應(yīng),或者使雙酚A、雙酚F等雙酚類的二縮水甘油醚和所述雙酚類形成的縮合物與表氯醇、表溴醇等表鹵醇類進(jìn)行反應(yīng),從而得到雙酚型環(huán)氧樹脂,不過,還可以直接使用市售品。作為該市售品的具體例,可以舉出:jER1004、jER1002、jER4002及jER4004(商品名、JER株式會社制)等。
三酚甲烷型環(huán)氧樹脂可以通過如下公知的方法得到:使例如三苯酚甲烷、三甲酚甲烷等三(羥基)芳基甲烷類與表氯醇、表溴醇等表鹵醇類進(jìn)行反應(yīng)而得到三酚甲烷型環(huán)氧樹脂,不過,還可以直接使用市售品。作為該市售品的具體例,可以舉出:EPPN-501、EPPN-501HY及EPPN-502(商品名、日本化藥株式會社制)等。
作為脂環(huán)式環(huán)氧樹脂,例如可以舉出:Celloxide 2021及EHPE3150(商品名、Daicel化學(xué)工業(yè)株式會社制)、E-1031S(商品名、JER株式會社制)、日本曹達(dá)(株)制、EPB-13及EPB-27(商品名、日本曹達(dá)株式會社制)等。
作為共聚型環(huán)氧樹脂,例如可以舉出:CP-50M及CP-50S(商品名、日本油脂株式會社制、甲基丙烯酸縮水甘油酯、苯乙烯以及甲基苯乙烯的共聚物)、甲基丙烯酸縮水甘油酯和環(huán)己基馬來酰亞胺等的共聚物等。
其中,作為本發(fā)明中使用的原料化合物(a),優(yōu)選甲酚酚醛清漆型的環(huán)氧樹脂。
作為原料化合物(b),例如可以舉出:二羥甲基丙酸、二羥甲基乙酸、二羥甲基丁酸、二羥甲基戊酸、二羥甲基己酸等多羥基單羧酸類;羥基新戊酸、對羥基苯甲酸等單羥基單羧酸類等。這些物質(zhì)可以2種以上并用。
其中,作為本發(fā)明中使用的原料化合物(b),優(yōu)選二羥甲基丙酸。
關(guān)于原料化合物(a)和原料化合物(b)的反應(yīng),相對于原料化合物(a)中的環(huán)氧基1摩爾而言,優(yōu)選使用原料化合物(b)中的羧酸為0.01~0.5摩爾的量,更優(yōu)選使用羧酸為0.1~0.3摩爾的量。反應(yīng)溫度通常為60~150℃,反應(yīng)時(shí)間通常為5~30小時(shí)。
另外,以下將原料化合物(a)和原料化合物(b)的反應(yīng)物記載為“中間體(ab)”。
作為原料化合物(c),例如可以舉出由下式表示的化合物等。這些化合物可以2種以上并用。
[化學(xué)式14]
其中,作為本發(fā)明中使用的原料化合物(c),優(yōu)選由下式表示的化合物。
[化學(xué)式15]
關(guān)于中間體(ab)和原料化合物(c)的反應(yīng),相對于中間體(ab)中的羥基1摩爾而言,優(yōu)選使用0.1~1.0摩爾的原料化合物(c)。反應(yīng)溫度通常為60~150℃,反應(yīng)時(shí)間通常為3~24小時(shí)。
在上述原料化合物(a)和(b)的反應(yīng)時(shí)和/或中間體(ab)和原料化合物(c)的反應(yīng)時(shí),優(yōu)選使用有機(jī)溶劑作為稀釋劑。作為該有機(jī)溶劑的具體例,可以舉出:乙基甲基酮、環(huán)己酮及環(huán)戊酮等酮類;甲苯、二甲苯及四甲基苯等芳香族烴類;二丙二醇二甲醚及二丙二醇二乙醚等二醇醚類;乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁基溶纖劑乙酸酯及乙酸卡必醇酯等酯類;辛烷及癸烷等脂肪族烴;石油醚、石腦油、氫化石腦油及溶劑石腦油等石油系溶劑等。
另外,為了促進(jìn)反應(yīng),例如使用三苯基膦、芐基二甲胺、甲基三乙基氯化銨、三苯基及辛酸鉻等催化劑也是優(yōu)選的方案。使用催化劑的情況下,優(yōu)選通過在反應(yīng)結(jié)束后使用有機(jī)過氧化物等進(jìn)行氧化處理而使所使用的催化劑實(shí)質(zhì)上鈍化。催化劑的使用量相對于反應(yīng)原料混合物而言優(yōu)選為0.1~10質(zhì)量%。
