JP2006220858A - Pattern formation material, pattern formation device, and pattern formation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ドライ・フィルム・レジスト(DFR)等に好適なパターン形成材料、並びに該パターン形成材料を備えたパターン形成装置及び前記パターン形成材料を用いたパターン形成方法に関する。 The present invention relates to a pattern forming material suitable for dry film resist (DFR) or the like, a pattern forming apparatus provided with the pattern forming material, and a pattern forming method using the pattern forming material.
配線パターンなどの永久パターンを形成するに際して、支持体上に感光性樹脂組成物を塗布、乾燥することにより感光層を形成させたパターン形成材料が用いられている。前記永久パターンの製造方法としては、例えば、前記永久パターンが形成される銅張積層板等の基体上に、前記パターン形成材料を積層させて積層体を形成し、該積層体における前記感光層に対して露光を行い、該露光後、前記感光層を現像してパターンを形成させ、その後エッチング処理等を行うことにより前記永久パターンが形成される。 When forming a permanent pattern such as a wiring pattern, a pattern forming material in which a photosensitive layer is formed by applying and drying a photosensitive resin composition on a support is used. As the method for producing the permanent pattern, for example, a laminate is formed by laminating the pattern forming material on a substrate such as a copper clad laminate on which the permanent pattern is formed, and the photosensitive layer in the laminate is formed on the photosensitive layer. The permanent pattern is formed by exposing to light, developing the photosensitive layer after the exposure to form a pattern, and then performing an etching process or the like.
前記パターン形成材料は、保存安定性を向上させる目的や、解像度を向上させる目的で前記感光性樹脂組成物にフェノール性水酸基、芳香環、複素環、又はイミノ基等を有する化合物の重合禁止剤を添加した提案がされている(特許文献1〜4参照)。しかし、この場合、増感剤を前記感光性樹脂組成物(前記感光層)に添加することにより感度の低下を抑制できる点や、高感度なドライレジストフィルムについては開示も示唆もされていない。
また、DFRには、感光層の感度低下を抑制する点以外にも、パターン形成後の剥離性、現像時間が変化してもレジストの線幅、プロファイルなどの変化が少ないこと(即ち、現像ラチチュードが広いこと)も求められている。
The pattern forming material includes a polymerization inhibitor of a compound having a phenolic hydroxyl group, an aromatic ring, a heterocyclic ring, or an imino group in the photosensitive resin composition for the purpose of improving storage stability or improving the resolution. An added proposal has been made (see Patent Documents 1 to 4). However, in this case, there is no disclosure or suggestion about the point that the decrease in sensitivity can be suppressed by adding a sensitizer to the photosensitive resin composition (the photosensitive layer) or a highly sensitive dry resist film.
Further, DFR has little change in resist line width, profile, etc., even if the peelability after pattern formation and development time change, in addition to suppressing the sensitivity reduction of the photosensitive layer (that is, development latitude). Is wide).
したがってパターン形成後の剥離性が良好であり、現像時間が変化してもレジストの線幅、プロファイルなどの変化が少なく(現像ラチチュードが広く)、線幅のバラツキが小さく、より高精細なパターンを形成可能であるパターン形成材料、並びに該パターン形成材料を備えたパターン形成装置及び前記パターン形成材料を用いたパターン形成方法は未だ提供されておらず、更なる改良開発が望まれているのが現状である。 Therefore, the releasability after pattern formation is good, and even if the development time changes, there is little change in the resist line width and profile (wide development latitude), the line width variation is small, and a higher definition pattern A pattern forming material that can be formed, a pattern forming apparatus including the pattern forming material, and a pattern forming method using the pattern forming material have not yet been provided, and further improvement and development are desired. It is.
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであり、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、パターン形成後の剥離性が良好であり、現像時間が変化してもレジストの線幅、プロファイルなどの変化が少なく(現像ラチチュードが広く)、線幅のバラツキが小さく、より高精細なパターンを形成可能であるパターン形成材料、並びに該パターン形成材料を備えたパターン形成装置及び前記パターン形成材料を用いたパターン形成方法を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of this present condition, and makes it a subject to solve the said various problems in the past and to achieve the following objectives. That is, the present invention has good releasability after pattern formation, little change in resist line width, profile, etc. even when the development time changes (wide development latitude), little variation in line width, An object is to provide a pattern forming material capable of forming a high-definition pattern, a pattern forming apparatus including the pattern forming material, and a pattern forming method using the pattern forming material.
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
<1> 支持体と、該支持体上に少なくとも感光層を有してなり、該支持体のヘイズ値が5.0%以下であり、かつ該感光層がバインダー、重合性化合物、及び光重合開始剤を少なくとも含むと共に、前記重合性化合物が、分子中に重合性基を1つ有する化合物を少なくとも含有し、かつ前記感光層を露光し現像する際の、該感光層の露光する部分の厚みを該露光及び現像後において変化させない該露光に用いる光の最小エネルギーが0.1〜20mJ/cm2であることを特徴とするパターン形成材料である。
<2> 重合禁止剤を含有する前記<1>に記載のパターン形成材料である。
<3> 重合性化合物が、更に分子中に重合性基を2つ有する化合物を含む前記<1>から<2>のいずれかに記載のパターン形成材料である。
<4> 重合性化合物が、更に分子中に重合性基を3つ以上有する化合物を含む前記<1>から<3>のいずれかに記載のパターン形成材料である。
<5> 分子中に重合性基を少なくとも1つ有する化合物が、ポリアルキレンオキシド基を有する前記<1>から<4>のいずれかに記載のパターン形成材料である。
<6> 重合性化合物が、ウレタン基及びアリール基の少なくともいずれかを有する化合物を含む前記<1>から<5>のいずれかに記載のパターン形成材料である。
<7> 分子中に重合性基を1つ有する化合物の重合性化合物中における含有量が、1〜40質量%である前記<1>から<6>のいずれかに記載のパターン形成材料である。
<8> 支持体の全光線透過率が、86%以上である前記<1>から<7>のいずれかに記載のパターン形成材料である。
<9> 支持体のヘイズ値、及び、支持体の全光線透過率を求める場合の光の波長が、405nmである前記<1>から<8>のいずれかに記載のパターン形成材料である。
<10> 露光に用いる光の最小エネルギー量を求める場合の露光波長が、405nmである前記<1>から<9>のいずれかに記載のパターン形成材料である。
<11> 支持体が、二軸延伸ポリエステルフィルムである前記<1>から<10>のいずれかに記載のパターン形成材料である。
Means for solving the problems are as follows. That is,
<1> A support and at least a photosensitive layer on the support, the haze value of the support being 5.0% or less, and the photosensitive layer comprising a binder, a polymerizable compound, and photopolymerization The thickness of the exposed portion of the photosensitive layer when the photosensitive compound contains at least an initiator, the polymerizable compound contains at least a compound having one polymerizable group in the molecule, and the photosensitive layer is exposed and developed. The pattern forming material is characterized in that the minimum energy of light used for the exposure that does not change after exposure and development is 0.1 to 20 mJ / cm 2 .
<2> The pattern forming material according to <1>, which contains a polymerization inhibitor.
<3> The pattern forming material according to any one of <1> to <2>, wherein the polymerizable compound further includes a compound having two polymerizable groups in the molecule.
<4> The pattern forming material according to any one of <1> to <3>, wherein the polymerizable compound further includes a compound having three or more polymerizable groups in the molecule.
<5> The pattern forming material according to any one of <1> to <4>, wherein the compound having at least one polymerizable group in the molecule has a polyalkylene oxide group.
<6> The pattern forming material according to any one of <1> to <5>, wherein the polymerizable compound includes a compound having at least one of a urethane group and an aryl group.
<7> The pattern forming material according to any one of <1> to <6>, wherein the content of the compound having one polymerizable group in the molecule is 1 to 40% by mass. .
<8> The pattern forming material according to any one of <1> to <7>, wherein the support has a total light transmittance of 86% or more.
<9> The pattern forming material according to any one of <1> to <8>, wherein the haze value of the support and the light wavelength when determining the total light transmittance of the support are 405 nm.
<10> The pattern forming material according to any one of <1> to <9>, wherein an exposure wavelength when determining a minimum energy amount of light used for exposure is 405 nm.
<11> The pattern forming material according to any one of <1> to <10>, wherein the support is a biaxially stretched polyester film.
<12> バインダーが、アルカリ性水溶液に対し膨潤性乃至溶解性を示す前記<1>から<11>のいずれかに記載のパターン形成材料である。
<13> バインダーが共重合体を含み、該共重合体が、スチレン及びスチレン誘導体の少なくともいずれかに由来する構造単位を有する前記<1>から<12>のいずれかに記載のパターン形成材料である。
<14> バインダーのガラス転移温度が、80℃以上である前記<1>から<13>のいずれかに記載のパターン形成材料である。
<15> バインダーの酸価が、70〜250mgKOH/gである前記<1>から<14>のいずれかに記載のパターン形成材料である。
<12> The pattern forming material according to any one of <1> to <11>, wherein the binder exhibits swellability or solubility in an alkaline aqueous solution.
<13> The pattern forming material according to any one of <1> to <12>, wherein the binder includes a copolymer, and the copolymer includes a structural unit derived from at least one of styrene and a styrene derivative. is there.
<14> The pattern forming material according to any one of <1> to <13>, wherein the binder has a glass transition temperature of 80 ° C. or higher.
<15> The pattern forming material according to any one of <1> to <14>, wherein the binder has an acid value of 70 to 250 mgKOH / g.
<16> 重合禁止剤が、芳香環、複素環、イミノ基及びフェノール性水酸基から選択される少なくとも1種を有する前記<2>から<15>のいずれかに記載のパターン形成材料である。
<17> 重合禁止剤が、フェノール性水酸基を少なくとも2個有する化合物、イミノ基で置換された芳香環を有する化合物、イミノ基で置換された複素環を有する化合物、及びヒンダードアミン化合物から選択される少なくとも1種である前記<2>から<16>のいずれかに記載のパターン形成材料である。
<18> 重合禁止剤が、カテコール、フェノチアジン、フェノキサジン、ヒンダードアミン及びこれらの誘導体から選択される少なくとも1種である前記<2>から<17>のいずれかに記載のパターン形成材料である。
<19> 重合禁止剤の含有量が、重合性化合物に対して0.005〜0.5質量%である前記<2>から<18>のいずれかに記載のパターン形成材料である。
<16> The pattern forming material according to any one of <2> to <15>, wherein the polymerization inhibitor has at least one selected from an aromatic ring, a heterocyclic ring, an imino group, and a phenolic hydroxyl group.
<17> The polymerization inhibitor is at least selected from a compound having at least two phenolic hydroxyl groups, a compound having an aromatic ring substituted with an imino group, a compound having a heterocyclic ring substituted with an imino group, and a hindered amine compound. The pattern forming material according to any one of <2> to <16>, which is one type.
<18> The pattern forming material according to any one of <2> to <17>, wherein the polymerization inhibitor is at least one selected from catechol, phenothiazine, phenoxazine, hindered amine, and derivatives thereof.
<19> The pattern forming material according to any one of <2> to <18>, wherein the content of the polymerization inhibitor is 0.005 to 0.5 mass% with respect to the polymerizable compound.
<20> 光重合開始剤が、ハロゲン化炭化水素誘導体、ホスフィンオキサイド、ヘキサアリールビイミダゾール、オキシム誘導体、有機過酸化物、チオ化合物、ケトン化合物、アシルホスフィンオキシド化合物、芳香族オニウム塩及びケトオキシムエーテルから選択される少なくとも1種を含む前記<1>から<19>のいずれかに記載のパターン形成材料である。
<21> 光重合開始剤が、ヘキサアリールビイミダゾールを含む前記<1>から<20>のいずれかに記載のパターン形成材料である。
<22> 感光層の厚みが1〜100μmである前記<1>から<21>のいずれかに記載のパターン形成材料である。
<20> Photopolymerization initiator is halogenated hydrocarbon derivative, phosphine oxide, hexaarylbiimidazole, oxime derivative, organic peroxide, thio compound, ketone compound, acylphosphine oxide compound, aromatic onium salt, and ketoxime ether The pattern forming material according to any one of <1> to <19>, including at least one selected from the group consisting of:
<21> The pattern forming material according to any one of <1> to <20>, wherein the photopolymerization initiator includes hexaarylbiimidazole.
<22> The pattern forming material according to any one of <1> to <21>, wherein the photosensitive layer has a thickness of 1 to 100 μm.
<23> 支持体が、長尺状である前記<1>から<22>のいずれかに記載のパターン形成材料である。
<24> パターン形成材料が、長尺状であり、ロール状に巻かれてなる前記<1>から<23>のいずれかに記載のパターン形成材料である。
<25> パターン形成材料における感光層上に保護フィルムを有する前記<1>から<24>のいずれかに記載のパターン形成材料である。
<26> 感光層上に保護フィルムを有し、該保護フィルムが、ポリプロピレン樹脂、エチレン−プロピレン共重合樹脂及びポリエチレンテレフタレート樹脂から選択される少なくとも1種を含む前記<1>から<25>のいずれかに記載のパターン形成材料である。
<23> The pattern forming material according to any one of <1> to <22>, wherein the support has a long shape.
<24> The pattern forming material according to any one of <1> to <23>, wherein the pattern forming material has a long shape and is wound in a roll shape.
<25> The pattern forming material according to any one of <1> to <24>, wherein the pattern forming material has a protective film on the photosensitive layer.
<26> Any of the above <1> to <25>, which has a protective film on the photosensitive layer, and the protective film contains at least one selected from polypropylene resin, ethylene-propylene copolymer resin, and polyethylene terephthalate resin The pattern forming material according to any one of the above.
<27> 前記<1>から<26>のいずれかに記載のパターン形成材料を備えており、光を照射可能な光照射手段と、該光照射手段からの光を変調し、前記パターン形成材料における感光層に対して露光を行う光変調手段とを少なくとも有することを特徴とするパターン形成装置である。該<27>に記載のパターン形成装置においては、前記光照射手段が、前記光変調手段に向けて光を照射する。前記光変調手段が、前記光照射手段から受けた光を変調する。前記光変調手段により変調した光が前記感光層に対して露光させる。例えば、その後、前記感光層を現像すると、高精細なパターンが形成される。
<28> 光変調手段が、形成するパターン情報に基づいて制御信号を生成するパターン信号生成手段を更に有してなり、光照射手段から照射される光を該パターン信号生成手段が生成した制御信号に応じて変調させる前記<27>に記載のパターン形成装置である。該<28>に記載のパターン形成装置においては、前記光変調手段が前記パターン信号生成手段を有することにより、前記光照射手段から照射される光が該パターン信号生成手段により生成した制御信号に応じて変調される。
<27> The pattern forming material according to any one of <1> to <26>, a light irradiation unit capable of irradiating light, and modulating the light from the light irradiation unit, and the pattern forming material And a light modulation means for exposing the photosensitive layer. In the pattern forming apparatus according to <27>, the light irradiation unit irradiates light toward the light modulation unit. The light modulation unit modulates light received from the light irradiation unit. The light modulated by the light modulator is exposed to the photosensitive layer. For example, when the photosensitive layer is subsequently developed, a high-definition pattern is formed.
<28> The light modulation means further includes pattern signal generation means for generating a control signal based on the pattern information to be formed, and the control signal generated by the pattern signal generation means is emitted from the light irradiation means. It is a pattern formation apparatus as described in said <27> modulated according to. In the pattern forming apparatus according to <28>, since the light modulation unit includes the pattern signal generation unit, the light emitted from the light irradiation unit corresponds to the control signal generated by the pattern signal generation unit. Modulated.
<29> 光変調手段が、n個の描素部を有してなり、該n個の描素部の中から連続的に配置された任意のn個未満の前記描素部を、形成するパターン情報に応じて制御可能である前記<27>から<28>のいずれかに記載のパターン形成装置である。該<29>に記載のパターン形成装置においては、前記光変調手段におけるn個の描素部の中から連続的に配置された任意のn個未満の描素部をパターン情報に応じて制御することにより、前記光照射手段からの光が高速で変調される。
<30> 光変調手段が、空間光変調素子である前記<27>から<29>のいずれかに記載のパターン形成装置である。
<31> 空間光変調素子が、デジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)である前記<30>に記載のパターン形成装置である。
<32> 描素部が、マイクロミラーである前記<27>から<31>のいずれかに記載のパターン形成装置である。
<33> 光照射手段が、2以上の光を合成して照射可能である前記<27>から<32>のいずれかに記載のパターン形成装置である。該<33>に記載のパターン形成装置においては、前記光照射手段が2以上の光を合成して照射可能であることにより、露光が焦点深度の深い露光光によって行われる。この結果、前記パターン形成材料への露光が極めて高精細に行われる。例えば、その後、前記感光層を現像すると、極めて高精細なパターンが形成される。
<34> 光照射手段が、複数のレーザと、マルチモード光ファイバと、該複数のレーザからそれぞれ照射されたレーザ光を集光して前記マルチモード光ファイバに結合させる集合光学系とを有する前記<27>から<33>のいずれかに記載のパターン形成装置である。該<34>に記載のパターン形成装置においては、前記光照射手段が、前記複数のレーザからそれぞれ照射されたレーザ光が前記集合光学系により集光され、前記マルチモード光ファイバに結合可能であることにより、露光が焦点深度の深い露光光で行われる。この結果、前記パターン形成材料への露光が極めて高精細に行われる。例えば、その後、前記感光層を現像すると、極めて高精細なパターンが形成される。
<29> The light modulation means has n pixel parts, and forms any less than n pixel elements continuously arranged from the n pixel parts. The pattern forming apparatus according to any one of <27> to <28>, which can be controlled according to pattern information. In the pattern forming apparatus according to <29>, an arbitrary less than n pixel portions arranged continuously from the n pixel portions in the light modulation unit are controlled according to pattern information. Thereby, the light from the light irradiation means is modulated at high speed.
<30> The pattern forming apparatus according to any one of <27> to <29>, wherein the light modulation unit is a spatial light modulation element.
<31> The pattern forming apparatus according to <30>, wherein the spatial light modulation element is a digital micromirror device (DMD).
<32> The pattern forming apparatus according to any one of <27> to <31>, wherein the pixel part is a micromirror.
<33> The pattern forming apparatus according to any one of <27> to <32>, wherein the light irradiation unit is capable of combining and irradiating two or more lights. In the pattern forming apparatus according to <33>, since the light irradiation unit can synthesize and irradiate two or more lights, exposure is performed with exposure light having a deep focal depth. As a result, the pattern forming material is exposed with extremely high definition. For example, when the photosensitive layer is subsequently developed, an extremely fine pattern is formed.
<34> The light irradiation means includes a plurality of lasers, a multimode optical fiber, and a collective optical system that condenses and couples the laser beams emitted from the plurality of lasers to the multimode optical fiber. The pattern forming apparatus according to any one of <27> to <33>. In the pattern forming apparatus according to <34>, the light irradiation unit can condense the laser beams irradiated from the plurality of lasers by the collective optical system and couple the laser beams to the multimode optical fiber. Thus, exposure is performed with exposure light having a deep focal depth. As a result, the pattern forming material is exposed with extremely high definition. For example, when the photosensitive layer is subsequently developed, an extremely fine pattern is formed.
<35> 前記<1>から<26>のいずれかに記載のパターン形成材料における該感光層に対し、露光を行うことを少なくとも含むことを特徴とするパターン形成方法である。該<35>に記載のパターン形成方法においては、露光が前記パターン形成材料に対して行われる。例えば、その後、前記感光層を現像することにより、高精細なパターンが形成される。
<36> 基体上にパターン形成材料を加熱及び加圧の少なくともいずれかを行いながら積層し、露光する前記<35>に記載のパターン形成方法である。
<37> 露光が、形成するパターン情報に基づいて像様に行われる前記<35>から<36>のいずれかに記載のパターン形成方法である。
<38> 露光が、形成するパターン情報に基づいて制御信号を生成し、該制御信号に応じて変調させた光を用いて行われる前記<35>から<37>のいずれかに記載のパターン形成方法である。該<38>に記載のパターン形成方法においては、形成するパターン形成情報に基づいて制御信号が生成され、該制御信号に応じて光が変調される。
<39> 露光が、光を照射する光照射手段と、形成するパターン情報に基づいて前記光照射手段から照射される光を変調させる光変調手段とを用いて行われる前記<35>から<38>のいずれかに記載のパターン形成方法である。
<35> A pattern forming method comprising at least exposing the photosensitive layer in the pattern forming material according to any one of <1> to <26>. In the pattern forming method according to <35>, exposure is performed on the pattern forming material. For example, a high-definition pattern is formed by developing the photosensitive layer thereafter.