進(jìn)而,為了防止反應(yīng)中的聚合,還優(yōu)選并用例如對苯二酚、甲基對苯二酚、對甲氧基苯酚、鄰苯二酚及鄰苯三酚等阻聚劑,其使用量相對于反應(yīng)原料混合物而言優(yōu)選為0.01~1質(zhì)量%。
作為這樣得到的(B)成分,優(yōu)選由下式(5-1)表示的環(huán)氧化合物:
[化學(xué)式16]
(式(5-1)中,r為括弧內(nèi)的重復(fù)單元數(shù)的平均值,表示1以上的實(shí)數(shù)。s為括弧內(nèi)的重復(fù)單元數(shù)的平均值,表示0以上的實(shí)數(shù)。其中,r與s的和為30以下。D1及D2分別獨(dú)立地表示由下式(6-1)~(6-10):
[化學(xué)式17]
表示的二價(jià)連接基團(tuán)中的任意一種。),更優(yōu)選D1及D2為由上述式(6-1)表示的二價(jià)連接基團(tuán)的環(huán)氧化合物。
關(guān)于本發(fā)明的感光性樹脂組合物中的(A)成分及(B)成分的含量,相對于(B)成分100質(zhì)量份,(A)成分通常為1質(zhì)量份~60質(zhì)量份,優(yōu)選為2質(zhì)量份~30質(zhì)量份。(A)成分相對于100質(zhì)量份(B)成分的配合量低于1質(zhì)量份的情況下,反應(yīng)有時(shí)會不充分,而超過60質(zhì)量份的情況下,不僅(A)成分自身有可能對(A)成分的溶解性造成較大的影響,而且感光性樹脂組合物的成本相對變高。
本發(fā)明的感光性樹脂組合物中可以并用(C)堿增殖劑(以下,還有時(shí)僅記載為“(C)成分”)。(C)成分是能夠在通過照射活性能量線而由(A)成分釋放的極少量的堿的作用下,最終其總量自增殖性分解而產(chǎn)生大量堿的化合物。
可并用的(C)成分只要是能夠在由(A)成分釋放的堿的作用下分解而產(chǎn)生堿的化合物即可,沒有特別限定,優(yōu)選為其結(jié)構(gòu)中含有至少1個(gè)尿烷鍵的尿烷系化合物。該尿烷系化合物的特征是:因源自(A)成分的氨基的堿(氨或胺)的作用而分解,產(chǎn)生源自尿烷鍵的堿(氨或胺)。
作為本發(fā)明的感光性樹脂組合物中可并用的(C)成分,更優(yōu)選具有由下述通式(7-1)表示的堿增殖基的化合物。
[化學(xué)式18]
將具有由上述式(7-1)表示的堿增殖基的(C)成分的具體例示于下式(9-1)~(9-6),但并不限定于此。
[化學(xué)式19]
這些(C)成分可以僅使用1種,還可以將2種以上混合使用。
本發(fā)明的感光性樹脂組合物中的(C)成分的含量相對于(B)成分100質(zhì)量份而言,通常為60質(zhì)量份以下,優(yōu)選為1~30質(zhì)量份。如果加入1質(zhì)量份以上的(C)成分,則能夠使(B)成分迅速反應(yīng)。另一方面,如果是60質(zhì)量份以下、優(yōu)選為30質(zhì)量份以下,則(C)成分自身不會對(B)成分的溶解性造成較大的影響,能夠抑制感光性樹脂組合物的成本。
本發(fā)明的感光性樹脂組合物中,還可以根據(jù)需要使用溶劑、反應(yīng)性環(huán)氧單體、光敏劑、無機(jī)填充劑、著色劑、阻聚劑、增粘劑、消泡劑、密接性賦予劑、流平劑及光自由基引發(fā)劑等添加劑中的1種,或者將多個(gè)組合并用。配合添加劑時(shí)的配合量相對于(A)成分100份而言,優(yōu)選合計(jì)為0.01~20質(zhì)量份。