<36> The pattern forming method according to <35>, wherein the pattern forming material is laminated on the substrate while performing at least one of heating and pressurization and then exposed.
<37> The pattern forming method according to any one of <35> to <36>, wherein the exposure is performed imagewise based on pattern information to be formed.
<38> The pattern formation according to any one of <35> to <37>, wherein the exposure is performed using a light generated by generating a control signal based on pattern information to be formed and modulated according to the control signal Is the method. In the pattern forming method according to <38>, a control signal is generated based on pattern formation information to be formed, and light is modulated in accordance with the control signal.
<39> From <35> to <38, wherein the exposure is performed using light irradiation means for irradiating light and light modulation means for modulating light emitted from the light irradiation means based on pattern information to be formed. > The pattern forming method according to any one of the above.
<40> 露光が、光変調手段により光を変調させた後、前記光変調手段における描素部の出射面の歪みによる収差を補正可能な非球面を有するマイクロレンズを配列したマイクロレンズアレイを通して行われる前記<39>に記載のパターン形成方法である。該<40>に記載のパターン形成方法においては、前記光変調手段により変調した光が、前記マイクロレンズアレイにおける前記非球面を通ることにより、前記描素部における出射面の歪みによる収差が補正される。この結果、パターン形成材料上に結像させる像の歪みが抑制され、該パターン形成材料への露光が極めて高精細に行われる。例えば、その後、前記感光層を現像すると、極めて高精細なパターンが形成される。
<41> 非球面が、トーリック面である前記<40>に記載のパターン形成方法である。該<41>に記載のパターン形成方法においては、前記非球面がトーリック面であることにより、前記描素部における放射面の歪みによる収差が効率よく補正され、パターン形成材料上に結像させる像の歪みが効率よく抑制される。この結果、前記パターン形成材料への露光が極めて高精細に行われる。例えば、その後、前記感光層を現像すると、極めて高精細なパターンが形成される。
<42> 露光が、アパーチャアレイを通して行われる前記<35>から<41>のいずれかに記載のパターン形成方法である。該<42>に記載のパターン形成方法においては、露光が前記アパーチャアレイを通して行われることにより、消光比が向上する。この結果、露光が極めて高精細に行われる。例えば、その後、前記感光層を現像すると、極めて高精細なパターンが形成される。
<43> 露光が、露光光と感光層とを相対的に移動させながら行われる前記<35>から<42>のいずれかに記載のパターン形成方法である。該<43>に記載のパターン形成方法においては、前記変調させた光と前記感光層とを相対的に移動させながら露光することにより、露光が高速に行われる。例えば、その後、前記感光層を現像すると、高精細なパターンが形成される。
<44> 露光が、感光層の一部の領域に対して行われる前記<35>から<43>のいずれかに記載のパターン形成方法である。
<40> Exposure is performed through a microlens array in which microlenses having aspherical surfaces capable of correcting aberrations due to distortion of the exit surface of the picture element portion in the light modulation means after the light is modulated by the light modulation means. The pattern forming method according to <39>. In the pattern forming method according to <40>, the light modulated by the light modulation unit passes through the aspheric surface in the microlens array, so that the aberration due to the distortion of the emission surface in the pixel portion is corrected. The As a result, distortion of the image formed on the pattern forming material is suppressed, and exposure to the pattern forming material is performed with extremely high definition. For example, when the photosensitive layer is subsequently developed, an extremely fine pattern is formed.
<41> The pattern forming method according to <40>, wherein the aspherical surface is a toric surface. In the pattern forming method according to <41>, since the aspherical surface is a toric surface, aberration due to distortion of the radiation surface in the pixel portion is efficiently corrected, and an image formed on the pattern forming material is formed. Is effectively suppressed. As a result, the pattern forming material is exposed with extremely high definition. For example, when the photosensitive layer is subsequently developed, an extremely fine pattern is formed.
<42> The pattern forming method according to any one of <35> to <41>, wherein the exposure is performed through an aperture array. In the pattern forming method according to <42>, the extinction ratio is improved by performing exposure through the aperture array. As a result, the exposure is performed with extremely high definition. For example, when the photosensitive layer is subsequently developed, an extremely fine pattern is formed.
<43> The pattern forming method according to any one of <35> to <42>, wherein the exposure is performed while relatively moving the exposure light and the photosensitive layer. In the pattern forming method according to <43>, exposure is performed at a high speed by performing exposure while relatively moving the modulated light and the photosensitive layer. For example, when the photosensitive layer is subsequently developed, a high-definition pattern is formed.
<44> The pattern forming method according to any one of <35> to <43>, wherein the exposure is performed on a partial region of the photosensitive layer.
<45> 露光が行われた後、感光層の現像を行う前記<35>から<44>のいずれかに記載のパターン形成方法である。該<45>に記載のパターン形成方法においては、前記露光が行われた後、前記感光層を現像することにより、高精細なパターンが形成される。
<46> 現像が行われた後、永久パターンの形成を行う前記<45>に記載のパターン形成方法である。
<47> 永久パターンが、配線パターンであり、該永久パターンの形成がエッチング処理及びメッキ処理の少なくともいずれかにより行われる前記<46>に記載のパターン形成方法である。
<45> The pattern forming method according to any one of <35> to <44>, wherein the photosensitive layer is developed after the exposure. In the pattern forming method according to <45>, a high-definition pattern is formed by developing the photosensitive layer after the exposure.
<46> The pattern forming method according to <45>, wherein a permanent pattern is formed after the development.
<47> The pattern forming method according to <46>, wherein the permanent pattern is a wiring pattern, and the formation of the permanent pattern is performed by at least one of an etching process and a plating process.
本発明によると、従来における問題を解決することができ、パターン形成後の剥離性が良好であり、現像時間が変化してもレジストの線幅、プロファイルなどの変化が少なく(現像ラチチュードが広く)、線幅のバラツキが小さく、より高精細なパターンを形成可能であるパターン形成材料、並びに該パターン形成材料を備えたパターン形成装置及び前記パターン形成材料を用いたパターン形成方法を提供することができる。 According to the present invention, the conventional problems can be solved, the peelability after pattern formation is good, and the change in the resist line width, profile, etc. is small even when the development time changes (the development latitude is wide). Further, it is possible to provide a pattern forming material having a small line width variation and capable of forming a higher definition pattern, a pattern forming apparatus including the pattern forming material, and a pattern forming method using the pattern forming material. .
(パターン形成材料)
本発明のパターン形成材料は、支持体と、該支持体上に感光層を少なくとも有し、保護フィルム、適宜選択したその他の層を有していてもよい。
(Pattern forming material)
The pattern forming material of the present invention may have a support, at least a photosensitive layer on the support, a protective film, and other layers appropriately selected.
前記パターン形成材料においては、前記感光層を露光し現像する際の、該感光層の露光する部分の厚みを該露光及び現像後において変化させない該露光に用いる光の最小エネルギーが0.1〜20mJ/cm2である。
前記感光層を露光し現像する場合において、該感光層の露光する部分の厚みを該露光及び現像後においての前後において変化させない光の最小エネルギーとしては、0.1〜20mJ/cm2である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、例えば、0.5〜10mJ/cm2が好ましく、1〜8mJ/cm2がより好ましい。
前記最小エネルギーが、0.1mJ/cm2未満であると、処理工程にてカブリが発生することがあり、20mJ/cm2を超えると、露光に必要な時間が長くなり、処理スピードが遅くなることがある。
In the pattern forming material, when the photosensitive layer is exposed and developed, the minimum energy of light used for the exposure that does not change the thickness of the exposed portion of the photosensitive layer after the exposure and development is 0.1 to 20 mJ. / Cm 2 .
When the photosensitive layer is exposed and developed, the minimum energy of light that does not change the thickness of the exposed portion of the photosensitive layer before and after the exposure and development is 0.1 to 20 mJ / cm 2. Although there is no restriction | limiting in particular, Although it can select suitably according to the objective, For example, 0.5-10 mJ / cm < 2 > is preferable and 1-8 mJ / cm < 2 > is more preferable, for example.
The minimum energy is less than 0.1 mJ / cm 2, may fogging in process step occurs exceeds 20 mJ / cm 2, increases the time necessary for exposure, processing speed is slow Sometimes.
ここで、前記「感光層の露光する部分の厚みを該露光及び現像後において変化させない前記露光に用いる光の最小エネルギー」とは、いわゆる現像感度を意味し、例えば、感光層を露光したときの該露光に用いた光のエネルギー量(露光量)と、前記露光に続く前記現像処理により生成した前記硬化層の厚みとの関係を示すグラフ(感度曲線)から求めることができる。
前記硬化層の厚みは、前記露光量が増えるに従い増加していき、その後、前記露光前の前記感光層の厚みと略同一かつ略一定となる。前記現像感度は、前記硬化層の厚みが略一定となったときの最小露光量を読み取ることにより求められる値である。
前記硬化層の厚みと前記露光前の前記感光層の厚みとの差が±1μm以内であるとき、前記硬化層の厚みが露光及び現像により変化していないとみなす。
前記硬化層及び前記露光前の前記感光層の厚みの測定方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、膜厚測定装置、表面粗さ測定機(例えば、サーフコム1400D(東京精密株式会社製))などを用いて測定する方法などが挙げられる。
Here, the “minimum energy of light used for the exposure that does not change the thickness of the exposed portion of the photosensitive layer after the exposure and development” means so-called development sensitivity, for example, when the photosensitive layer is exposed It can be obtained from a graph (sensitivity curve) showing the relationship between the amount of light energy (exposure amount) used for the exposure and the thickness of the cured layer generated by the development processing following the exposure.
The thickness of the cured layer increases as the amount of exposure increases, and then becomes substantially the same and substantially constant as the thickness of the photosensitive layer before the exposure. The development sensitivity is a value obtained by reading the minimum exposure when the thickness of the cured layer becomes substantially constant.
When the difference between the thickness of the cured layer and the thickness of the photosensitive layer before exposure is within ± 1 μm, it is considered that the thickness of the cured layer is not changed by exposure and development.
The method for measuring the thickness of the cured layer and the photosensitive layer before exposure is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. And a method of measuring using Surfcom 1400D (manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.).
<支持体>
前記支持体としては、ヘイズ値が5.0%以下であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記感光層を剥離可能であり、かつ光の透過性が良好であるものが好ましく、更に表面の平滑性が良好であることがより好ましい。
<Support>
The support is not particularly limited as long as the haze value is 5.0% or less, and can be appropriately selected according to the purpose. However, the photosensitive layer can be peeled off and has good light transmittance. It is more preferable that the surface is smooth.
前記支持体のヘイズ値は、405nmの光に対するヘイズ値が5.0%以下であることが好ましく、4.0%以下であることがより好ましく、3.0%以下であることが特に好ましい。前記ヘイズ値が5.0%を超えると、前記感光層内の光散乱量が増加し、ファインピッチを求める際の解像性が低下することがある。 The haze value of the support is preferably 5.0% or less, more preferably 4.0% or less, and particularly preferably 3.0% or less, with respect to 405 nm light. When the haze value exceeds 5.0%, the amount of light scattering in the photosensitive layer increases, and the resolution when obtaining a fine pitch may be lowered.
また、前記支持体の405nmの光に対する全光線透過率が86%以上であることが好ましく、87%以上であることがより好ましい。 Moreover, it is preferable that the total light transmittance with respect to 405 nm light of the said support body is 86% or more, and it is more preferable that it is 87% or more.
前記ヘイズ値及び全光線透過率の測定方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、以下に説明する方法が挙げられる。
まず、(1)全光線透過率を測定する。前記全光線透過率の測定方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、積分球と、405nmの光を照射可能な分光光度計(例えば、島津製作所製、UV−2400)とを用いて測定する方法が挙げられる。(2)前記全光線透過率の測定方法において、前記積分球を使用しない以外は前記全光線透過率の測定方法と同様にして平行光線透過率を測定する。次に、(3)次計算式、前記全光線透過率−前記平行光線透過率、から求められる拡散光透過率を計算し、(4)次計算式、前記拡散光透過率/前記全光線透過率×100、から前記ヘイズ値を求めることができる。
前記全光線透過率及び前記ヘイズ値を求める場合の波長は405nmであり、その際の測定サンプルの厚みは16μmである。
There is no restriction | limiting in particular as a measuring method of the said haze value and total light transmittance, Although it can select suitably according to the objective, For example, the method demonstrated below is mentioned.
First, (1) the total light transmittance is measured. The method for measuring the total light transmittance is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. , UV-2400). (2) In the total light transmittance measurement method, the parallel light transmittance is measured in the same manner as the total light transmittance measurement method except that the integrating sphere is not used. Next, the diffuse light transmittance obtained from (3) the following calculation formula, the total light transmittance-the parallel light transmittance, is calculated, and (4) the following calculation formula, the diffuse light transmittance / the total light transmission. The haze value can be determined from the ratio × 100.
The wavelength for obtaining the total light transmittance and the haze value is 405 nm, and the thickness of the measurement sample at that time is 16 μm.
前記支持体は、少なくとも片面に不活性微粒子が塗布されていてもよい。前記不活性微粒子は、前記感光層が形成される面と反対の面に塗布されていることが好ましい。 The support may be coated with inert fine particles on at least one side. The inert fine particles are preferably applied on the surface opposite to the surface on which the photosensitive layer is formed.
前記不活性微粒子としては、例えば、架橋ポリマー粒子;炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、シリカ、カオリン、タルク、二酸化チタン、アルミナ、硫酸バリウム、フッ化カルシウム、フッ化リチウム、ゼオライト、硫化モリブデン等の無機粒子;ヘキサメチレンビスベヘンアミド、ヘキサメチレンビスステアリルアミド、N,N′−ジステアリルテレフタルアミド、シリコーン、シュウ酸カルシウム等の有機粒子;ポリエステル重合時に生成させる析出粒子などが挙げられ、これらの中でもシリカ、炭酸カルシウム、ヘキサメチレンビスベヘンアミドが好ましい。 Examples of the inert fine particles include crosslinked polymer particles; inorganic particles such as calcium carbonate, calcium phosphate, silica, kaolin, talc, titanium dioxide, alumina, barium sulfate, calcium fluoride, lithium fluoride, zeolite, and molybdenum sulfide; Organic particles such as methylene bisbehenamide, hexamethylene bisstearyl amide, N, N'-distearyl terephthalamide, silicone, calcium oxalate, and the like. Precipitated particles generated during the polymerization of polyester, among these, silica, calcium carbonate Hexamethylene bisbehenamide is preferred.
前記析出粒子とは、例えば、エステル交換触媒としてアルカリ金属又はアルカリ土類金属化合物を用いた系を常法により重合させることにより反応系内に析出するものを言い、エステル交換反応又は重縮合反応時にテレフタル酸を添加することにより析出させたものでもよい。前記エステル交換反応又は重縮合反応においては、リン酸、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸トリブチル、酸性リン酸エチル、亜リン酸、亜リン酸トリメチル、亜リン酸トリエチル、亜リン酸トリブチル等のリン化合物の1種以上を存在させてもよい。 The precipitated particles are, for example, particles precipitated in a reaction system by polymerizing a system using an alkali metal or alkaline earth metal compound as a transesterification catalyst by a conventional method, and during the transesterification reaction or polycondensation reaction It may be precipitated by adding terephthalic acid. In the transesterification or polycondensation reaction, phosphoric acid, trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tributyl phosphate, acidic ethyl phosphate, phosphorous acid, trimethyl phosphite, triethyl phosphite, tributyl phosphite, etc. One or more of the phosphorus compounds may be present.
前記不活性微粒子の平均粒子径としては、0.01〜2.0μmが好ましく、0.02〜1.5μmがより好ましく、0.03〜1.0μmがさらに好ましく、0.04〜0.5μmが特に好ましい。
前記不活性微粒子の平均粒子径が、0.01μm未満であると、前記パターン形成材料の搬送性が悪化することがあり、搬送性を得るために前記不活性微粒子を多量に含有させることによって、前記支持体のヘイズ値が上昇することがある。また、前記不活性微粒子の平均粒子径が2.0μmを超えると、露光光の散乱によって解像度が低下することがある。
The average particle diameter of the inert fine particles is preferably 0.01 to 2.0 μm, more preferably 0.02 to 1.5 μm, still more preferably 0.03 to 1.0 μm, and 0.04 to 0.5 μm. Is particularly preferred.
When the average particle diameter of the inert fine particles is less than 0.01 μm, the transportability of the pattern forming material may be deteriorated. The haze value of the support may increase. On the other hand, if the average particle diameter of the inert fine particles exceeds 2.0 μm, the resolution may decrease due to scattering of exposure light.
前記不活性微粒子の塗布方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、前記支持体となる合成樹脂製フィルム製造後に公知の方法で前記不活性微粒子を含有する塗布液を塗布する方法が挙げられる。また、前記不活性微粒子を含有させた合成樹脂を溶融し、ダイから吐出して前記支持体となる合成樹脂製フィルム上に成形してもよい。さらに、特開2000−221688号公報に記載の方法により形成してもよい。 There is no restriction | limiting in particular as a coating method of the said inert fine particle, According to the objective, it can select suitably. For example, a method of applying a coating solution containing the inert fine particles by a known method after the production of the synthetic resin film as the support is mentioned. Alternatively, the synthetic resin containing the inert fine particles may be melted and discharged from a die to be molded on a synthetic resin film serving as the support. Furthermore, you may form by the method as described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2000-221688.
前記支持体における前記不活性微粒子を含有する塗布層の厚みは、0.02〜3.0μmが好ましく、0.03〜2.0μmがより好ましく、0.04〜1.0μmが特に好ましい。 The thickness of the coating layer containing the inert fine particles in the support is preferably 0.02 to 3.0 μm, more preferably 0.03 to 2.0 μm, and particularly preferably 0.04 to 1.0 μm.
前記支持体となる合成樹脂製フィルムは、透明であるものが好ましく、例えば、ポリエステル樹脂製フィルムが好ましく、二軸延伸ポリエステルフィルムであることが特に好ましい。 The synthetic resin film used as the support is preferably transparent. For example, a polyester resin film is preferable, and a biaxially stretched polyester film is particularly preferable.
前記ポリエステル樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ(メタ)アクリル酸エステル共重合体、ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル、ポリエチレン−2,6−ナフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリテトラメチレン−2,6−ナフタレート等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of the polyester resin include polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, poly (meth) acrylic acid ester copolymer, poly (meth) acrylic acid alkyl ester, polyethylene-2,6-naphthalate, polytetramethylene terephthalate, and polytetramethylene. And methylene-2,6-naphthalate. These may be used alone or in combination of two or more.
前記ポリエステル樹脂以外の樹脂としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、三酢酸セルロース、二酢酸セルロース、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリスチレン、セロファン、ポリ塩化ビニリデン共重合体、ポリアミド、ポリイミド、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体、ポリテトラフロロエチレン、ポリトリフロロエチレン、セルロース系樹脂、ナイロン樹脂などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of the resin other than the polyester resin include polypropylene, polyethylene, cellulose triacetate, cellulose diacetate, polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol, polycarbonate, polystyrene, cellophane, polyvinylidene chloride copolymer, polyamide, polyimide, vinyl chloride, Examples include vinyl acetate copolymer, polytetrafluoroethylene, polytrifluoroethylene, cellulose resin, and nylon resin. These may be used alone or in combination of two or more.
前記合成樹脂製フィルムは1層からなるものであってもよく、2層以上の層からなるものであってもよい。2層以上の層からなる場合、感光層から最も遠くに位置する層に前記不活性微粒子を含有させることが好ましい。 The synthetic resin film may be composed of one layer or may be composed of two or more layers. In the case of two or more layers, the inert fine particles are preferably contained in the layer farthest from the photosensitive layer.
また、前記合成樹脂製フィルムは、機械的強度特性及び光学的特性の観点から二軸延伸ポリエステルフィルムであることが好ましい。
前記二軸延伸ポリエステルフィルムの二軸配向方法は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、前記ポリエステル樹脂をシート状に溶融押出し、急冷して未延伸フィルムをつくり、該未延伸フィルムを二軸延伸する際に延伸温度を85〜145℃、縦方向及び横方向の延伸倍率を2.6〜4.0倍とし、必要に応じて二軸延伸した後のフィルムを150〜210℃で熱固定することにより調製することができる。
前記二軸延伸は、未延伸フィルムを縦方向又は横方向に延伸して一軸延伸フィルムとし、次いで該一軸延伸フィルムを横方向又は縦方向に延伸することによる逐次二軸延伸法であってもよく、該未延伸フィルムを縦方向及び横方向に同時に延伸する同時二軸延伸法であってもよい。また、前記二軸延伸フィルムは必要に応じて縦方向及び横方向の少なくともいずれかの方向に更に延伸することができる。
The synthetic resin film is preferably a biaxially stretched polyester film from the viewpoint of mechanical strength characteristics and optical characteristics.
There is no restriction | limiting in particular in the biaxial orientation method of the said biaxially stretched polyester film, According to the objective, it can select suitably. For example, the polyester resin is melt-extruded into a sheet and rapidly cooled to form an unstretched film. When the unstretched film is biaxially stretched, the stretching temperature is 85 to 145 ° C., and the stretching ratio in the longitudinal and transverse directions is 2. It can be prepared by heat-fixing the film after biaxial stretching as necessary at a temperature of from 0.6 to 4.0 times at 150 to 210 ° C.
The biaxial stretching may be a sequential biaxial stretching method in which an unstretched film is stretched in the longitudinal direction or the transverse direction to form a uniaxially stretched film, and then the uniaxially stretched film is stretched in the transverse direction or the longitudinal direction. A simultaneous biaxial stretching method in which the unstretched film is stretched simultaneously in the machine direction and the transverse direction may be used. The biaxially stretched film can be further stretched in at least one of the longitudinal direction and the transverse direction as necessary.
前記支持体の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、2〜150μmが好ましく、5〜100μmがより好ましく、8〜50μmが特に好ましい。
前記支持体の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、長尺状が好ましい。前記長尺状の支持体の長さとしては、特に制限はなく、例えば、10m〜20000mの長さのものが挙げられる。
There is no restriction | limiting in particular as thickness of the said support body, Although it can select suitably according to the objective, For example, 2-150 micrometers is preferable, 5-100 micrometers is more preferable, and 8-50 micrometers is especially preferable.
There is no restriction | limiting in particular as a shape of the said support body, Although it can select suitably according to the objective, A long shape is preferable. There is no restriction | limiting in particular as the length of the said elongate support body, For example, the thing of length 10m-20000m is mentioned.
<感光層>
前記感光層は、バインダー、重合性化合物、及び光重合開始剤を含んでなり、重合禁止剤、更に必要に応じて適宜選択したその他の成分を含んでいてもよい。また、前記感光層の積層数は、1層であってもよく、2層以上であってもよい。
<Photosensitive layer>
The photosensitive layer contains a binder, a polymerizable compound, and a photopolymerization initiator, and may contain a polymerization inhibitor and other components appropriately selected as necessary. The number of photosensitive layers may be one or two or more.
−バインダー−
前記バインダーとしては、例えば、アルカリ性水溶液に対して膨潤性であるのが好ましく、アルカリ性水溶液に対して可溶性であるのがより好ましい。また、バインダー中に重合性基を含有することも好ましい。
アルカリ性水溶液に対して膨潤性又は溶解性を示すバインダーとしては、例えば、酸性基を有するものが好適に挙げられる。
-Binder-
For example, the binder is preferably swellable in an alkaline aqueous solution, and more preferably soluble in an alkaline aqueous solution. It is also preferable to contain a polymerizable group in the binder.
As the binder exhibiting swellability or solubility with respect to the alkaline aqueous solution, for example, those having an acidic group are preferably exemplified.
前記酸性基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基などが挙げられ、これらの中でもカルボキシル基が好ましい。
カルボキシル基を有するバインダーとしては、例えば、カルボキシル基を有するビニル共重合体、ポリウレタン樹脂、ポリアミド酸樹脂、変性エポキシ樹脂などが挙げられ、これらの中でも、塗布溶媒への溶解性、アルカリ現像液への溶解性、合成適性、膜物性の調整の容易さ等の観点からカルボキシル基を有するビニル共重合体が好ましい。また、現像性の観点から、スチレン及びスチレン誘導体の少なくともいずれかの共重合体も好ましい。
There is no restriction | limiting in particular as said acidic group, According to the objective, it can select suitably, For example, a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group etc. are mentioned, Among these, a carboxyl group is preferable.
Examples of the binder having a carboxyl group include a vinyl copolymer having a carboxyl group, a polyurethane resin, a polyamic acid resin, and a modified epoxy resin. Among these, the solubility in a coating solvent, the solubility in an alkali developer, and the like. A vinyl copolymer having a carboxyl group is preferable from the viewpoint of solubility, suitability for synthesis, ease of adjustment of film properties, and the like. From the viewpoint of developability, a copolymer of at least one of styrene and a styrene derivative is also preferable.
前記カルボキシル基を有するビニル共重合体は、少なくとも(1)カルボキシル基を有するビニルモノマー、及び(2)これらと共重合可能なモノマーとの共重合により得ることができる。 The vinyl copolymer having a carboxyl group can be obtained by copolymerization of at least (1) a vinyl monomer having a carboxyl group, and (2) a monomer copolymerizable therewith.
前記カルボキシル基を有するビニルモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、ビニル安息香酸、マレイン酸、マレイン酸モノアルキルエステル、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、桂皮酸、アクリル酸ダイマー、水酸基を有する単量体(例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等)と環状無水物(例えば、無水マレイン酸や無水フタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物)との付加反応物、ω−カルボキシ−ポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらの中でも、共重合性やコスト、溶解性などの観点から(メタ)アクリル酸が特に好ましい。
また、カルボキシル基の前駆体として無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等の無水物を有するモノマーを用いてもよい。
Examples of the vinyl monomer having a carboxyl group include (meth) acrylic acid, vinyl benzoic acid, maleic acid, maleic acid monoalkyl ester, fumaric acid, itaconic acid, crotonic acid, cinnamic acid, acrylic acid dimer, and hydroxyl group. An addition reaction product of a monomer (for example, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate) and a cyclic anhydride (for example, maleic anhydride, phthalic anhydride, cyclohexanedicarboxylic anhydride), ω-carboxy-polycaprolactone mono Examples include (meth) acrylate. Among these, (meth) acrylic acid is particularly preferable from the viewpoints of copolymerizability, cost, solubility, and the like.
Moreover, you may use the monomer which has anhydrides, such as maleic anhydride, itaconic anhydride, and citraconic anhydride, as a precursor of a carboxyl group.
前記その他の共重合可能なモノマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、(メタ)アクリル酸エステル類、クロトン酸エステル類、ビニルエステル類、マレイン酸ジエステル類、フマル酸ジエステル類、イタコン酸ジエステル類、(メタ)アクリルアミド類、ビニルエーテル類、ビニルアルコールのエステル類、スチレン類(例えば、スチレン、スチレン誘導体等)、(メタ)アクリロニトリル、ビニル基が置換した複素環式基(例えば、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルカルバゾール等)、N−ビニルホルムアミド、N−ビニルアセトアミド、N−ビニルイミダゾール、ビニルカプロラクトン、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、リン酸モノ(2―アクリロイルオキシエチルエステル)、リン酸モノ(1−メチル−2―アクリロイルオキシエチルエステル)、官能基(例えば、ウレタン基、ウレア基、スルホンアミド基、フェノール基、イミド基)を有するビニルモノマーなどが挙げられ、これらの中でもスチレン類が好ましい。 The other copolymerizable monomer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include (meth) acrylic acid esters, crotonic acid esters, vinyl esters, and maleic acid diesters. , Fumaric acid diesters, itaconic acid diesters, (meth) acrylamides, vinyl ethers, esters of vinyl alcohol, styrenes (eg styrene, styrene derivatives, etc.), (meth) acrylonitrile, complex substituted with vinyl groups Cyclic groups (for example, vinylpyridine, vinylpyrrolidone, vinylcarbazole, etc.), N-vinylformamide, N-vinylacetamide, N-vinylimidazole, vinylcaprolactone, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, monophosphate ( 2-Acryllo Ciethyl ester), phosphoric acid mono (1-methyl-2-acryloyloxyethyl ester), vinyl monomers having a functional group (for example, urethane group, urea group, sulfonamide group, phenol group, imide group) and the like. Of these, styrenes are preferred.
前記(メタ)アクリル酸エステル類としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、t−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、t−オクチル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、アセトキシエチル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、2−(2−メトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、3−フェノキシ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールモノエチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノエチルエーテル(メタ)アクリレート、β−フェノキシエトキシエチルアクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、トリフロロエチル(メタ)アクリレート、オクタフロロペンチル(メタ)アクリレート、パーフロロオクチルエチル(メタ)アクリレート、トリブロモフェニル(メタ)アクリレート、トリブロモフェニルオキシエチル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。 Examples of the (meth) acrylic acid esters include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, and isobutyl (meth) ) Acrylate, t-butyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, t-butylcyclohexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, t-octyl (meth) acrylate, Dodecyl (meth) acrylate, octadecyl (meth) acrylate, acetoxyethyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-methoxyethyl (meth) acrylate 2-ethoxyethyl (meth) acrylate, 2- (2-methoxyethoxy) ethyl (meth) acrylate, 3-phenoxy-2-hydroxypropyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, diethylene glycol monomethyl ether (meta ) Acrylate, diethylene glycol monoethyl ether (meth) acrylate, diethylene glycol monophenyl ether (meth) acrylate, triethylene glycol monomethyl ether (meth) acrylate, triethylene glycol monoethyl ether (meth) acrylate, polyethylene glycol monomethyl ether (meth) acrylate , Polyethylene glycol monoethyl ether (meth) acrylate, β-phenoxyethoxyethyl acrylate, Nylphenoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, dicyclopentenyl (meth) acrylate, dicyclopentenyloxyethyl (meth) acrylate, trifluoroethyl (meth) acrylate, octafluoropentyl (meth) Examples thereof include acrylate, perfluorooctylethyl (meth) acrylate, tribromophenyl (meth) acrylate, and tribromophenyloxyethyl (meth) acrylate.
前記クロトン酸エステル類としては、例えば、クロトン酸ブチル、クロトン酸ヘキシルなどが挙げられる。 Examples of the crotonic acid esters include butyl crotonate and hexyl crotonate.
前記ビニルエステル類としては、例えば、ビニルアセテート、ビニルプロピオネート、ビニルブチレート、ビニルメトキシアセテート、安息香酸ビニルなどが挙げられる。 Examples of the vinyl esters include vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl methoxyacetate, vinyl benzoate, and the like.
前記マレイン酸ジエステル類としては、例えば、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチルなどが挙げられる。 Examples of the maleic acid diesters include dimethyl maleate, diethyl maleate, and dibutyl maleate.
前記フマル酸ジエステル類としては、例えば、フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジブチルなどが挙げられる。 Examples of the fumaric acid diesters include dimethyl fumarate, diethyl fumarate, dibutyl fumarate and the like.
前記イタコン酸ジエステル類としては、例えば、イタコン酸ジメチル、イタコン酸ジエチル、イタコン酸ジブチルなどが挙げられる。 Examples of the itaconic acid diesters include dimethyl itaconate, diethyl itaconate, and dibutyl itaconate.
前記(メタ)アクリルアミド類としては、例えば、(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−n−ブチルアクリル(メタ)アミド、N−t−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−シクロヘキシル(メタ)アクリルアミド、N−(2−メトキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−フェニル(メタ)アクリルアミド、N−ベンジル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルホリン、ジアセトンアクリルアミドなどが挙げられる。 Examples of the (meth) acrylamides include (meth) acrylamide, N-methyl (meth) acrylamide, N-ethyl (meth) acrylamide, N-propyl (meth) acrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide, N- n-butylacryl (meth) amide, Nt-butyl (meth) acrylamide, N-cyclohexyl (meth) acrylamide, N- (2-methoxyethyl) (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, Examples thereof include N, N-diethyl (meth) acrylamide, N-phenyl (meth) acrylamide, N-benzyl (meth) acrylamide, (meth) acryloylmorpholine, diacetone acrylamide and the like.
前記スチレン類としては、例えば、スチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、ヒドロキシスチレン、メトキシスチレン、ブトキシスチレン、アセトキシスチレン、クロロスチレン、ジクロロスチレン、ブロモスチレン、クロロメチルスチレン、酸性物質により脱保護可能な基(例えば、t-Boc等)で保護されたヒドロキシスチレン、ビニル安息香酸メチル、α−メチルスチレンなどが挙げられる。 Examples of the styrenes include styrene, methyl styrene, dimethyl styrene, trimethyl styrene, ethyl styrene, isopropyl styrene, butyl styrene, hydroxy styrene, methoxy styrene, butoxy styrene, acetoxy styrene, chlorostyrene, dichlorostyrene, bromostyrene, chloro Examples include methylstyrene, hydroxystyrene protected with a group that can be deprotected by an acidic substance (for example, t-Boc and the like), methyl vinylbenzoate, α-methylstyrene, and the like.
前記ビニルエーテル類としては、例えば、メチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテルなどが挙げられる。 Examples of the vinyl ethers include methyl vinyl ether, butyl vinyl ether, hexyl vinyl ether, and methoxyethyl vinyl ether.
前記官能基を有するビニルモノマーの合成方法としては、例えば、イソシアナート基と水酸基又はアミノ基の付加反応が挙げられ、具体的には、イソシアナート基を有するモノマーと、水酸基を1個含有する化合物又は1級若しくは2級アミノ基を1個有する化合物との付加反応、水酸基を有するモノマー又は1級若しくは2級アミノ基を有するモノマーと、モノイソシアネートとの付加反応が挙げられる。 Examples of the method for synthesizing the vinyl monomer having a functional group include an addition reaction of an isocyanate group and a hydroxyl group or an amino group, specifically, a monomer having an isocyanate group and a compound containing one hydroxyl group. Alternatively, an addition reaction with a compound having one primary or secondary amino group, an addition reaction between a monomer having a hydroxyl group or a monomer having a primary or secondary amino group, and a monoisocyanate can be given.
前記イソシアナート基を有するモノマーとしては、例えば、下記構造式(2)〜(4)で表される化合物が挙げられる。
但し、前記構造式(2)〜(4)中、R1は水素原子又はメチル基を表す。 However, in the structural formulas (2) to (4), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group.
前記モノイソシアネートとしては、例えば、シクロヘキシルイソシアネート、n−ブチルイソシアネート、トルイルイソシアネート、ベンジルイソシアネート、フェニルイソシアネート等が挙げられる。 Examples of the monoisocyanate include cyclohexyl isocyanate, n-butyl isocyanate, toluyl isocyanate, benzyl isocyanate, and phenyl isocyanate.
前記水酸基を有するモノマーとしては、例えば、下記構造式(5)〜(13)で表される化合物が挙げられる。
但し、前記構造式(5)〜(13)中、R1は水素原子又はメチル基を表し、nは1以上の整数を表す。 However, in the structural formulas (5) to (13), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and n represents an integer of 1 or more.
前記水酸基を1個含有する化合物としては、例えば、アルコール類(例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、i―プロパノール、n−ブタノール、sec−ブタノール、t−ブタノール、n−ヘキサノール、2−エチルヘキサノール、n−デカノール、n−ドデカノール、n−オクタデカノール、シクロペンタノール、シクロへキサノール、ベンジルアルコール、フェニルエチルアルコール等)、フェノール類(例えば、フェノール、クレゾール、ナフトール等)、更に置換基を含むものとして、フロロエタノール、トリフロロエタノール、メトキシエタノール、フェノキシエタノール、クロロフェノール、ジクロロフェノール、メトキシフェノール、アセトキシフェノール等が挙げられる。 Examples of the compound containing one hydroxyl group include alcohols (for example, methanol, ethanol, n-propanol, i-propanol, n-butanol, sec-butanol, t-butanol, n-hexanol, 2-ethylhexanol). , N-decanol, n-dodecanol, n-octadecanol, cyclopentanol, cyclohexanol, benzyl alcohol, phenylethyl alcohol, etc.), phenols (eg, phenol, cresol, naphthol, etc.), and further containing substituents Examples thereof include fluoroethanol, trifluoroethanol, methoxyethanol, phenoxyethanol, chlorophenol, dichlorophenol, methoxyphenol, acetoxyphenol, and the like.
前記1級又は2級アミノ基を有するモノマーとしては、例えば、ビニルベンジルアミンなどが挙げられる。 Examples of the monomer having a primary or secondary amino group include vinylbenzylamine.
前記1級又は2級アミノ基を1個含有する化合物としては、例えば、アルキルアミン(メチルアミン、エチルアミン、n−プロピルアミン、i―プロピルアミン、n−ブチルアミン、sec−ブチルアミン、t−ブチルアミン、ヘキシルアミン、2−エチルヘキシルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、オクタデシルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジブチルアミン、ジオクチルアミン)、環状アルキルアミン(シクロペンチルアミン、シクロへキシルアミン等)、アラルキルアミン(ベンジルアミン、フェネチルアミン等)、アリールアミン(アニリン、トルイルアミン、キシリルアミン、ナフチルアミン等)、更にこれらの組合せ(N−メチル−N−ベンジルアミン等)、更に置換基を含むアミン(トリフロロエチルアミン、ヘキサフロロイソプロピルアミン、メトキシアニリン、メトキシプロピルアミン等)などが挙げられる。 Examples of the compound containing one primary or secondary amino group include alkylamines (methylamine, ethylamine, n-propylamine, i-propylamine, n-butylamine, sec-butylamine, t-butylamine, hexyl). Amine, 2-ethylhexylamine, decylamine, dodecylamine, octadecylamine, dimethylamine, diethylamine, dibutylamine, dioctylamine), cyclic alkylamine (cyclopentylamine, cyclohexylamine, etc.), aralkylamine (benzylamine, phenethylamine, etc.), Arylamines (aniline, toluylamine, xylylamine, naphthylamine, etc.), combinations thereof (N-methyl-N-benzylamine, etc.), and amines containing substituents (trifluoroethylamino , Hexafluoro isopropyl amine, methoxyaniline, methoxypropylamine and the like) and the like.
また、上記以外の前記その他の共重合可能なモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、スチレン、クロルスチレン、ブロモスチレン、ヒドロキシスチレンなどが好適に挙げられる。 Examples of the other copolymerizable monomers other than those described above include, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic. Preferable examples include 2-ethylhexyl acid, styrene, chlorostyrene, bromostyrene, and hydroxystyrene.
前記その他の共重合可能なモノマーは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 The said other copolymerizable monomer may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
前記ビニル共重合体は、それぞれ相当するモノマーを公知の方法により常法に従って共重合させることで調製することができる。例えば、前記モノマーを適当な溶媒中に溶解し、ここにラジカル重合開始剤を添加して溶液中で重合させる方法(溶液重合法)を利用することにより調製することができる。また、水性媒体中に前記モノマーを分散させた状態でいわゆる乳化重合等で重合を利用することにより調製することができる。 The vinyl copolymer can be prepared by copolymerizing the corresponding monomers by a known method according to a conventional method. For example, it can be prepared by using a method (solution polymerization method) in which the monomer is dissolved in a suitable solvent and a radical polymerization initiator is added thereto to polymerize in a solution. Moreover, it can prepare by utilizing superposition | polymerization by what is called emulsion polymerization etc. in the state which disperse | distributed the said monomer in the aqueous medium.
前記溶液重合法で用いられる適当な溶媒としては、特に制限はなく、使用するモノマー、及び生成する共重合体の溶解性等に応じて適宜選択することができ、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、1−メトキシ−2−プロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メトキシプロピルアセテート、乳酸エチル、酢酸エチル、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、クロロホルム、トルエンなどが挙げられる。これらの溶媒は、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 The suitable solvent used in the solution polymerization method is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the monomer used and the solubility of the copolymer to be produced. For example, methanol, ethanol, propanol, Examples include isopropanol, 1-methoxy-2-propanol, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methoxypropyl acetate, ethyl lactate, ethyl acetate, acetonitrile, tetrahydrofuran, dimethylformamide, chloroform, toluene and the like. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
前記ラジカル重合開始剤としては、特に制限はなく、例えば、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)(AIBN)、2,2’−アゾビス−(2,4’−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物、ベンゾイルパーオキシド等の過酸化物、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩などが挙げられる。 The radical polymerization initiator is not particularly limited, and examples thereof include 2,2′-azobis (isobutyronitrile) (AIBN) and 2,2′-azobis- (2,4′-dimethylvaleronitrile). Examples thereof include peroxides such as azo compounds and benzoyl peroxide, and persulfates such as potassium persulfate and ammonium persulfate.