本發(fā)明的感光性樹脂組合物可以溶解在有機(jī)溶劑中而制備感光性樹脂組合物溶液??刹⒂玫挠袡C(jī)溶劑沒有特別限制,例如可以舉出:二乙醚、四氫呋喃及二噁烷等代表的醚類;乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚及二乙二醇單乙醚等代表的二醇單醚類(所謂的溶纖劑類);甲基乙基酮、丙酮、甲基異丁基酮、環(huán)戊酮及環(huán)己酮等代表的酮類;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸正丙酯及乙酸異丙酯、丙二醇單甲醚乙酸酯等代表的酯類;甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、環(huán)己醇、乙二醇及甘油等代表的醇類;二氯甲烷、氯仿、1,1-二氯乙烷、1,2-二氯乙烷及1-氯丙烷、氯苯等代表的鹵代烴類;N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺及N-甲基吡咯烷酮等代表的酰胺類;γ-丁內(nèi)酯等代表的內(nèi)酯類;二甲基亞砜等代表的亞砜類;己烷、環(huán)己烷及庚烷等代表的鏈狀或環(huán)狀飽和烴類;其它的有機(jī)極性溶劑類。進(jìn)而,作為有機(jī)溶劑,可以舉出:苯、甲苯及二甲苯等代表的芳香族烴類;以及其它的有機(jī)非極性溶劑類。這些有機(jī)溶劑可以單獨(dú)使用1種,或者將2種以上組合使用。其中,從(A)成分的溶解性容易變得良好的方面考慮,優(yōu)選酰胺類、內(nèi)酯類、亞砜類、酯類、酮類及醇類。
為了改良圖案的性能、抗蝕劑的反應(yīng)性、固化膜的物性等的目的,可以在本發(fā)明的感光性樹脂組合物中并用反應(yīng)性環(huán)氧單體。本說明書中,所謂反應(yīng)性環(huán)氧單體,是指重均分子量為約1000以下且在室溫下為液體或半固體狀的具有環(huán)氧基的化合物,作為其具體例,可以舉出:二乙二醇二縮水甘油醚、己二醇二縮水甘油醚、二羥甲基丙烷二縮水甘油醚、聚丙二醇二縮水甘油醚(株式會社ADEKA制、ED506)、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚(株式會社ADEKA制、ED505)、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚(低氯型、Nagase ChemteX株式會社制、EX321L)、季戊四醇四縮水甘油醚、雙酚A二縮水甘油醚、雙酚F二縮水甘油醚及3,4-環(huán)氧環(huán)己烯基甲基-3',4'-環(huán)氧環(huán)己烯羧酸酯(Daicel化學(xué)工業(yè)株式會社制、Celloxide 2021P)等。這些物質(zhì)可以單獨(dú)使用,或者2種以上混合使用。反應(yīng)性環(huán)氧單體為液體的情況下,如果相對于樹脂組合物的總量配合大于20質(zhì)量%的量,則除去溶劑后的被膜會產(chǎn)生粘性,容易發(fā)生掩膜粘接等,并不合適。從這方面考慮,本發(fā)明的樹脂組合物中的反應(yīng)性環(huán)氧單體的配合比例優(yōu)選在感光性樹脂組合物中為20質(zhì)量%以下。
作為可并用的光敏劑,例如優(yōu)選噻噸酮類、在9位和10位具有烷氧基的蒽化合物(9,10-二烷氧基蒽衍生物)。作為所述烷氧基,例如可以舉出:甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基等C1~C4的烷氧基。9,10-二烷氧基蒽衍生物還可以具有取代基。作為取代基,例如可以舉出:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等鹵素原子;甲基、乙基、丙基等碳原子數(shù)1~4的烷基;磺酸烷基酯基、羧酸烷基酯基等。作為磺酸烷基酯基、羧酸烷基酯中的烷基,例如可以舉出:甲基、乙基、丙基等碳原子數(shù)1~4的烷基。這些取代基的取代位置優(yōu)選為2位。
作為可并用的無機(jī)填充劑,例如可以舉出:硫酸鋇、鈦酸鋇、氧化硅粉、微粉狀氧化硅、無定形二氧化硅、滑石、粘土、碳酸鎂、氧化鋁、氫氧化鋁、云母等公知的物質(zhì),為了提高固化物與基材的密接性、固化物的硬度等各種物性的目的而使用上述無機(jī)填充劑。