前記ビニル共重合体におけるカルボキシル基を有する重合性化合物の含有率としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、5〜50モル%が好ましく、10〜40モル%がより好ましく、15〜35モル%が特に好ましい。
前記含有率が、5モル%未満であると、アルカリ水への現像性が不足することがあり、50モル%を超えると、硬化部(画像部)の現像液耐性が不足することがある。
There is no restriction | limiting in particular as content rate of the polymeric compound which has a carboxyl group in the said vinyl copolymer, Although it can select suitably according to the objective, For example, 5-50 mol% is preferable, 10-40 mol % Is more preferable, and 15 to 35 mol% is particularly preferable.
If the content is less than 5 mol%, the developability to alkaline water may be insufficient, and if it exceeds 50 mol%, the developer resistance of the cured portion (image portion) may be insufficient.
前記カルボキシル基を有するバインダーの分子量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、質量平均分子量として、2,000〜300,000が好ましく、4,000〜150,000がより好ましい。
前記質量平均分子量が、2,000未満であると、膜の強度が不足しやすく、また安定な製造が困難になることがあり、300,000を超えると、現像性が低下することがある。
There is no restriction | limiting in particular as molecular weight of the binder which has the said carboxyl group, Although it can select suitably according to the objective, For example, 2,000-300,000 are preferable as a mass mean molecular weight, 4,000-150 1,000 is more preferable.
When the mass average molecular weight is less than 2,000, the strength of the film tends to be insufficient and stable production may be difficult, and when it exceeds 300,000, developability may be deteriorated.
前記カルボキシル基を有するバインダーは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。前記バインダーを2種以上併用する場合としては、例えば、異なる共重合成分からなる2種以上のバインダー、異なる質量平均分子量の2種以上のバインダー、異なる分散度の2種以上のバインダー、などの組合せが挙げられる。 The binder which has the said carboxyl group may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. Examples of the case where two or more binders are used in combination include, for example, a combination of two or more binders composed of different copolymer components, two or more binders having different mass average molecular weights, and two or more binders having different dispersities. Is mentioned.
前記カルボキシル基を有するバインダーは、そのカルボキシル基の一部又は全部が塩基性物質で中和されていてもよい。また、前記バインダーは、さらにポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルアルコール、ゼラチン等の構造の異なる樹脂を併用してもよい。 The binder having a carboxyl group may be partially or entirely neutralized with a basic substance. The binder may be used in combination with resins having different structures such as polyester resin, polyamide resin, polyurethane resin, epoxy resin, polyvinyl alcohol, and gelatin.
また、前記バインダーとしては、特許2873889号明細書等に記載のアルカリ性液に可溶な樹脂などを用いることができる。 In addition, as the binder, a resin soluble in an alkaline liquid described in Japanese Patent No. 2873890 can be used.
前記感光層における前記バインダーの含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、10〜90質量%が好ましく、20〜80質量%がより好ましく、40〜80質量%が特に好ましい。
前記含有量が10質量%未満であると、アルカリ現像性やプリント配線板形成用基板(例えば、銅張積層板)との密着性が低下することがあり、90質量%を超えると、現像時間に対する安定性や、硬化膜(テント膜)の強度が低下することがある。なお、前記含有量は、前記バインダーと必要に応じて併用される高分子結合剤との合計の含有量であってもよい。
There is no restriction | limiting in particular as content of the said binder in the said photosensitive layer, Although it can select suitably according to the objective, For example, 10-90 mass% is preferable, 20-80 mass% is more preferable, 40- 80% by mass is particularly preferred.
When the content is less than 10% by mass, alkali developability and adhesion to a printed wiring board forming substrate (for example, a copper-clad laminate) may be deteriorated. Stability and strength of the cured film (tent film) may be reduced. The content may be the total content of the binder and the polymer binder used in combination as necessary.
前記バインダーがガラス転移温度を有する物質である場合、該ガラス転移温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記パターン形成材料のタック、エッジフュージョン、及び前記支持体の剥離性の少なくともいずれかの観点から、80℃以上が好ましく、100℃以上がより好ましく、120℃以上が特に好ましい。
前記ガラス転移温度が80℃未満となると、前記パターン形成材料のタックが増加したり、前記支持体の剥離性が悪化したりすることがある。
When the binder is a substance having a glass transition temperature, the glass transition temperature is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose.For example, the pattern forming material tack, edge fusion, and In view of at least one of the peelability of the support, 80 ° C. or higher is preferable, 100 ° C. or higher is more preferable, and 120 ° C. or higher is particularly preferable.
If the glass transition temperature is less than 80 ° C., the tack of the pattern forming material may increase or the peelability of the support may deteriorate.
前記バインダーの酸価としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、70〜250mgKOH/gが好ましく、90〜200mgKOH/gがより好ましく、100〜180mgKOH/gが特に好ましい。
前記酸価が、70mgKOH/g未満であると、現像性が不足したり、解像性が劣り、配線パターン等の永久パターンを高精細に得ることができないことがあり、250mgKOH/gを超えると、パターンの耐現像液性及び密着性の少なくともいずれかが悪化し、配線パターン等の永久パターンを高精細に得ることができないことがある。
The acid value of the binder is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, it is preferably 70 to 250 mgKOH / g, more preferably 90 to 200 mgKOH / g, and 100 to 180 mgKOH / g. Particularly preferred.
When the acid value is less than 70 mgKOH / g, developability may be insufficient, resolution may be inferior, and permanent patterns such as wiring patterns may not be obtained with high definition. When the acid value exceeds 250 mgKOH / g In some cases, at least one of the developer resistance and adhesion of the pattern deteriorates, and a permanent pattern such as a wiring pattern cannot be obtained with high definition.
〔重合性化合物〕
前記重合性化合物としては、分子中に少なくとも重合性基を1つ有する化合物を含有することが必要であり、分子中に重合性基を2つ有する化合物、分子中に重合性基を3つ以上有する化合物、更に必要に応じてその他の重合性化合物を含有してなる。
[Polymerizable compound]
As the polymerizable compound, it is necessary to contain a compound having at least one polymerizable group in the molecule, a compound having two polymerizable groups in the molecule, and three or more polymerizable groups in the molecule. And a compound having another polymerizable compound as required.
前記重合性化合物としては、分子中に重合性基を1つ有する化合物を含有していれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、(1)前記分子中に重合性基を1つ有する化合物と前記分子中に重合性基を2つ有する化合物との組み合わせ、(2)前記分子中に重合性基を1つ有する化合物と分子中に重合性基を3つ以上有する化合物との組み合わせ、(3)前記分子中に重合性基を1つ有する化合物と前記分子中に重合性基を2つ有する化合物と前記分子中に重合性基を3つ以上有する化合物との組み合わせ、(4)前記(1)から(3)のいずれかの化合物とその他の重合性化合物との組み合わせ、又は(5)分子中に重合性基を1つ有する化合物とその他の重合性化合物との組み合わせ、などが好適に挙げられる。 The polymerizable compound is not particularly limited as long as it contains a compound having one polymerizable group in the molecule, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, (1) in the molecule A combination of a compound having one polymerizable group and a compound having two polymerizable groups in the molecule; (2) a compound having one polymerizable group in the molecule and three polymerizable groups in the molecule; (3) a compound having one polymerizable group in the molecule, a compound having two polymerizable groups in the molecule, and a compound having three or more polymerizable groups in the molecule; (4) A combination of any one of the compounds (1) to (3) and another polymerizable compound, or (5) a compound having one polymerizable group in the molecule and another polymerizable compound. A combination with That.
前記重合性基としては、例えば、エチレン性不飽和結合(例えば、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリルアミド基、スチリル基、ビニルエステルやビニルエーテル等のビニル基、アリルエーテルやアリルエステル等のアリル基など)、重合可能な環状エーテル基(例えば、エポキシ基、オキセタン基等)などが挙げられ、これらの中でもエチレン性不飽和結合が好ましい。 Examples of the polymerizable group include an ethylenically unsaturated bond (for example, (meth) acryloyl group, (meth) acrylamide group, styryl group, vinyl group such as vinyl ester and vinyl ether, allyl group such as allyl ether and allyl ester). Etc.) and a polymerizable cyclic ether group (for example, epoxy group, oxetane group, etc.) and the like. Among these, an ethylenically unsaturated bond is preferable.
前記分子中に重合性基を少なくとも1つ有する化合物は、ポリアルキレンオキシド基を有することが好ましい。
また、前記重合性化合物は、ウレタン基及びアリール基の少なくともいずれかを有する化合物を含むことが好ましい。
The compound having at least one polymerizable group in the molecule preferably has a polyalkylene oxide group.
Moreover, it is preferable that the said polymeric compound contains the compound which has at least any one of a urethane group and an aryl group.
−分子中に重合性基を1つ有する化合物−
前記分子中に重合性基を1つ有する化合物としては、例えば、前記バインダーの原料として例示した化合物(これらの中でも常圧での沸点が100℃以上の化合物が好ましく、150℃以上の化合物がより好ましい)、などが好適に挙げられる。
また、特開平6−236031号公報に記載されている2塩基のモノ((メタ)アクリロイルオキシアルキルエステル)モノ(ハロヒドロキシアルキルエステル)等の分子中に重合性基を1つ有する化合物(例えば、γ−クロロ−β−ヒドロキシプロピル−β′−メタクリロイルオキシエチル−o−フタレート等)、特許第2744643号公報、国際公開第00/52529号パンフレット、特許第2548016号公報等に記載の化合物、などが挙げられる。
また、3−フェノキシ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、イソボルミル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、N−アリール置換(メタ)アクリルアミド(例えば、N−フェニル(メタ)アクリルアミドなど)、N−アラルキル置換(メタ)アクリルアミド(例えば、N−ベンジル(メタ)アクリルアミド)、シクヘキサンジメタノールモノアクリレート、などが挙げられる。
-Compound having one polymerizable group in the molecule-
Examples of the compound having one polymerizable group in the molecule include, for example, the compounds exemplified as the raw material of the binder (a compound having a boiling point of 100 ° C. or higher at normal pressure is preferable, and a compound having a temperature of 150 ° C. or higher is more preferable. And the like are preferred.
Further, compounds having one polymerizable group in the molecule such as a dibasic mono ((meth) acryloyloxyalkyl ester) mono (halohydroxyalkyl ester) described in JP-A-6-236031 (for example, γ-chloro-β-hydroxypropyl-β′-methacryloyloxyethyl-o-phthalate, etc.), compounds described in Japanese Patent No. 2774443, International Publication No. 00/52529 pamphlet, Japanese Patent No. 2548016, etc. Can be mentioned.
Moreover, 3-phenoxy-2-hydroxypropyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, adamantyl (meth) acrylate, N-aryl substituted (meth) acrylamide (for example, N-phenyl (meth) acrylamide etc.), N- Examples include aralkyl-substituted (meth) acrylamide (for example, N-benzyl (meth) acrylamide), cyclohexanedimethanol monoacrylate, and the like.
また、前記分子中に重合性基を1つ有する化合物としては、例えば、下記構造式(i)で表される分子中に重合性基を1つ有し、かつポリアルキレンオキシド鎖を有する化合物も好適である。
Xは、炭素原子数が2〜6のアルキレン基を表し、環状構造よりも鎖状構造を有していることが好ましい。鎖状アルキレン基は、分岐を有していてもよい。該アルキレン基としては、例えば、エチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、などが挙げられる。
nは、1〜30の整数であって、nが2以上の場合、複数の(−X−O−)は互いに同一であっても、異なってもよく、(−X−O−)は互いに異なる場合には、例えば、エチレン基とプロピレン基との組み合わせなどが挙げられる。
Examples of the compound having one polymerizable group in the molecule include a compound having one polymerizable group in the molecule represented by the following structural formula (i) and having a polyalkylene oxide chain. Is preferred.
X represents an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, and preferably has a chain structure rather than a cyclic structure. The chain alkylene group may have a branch. Examples of the alkylene group include an ethylene group, a propylene group, a tetramethylene group, a pentamethylene group, and a hexamethylene group.
n is an integer of 1 to 30, and when n is 2 or more, a plurality of (—X—O—) may be the same as or different from each other, and (—X—O—) may be When they are different, for example, a combination of an ethylene group and a propylene group can be used.
R2としては、例えば、アルキル基、アリール基、アラルキル基などが挙げられ、これらの基は更に置換基により置換されていてもよい。
前記アルキル基としては、炭素数が1〜20のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、2−エチルヘキシル基、ドデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、などが挙げられる。該アルキル基は、置換基を有してもよく、分岐や環構造を有していてもよい。
前記アラルキル基としては、例えば、ベンジル基、フェネチル基、などが挙げられる。該アラルキル基は置換基を有していてもよい。
前記アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、トリル基、キシリル基、エチルフェニル基、メトキシフェニル基、プロピルフェニル基、ブチルフェニル基、t−ブチルフェニル基、オクチルフェニル基、ノニルフェニル基、クロロフェニル基、シアノフェニル基、ジブロモフェニル基、トリブロモフェニル基、ビフェニリル基、ベンジルフェニル基、α−ジメチル−ベンジルフェニル基、などが挙げられる。該アリール基は置換基を有していてもよい。
Examples of R 2 include an alkyl group, an aryl group, and an aralkyl group, and these groups may be further substituted with a substituent.
Examples of the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a hexyl group, a cyclohexyl group, a 2-ethylhexyl group, a dodecyl group, a hexadecyl group, and an octadecyl group. Is mentioned. The alkyl group may have a substituent and may have a branch or a ring structure.
Examples of the aralkyl group include benzyl group and phenethyl group. The aralkyl group may have a substituent.
Examples of the aryl group include phenyl group, naphthyl group, tolyl group, xylyl group, ethylphenyl group, methoxyphenyl group, propylphenyl group, butylphenyl group, t-butylphenyl group, octylphenyl group, nonylphenyl group, Examples include chlorophenyl group, cyanophenyl group, dibromophenyl group, tribromophenyl group, biphenylyl group, benzylphenyl group, α-dimethyl-benzylphenyl group, and the like. The aryl group may have a substituent.
前記アルキル基、アラルキル基、及びアリール基における置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アリール基、アルケニル基、アルコキシ基、シアノ基、などが挙げられる。
前記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、などが挙げられる。
前記アリール基は、総炭素数6〜20が好ましく、6〜14がより好ましい。該アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、メトキシフェニル基、などが挙げられる。
前記アルケニル基としては、総炭素数2〜10が好ましく、2〜6がより好ましい。該アルケニル基としては、例えば、エチニル基、プロペニル基、ブチリル基などが挙げられる。
前記アルコキシ基としては、分岐していてもよい、総炭素数1〜10が好ましく、1〜5がより好ましい。該アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、2−メチルプロピルオキシ基、ブトキシ基などが挙げられる。
Examples of the substituent in the alkyl group, aralkyl group, and aryl group include a halogen atom, an aryl group, an alkenyl group, an alkoxy group, and a cyano group.
Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, and a bromine atom.
The aryl group preferably has a total carbon number of 6 to 20, and more preferably 6 to 14. Examples of the aryl group include a phenyl group, a naphthyl group, an anthracenyl group, a methoxyphenyl group, and the like.
As said alkenyl group, C2-C10 is preferable and 2-6 are more preferable. Examples of the alkenyl group include ethynyl group, propenyl group, butyryl group and the like.
As said alkoxy group, 1-10 total carbon atoms which may be branched are preferable, and 1-5 are more preferable. Examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, a propyloxy group, a 2-methylpropyloxy group, and a butoxy group.
前記構造式(i)で表される分子中に重合性基を1つ有する化合物としては、具体的には、下記構造式で表される化合物、などが挙げられる。ただし、下記式中、Rは水素原子又はメチル基を表す。nは1〜30の整数を表し、m及びLはそれぞれ1以上の整数を表し、m+Lは1〜30の整数を表す。Meはメチル基、Buはブチル基を表す。
前記分子中に重合性基を1つ有する化合物の前記重合性化合物中における含有量は、0.1〜40質量%が好ましく、1〜30質量%がより好ましく、1〜25質量%が更に好ましい。前記含有量が0.1質量%未満であると、剥離性や現像ラチチュード改良の効果が不十分になる場合があり、40質量%を超えると、解像、密着性、テント性などが悪化する場合がある。 The content of the compound having one polymerizable group in the molecule in the polymerizable compound is preferably 0.1 to 40% by mass, more preferably 1 to 30% by mass, and still more preferably 1 to 25% by mass. . If the content is less than 0.1% by mass, the effect of improving the peelability and development latitude may be insufficient, and if it exceeds 40% by mass, resolution, adhesion, tent properties, etc. are deteriorated. There is a case.
−分子中に重合性基を2つ有する化合物−
前記分子中に重合性基を2つ有する化合物としては、分子中に重合性基を2つ有すれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ウレタン基及びアリール基の少なくともいずれかを有し、かつ重合性基を2つ有する化合物(モノマー又はオリゴマー)が好適に挙げられる。
-Compound having two polymerizable groups in the molecule-
The compound having two polymerizable groups in the molecule is not particularly limited as long as it has two polymerizable groups in the molecule, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, a urethane group and an aryl group A compound (monomer or oligomer) having at least one of the above and having two polymerizable groups is preferred.
−−ウレタン基を有し、かつ重合性基を2つ有する化合物−−
前記ウレタン基を有し、かつ重合性基を2つ有する化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、分子中に2個のイソシアネート基を有するジイソシアネート化合物と分子中に水酸基を有するビニルモノマーとの付加物などが挙げられる。
--A compound having a urethane group and two polymerizable groups--
The compound having a urethane group and two polymerizable groups is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a diisocyanate compound having two isocyanate groups in the molecule and Examples include adducts with vinyl monomers having a hydroxyl group in the molecule.
前記ジイソシアネート化合物としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート、ジフェニルジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、3,3’ジメチル−4,4’−ジフェニルジイソシアネート等のジイソシアネート;該ジイソシアネートを更に2官能アルコールとの重付加物(この場合も両末端はイソシアネート基)などが挙げられる。 Examples of the diisocyanate compound include hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, xylene diisocyanate, toluene diisocyanate, phenylene diisocyanate, norbornene diisocyanate, diphenyl diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, 3,3′dimethyl-4,4′-diphenyl. Examples thereof include diisocyanates such as diisocyanates; polyaddition products of the diisocyanates with bifunctional alcohols (in this case, both ends are isocyanate groups).
前記分子中に水酸基を有するビニルモノマーとしては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、オクタエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、テトラプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、オクタプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ジブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、トリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、テトラブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、オクタブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、などが挙げられる。 Examples of the vinyl monomer having a hydroxyl group in the molecule include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, diethylene glycol mono (meth) acrylate, and triethylene. Glycol mono (meth) acrylate, tetraethylene glycol mono (meth) acrylate, octaethylene glycol mono (meth) acrylate, polyethylene glycol mono (meth) acrylate, dipropylene glycol mono (meth) acrylate, tripropylene glycol mono (meth) acrylate , Tetrapropylene glycol mono (meth) acrylate, octapropylene glycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol mono (meth) Examples include acrylate, dibutylene glycol mono (meth) acrylate, tributylene glycol mono (meth) acrylate, tetrabutylene glycol mono (meth) acrylate, octabutylene glycol mono (meth) acrylate, and polybutylene glycol mono (meth) acrylate. It is done.
また、下記構造式(13)で表されるエチレンオキシドとプロピレンオキシドの共重合体(ランダム、ブロック等)などの異なるアルキレンオキシド部を有するジオール体の片末端(メタ)アクリレート化合物などが挙げられる。
前記構造式(13)において、R1及びR2は、それぞれ水素原子又はメチル基を表す。
X1及びX2は、アルキレンオキサイド基を表し、これらは1種単独でもよく、2種以上を併用してもよい。前記アルキレンオキサイド基としては、例えば、エチレンオキサイド基、プロピレンオキサイド基、ブチレンオキサイド基、ペンチレンオキサイド基、ヘキシレンオキサイド基、これらを組み合わせた基(ランダム、ブロックのいずれに組み合わされてもよい)などが好適に挙げられ、これらの中でも、エチレンオキサイド基、プロピレンオキサイド基、ブチレンオキサイド基、又はこれらの組み合わせた基が好ましく、エチレンオキサイド基、プロピレンオキサイド基が特に好ましい。
前記構造式(13)において、m1及びm2は、1〜30の整数を表し、2〜20が好ましく、4〜15がより好ましい。
In the structural formula (13), R 1 and R 2 each represent a hydrogen atom or a methyl group.
X 1 and X 2 represent an alkylene oxide group, and these may be used alone or in combination of two or more. Examples of the alkylene oxide group include an ethylene oxide group, a propylene oxide group, a butylene oxide group, a pentylene oxide group, a hexylene oxide group, and a group in which these are combined (may be combined in any of random or block). Among these, an ethylene oxide group, a propylene oxide group, a butylene oxide group, or a combination thereof is preferable, and an ethylene oxide group and a propylene oxide group are particularly preferable.
In the structural formula (13), m1 and m2 represent an integer of 1 to 30, preferably 2 to 20, and more preferably 4 to 15.
前記構造式(13)において、Y1は、炭素原子数2〜30の2価の有機基を表す。該有機基としては、例えば、アルキレン基、アリーレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、カルボニル基(−CO−)、酸素原子(−O−)、硫黄原子(−S−)、イミノ基(−NH−)、イミノ基の水素原子が1価の炭化水素基で置換された置換イミノ基、スルホニル基(−SO2−)又はこれらを組み合わせた基などが好適に挙げられる。これらの中でも、アルキレン基、アリーレン基、又はこれらを組み合わせた基が好ましい。
前記アルキレン基は、分岐構造又は環状構造を有していてもよく、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、ブチレン基、イソブチレン基、ペンチレン基、ネオペンチレン基、ヘキシレン基、トリメチルヘキシレン基、シクロへキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、2−エチルヘキシレン基、ノニレン基、デシレン基、ドデシレン基、オクタデシレン基、又は下記構造式で表されるいずれかの基などが好適に挙げられる。
The alkylene group may have a branched structure or a cyclic structure. For example, a methylene group, an ethylene group, a propylene group, an isopropylene group, a butylene group, an isobutylene group, a pentylene group, a neopentylene group, a hexylene group, Preferred examples include xylene group, cyclohexylene group, heptylene group, octylene group, 2-ethylhexylene group, nonylene group, decylene group, dodecylene group, octadecylene group, or any group represented by the following structural formula. It is done.
前記アリーレン基としては、炭化水素基で置換されていてもよく、例えば、フェニレン基、トリレン基、ジフェニレン基、ナフチレン基、又は下記構造式で表される基などが好適に挙げられる。
前記アルキレン基、アリーレン基、又はこれらを組み合わせた基は、更に置換基を有していてもよく、該置換基としては、例えば、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、アリール基、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、2−エトキシエトキシ基)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基)、アシル基(例えば、アセチル基、プロピオニル基)、アシルオキシ基(例えば、アセトキシ基、ブチリルオキシ基)、アルコキシカルボニル基(例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基)、アリールオキシカルボニル基(例えば、フェノキシカルボニル基)などが挙げられる。 The alkylene group, arylene group, or a combination thereof may further have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom (for example, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom). ), Aryl group, alkoxy group (for example, methoxy group, ethoxy group, 2-ethoxyethoxy group), aryloxy group (for example, phenoxy group), acyl group (for example, acetyl group, propionyl group), acyloxy group (for example, Acetoxy group, butyryloxy group), alkoxycarbonyl group (for example, methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group), aryloxycarbonyl group (for example, phenoxycarbonyl group) and the like.
前記構造式(13)で表される化合物としては、例えば、下記構造式(15)〜(21)で表される化合物などが好適に挙げられる。
−−アリール基を有し、かつ重合性基を2つ有する化合物−−
前記アリール基を有し、かつ重合性基を2つ有する化合物としては、例えば、アリール基を有する2価アルコール化合物、アリール基を有する2価アミン化合物、及びアリール基を有するアミノアルコール化合物の少なくともいずれかと不飽和カルボン酸とのエステル又はアミドなどが挙げられる。
--A compound having an aryl group and two polymerizable groups--
Examples of the compound having an aryl group and having two polymerizable groups include at least one of a dihydric alcohol compound having an aryl group, a divalent amine compound having an aryl group, and an amino alcohol compound having an aryl group. Examples thereof include esters and amides of heel and unsaturated carboxylic acids.
前記アリール基を有する2価アルコール化合物、アリール基を有する2価アミン化合物、又はアリール基を有するアミノアルコール化合物としては、例えば、ポリスチレンオキサイド、キシリレンジオール、ジ−(β−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、1,5−ジヒドロキシ−1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン、2、2−ジフェニル−1,3−プロパンジオール、ヒドロキシベンジルアルコール、ヒドロキシエチルレゾルシノール、1−フェニル−1,2−エタンジオール、2,3,5,6−テトラメチル−p−キシレン−α,α’−ジオール、1,1,4,4−テトラフェニル−1,4−ブタンジオール、1,1,4,4−テトラフェニル−2−ブチン−1,4−ジオール、1,1’−ビ−2−ナフトール、ジヒドロキシナフタレン、1,1’−メチレン−ジ−2−ナフトール、ビフェノール、2,2’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、ビス(ヒドロキシフェニル)メタン、カテコール、4−クロルレゾルシノール、ハイドロキノン、ヒドロキシベンジルアルコール、メチルハイドロキノン、レゾルシノール、α−(1−アミノエチル)−p−ヒドロキシベンジルアルコール、α−(1−アミノエチル)−p−ヒドロキシベンジルアルコール、3−アミノ−4−ヒドロキシフェニルスルホン、などが挙げられる。
また、これら以外にも、キシリレンビス(メタ)アクリルアミド、フタル酸などと分子中に水酸基を含有するビニルモノマーから得られるエステル化物、フタル酸ジアリル、ベンゼンジスルホン酸ジアリル、重合性モノマーとしてカチオン重合性のジビニルエーテル類(例えば、ビスフェノールAジビニルエーテル)、エポキシ化合物(例えば、ビスフェノールAジグリシジルエーテル等)、ビニルエステル類(例えば、ジビニルフタレート、ジビニルテレフタレート、ジビニルベンゼン−1,3−ジスルホネート等)、スチレン化合物(例えば、ジビニルベンゼン、p−アリルスチレン、p−イソプロペンスチレン等)が挙げられる。
これらの中でも、下記構造式(38)で表される化合物が好ましい。
In addition to these, esterified products obtained from vinyl monomers containing hydroxyl groups in the molecule such as xylylene bis (meth) acrylamide and phthalic acid, diallyl phthalate, diallyl benzenedisulfonate, and cationic polymerizable dimers as polymerizable monomers. Vinyl ethers (for example, bisphenol A divinyl ether), epoxy compounds (for example, bisphenol A diglycidyl ether), vinyl esters (for example, divinyl phthalate, divinyl terephthalate, divinylbenzene-1,3-disulfonate), styrene compounds (For example, divinylbenzene, p-allyl styrene, p-isopropene styrene, etc.).
Among these, the compound represented by the following structural formula (38) is preferable.
前記構造式(38)において、R4及びR5は、水素原子、又はアルキル基を表す。
前記構造式(38)において、X5及びX6は、アルキレンオキサイド基を表し、1種単独でもよく、2種以上を併用してもよい。該アルキレンオキサイド基としては、例えば、エチレンオキサイド基、プロピレンオキサイド基、ブチレンオキサイド基、ペンチレンオキサイド基、ヘキシレンオキサイド基、又はこれらを組み合わせた基(ランダム、ブロックのいずれに組み合わされてもよい)、などが好適に挙げられる。これらの中でも、エチレンオキサイド基、プロピレンオキサイド基、ブチレンオキサイド基、又はこれらを組み合わせた基が好ましく、エチレンオキサイド基、プロピレンオキサイド基が特に好ましい。
In the structural formula (38), R 4 and R 5 represent a hydrogen atom or an alkyl group.
In the structural formula (38), X 5 and X 6 represent an alkylene oxide group, which may be used alone or in combination of two or more. Examples of the alkylene oxide group include an ethylene oxide group, a propylene oxide group, a butylene oxide group, a pentylene oxide group, a hexylene oxide group, or a group obtained by combining these (may be combined in any of random or block). And the like. Among these, an ethylene oxide group, a propylene oxide group, a butylene oxide group, or a group obtained by combining these is preferable, and an ethylene oxide group and a propylene oxide group are particularly preferable.
前記構造式(38)において、m5及びm6は、1〜60の整数が好ましく、2〜30の整数がより好ましく、4〜15の整数が特に好ましい。
前記構造式(38)において、Tは、2価の連結基を表し、例えば、メチレン、エチレン、MeCMe、CF3CCF3、CO、SO2などが挙げられる。
In the structural formula (38), m5 and m6 are preferably an integer of 1 to 60, more preferably an integer of 2 to 30, and particularly preferably an integer of 4 to 15.
In the structural formula (38), T represents a divalent linking group, and examples thereof include methylene, ethylene, MeCMe, CF 3 CCF 3 , CO, and SO 2 .
前記構造式(38)において、Ar1及びAr2は、置換基を有していてもよいアリール基を表し、例えば、フェニレン基、ナフチレン基などが挙げられる。前記置換基としては、例えば、アルキル基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン基、アルコキシ基、又はこれらの組合せなどが挙げられる。 In the structural formula (38), Ar 1 and Ar 2 represent an aryl group which may have a substituent, and examples thereof include a phenylene group and a naphthylene group. Examples of the substituent include an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, a halogen group, an alkoxy group, or a combination thereof.
前記アリール基を有し、かつ重合性基を2つ有する化合物の具体例としては、2,2−ビス〔4−(3−(メタ)アクリルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル〕プロパン;2,2−ビス〔4−((メタ)アクリルオキシエトキシ)フェニル〕プロパン、フェノール性のOH基1個に置換させたエトキシ基の数が2〜20である2,2−ビス(4−((メタ)アクリロイルオキシポリエトキシ)フェニル)プロパン(例えば、2,2−ビス(4−((メタ)アクリロイルオキシジエトキシ)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−((メタ)アクリロイルオキシテトラエトキシ)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−((メタ)アクリロイルオキシペンタエトキシ)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−((メタ)アクリロイルオキシデカエトキシ)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−((メタ)アクリロイルオキシペンタデカエトキシ)フェニル)プロパン等)、2,2−ビス〔4−((メタ)アクリルオキシプロポキシ)フェニル〕プロパン;フェノール性のOH基1個に置換させたエトキシ基の数が2〜20である2,2−ビス(4−((メタ)アクリロイルオキシポリプロポキシ)フェニル)プロパン(例えば、2,2−ビス(4−((メタ)アクリロイルオキシジプロポキシ)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−((メタ)アクリロイルオキシテトラプロポキシ)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−((メタ)アクリロイルオキシペンタプロポキシ)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−((メタ)アクリロイルオキシデカプロポキシ)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−((メタ)アクリロイルオキシペンタデカプロポキシ)フェニル)プロパン等)、又はこれらの化合物のポリエーテル部位として同一分子中にポリエチレンオキシド骨格とポリプロピレンオキシド骨格の両方を含む化合物(例えば、国際公開第01/98832号パンフレットに記載の化合物、ビスフェノール骨格とウレタン基とを有する重合性化合物、などが挙げられる。
前記ビスフェノール骨格とウレタン基とを有する重合性化合物としては、例えば、ビスフェノールとエチレンオキシド又はプロピレンオキシド等の付加物、重付加物として得られる末端に水酸基を有する化合物にイソシアネート基と重合性基とを有する化合物(例えば、2−イソシアネートエチル(メタ)アクリレート、α、α−ジメチル−ビニルベンジルイソシアネート等)、などが挙げられる。なお、ビスフェノールA骨格に由来する部分をビスフェノールF又はビスフェノールS等に変更した化合物であってもよい。
Specific examples of the compound having an aryl group and two polymerizable groups include 2,2-bis [4- (3- (meth) acryloxy-2-hydroxypropoxy) phenyl] propane; 2-bis [4-((meth) acryloxyethoxy) phenyl] propane, 2,2-bis (4-((meth) having 2 to 20 ethoxy groups substituted with one phenolic OH group ) Acryloyloxypolyethoxy) phenyl) propane (eg, 2,2-bis (4-((meth) acryloyloxydiethoxy) phenyl) propane, 2,2-bis (4-((meth) acryloyloxytetraethoxy)) Phenyl) propane, 2,2-bis (4-((meth) acryloyloxypentaethoxy) phenyl) propane, 2,2-bis (4-((meth) acrylic) Yloxydecaethoxy) phenyl) propane, 2,2-bis (4-((meth) acryloyloxypentadecaethoxy) phenyl) propane), 2,2-bis [4-((meth) acryloxypropoxy) phenyl Propane; 2,2-bis (4-((meth) acryloyloxypolypropoxy) phenyl) propane having 2 to 20 ethoxy groups substituted with one phenolic OH group (for example, 2,2 -Bis (4-((meth) acryloyloxydipropoxy) phenyl) propane, 2,2-bis (4-((meth) acryloyloxytetrapropoxy) phenyl) propane, 2,2-bis (4-((meta ) Acryloyloxypentapropoxy) phenyl) propane, 2,2-bis (4-((meth) acryloyloxydecap) Poxy) phenyl) propane, 2,2-bis (4-((meth) acryloyloxypentadecapropoxy) phenyl) propane), or the polyether moiety of these compounds in the same molecule, a polyethylene oxide skeleton and a polypropylene oxide skeleton (For example, the compound as described in the international publication 01/98832 pamphlet, the polymeric compound which has a bisphenol skeleton and a urethane group, etc.) are mentioned.
Examples of the polymerizable compound having a bisphenol skeleton and a urethane group include an isocyanate group and a polymerizable group in a compound having a hydroxyl group at the terminal obtained as an adduct such as bisphenol and ethylene oxide or propylene oxide, or a polyaddition product. Compounds (for example, 2-isocyanatoethyl (meth) acrylate, α, α-dimethyl-vinylbenzyl isocyanate, etc.), and the like. In addition, the compound which changed the part originating in the bisphenol A frame | skeleton into bisphenol F or bisphenol S etc. may be sufficient.
また、市販品としては、例えば、新中村化学工業社製、BPE−200、BPE−500、BPE−1000)などが挙げられる。 Moreover, as a commercial item, Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd. make, BPE-200, BPE-500, BPE-1000) etc. are mentioned, for example.
これらの分子中に重合性基を2つ有する化合物は、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 These compounds having two polymerizable groups in the molecule may be used alone or in combination of two or more.
前記分子中に重合性基を2つ有する化合物の前記重合性化合物中における含有量は、60〜99質量%が好ましく、70〜99質量%がより好ましく、75〜99質量%が更に好ましい。 The content of the compound having two polymerizable groups in the molecule in the polymerizable compound is preferably 60 to 99% by mass, more preferably 70 to 99% by mass, and still more preferably 75 to 99% by mass.
−分子中に重合性基を3つ以上有する重合性化合物−
前記分子中に重合性基を3つ以上有する重合性化合物としては、分子中に重合性基を3つ以上有すれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ((メタ)アクリロイルオキシプロピル)エーテル、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、1,2,4−ブタントリオールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ソルビトールトリ(メタ)アクリレート、ソルビトールテトラ(メタ)アクリレート、ソルビトールペンタ(メタ)アクリレート、ソルビトールヘキサ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル等の多価グリシジル基含有化合物にα,β−不飽和カルボン酸を付加して得られる化合物、ジエチレントリアミントリス(メタ)アクリルアミド、などが挙げられる。
-Polymerizable compound having 3 or more polymerizable groups in the molecule-
The polymerizable compound having three or more polymerizable groups in the molecule is not particularly limited as long as it has three or more polymerizable groups in the molecule and can be appropriately selected according to the purpose. Methylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane tri ((meth) acryloyloxypropyl) ether, trimethylolethane tri (meth) acrylate, 1,2,4-butanetriol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) ) Acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, sorbitol tri (meth) acrylate, sorbitol tetra (meth) acrylate, sorbitol penta ( Α, β-unsaturated polyvalent glycidyl group-containing compounds such as acrylate, sorbitol hexa (meth) acrylate, glycerin tri (meth) acrylate, trimethylolpropane triglycidyl ether, pentaerythritol tetraglycidyl ether, glycerin triglycidyl ether Examples thereof include compounds obtained by adding carboxylic acid, diethylenetriamine tris (meth) acrylamide, and the like.
また、前記分子中に重合性基を3つ以上有する化合物としては、例えば、下記構造式(ii)で表される分子中に重合性基を3つ以上有し、かつポリアルキレンオキシド鎖を有する化合物も好適である。
Xは、炭素数2〜6の分岐を有してもよいアルキレン基を表し、該アルキレン基は1分子中で1種でも、2種以上(例えばエチレンとプロピレン)を含んでいてもよい。
nは1〜30の整数を表す。mは3以上の整数を表す。
Yは、m価(3価〜6価)の有機基を表し、例えば、下記構造式で表される基などが挙げられる。
X represents an alkylene group which may have a branch having 2 to 6 carbon atoms, and the alkylene group may contain one kind or two or more kinds (for example, ethylene and propylene) in one molecule.
n represents an integer of 1 to 30. m represents an integer of 3 or more.
Y represents an m-valent (trivalent to hexavalent) organic group, and examples thereof include a group represented by the following structural formula.
前記構造式(ii)で表される化合物としては、例えば、下記構造式(iii)〜(iv)で示される化合物が好適に挙げられる。
X1〜X3は、炭素数2〜6の分岐を有してもよいアルキレン基を表し、該アルキレン基は1分子中で1種でも、2種以上(例えば、エチレンとプロピレン)を含んでいてもよい。
n1〜n3は、1〜30の整数を表す。
Rは、1価の有機基を表し、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基;フェニル基、ナフチル基等のアリール基、などが挙げられる。
Preferred examples of the compound represented by the structural formula (ii) include compounds represented by the following structural formulas (iii) to (iv).
X 1 to X 3 represents an optionally branched alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, said alkylene group may in one in one molecule, two or more (e.g., ethylene and propylene) include May be.
n1-n3 represents the integer of 1-30.
R represents a monovalent organic group, and examples thereof include alkyl groups such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group; and aryl groups such as a phenyl group and a naphthyl group.
前記構造式(iii)及び(iv)で表される化合物としては、具体的には、下記構造式で表されるものが好適である。ただし、下記構造式中、Rは、水素原子又はメチル基を表す。n1、n2、及びn3は1〜30の整数を表す。m1、m2、及びm3、並びにL1、L2、及びL3は、それぞれ1以上の整数を表し、m1+L1、m2+L2、及びm3+L3は1〜30の整数を表す。
また、前記分子中に重合性基を3つ以上有する化合物としては、例えば、ウレタン基及びアリール基の少なくともいずれかを有し、かつ重合性基を3つ以上有する化合物が好適である。 Moreover, as a compound which has three or more polymeric groups in the said molecule | numerator, the compound which has at least any one of a urethane group and an aryl group and has three or more polymeric groups is suitable, for example.
−−ウレタン基を有し、かつ重合性基を3つ以上有する化合物−−
前記ウレタン基を有し、かつ重合性基を3つ以上有する化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、分子中に3個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物と分子中に水酸基を有するビニルモノマーとの付加物などが挙げられる。
--A compound having a urethane group and having three or more polymerizable groups--
There is no restriction | limiting in particular as a compound which has the said urethane group and 3 or more polymeric groups, According to the objective, it can select suitably, For example, polyisocyanate which has 3 or more isocyanate groups in a molecule | numerator is mentioned. Examples include adducts of an isocyanate compound and a vinyl monomer having a hydroxyl group in the molecule.
前記分子中に3個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート、ジフェニルジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、3,3’ジメチル−4,4’−ジフェニルジイソシアネート等のジイソシアネートとトリメチロールプロパン、ペンタエリトリトール、グリセリン等の多官能アルコール、又はこれらのエチレンオキシド付加物等の得られる多官能アルコールとの付加物(末端はイソシアネート基);該ジイソシアネートのビュレット体やイソシアヌレート等の3量体などが挙げられる。 Examples of the polyisocyanate compound having three or more isocyanate groups in the molecule include hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, xylene diisocyanate, toluene diisocyanate, phenylene diisocyanate, norbornene diisocyanate, diphenyl diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, Adducts (terminals) of diisocyanates such as 3,3′dimethyl-4,4′-diphenyl diisocyanate and polyfunctional alcohols such as trimethylolpropane, pentaerythritol, and glycerin, or obtained polyfunctional alcohols such as ethylene oxide adducts Is an isocyanate group); a burette or isocyanurate of the diisocyanate Like trimer.