作為可并用的著色劑,例如可以舉出:酞菁藍(lán)、酞菁綠、碘綠、雙偶氮黃、結(jié)晶紫、氧化鈦、炭黑、萘黑等。
作為可并用的阻聚劑,例如可以舉出:對苯二酚、對苯二酚單甲醚、叔丁基鄰苯二酚、鄰苯三酚、吩噻嗪等。
作為可并用的增粘劑,例如可以舉出:石棉、Orbene、Benton、蒙脫石等。
作為可并用的消泡劑,例如可以舉出:有機(jī)硅系、氟系及高分子系等的消泡劑。
作為可并用的密接性賦予劑,可以使用硅烷偶聯(lián)劑或鈦偶聯(lián)劑等偶聯(lián)劑,優(yōu)選舉出硅烷偶聯(lián)劑。
使用感光性樹脂組合物的基材沒有特別限制,作為其具體例,可以舉出:聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸四亞甲酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯系基材;縮合型聚酰亞胺、加成型聚酰亞胺、高溫加成型聚酰亞胺等聚酰亞胺系基材;BA型環(huán)氧樹脂、BF型環(huán)氧樹脂、苯氧樹脂等環(huán)氧樹脂系基材;苯酚酚醛清漆樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂、聚羥基苯乙烯等酚醛樹脂系基材;聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚環(huán)烯烴等聚烯烴系基材;尼龍6,6、尼龍6、尼龍6,T、尼龍4,6、尼龍12、尼龍6,12等聚酰胺系基材等,以及聚氨酯系、聚碳酸酯系、聚縮醛系、聚苯醚系、聚(甲基)丙烯酸酯系、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物系、聚苯硫醚系、聚醚醚酮系、聚醚酰亞胺系、聚醚砜系、聚苯并噁唑系等基材;由玻璃纖維等強(qiáng)化后的樹脂基材;Si、Cu、Ag、Au、Ni、Pd、Co、Rh、Fe、In、Sn等金屬系基材等。對于本實(shí)施方式的感光性樹脂組合物而言,在以膜的形式形成在基材上時(shí),高溫下的燒結(jié)工序不是必須的。因此,基材的耐熱性等沒有限制。因此,可以將如上所述的各種樹脂用作基材。
使用感光性樹脂組合物的基材的形態(tài)沒有特別限制,作為其具體例,例如可以舉出:膜、片材、帶、微粒、層疊板、立體成型品、以及將Cu、Ag、Au、Ni、Pd、Co、Rh、Fe、In、Sn等金屬圖案化得到的印刷線路板、膜及帶等。
將本發(fā)明的感光性樹脂組合物涂布于基材的方法沒有特別限制,作為其具體例,可以舉出:噴墨法、噴霧法、旋涂法、輥涂法、靜電涂裝法、簾式涂布法、柔版印刷法、凹版印刷法、平版印刷法、凹版膠印法、絲網(wǎng)印刷法等公知的方法。其中,優(yōu)選柔版印刷法及凹版印刷法。通過利用這些印刷法將感光性樹脂組合物涂布于基材,能夠以高位置精度形成適合于圖案化的膜厚的保護(hù)膜。
本發(fā)明的另一個(gè)方案提供一種具備通過前述的本發(fā)明的一個(gè)方案所涉及的制造方法得到的基材的電子部件。由前述的方法得到的、形成有圖案的基材具有如下優(yōu)點(diǎn):與例如通過絲網(wǎng)印刷形成了圖案的基材相比,能夠形成精細(xì)的圖案;與使用了非感光性絕緣材料的基材相比,能夠減少工時(shí),并且非常簡便。這種基材能夠優(yōu)選用作柔性配線基板、IC標(biāo)簽天線電路基板等電子部件。更具體而言,可以應(yīng)用于RFID用IC標(biāo)簽的天線電路、柔性、硬性、軟硬結(jié)合等的印刷線路板的電路、電磁波屏蔽用微細(xì)配線、半導(dǎo)體的配線、晶體管的配線、電容器的配線、電阻器的配線、電池的配線及電極、有機(jī)EL顯示器中的配線及電極、無機(jī)EL顯示器中的配線及電極、數(shù)字標(biāo)牌中的配線及電極、電子紙中的配線及電極、液晶顯示器中的配線及電極、等離子顯示器的配線及電極、有機(jī)EL等面發(fā)光照明的配線及電極等用途。
本發(fā)明的圖案形成方法的特征是:使用上述的含有(A)成分、(B)成分、并且根據(jù)需要含有(C)成分的感光性樹脂組合物。例如將本發(fā)明的感光性樹脂組合物溶解在有機(jī)溶劑中制作涂布液,將該涂布液涂布在基板等支撐體上,干燥而形成涂膜。接下來,對該涂膜進(jìn)行圖案曝光,使其產(chǎn)生堿。接下來,進(jìn)行加熱處理,使其進(jìn)行堿反應(yīng)性樹脂的反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后,在溶劑(顯像液)中浸漬進(jìn)行顯像,由此得到規(guī)定形狀的固化樹脂圖案,其中,溶劑(顯像液)會在曝光部和未曝光部產(chǎn)生溶解度差異。
加熱處理的條件可根據(jù)曝光能量、使用的光產(chǎn)堿劑的種類、堿可溶性環(huán)氧化合物適當(dāng)設(shè)定。加熱溫度通常為50~250℃,優(yōu)選為60~130℃。加熱時(shí)間優(yōu)選為10秒~60分鐘,更優(yōu)選為60秒~30分鐘。
實(shí)施例
以下,利用實(shí)施例對本發(fā)明詳細(xì)地進(jìn)行說明,但是,這些實(shí)施例只不過是用于適當(dāng)?shù)卣f明本發(fā)明的示例,不會對本發(fā)明作任何限定。應(yīng)予說明,合成例及實(shí)施例中的份為質(zhì)量份。
合成例1(4,5-二甲氧基-2-硝基芐基醇的合成)
在具備攪拌機(jī)、回流冷卻管及攪拌裝置的燒瓶中放入4,5-二甲氧基-2-硝基芐基醛12.5份、四氫硼酸鈉1.5份及甲醇250份,在室溫(23℃)下攪拌3小時(shí)后,加入飽和氯化銨溶液38份。然后,過濾回收析出的黃色固體,在濾液中加入氯仿120份進(jìn)行萃取操作,然后,蒸餾除去溶劑而得到灰色固體。將得到的固體用乙酸乙酯重結(jié)晶,由此,得到4,5-二甲氧基-2-硝基芐基醇的黃色固體8.4份。
合成例2(光產(chǎn)堿劑A-1(由上述式(8-3)表示的化合物)的合成)
將合成例1中得到的4,5-二甲氧基-2-硝基芐基醇8.9份、甲苯150份及辛酸錫0.02份放入燒瓶中,進(jìn)行回流攪拌直至均勻。接下來,在回流下加入異佛爾酮二異氰酸酯4.6份,繼續(xù)進(jìn)行回流3小時(shí),然后,冷卻,用蒸發(fā)器蒸餾除去溶劑。將得到的褐色固體用乙醇重結(jié)晶,由此,得到光產(chǎn)堿劑A-1 6.8份。
合成例3(2-硝基-4,5-二甲氧基芐基4’-硝基苯基碳酸酯的合成)
將合成例1中得到的4,5-二甲氧基-2-硝基芐基醇13.0份、三乙基胺12.3份及THF 60份放入燒瓶中,攪拌均勻后,經(jīng)20分鐘滴加對硝基苯基氯甲酸酯的THF溶液55份。滴加結(jié)束后,在室溫下攪拌3小時(shí),將反應(yīng)溶液投入水中,用二氯甲烷萃取。將有機(jī)層用5質(zhì)量%HCl水溶液、飽和碳酸氫鈉水溶液及飽和食鹽水依次清洗后,將有機(jī)層用無水硫酸鎂干燥,用蒸發(fā)器蒸餾除去溶劑。將得到的固體用甲苯重結(jié)晶,減壓干燥得到2-硝基-4,5-二甲氧基芐基4’-硝基苯基碳酸酯的黃色固體17.6份。
合成例4(光產(chǎn)堿劑A-2(由上述式(8-4)表示的化合物)的合成)
將合成例3中得到的2-硝基-4,5-二甲氧基芐基4’-硝基苯基碳酸酯1.0份、1-羥基三唑0.13份及二氯甲烷60ml放入燒瓶中,邊回流,邊經(jīng)30分鐘滴加1,3-二-4-哌啶基丙烷的二氯甲烷溶液20ml,然后,回流攪拌4小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后,用飽和碳酸氫鈉水溶液及飽和食鹽水依次清洗,對有機(jī)層進(jìn)行萃取并用無水硫酸鎂干燥后,用蒸發(fā)器蒸餾除去溶劑,由此得到黃色固體。將得到的固體在過量的甲醇中攪拌后,過濾,將得到的固體用2-丙醇重結(jié)晶,由此得到光產(chǎn)堿劑A-2的黃色固體0.25份。
合成例5(堿可溶性環(huán)氧化合物B-1的合成)