前記分子中に水酸基を有するビニルモノマーとしては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、オクタエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、テトラプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、オクタプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ジブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、トリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、テトラブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、オクタブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリトリトールトリ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。また、エチレンオキシドとプロピレンオキシドの共重合体(ランダム、ブロック等)などの異なるアルキレンオキシド部を有するジオール体の片末端(メタ)アクリレート体などが挙げられる。 Examples of the vinyl monomer having a hydroxyl group in the molecule include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, diethylene glycol mono (meth) acrylate, and triethylene. Glycol mono (meth) acrylate, tetraethylene glycol mono (meth) acrylate, octaethylene glycol mono (meth) acrylate, polyethylene glycol mono (meth) acrylate, dipropylene glycol mono (meth) acrylate, tripropylene glycol mono (meth) acrylate , Tetrapropylene glycol mono (meth) acrylate, octapropylene glycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol mono (meth) Chryrate, dibutylene glycol mono (meth) acrylate, tributylene glycol mono (meth) acrylate, tetrabutylene glycol mono (meth) acrylate, octabutylene glycol mono (meth) acrylate, polybutylene glycol mono (meth) acrylate, trimethylolpropane Examples include di (meth) acrylate and pentaerythritol tri (meth) acrylate. Moreover, the one terminal (meth) acrylate body of the diol body which has different alkylene oxide parts, such as a copolymer (random, a block, etc.) of ethylene oxide and propylene oxide, etc. are mentioned.
また、前記ウレタン基を有するモノマーとしては、トリ((メタ)アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、エチレンオキシド変性イソシアヌル酸のトリ(メタ)アクリレート等のイソシアヌレート環を有する化合物が挙げられる。 Examples of the monomer having a urethane group include compounds having an isocyanurate ring such as tri ((meth) acryloyloxyethyl) isocyanurate and tri (meth) acrylate of ethylene oxide-modified isocyanuric acid.
また、3つ以上の重合性基と共にウレタン基を有する化合物、更にポリアルキレンオキシド鎖を有する化合物も好ましく用いられる。このような化合物としては、より具体的には、下記構造式(14)で表されるものが挙げられる。
前記構造式(14)において、R3は、それぞれ水素原子又はメチル基を表す。X3はアルキレンオキサイド基を表し、1種単独でもよく、2種以上を併用してもよい。m3は1〜30の整数、nは3以上の整数、Y2は2価の有機基、Zはn価の有機基を示す。 In the structural formula (14), R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group, respectively. X 3 represents an alkylene oxide group, which may be used alone or in combination of two or more. m3 is an integer of 1 to 30, n is an integer of 3 or more, Y2 is a divalent organic group, and Z is an n-valent organic group.
前記アルキレンオキサイド基としては、例えば、エチレンオキサイド基、プロピレンオキサイド基、ブチレンオキサイド基、ペンチレンオキサイド基、ヘキシレンオキサイド基、これらを組み合わせた基(ランダム、ブロックのいずれに組み合わされてもよい)などが好適に挙げられ、これらの中でも、エチレンオキサイド基、プロピレンオキサイド基、ブチレンオキサイド基、又はこれらの組み合わせた基が好ましく、エチレンオキサイド基、プロピレンオキサイド基がより好ましい。
前記構造式(14)中、m3は、1〜30の整数を表し、2〜20が好ましく、4〜15がより好ましい。
Examples of the alkylene oxide group include an ethylene oxide group, a propylene oxide group, a butylene oxide group, a pentylene oxide group, a hexylene oxide group, and a group in which these are combined (may be combined in any of random or block). Among these, an ethylene oxide group, a propylene oxide group, a butylene oxide group, or a combination thereof is preferable, and an ethylene oxide group and a propylene oxide group are more preferable.
In said structural formula (14), m3 represents the integer of 1-30, 2-20 are preferable and 4-15 are more preferable.
前記構造式(14)中、Y2は、炭素原子数2〜30の2価の有機基を表し、例えば、アルキレン基、アリーレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、カルボニル基(−CO−)、酸素原子(−O−)、硫黄原子(−S−)、イミノ基(−NH−)、イミノ基の水素原子が1価の炭化水素基で置換された置換イミノ基、スルホニル基(−SO2−)又はこれらを組み合わせた基などが好適に挙げられ、これらの中でも、アルキレン基、アリーレン基、又はこれらを組み合わせた基が好ましい。
前記アルキレン基は、分岐構造又は環状構造を有していてもよく、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、ブチレン基、イソブチレン基、ペンチレン基、ネオペンチレン基、ヘキシレン基、トリメチルヘキシレン基、シクロへキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、2−エチルヘキシレン基、ノニレン基、デシレン基、ドデシレン基、オクタデシレン基、又は下記構造式で表されるいずれかの基などが好適に挙げられる。
The alkylene group may have a branched structure or a cyclic structure. For example, a methylene group, an ethylene group, a propylene group, an isopropylene group, a butylene group, an isobutylene group, a pentylene group, a neopentylene group, a hexylene group, Preferred examples include xylene group, cyclohexylene group, heptylene group, octylene group, 2-ethylhexylene group, nonylene group, decylene group, dodecylene group, octadecylene group, or any group represented by the following structural formula. It is done.
前記アリーレン基としては、炭化水素基で置換されていてもよく、例えば、フェニレン基、トリレン基、ジフェニレン基、ナフチレン基、又は下記構造式で表される基などが好適に挙げられる。
前記アルキレン基、アリーレン基、又はこれらを組み合わせた基は、更に置換基を有していてもよく、該置換基としては、例えば、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、アリール基、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、2−エトキシエトキシ基)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基)、アシル基(例えば、アセチル基、プロピオニル基)、アシルオキシ基(例えば、アセトキシ基、ブチリルオキシ基)、アルコキシカルボニル基(例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基)、アリールオキシカルボニル基(例えば、フェノキシカルボニル基)などが挙げられる。
前記構造式(14)中、Y1は、炭素原子数2〜30の2価の有機基を表し、例えば、アルキレン基、アリーレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、カルボニル基(−CO−)、酸素原子(−O−)、硫黄原子(−S−)、イミノ基(−NH−)、イミノ基の水素原子が1価の炭化水素基で置換された置換イミノ基、スルホニル基(−SO2−)又はこれらを組み合わせた基などが好適に挙げられ、これらの中でも、アルキレン基、アリーレン基、又はこれらを組み合わせた基が好ましい。
The alkylene group, arylene group, or a combination thereof may further have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom (for example, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom). ), Aryl group, alkoxy group (for example, methoxy group, ethoxy group, 2-ethoxyethoxy group), aryloxy group (for example, phenoxy group), acyl group (for example, acetyl group, propionyl group), acyloxy group (for example, Acetoxy group, butyryloxy group), alkoxycarbonyl group (for example, methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group), aryloxycarbonyl group (for example, phenoxycarbonyl group) and the like.
In the structural formula (14), Y 1 represents a divalent organic group having 2 to 30 carbon atoms. For example, an alkylene group, an arylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, a carbonyl group (—CO—), oxygen An atom (—O—), a sulfur atom (—S—), an imino group (—NH—), a substituted imino group in which the hydrogen atom of the imino group is substituted with a monovalent hydrocarbon group, a sulfonyl group (—SO 2 —) ) Or a combination of these, and the like. Among these, an alkylene group, an arylene group, or a combination of these is preferable.
前記構造式(14)中、nは3〜6の整数を表し、重合性モノマーを合成するための原料供給性などの観点から、3、4又は6が好ましい。 In the structural formula (14), n represents an integer of 3 to 6, and 3, 4 or 6 is preferable from the viewpoint of feedability of raw materials for synthesizing a polymerizable monomer.
前記構造式(14)中、Zはn価(3価〜6価)の連結基を表し、例えば、下記構造式で表されるいずれかの基などが挙げられる。
前記Aとしては、例えば、n価の脂肪族基、n価の芳香族基、又はこれらとアルキレン基、アリーレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、カルボニル基、酸素原子、硫黄原子、イミノ基、イミノ基の水素原子が1価の炭化水素基で置換された置換イミノ基、又はスルホニル基とを組み合わせた基が好ましく、n価の脂肪族基、n価の芳香族基、又はこれらとアルキレン基、アリーレン基、酸素原子とを組み合わせた基がより好ましく、n価の脂肪族基、n価の脂肪族基とアルキレン基、酸素原子とを組み合わせた基が特に好ましい。 Examples of A include an n-valent aliphatic group, an n-valent aromatic group, and an alkylene group, an arylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, a carbonyl group, an oxygen atom, a sulfur atom, an imino group, and an imino group. Are preferably a combination of a substituted imino group in which the hydrogen atom is substituted with a monovalent hydrocarbon group or a sulfonyl group, an n-valent aliphatic group, an n-valent aromatic group, or an alkylene group or arylene A group in which a group and an oxygen atom are combined is more preferable, and an n-valent aliphatic group, and a group in which an n-valent aliphatic group is combined with an alkylene group and an oxygen atom are particularly preferable.
前記Aの炭素原子数としては、例えば、1〜100の整数が好ましく、1〜50の整数がより好ましく、3〜30の整数が特に好ましい。 The number of carbon atoms of A is, for example, preferably an integer of 1 to 100, more preferably an integer of 1 to 50, and particularly preferably an integer of 3 to 30.
前記n価の脂肪族基としては、分岐構造又は環状構造を有していてもよい。
前記脂肪族基の炭素原子数としては、例えば、1〜30の整数が好ましく、1〜20の整数がより好ましく、3〜10の整数が特に好ましい。
前記芳香族基の炭素原子数としては、6〜100の整数が好ましく、6〜50の整数がより好ましく、6〜30の整数が特に好ましい。
The n-valent aliphatic group may have a branched structure or a cyclic structure.
As a carbon atom number of the said aliphatic group, the integer of 1-30 is preferable, for example, the integer of 1-20 is more preferable, and the integer of 3-10 is especially preferable.
The number of carbon atoms of the aromatic group is preferably an integer of 6 to 100, more preferably an integer of 6 to 50, and particularly preferably an integer of 6 to 30.
前記n価の脂肪族基、又は芳香族基は、更に置換基を有していてもよく、該置換基としては、例えば、ヒドロキシル基、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、アリール基、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、2−エトキシエトキシ基)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基)、アシル基(例えば、アセチル基、プロピオニル基)、アシルオキシ基(例えば、アセトキシ基、ブチリルオキシ基)、アルコキシカルボニル基(例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基)、アリールオキシカルボニル基(例えば、フェノキシカルボニル基)などが挙げられる。 The n-valent aliphatic group or aromatic group may further have a substituent. Examples of the substituent include a hydroxyl group, a halogen atom (for example, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, Iodine atom), aryl group, alkoxy group (for example, methoxy group, ethoxy group, 2-ethoxyethoxy group), aryloxy group (for example, phenoxy group), acyl group (for example, acetyl group, propionyl group), acyloxy group ( Examples thereof include an acetoxy group, a butyryloxy group), an alkoxycarbonyl group (for example, a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group), an aryloxycarbonyl group (for example, a phenoxycarbonyl group), and the like.
前記アルキレン基は、分岐構造又は環状構造を有していてもよい。
前記アルキレン基の炭素原子数としては、例えば、1〜18の整数が好ましく、1〜10の整数がより好ましい。
The alkylene group may have a branched structure or a cyclic structure.
As a carbon atom number of the said alkylene group, the integer of 1-18 is preferable, for example, and the integer of 1-10 is more preferable.
前記アリーレン基は、炭化水素基で更に置換されていてもよい。
前記アリーレン基の炭素原子数としては、6〜18の整数が好ましく、6〜10の整数がより好ましい。
The arylene group may be further substituted with a hydrocarbon group.
As the number of carbon atoms of the arylene group, an integer of 6 to 18 is preferable, and an integer of 6 to 10 is more preferable.
前記置換イミノ基の1価の炭化水素基の炭素原子数としては、1〜18の整数が好ましく、1〜10の整数がより好ましい。 As a carbon atom number of the monovalent hydrocarbon group of the said substituted imino group, the integer of 1-18 is preferable and the integer of 1-10 is more preferable.
以下に、前記Aの好ましい例としては、下記構造式で表される通りである。
前記構造式(14)で表される化合物としては、例えば下記構造式(22)〜(37)で表される化合物などが挙げられる。
−−アリール基を有し、かつ重合性基を3つ以上有する化合物−−
前記アリール基を有し、かつ重合性基を3つ以上有する化合物としては、例えば、アリール基を有する3価以上のアルコール化合物、アリール基を有する3価以上のアミン化合物、及びアリール基を有する3価以上のアミノアルコール化合物の少なくともいずれかと不飽和カルボン酸とのエステル又はアミドなどが挙げられる。
--A compound having an aryl group and having three or more polymerizable groups--
Examples of the compound having an aryl group and having three or more polymerizable groups include trivalent or higher alcohol compounds having an aryl group, trivalent or higher amine compounds having an aryl group, and 3 having an aryl group. Examples include esters or amides of unsaturated carboxylic acids with at least one of higher-valent amino alcohol compounds.
前記アリール基を有する3価以上のアルコール化合物、3価以上のアミン化合物及び3価以上のアミノアルコール化合物としては、例えば、1,2,4−ベンゼントリオール、メチレン−2,4,6−トリヒドロキシベンゾエート、フロログリシノール、ピロガロールなどが挙げられる。
また、この他ノボラック型エポキシ樹脂やビスフェノールAジグリシジルエーテル等のグリシジル化合物にα、β−不飽和カルボン酸を付加して得られる化合物、トリメリット酸などと分子中に水酸基を含有するビニルモノマーから得られるエステル化物、トリメリット酸トリアリル、エポキシ化合物(例えば、ノボラック型エポキシ樹脂等)、が挙げられる。
更に、カチオン重合性のエポキシ化合物(例えば、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル等)なども利用できる。
Examples of the trivalent or higher alcohol compound having an aryl group, a trivalent or higher amine compound, and a trivalent or higher amino alcohol compound include 1,2,4-benzenetriol, methylene-2,4,6-trihydroxy. Examples include benzoate, phloroglicinol, and pyrogallol.
In addition, a compound obtained by adding an α, β-unsaturated carboxylic acid to a glycidyl compound such as a novolak type epoxy resin or bisphenol A diglycidyl ether, trimellitic acid and the like and a vinyl monomer containing a hydroxyl group in the molecule. Examples include esterified products, triallyl trimellitic acid, and epoxy compounds (for example, novolac-type epoxy resins).
Furthermore, cationically polymerizable epoxy compounds (for example, trimethylolpropane triglycidyl ether, pentaerythritol tetraglycidyl ether, glycerin triglycidyl ether, etc.) can be used.
これらの重合性基を3つ以上有する化合物は、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記分子中に重合性基を3つ以上有する化合物の前記重合性化合物中における含有量は、0.1〜40質量%が好ましく、1〜30質量%がより好ましく、1〜25質量%が更に好ましい。
These compounds having three or more polymerizable groups may be used alone or in combination of two or more.
The content of the compound having three or more polymerizable groups in the molecule in the polymerizable compound is preferably 0.1 to 40% by mass, more preferably 1 to 30% by mass, and further 1 to 25% by mass. preferable.
−−その他の重合性化合物−−
本発明のパターン形成材料には、前記の重合性化合物以外の重合性化合物を用いてもよい。例えば、不飽和カルボン酸(例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸等)と脂肪族多価アルコール化合物とのエステル、不飽和カルボン酸と多価アミン化合物とのアミドなどが挙げられる。
-Other polymerizable compounds-
For the pattern forming material of the present invention, a polymerizable compound other than the polymerizable compound may be used. For example, an ester of an unsaturated carboxylic acid (for example, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, maleic acid, etc.) and an aliphatic polyhydric alcohol compound, an unsaturated carboxylic acid and a polyvalent amine compound Examples include amides.
前記不飽和カルボン酸と脂肪族多価アルコール化合物とのエステルのモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸エステルとして、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エチレン基の数が2〜18であるポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート(例えば、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ノナエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ドデカエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラデカエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等)、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレン基の数が2から18であるポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート(例えば、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ドデカプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等)、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド変性ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、1,3−プロパンジオールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、テトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−シクロヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,5−ベンタンジオール(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ジメチロールジシクロペンタンジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコール変性トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、エチレングリコール鎖/プロピレングリコール鎖を少なくとも各々一つずつ有するアルキレングリコール鎖のジ(メタ)アクリレート(例えば、国際公開第01/98832号パンフレットに記載の化合物等)、ポリブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、キシレノールジ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。 Examples of the monomer of the ester of the unsaturated carboxylic acid and the aliphatic polyhydric alcohol compound include (meth) acrylic acid ester, ethylene glycol di (meth) acrylate, and polyethylene glycol having 2 to 18 ethylene groups. Di (meth) acrylate (for example, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, nonaethylene glycol di (meth) acrylate, dodecaethylene glycol di (meth) acrylate , Tetradecaethylene glycol di (meth) acrylate, etc.), propylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate having 2 to 18 propylene groups (for example, , Dipropylene glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, tetrapropylene glycol di (meth) acrylate, dodecapropylene glycol di (meth) acrylate, etc.), neopentyl glycol di (meth) acrylate, ethylene oxide modified Neopentyl glycol di (meth) acrylate, propylene oxide modified neopentyl glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate, 1,3-propanediol di (meth) acrylate, 1,3-butanediol di ( (Meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, tetramethylene glycol di (meth) acrylate, 1 4-cyclohexanediol di (meth) acrylate, 1,5-pentanediol (meth) acrylate, pentaerythritol di (meth) acrylate, dimethylol dicyclopentane di (meth) acrylate, tricyclodecane di (meth) acrylate, neo Pentyl glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol modified trimethylolpropane di (meth) acrylate, di (meth) acrylate of alkylene glycol chain having at least one ethylene glycol chain / propylene glycol chain (for example, International Publication No. 01/98832 pamphlet), polybutylene glycol di (meth) acrylate, glycerin di (meth) acrylate, xylenol di (meth) acrylate and the like. It is.
前記(メタ)アクリル酸エステル類の中でも、その入手の容易さ等の観点から、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコール鎖/プロピレングリコール鎖を少なくとも各々一つずつ有するアルキレングリコール鎖のジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジグリセリンジ(メタ)アクリレート、1,3−プロパンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−シクロヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,5−ペンタンジオール(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレートなどが好ましい。 Among the (meth) acrylic acid esters, ethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meta) from the viewpoint of easy availability. ) Acrylate, di (meth) acrylate of alkylene glycol chain each having at least one ethylene glycol chain / propylene glycol chain, pentaerythritol di (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) ) Acrylate, diglycerin di (meth) acrylate, 1,3-propanediol di (meth) acrylate, 1,4-cyclohexanediol di (meth) acrylate, 1,5-pe Butanediol (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate.
前記イタコン酸と前記脂肪族多価アルコール化合物とのエステル(イタコン酸エステル)としては、例えば、エチレングリコールジイタコネート、プロピレングリコールジイタコネート、1,3−ブタンジオールジイタコネート、1,4ーブタンジオールジイタコネート、テトラメチレングリコールジイタコネート、ペンタエリスリトールジイタコネート、及びソルビトールテトライタコネートなどが挙げられる。 Examples of the ester (itaconic acid ester) of the itaconic acid and the aliphatic polyhydric alcohol compound include ethylene glycol diitaconate, propylene glycol diitaconate, 1,3-butanediol diitaconate, 1,4- Examples include butanediol diitaconate, tetramethylene glycol diitaconate, pentaerythritol diitaconate, and sorbitol tetritaconate.
前記クロトン酸と前記脂肪族多価アルコール化合物とのエステル(クロトン酸エステル)としては、例えば、エチレングリコールジクロトネート、テトラメチレングリコールジクロトネート、ペンタエリスリトールジクロトネート、ソルビトールテトラジクロトネートなどが挙げられる。 Examples of the ester (crotonic acid ester) of the crotonic acid and the aliphatic polyhydric alcohol compound include ethylene glycol dicrotonate, tetramethylene glycol dicrotonate, pentaerythritol dicrotonate, and sorbitol tetradicrotonate. Can be mentioned.
前記イソクロトン酸と前記脂肪族多価アルコール化合物とのエステル(イソクロトン酸エステル)としては、例えば、エチレングリコールジイソクロトネート、ペンタエリスリトールジイソクロトネートなどが挙げられる。 Examples of the ester (isocrotonate) of the isocrotonic acid and the aliphatic polyhydric alcohol compound include ethylene glycol diisocrotonate and pentaerythritol diisocrotonate.
前記マレイン酸と前記脂肪族多価アルコール化合物とのエステル(マレイン酸エステル)としては、例えば、エチレングリコールジマレート、トリエチレングリコールジマレート、ペンタエリスリトールジマレートなどが挙げられる。 Examples of the ester of maleic acid and the aliphatic polyhydric alcohol compound (maleic acid ester) include ethylene glycol dimaleate, triethylene glycol dimaleate, and pentaerythritol dimaleate.
前記多価アミン化合物と前記不飽和カルボン酸類から誘導されるアミドとしては、例えば、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、エチレンビス(メタ)アクリルアミド、1,6−ヘキサメチレンビス(メタ)アクリルアミド、オクタメチレンビス(メタ)アクリルアミド、ジエチレントリアミンビス(メタ)アクリルアミド、などが挙げられる。 Examples of the amide derived from the polyvalent amine compound and the unsaturated carboxylic acid include methylene bis (meth) acrylamide, ethylene bis (meth) acrylamide, 1,6-hexamethylene bis (meth) acrylamide, and octamethylene bis ( And (meth) acrylamide, diethylenetriamine bis (meth) acrylamide, and the like.
また、上記以外にも、前記重合性化合物として、例えば、ブタンジオール−1,4−ジグリシジルエーテル、シクロヘキサンジメタノールグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ジプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ヘキサンジオールジグリシジルエーテル等のグリシジル基含有化合物にα,β−不飽和カルボン酸を付加して得られる化合物、特開昭48−64183号、特公昭49−43191号、特公昭52−30490号各公報に記載されているようなポリエステルアクリレートやポリエステル(メタ)アクリレートオリゴマー類、エポキシ化合物(例えば、ブタンジオール−1,4−ジグリシジルエーテル、シクロヘキサンジメタノールグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ジプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ヘキサンジオールジグリシジルエーテル)と(メタ)アクリル酸を反応させたエポキシアクリレート類等の多官能のアクリレートやメタクリレート、日本接着協会誌vol.20、No.7、300〜308ページ(1984年)に記載の光硬化性モノマー及びオリゴマー、アリルエステル(例えば、フタル酸ジアリル、アジピン酸ジアリル、マロン酸ジアリル、ジアリルアミド(例えば、ジアリルアセトアミド等)、カチオン重合性のジビニルエーテル類(例えば、ブタンジオール−1,4−ジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、ジプロピレングリコールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル等)、エポキシ化合物(例えば、ブタンジオール−1,4−ジグリシジルエーテル、シクロヘキサンジメタノールグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ジプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ヘキサンジオールジグリシジルエーテル等)、オキセタン類(例えば、1,4−ビス〔(3−エチルー3−オキセタニルメトキシ)メチル〕ベンゼン等)、エポキシ化合物、オキセタン類(例えば、WO01/2165号公報に記載の化合物)、N−β−ヒドロキシエチル−β−(メタクリルアミド)エチルアクリレート、N,N−ビス(β−メタクリロキシエチル)アクリルアミド、アリルメタクリレート等の異なったエチレン性不飽和二重結合を2個有する化合物などが挙げられる。 In addition to the above, as the polymerizable compound, for example, butanediol-1,4-diglycidyl ether, cyclohexanedimethanol glycidyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether, diethylene glycol diglycidyl ether, dipropylene glycol diglycidyl ether, Compounds obtained by adding an α, β-unsaturated carboxylic acid to a glycidyl group-containing compound such as hexanediol diglycidyl ether, JP-A-48-64183, JP-B-49-43191, JP-B-52-30490 Polyester acrylates, polyester (meth) acrylate oligomers, and epoxy compounds (for example, butanediol-1,4-diglycidyl ether, cyclohexanedimethanol glycidyl ester as described in the publication) Ether, diethylene glycol diglycidyl ether, dipropylene glycol diglycidyl ether, hexanediol diglycidyl ether) and (meth) acrylic acid, polyfunctional acrylates and methacrylates such as epoxy acrylates, Japan Adhesion Association Vol. 20, No. 7, pages 300 to 308 (1984), photocurable monomers and oligomers, allyl esters (for example, diallyl phthalate, diallyl adipate, diallyl malonate, diallylamide (eg diallylacetamide, etc.), cations Polymerizable divinyl ethers (for example, butanediol-1,4-divinyl ether, cyclohexane dimethanol divinyl ether, ethylene glycol divinyl ether, diethylene glycol divinyl ether) , Dipropylene glycol divinyl ether, hexanediol divinyl ether, etc.), epoxy compounds (eg, butanediol-1,4-diglycidyl ether, cyclohexanedimethanol glycidyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether, diethylene glycol diglycidyl ether, dipropylene) Glycol diglycidyl ether, hexanediol diglycidyl ether, etc.), oxetanes (eg, 1,4-bis [(3-ethyl-3-oxetanylmethoxy) methyl] benzene, etc.), epoxy compounds, oxetanes (eg, WO01 / 2165) Compound, N-β-hydroxyethyl-β- (methacrylamide) ethyl acrylate, N, N-bis (β-methacryloxyethyl) acrylamide And compounds having two different ethylenically unsaturated double bonds, such as allyl methacrylate.
前記ビニルエステル類としては、例えば、ジビニルサクシネート、ジビニルアジペートなどが挙げられる。
これらの重合性化合物は、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
Examples of the vinyl esters include divinyl succinate and divinyl adipate.
These polymerizable compounds may be used alone or in combination of two or more.
前記重合性化合物の前記感光層における含有量としては、例えば、5〜90質量%が好ましく、15〜60質量%がより好ましく、20〜50質量%が特に好ましい。
前記含有量が、5質量%となると、テント膜の強度が低下することがあり、90質量%を超えると、保存時のエッジフュージョン(ロール端部からのしみだし故障)が悪化することがある。
As content in the said photosensitive layer of the said polymeric compound, 5-90 mass% is preferable, for example, 15-60 mass% is more preferable, and 20-50 mass% is especially preferable.
If the content is 5% by mass, the strength of the tent film may be reduced, and if it exceeds 90% by mass, edge fusion during storage (exudation failure from the end of the roll) may be deteriorated. .
〔光重合開始剤〕
前記光重合開始剤としては、前記重合性化合物の重合を開始する能力を有する限り、特に制限はなく、公知の光重合開始剤の中から適宜選択することができるが、例えば、紫外線領域から可視の光線に対して感光性を有するものが好ましく、光励起された増感剤と何らかの作用を生じ、活性ラジカルを生成する活性剤であってもよく、モノマーの種類に応じてカチオン重合を開始させるような開始剤であってもよい。
また、前記光重合開始剤は、約300〜800nm(より好ましくは330〜500nm)の範囲内に少なくとも約50の分子吸光係数を有する成分を少なくとも1種含有していることが好ましい。
(Photopolymerization initiator)
The photopolymerization initiator is not particularly limited as long as it has the ability to initiate polymerization of the polymerizable compound, and can be appropriately selected from known photopolymerization initiators. For example, it is visible from the ultraviolet region. It is preferable to have photosensitivity to the light of the photocatalyst, and may be an activator that generates an active radical by generating some action with a photoexcited sensitizer, and initiates cationic polymerization depending on the type of monomer. Initiator may be used.
The photopolymerization initiator preferably contains at least one component having a molecular extinction coefficient of at least about 50 within a range of about 300 to 800 nm (more preferably 330 to 500 nm).
前記光重合開始剤としては、例えば、ハロゲン化炭化水素誘導体(例えば、トリアジン骨格を有するもの、オキサジアゾール骨格を有するもの、オキサジアゾール骨格を有するもの等)、ホスフィンオキサイド、ヘキサアリールビイミダゾール、オキシム誘導体、有機過酸化物、チオ化合物、ケトン化合物、アシルホスフィンオキシド化合物、芳香族オニウム塩、ケトオキシムエーテルなどが挙げられる。 Examples of the photopolymerization initiator include halogenated hydrocarbon derivatives (for example, those having a triazine skeleton, those having an oxadiazole skeleton, those having an oxadiazole skeleton), phosphine oxide, hexaarylbiimidazole, Examples thereof include oxime derivatives, organic peroxides, thio compounds, ketone compounds, acylphosphine oxide compounds, aromatic onium salts, and ketoxime ethers.
前記ヘキサアリールビイミダゾールとしては、例えば、2,2′−ビス(2−クロロフェニル)−4,4′,5,5′−テトラフェニルビイミダゾール、2,2′−ビス(o−フロロフェニル)−4,4′,5,5′−テトラフェニルビイミダゾール、2,2′−ビス(2−ブロモフェニル)−4,4′,5,5′−テトラフェニルビイミダゾール、2,2′−ビス(2,4−ジクロロフェニル)−4,4′,5,5′−テトラフェニルビイミダゾール、2,2′−ビス(2−クロロフェニル)−4,4′,5,5′−テトラ(3−メトキシフェニル)ビイミダゾール、2,2′−ビス(2−クロロフェニル)−4,4′,5,5′−テトラ(4−メトキシフェニル)ビイミダゾール、2,2′−ビス(4−メトキシフェニル)−4,4′,5,5′−テトラフェニルビイミダゾール、2,2′−ビス(2,4−ジクロロフェニル)−4,4′,5,5′−テトラフェニルビイミダゾール、2,2′−ビス(2−ニトロフェニル)−4,4′,5,5′−テトラフェニルビイミダゾール、2,2′−ビス(2−メチルフェニル)−4,4′,5,5′−テトラフェニルビイミダゾール、2,2′−ビス(2−トリフルオロメチルフェニル)−4,4′,5,5′−テトラフェニルビイミダゾール、国際公開第00/52529号パンフレットに記載の化合物などが挙げられる。 Examples of the hexaarylbiimidazole include 2,2′-bis (2-chlorophenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetraphenylbiimidazole, 2,2′-bis (o-fluorophenyl)- 4,4 ', 5,5'-tetraphenylbiimidazole, 2,2'-bis (2-bromophenyl) -4,4', 5,5'-tetraphenylbiimidazole, 2,2'-bis ( 2,4-dichlorophenyl) -4,4 ', 5,5'-tetraphenylbiimidazole, 2,2'-bis (2-chlorophenyl) -4,4', 5,5'-tetra (3-methoxyphenyl) ) Biimidazole, 2,2'-bis (2-chlorophenyl) -4,4 ', 5,5'-tetra (4-methoxyphenyl) biimidazole, 2,2'-bis (4-methoxyphenyl) -4 , 4 ', , 5'-tetraphenylbiimidazole, 2,2'-bis (2,4-dichlorophenyl) -4,4 ', 5,5'-tetraphenylbiimidazole, 2,2'-bis (2-nitrophenyl) -4,4 ', 5,5'-tetraphenylbiimidazole, 2,2'-bis (2-methylphenyl) -4,4', 5,5'-tetraphenylbiimidazole, 2,2'-bis (2-trifluoromethylphenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetraphenylbiimidazole, compounds described in International Publication No. 00/52529 pamphlet, and the like.
前記ビイミダゾール類は、例えば、Bull.Chem.Soc.Japan,33,565(1960)、及びJ.Org.Chem,36(16)2262(1971)に開示されている方法により容易に合成することができる。 The biimidazoles are described in, for example, Bull. Chem. Soc. Japan, 33, 565 (1960); Org. It can be easily synthesized by the method disclosed in Chem, 36 (16) 2262 (1971).
前記トリアジン骨格を有するハロゲン化炭化水素化合物としては、例えば、若林ら著、Bull.Chem.Soc.Japan,42、2924(1969)記載の化合物、英国特許第1388492号明細書に記載の化合物、特開昭53−133428号公報に記載の化合物、独国特許第3337024号明細書に記載の化合物、F.C.Schaefer等によるJ.Org.Chem.;29、1527(1964)記載の化合物、特開昭62−58241号公報に記載の化合物、特開平5−281728号公報に記載の化合物、特開平5−34920号公報に記載の化合物、米国特許第4212976号明細書に記載の化合物、などが挙げられる。 Examples of the halogenated hydrocarbon compound having a triazine skeleton include those described in Wakabayashi et al., Bull. Chem. Soc. Japan, 42, 2924 (1969), a compound described in British Patent No. 1388492, a compound described in JP-A-53-133428, a compound described in German Patent No. 3333724, F. C. J. Schaefer et al. Org. Chem. 29, 1527 (1964), a compound described in JP-A-62-258241, a compound described in JP-A-5-281728, a compound described in JP-A-5-34920, a US patent And the compounds described in the specification of No. 42122976.
前記若林ら著、Bull.Chem.Soc.Japan,42、2924(1969)記載の化合物としては、例えば、2−フェニル−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−クロルフェニル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−トリル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(2,4−ジクロルフェニル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2−メチル−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2−n−ノニル−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(α,α,β−トリクロルエチル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジンなどが挙げられる。 Wakabayashi et al., Bull. Chem. Soc. As a compound described in Japan, 42, 2924 (1969), for example, 2-phenyl-4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-chlorophenyl) -4,6 -Bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-tolyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-methoxyphenyl)- 4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (2,4-dichlorophenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2, 4,6-tris (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2-methyl-4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2-n-nonyl-4,6- Bis (trichloromethyl) 1,3,5-triazine, 2- (α, α, β- trichloroethyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine.
前記英国特許第1388492号明細書に記載の化合物としては、例えば、2−スチリル−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−メチルスチリル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−メトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−メトキシスチリル)−4−アミノ−6−トリクロルメチル−1,3,5−トリアジンなどが挙げられる。 Examples of the compounds described in British Patent No. 1388492 include 2-styryl-4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-methylstyryl) -4, 6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-methoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-methoxystyryl) ) -4-amino-6-trichloromethyl-1,3,5-triazine and the like.
前記特開昭53−133428号公報に記載の化合物としては、例えば、2−(4−メトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−エトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2−〔4−(2−エトキシエチル)−ナフト−1−イル〕−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4,7−ジメトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(アセナフト−5−イル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)−1,3,5−トリアジンなどが挙げられる。 Examples of the compound described in JP-A-53-133428 include 2- (4-methoxy-naphth-1-yl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-Ethoxy-naphth-1-yl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- [4- (2-ethoxyethyl) -naphth-1-yl] -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4,7-dimethoxy-naphth-1-yl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5 -Triazine, 2- (acenaphtho-5-yl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine and the like.
前記独国特許第3337024号明細書に記載の化合物としては、例えば、2−(4−スチリルフェニル)−4、6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−(4−メトキシスチリル)フェニル)−4、6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(1−ナフチルビニレンフェニル)−4、6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−クロロスチリルフェニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−チオフェン−2−ビニレンフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−チオフェン−3−ビニレンフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−フラン−2−ビニレンフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−ベンゾフラン−2−ビニレンフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジンなどが挙げられる。 Examples of the compound described in German Patent No. 3333724 include 2- (4-styrylphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4- (4-Methoxystyryl) phenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (1-naphthylvinylenephenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3 , 5-triazine, 2-chlorostyrylphenyl-4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-thiophen-2-vinylenephenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) ) -1,3,5-triazine, 2- (4-thiophene-3-vinylenephenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-furan) 2-vinylenephenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-benzofuran-2-vinylenephenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3 , 5-triazine and the like.
前記F.C.Schaefer等によるJ.Org.Chem.;29、1527(1964)記載の化合物としては、例えば、2−メチル−4,6−ビス(トリブロモメチル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(トリブロモメチル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(ジブロモメチル)−1,3,5−トリアジン、2−アミノ−4−メチル−6−トリ(ブロモメチル)−1,3,5−トリアジン、2−メトキシ−4−メチル−6−トリクロロメチル−1,3,5−トリアジンなどが挙げられる。 F. above. C. J. Schaefer et al. Org. Chem. 29, 1527 (1964) include, for example, 2-methyl-4,6-bis (tribromomethyl) -1,3,5-triazine, 2,4,6-tris (tribromomethyl); -1,3,5-triazine, 2,4,6-tris (dibromomethyl) -1,3,5-triazine, 2-amino-4-methyl-6-tri (bromomethyl) -1,3,5- Examples include triazine and 2-methoxy-4-methyl-6-trichloromethyl-1,3,5-triazine.
前記特開昭62−58241号公報に記載の化合物としては、例えば、2−(4−フェニルエチニルフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−ナフチル−1−エチニルフェニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−(4−トリルエチニル)フェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−(4−メトキシフェニル)エチニルフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−(4−イソプロピルフェニルエチニル)フェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−(4−エチルフェニルエチニル)フェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジンなどが挙げられる。 Examples of the compound described in JP-A-62-258241 include 2- (4-phenylethynylphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4 -Naphtyl-1-ethynylphenyl-4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4- (4-tolylethynyl) phenyl) -4,6-bis (trichloromethyl)- 1,3,5-triazine, 2- (4- (4-methoxyphenyl) ethynylphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4- (4-isopropyl) Phenylethynyl) phenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4- (4-ethylphenylethynyl) phenyl) -4,6-bis (trichloro Chill) -1,3,5-triazine.
前記特開平5−281728号公報に記載の化合物としては、例えば、2−(4−トリフルオロメチルフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(2,6−ジフルオロフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(2,6−ジクロロフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(2,6−ジブロモフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジンなどが挙げられる。 Examples of the compound described in JP-A-5-281728 include 2- (4-trifluoromethylphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (2 , 6-Difluorophenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (2,6-dichlorophenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5 -Triazine, 2- (2,6-dibromophenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine and the like.
前記特開平5−34920号公報に記載の化合物としては、例えば、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−[4−(N,N−ジエトキシカルボニルメチルアミノ)−3−ブロモフェニル]−1,3,5−トリアジン、米国特許第4239850号明細書に記載されているトリハロメチル−s−トリアジン化合物、更に2,4,6−トリス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−クロロフェニル)−4,6−ビス(トリブロモメチル)−s−トリアジンなどが挙げられる。 Examples of the compound described in JP-A-5-34920 include 2,4-bis (trichloromethyl) -6- [4- (N, N-diethoxycarbonylmethylamino) -3-bromophenyl]-. 1,3,5-triazine, trihalomethyl-s-triazine compounds described in US Pat. No. 4,239,850, 2,4,6-tris (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (4- Chlorophenyl) -4,6-bis (tribromomethyl) -s-triazine and the like.
前記米国特許第4212976号明細書に記載の化合物としては、例えば、オキサジアゾール骨格を有する化合物(例えば、2−トリクロロメチル−5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(4−クロロフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(2−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリブロモメチル−5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリブロモメチル−5−(2−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール;2−トリクロロメチル−5−スチリル−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(4−クロルスチリル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(4−メトキシスチリル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(4−n−ブトキシスチリル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリプロモメチル−5−スチリル−1,3,4−オキサジアゾール等)などが挙げられる。 Examples of the compound described in US Pat. No. 4,221,976 include compounds having an oxadiazole skeleton (for example, 2-trichloromethyl-5-phenyl-1,3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl). -5- (4-chlorophenyl) -1,3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5- (1-naphthyl) -1,3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5- ( 2-naphthyl) -1,3,4-oxadiazole, 2-tribromomethyl-5-phenyl-1,3,4-oxadiazole, 2-tribromomethyl-5- (2-naphthyl) -1 , 3,4-oxadiazole; 2-trichloromethyl-5-styryl-1,3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5- (4-chlorostyryl) -1, , 4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5- (4-methoxystyryl) -1,3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5- (1-naphthyl) -1,3,4- Oxadiazole, 2-trichloromethyl-5- (4-n-butoxystyryl) -1,3,4-oxadiazole, 2-tripromomethyl-5-styryl-1,3,4-oxadiazole, etc. ) And the like.