依據(jù)日本特許第4,913,143號的段落[0058]中的“堿可溶性環(huán)氧化合物的合成例”的記載,合成堿可溶性環(huán)氧化合物(B-1)。應(yīng)予說明,堿可溶性環(huán)氧化合物B-1是由式(5-1)表示的化合物,并且是D1及D2均為式(6-1)的化合物。
合成例6(堿增殖劑C(由上述式(9-4)表示的化合物)的合成)
將氯甲酸9-芴基甲酯10.0份及THF放入燒瓶中,進(jìn)行攪拌直至均勻。將該溶液用冰浴冷卻至2℃后,邊冷卻,邊經(jīng)20分鐘滴加溶解有1,3-雙(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷9.6份的THF溶液35份,攪拌3小時(shí)。在得到的溶液中加入氯仿60份,用5質(zhì)量%HCl水溶液、飽和碳酸氫鈉水溶液及飽和食鹽水依次清洗,對有機(jī)層進(jìn)行萃取并用硫酸鎂干燥后,用蒸發(fā)器蒸餾除去溶劑,由此得到白色固體。將得到的固體用乙醇重結(jié)晶,由此得到由上述式(9-4)表示的化合物、即堿增殖劑C的白色固體10份。
實(shí)施例1~4、比較例5~8
(感光性樹脂組合物的制備)
按照表1中記載的配合量將各成分混合,得到感光性樹脂組合物。
[表1]
(A-1):合成例2中得到的光產(chǎn)堿劑
(A-2):合成例4中得到的光產(chǎn)堿劑
(B-1):合成例5中得到的堿可溶性環(huán)氧化合物
(B-2):SU-8(日本化藥株式會社制、雙酚A酚醛清漆型環(huán)氧化合物)
(B-3):EOCN-4400H(日本化藥株式會社制、鄰甲酚酚醛清漆型環(huán)氧化合物)
(B-4):NER-7604(日本化藥株式會社制、雙酚F型環(huán)氧化合物)
(B-5):EHPE-3150(株式會社Daicel制、脂環(huán)式環(huán)氧化合物)
(C):合成例6中得到的堿增殖劑(由上述式(9-4)表示的化合物)
(D-1):ED-506(株式會社ADEKA制)
(E):S-510(Chisso株式會社制)
(F):Megafac F-470(DIC株式會社制)
(G):環(huán)戊酮
感光性樹脂組合物的圖案化
將實(shí)施例1~4及比較例5~8的各樹脂組合物用旋涂機(jī)涂布在Si基板上后,利用熱板于100℃預(yù)烘烤2分鐘進(jìn)行干燥,得到膜厚10μm的樹脂組合物層。然后,使用i射線曝光裝置(Mask Aligner:Ushio電機(jī)公司制)進(jìn)行圖案曝光(軟接觸、寬帶曝光),照射900~3000mJ/cm2的UV光。接下來,利用熱板進(jìn)行烘烤,然后,使用顯像液利用浸漬法進(jìn)行顯像處理,在基板上得到固化而成的樹脂圖案。將曝光后的加熱溫度、加熱時(shí)間、顯像溶劑及顯像時(shí)間記載在表2中。
[表2]
感光性樹脂組合物的殘膜率評價(jià)
用觸針式膜厚測定器測定上述“感光性樹脂組合物的圖案化”中得到的圖案的膜厚,將各曝光量下的殘膜率(曝光前的膜厚為1的情形下的、圖案化后得到的圖案的膜厚)示于圖1、圖2。實(shí)施例1~4的殘膜率約為1,大致維持曝光前的膜厚,與此相對,比較例的殘膜率相當(dāng)?shù)?,可知在使用光產(chǎn)堿劑的體系中,實(shí)施例的感光性樹脂組合物非常優(yōu)異。
感光性樹脂組合物的分辨率評價(jià)
測定上述“感光性樹脂組合物的圖案化”中得到的圖案的線寬,將各曝光量下的分辨率(與基板緊密接觸的最細(xì)圖案的線寬)示于圖3、圖4。其中,關(guān)于因顯像而流失使得基板上沒有殘留圖案的例子,使分辨率為0。由圖3、圖4可知:當(dāng)使用實(shí)施例的組合物時(shí),與使用比較例的組合物的情形相比,分辨率高。
本發(fā)明的感光性樹脂組合物能夠堿顯像,并且,圖像分辨率、靈敏度、保存穩(wěn)定性優(yōu)異,此外,該樹脂組合物的固化物具有熱穩(wěn)定性優(yōu)異的特性,在要求金屬基板的耐腐蝕性的領(lǐng)域中非常有用。