前記オキシム誘導体としては、例えば、下記構造式(39)〜(72)で表される化合物が挙げられる。 Examples of the oxime derivative include compounds represented by the following structural formulas (39) to (72).
前記ケトン化合物としては、例えば、ベンゾフェノン、2−メチルベンゾフェノン、3−メチルベンゾフェノン、4−メチルベンゾフェノン、4−メトキシベンゾフェノン、2−クロロベンゾフェノン、4−クロロベンゾフェノン、4−ブロモベンゾフェノン、2−カルボキシベンゾフェノン、2−エトキシカルボニルベンゾルフェノン、ベンゾフェノンテトラカルボン酸又はそのテトラメチルエステル、4,4’−ビス(ジアルキルアミノ)ベンゾフェノン類(例えば、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビスジシクロヘキシルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジヒドロキシエチルアミノ)ベンゾフェノン、4−メトキシ−4’−ジメチルアミノベンゾフェノン、4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、4−ジメチルアミノベンゾフェノン、4−ジメチルアミノアセトフェノン、ベンジル、アントラキノン、2−t−ブチルアントラキノン、2−メチルアントラキノン、フェナントラキノン、キサントン、チオキサントン、2−クロル−チオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、フルオレノン、2−ベンジル−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−1−ブタノン、2−メチル−1−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルホリノ−1−プロパノン、2−ヒドロキシー2−メチル−〔4−(1−メチルビニル)フェニル〕プロパノールオリゴマー、ベンゾイン、ベンゾインエーテル類(例えば、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル、ベンジルジメチルケタール)、アクリドン、クロロアクリドン、N−メチルアクリドン、N−ブチルアクリドン、N−ブチル−クロロアクリドンなどが挙げられる。 Examples of the ketone compound include benzophenone, 2-methylbenzophenone, 3-methylbenzophenone, 4-methylbenzophenone, 4-methoxybenzophenone, 2-chlorobenzophenone, 4-chlorobenzophenone, 4-bromobenzophenone, 2-carboxybenzophenone, 2-ethoxycarbonylbenzolphenone, benzophenonetetracarboxylic acid or tetramethyl ester thereof, 4,4′-bis (dialkylamino) benzophenone (for example, 4,4′-bis (dimethylamino) benzophenone, 4,4′- Bisdicyclohexylamino) benzophenone, 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone, 4,4′-bis (dihydroxyethylamino) benzophenone, 4-methoxy-4′-dimethylamino Nzophenone, 4,4'-dimethoxybenzophenone, 4-dimethylaminobenzophenone, 4-dimethylaminoacetophenone, benzyl, anthraquinone, 2-t-butylanthraquinone, 2-methylanthraquinone, phenanthraquinone, xanthone, thioxanthone, 2-chloro -Thioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, fluorenone, 2-benzyl-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -1-butanone, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino -1-propanone, 2-hydroxy-2-methyl- [4- (1-methylvinyl) phenyl] propanol oligomer, benzoin, benzoin ethers (for example, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, In propyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin phenyl ether, benzyl dimethyl ketal), acridone, chloro acridone, N- methyl acridone, N- butyl acridone, N- butyl - such as chloro acrylic pyrrolidone.
前記メタロセン類としては、例えば、ビス(η5−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−ビス(2,6−ジフロロ−3−(1H−ピロール−1−イル)−フェニル)チタニウム、η5−シクロペンタジエニル−η6−クメニル−アイアン(1+)−ヘキサフロロホスフェート(1−)、特開昭53−133428号公報、特公昭57−1819号公報、同57−6096号公報、及び米国特許第3615455号明細書に記載された化合物などが挙げられる。 Examples of the metallocenes include bis (η5-2,4-cyclopentadien-1-yl) -bis (2,6-difluoro-3- (1H-pyrrol-1-yl) -phenyl) titanium, η5- Cyclopentadienyl-η6-cumenyl-iron (1 +)-hexafluorophosphate (1-), JP-A-53-133428, JP-B-57-1819, JP-A-57-6096, and US Pat. Examples thereof include compounds described in the specification of 3615455.
また、上記以外の光重合開始剤として、アクリジン誘導体(例えば、9−フェニルアクリジン、1,7−ビス(9、9’−アクリジニル)ヘプタン等)、N−フェニルグリシン等、ポリハロゲン化合物(例えば、四臭化炭素、フェニルトリブロモメチルスルホン、フェニルトリクロロメチルケトン等)、クマリン類(例えば、3−(2−ベンゾフロイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3−(2−ベンゾフロイル)−7−(1−ピロリジニル)クマリン、3−ベンゾイル−7−ジエチルアミノクマリン、3−(2−メトキシベンゾイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3−(4−ジメチルアミノベンゾイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3,3’−カルボニルビス(5,7−ジ−n−プロポキシクマリン)、3,3’−カルボニルビス(7−ジエチルアミノクマリン)、3−ベンゾイル−7−メトキシクマリン、3−(2−フロイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3−(4−ジエチルアミノシンナモイル)−7−ジエチルアミノクマリン、7−メトキシ−3−(3−ピリジルカルボニル)クマリン、3−ベンゾイル−5,7−ジプロポキシクマリン、7−ベンゾトリアゾール−2−イルクマリン、また、特開平5-19475号、特開平7-271028号、特開2002-363206号、特開2002-363207号、特開2002-363208号、特開2002-363209号公報等に記載のクマリン化合物など)、アミン類(例えば、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸n−ブチル、4−ジメチルアミノ安息香酸フェネチル、4−ジメチルアミノ安息香酸2−フタルイミドエチル、4−ジメチルアミノ安息香酸2−メタクリロイルオキシエチル、ペンタメチレンビス(4−ジメチルアミノベンゾエート)、3−ジメチルアミノ安息香酸のフェネチル、ペンタメチレンエステル、4−ジメチルアミノベンズアルデヒド、2−クロル−4−ジメチルアミノベンズアルデヒド、4−ジメチルアミノベンジルアルコール、エチル(4−ジメチルアミノベンゾイル)アセテート、4−ピペリジノアセトフェノン、4−ジメチルアミノベンゾイン、N,N−ジメチル−4−トルイジン、N,N−ジエチル−3−フェネチジン、トリベンジルアミン、ジベンジルフェニルアミン、N−メチル−N−フェニルベンジルアミン、4−ブロム−N,N−ジメチルアニリン、トリドデシルアミン、アミノフルオラン類(ODB,ODBII等)、クリスタルバイオレットラクトン、ロイコクリスタルバイオレット等)、アシルホスフィンオキシド類(例えば、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルフェニルホスフィンオキシド、LucirinTPOなど)などが挙げられる。 Further, as photopolymerization initiators other than the above, acridine derivatives (for example, 9-phenylacridine, 1,7-bis (9,9′-acridinyl) heptane, etc.), N-phenylglycine, and the like, polyhalogen compounds (for example, Carbon tetrabromide, phenyltribromomethylsulfone, phenyltrichloromethylketone, etc.), coumarins (for example, 3- (2-benzofuroyl) -7-diethylaminocoumarin, 3- (2-benzofuroyl) -7- (1-pyrrolidinyl) ) Coumarin, 3-benzoyl-7-diethylaminocoumarin, 3- (2-methoxybenzoyl) -7-diethylaminocoumarin, 3- (4-dimethylaminobenzoyl) -7-diethylaminocoumarin, 3,3′-carbonylbis (5 , 7-di-n-propoxycoumarin), 3,3′-carbonylbis (7-diethylaminocoumarin), 3-benzoyl-7-methoxycoumarin, 3- (2-furoyl) -7-diethylaminocoumarin, 3- (4-diethylaminocinnamoyl) -7-diethylaminocoumarin, 7-methoxy-3- (3-pyridylcarbonyl) coumarin, 3-benzoyl-5,7-dipropoxycoumarin, 7-benzotriazol-2-ylcoumarin, JP-A-5-19475, JP-A-7-271028, JP-A-2002-363206 No., JP-A-2002-363207, JP-A-2002-363208, JP-A-2002-363209, etc.), amines (for example, ethyl 4-dimethylaminobenzoate, 4-dimethylaminobenzoate) N-butyl acid, 4-dimethylaminobenzoic acid phenethyl, 4-dimethyl 2-phthalimidoethyl tilaminobenzoate, 2-methacryloyloxyethyl 4-dimethylaminobenzoate, pentamethylenebis (4-dimethylaminobenzoate), phenethyl of 3-dimethylaminobenzoic acid, pentamethylene ester, 4-dimethylaminobenzaldehyde, 2-chloro-4-dimethylaminobenzaldehyde, 4-dimethylaminobenzyl alcohol, ethyl (4-dimethylaminobenzoyl) acetate, 4-piperidinoacetophenone, 4-dimethylaminobenzoin, N, N-dimethyl-4-toluidine, N, N-diethyl-3-phenetidine, tribenzylamine, dibenzylphenylamine, N-methyl-N-phenylbenzylamine, 4-bromo-N, N-dimethylaniline, tridodecylamine, amino Nofluoranes (ODB, ODBII, etc.), crystal violet lactone, leuco crystal violet, etc., acylphosphine oxides (for example, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide, bis (2,6-dimethoxybenzoyl) ) -2,4,4-trimethyl-pentylphenylphosphine oxide, Lucirin TPO, etc.).
更に、米国特許第2367660号明細書に記載されているビシナルポリケタルドニル化合物、米国特許第2448828号明細書に記載されているアシロインエーテル化合物、米国特許第2722512号明細書に記載されているα−炭化水素で置換された芳香族アシロイン化合物、米国特許第3046127号明細書及び同第2951758号明細書に記載の多核キノン化合物、特開2002−229194号公報に記載の有機ホウ素化合物、ラジカル発生剤、トリアリールスルホニウム塩(例えば、ヘキサフロロアンチモンやヘキサフロロホスフェートとの塩)、ホスホニウム塩化合物(例えば、(フェニルチオフェニル)ジフェニルスルホニウム塩等)(カチオン重合開始剤として有効)、国際公開第01/71428号パンフレットに記載のオニウム塩化合物などが挙げられる。 Further, vicinal polyketaldonyl compounds described in US Pat. No. 2,367,660, acyloin ether compounds described in US Pat. No. 2,448,828, and US Pat. No. 2,722,512 are described. An aromatic acyloin compound substituted with α-hydrocarbon, a polynuclear quinone compound described in US Pat. Nos. 3,046,127 and 2,951,758, an organoboron compound described in JP-A-2002-229194, and a radical Generator, triarylsulfonium salt (for example, salt with hexafluoroantimony or hexafluorophosphate), phosphonium salt compound (for example, (phenylthiophenyl) diphenylsulfonium salt) (effective as a cationic polymerization initiator), International Publication No. 01/71428 Pamphlet Like onium salt compounds described.
前記光重合開始剤は、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。2種以上の組合せとしては、例えば、米国特許第3549367号明細書に記載のヘキサアリールビイミダゾールと4−アミノケトン類との組合せ、特公昭51−48516号公報に記載のベンゾチアゾール化合物とトリハロメチル−s−トリアジン化合物の組合せ、また、芳香族ケトン化合物(例えば、チオキサントン等)と水素供与体(例えば、ジアルキルアミノ含有化合物、フェノール化合物等)の組合せ、ヘキサアリールビイミダゾールとチタノセンとの組合せ、クマリン類とチタノセンとフェニルグリシン類との組合せなどが挙げられる。 The said photoinitiator may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. Examples of the combination of two or more include, for example, a combination of hexaarylbiimidazole and 4-aminoketone described in US Pat. No. 3,549,367, a benzothiazole compound described in Japanese Patent Publication No. 51-48516, and trihalomethyl- Combinations of s-triazine compounds, combinations of aromatic ketone compounds (such as thioxanthone) and hydrogen donors (such as dialkylamino-containing compounds and phenol compounds), combinations of hexaarylbiimidazole and titanocene, and coumarins And combinations of titanocene and phenylglycines.
前記光重合開始剤の前記感光層における含有量としては、0.1〜30質量%が好ましく、0.5〜20質量%がより好ましく、0.5〜15質量%が特に好ましい。 As content in the said photosensitive layer of the said photoinitiator, 0.1-30 mass% is preferable, 0.5-20 mass% is more preferable, 0.5-15 mass% is especially preferable.
−重合禁止剤−
前記重合禁止剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記重合禁止剤は、前記露光により前記光重合開始剤から発生した重合開始ラジカル成分に対して水素供与(又は、水素授与)、エネルギー供与(又は、エネルギー授与)、電子供与(又は、電子授与)などを実施し、重合開始ラジカルを失活させ、重合開始を禁止する役割をはたす。
-Polymerization inhibitor-
There is no restriction | limiting in particular as said polymerization inhibitor, According to the objective, it can select suitably.
The polymerization inhibitor includes hydrogen donation (or hydrogen donation), energy donation (or energy donation), electron donation (or electron donation) to the polymerization initiation radical component generated from the photopolymerization initiator by the exposure. The polymerization initiation radical is deactivated and the initiation of polymerization is prohibited.
前記重合禁止剤としては、孤立電子対を有する化合物(例えば、酸素、窒素、硫黄、金属等を有する化合物)、パイ電子を有する化合物(例えば、芳香族化合物)などが挙げられ、具体的には、フェノール性水酸基を有する化合物、イミノ基を有する化合物、ニトロ基を有する化合物、ニトロソ基を有する化合物、芳香環を有する化合物、複素環を有する化合物、金属原子を有する化合物(有機化合物との錯体を含む)などが挙げられる。これらの中でも、フェノール性水酸基を有する化合物、イミノ基を有する化合物、芳香環を有する化合物、複素環を有する化合物が好ましい。 Examples of the polymerization inhibitor include compounds having a lone electron pair (for example, compounds having oxygen, nitrogen, sulfur, metal, etc.), compounds having pi electrons (for example, aromatic compounds), and the like. A compound having a phenolic hydroxyl group, a compound having an imino group, a compound having a nitro group, a compound having a nitroso group, a compound having an aromatic ring, a compound having a heterocyclic ring, a compound having a metal atom (complex with an organic compound) Including). Among these, a compound having a phenolic hydroxyl group, a compound having an imino group, a compound having an aromatic ring, and a compound having a heterocyclic ring are preferable.
前記フェノール性水酸基を有する化合物は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、フェノール性水酸基を少なくとも2個有する化合物が好ましい。該フェノール性水酸基を少なくとも2個有する化合物において、少なくとも2個のフェノール性水酸基は、同一の芳香環に置換されていてもよく、同一分子内における異なる芳香環に置換されているもよい。 The compound having a phenolic hydroxyl group is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a compound having at least two phenolic hydroxyl groups is preferable. In the compound having at least two phenolic hydroxyl groups, at least two phenolic hydroxyl groups may be substituted with the same aromatic ring or may be substituted with different aromatic rings in the same molecule.
前記フェノール性水酸基を少なくとも2個有する化合物は、例えば、下記構造式(8)で表される化合物がより好ましい。
前記構造式(8)において、Zは、置換基を表し、mは、2以上の整数を表す。nは0以上の整数を表す。該m及びnは、m+n=6となるように選ばれる整数が好ましい。また、nが2以上の整数である場合、前記Xは互いに同一であってもよく異なっていてもよい。
前記mが2未満となると、解像度が悪化することがある。
In the structural formula (8), Z represents a substituent, and m represents an integer of 2 or more. n represents an integer of 0 or more. M and n are preferably integers selected so that m + n = 6. Moreover, when n is an integer greater than or equal to 2, said X may mutually be same or different.
When m is less than 2, the resolution may be deteriorated.
前記置換基としては、例えば、カルボキシル基、スルホ基、シアノ基、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子)、ヒドロキシ基、炭素数30以下のアルコキシカルボニル基(例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基)、炭素数30以下のアリールオキシカルボニル基(例えば、フェノキシカルボニル基)、炭素数30以下のアルキルスルホニルアミノカルボニル基(例えば、メチルスルホニルアミノカルボニル基、オクチルスルホニルアミノカルボニル基)、アリールスルホニルアミノカルボニル基(例えば、トルエンスルホニルアミノカルボニル基)、炭素数30以下のアシルアミノスルホニル基(例えば、ベンゾイルアミノスルホニル基、アセチルアミノスルホニル基、ピバロイルアミノスルホニル基)、炭素数30以下のアルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、ベンジルオキシ基、フェノキシエトキシ基、フェネチルオキシ基等)、炭素数30以下のアリールチオ基、アルキルチオ基(例えば、フェニルチオ基、メチルチオ基、エチルチオ基、ドデシルチオ基等)、炭素数30以下のアリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、p−トリルオキシ基、1−ナフトキシ基、2−ナフトキシ基等)、ニトロ基、炭素数30以下のアルキル基、アルコキシカルボニルオキシ基(例えば、メトキシカルボニルオキシ基、ステアリルオキシカルボニルオキシ基、フェノキシエトキシカルボニルオキシ基)、アリールオキシカルボニルオキシ基(例えば、フェノキシカルボニルオキシ基、クロロフェノキシカルボニルオキシ基)、炭素数30以下のアシルオキシ基(例えば、アセチルオキシ基、プロピオニルオキシ基等)、炭素数30以下のアシル基(例えば、アセチル基、プロピオニル基、ベンゾイル基等)、カルバモイル基(例えば、カルバモイル基、N,N−ジメチルカルバモイル基、モルホリノカルボニル基、ピペリジノカルボニル基等)、スルファモイル基(例えば、スルファモイル基、N,N−ジメチルスルファモイル基、モルホリノスルホニル基、ピペリジノスルホニル基等)、炭素数30以下のアルキルスルホニル基(例えば、メチルスルホニル基、トルフルオロメチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、ドデシルスルホニル基)、アリールスルホニル基(例えば、ベンゼンスルホニル基、トルエンスルホニル基、ナフタレンスルホニル基、ピリジンスルホニル基、キノリンスルホニル基)、炭素数30以下のアリール基(例えばフェニル基、ジクロロフェニル基、トルイル基、メトキシフェニル基、ジエチルアミノフェニル基、アセチルアミノフェニル基、メトキシカルボニルフェニル基、ヒドロキシフェニル基、t−オクチルフェニル基、ナフチル基等)、置換アミノ基(例えば、アミノ基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アリールアミノ基、ジアリールアミノ基、アシルアミノ基等)、置換ホスホノ基(例えば、ホスホノ基、ジエチルホスホノ基、ジフェニルホスホノ基)、複素環式基(例えば、ピリジル基、キノリル基、フリル基、チエニル基、テトラヒドロフルフリル基、ピラゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ピリダジル基、ピリミジル基、ピラジル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、イソキノリル基、チアジアゾリル基、モルホリノ基、ピペリジノ基、ピペラジノ基、インドリル基、イソインドリル基、チオモルホリノ基)、ウレイド基(例えば、メチルウレイド基、ジメチルウレイド基、フェニルウレイド基等)、スルファモイルアミノ基(例えば、ジプロピルスルファモイルアミノ基等)、アルコキシカルボニルアミノ基(例えば、エトキシカルボニルアミノ基等)、アリールオキシカルボニルアミノ基(例えば、フェニルオキシカルボニルアミノ基)、アルキルスルフィニル基(例えば、メチルスルフィニル基等)、アリールスルフィニル基(例えば、フェニルスルフィニル基等)、シリル基(例えば、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基等)、シリルオキシ基(例えば、トリメチルシリルオキシ基等)等が挙げられる。 Examples of the substituent include a carboxyl group, a sulfo group, a cyano group, a halogen atom (for example, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom), a hydroxy group, and an alkoxycarbonyl group having 30 or less carbon atoms (for example, a methoxycarbonyl group, Ethoxycarbonyl group, benzyloxycarbonyl group), aryloxycarbonyl group having 30 or less carbon atoms (for example, phenoxycarbonyl group), alkylsulfonylaminocarbonyl group having 30 or less carbon atoms (for example, methylsulfonylaminocarbonyl group, octylsulfonylaminocarbonyl) Group), arylsulfonylaminocarbonyl group (for example, toluenesulfonylaminocarbonyl group), acylaminosulfonyl group having 30 or less carbon atoms (for example, benzoylaminosulfonyl group, acetylaminosulfonyl group, Valoylaminosulfonyl group), an alkoxy group having 30 or less carbon atoms (for example, methoxy group, ethoxy group, benzyloxy group, phenoxyethoxy group, phenethyloxy group, etc.), an arylthio group having 30 or less carbon atoms, or an alkylthio group (for example, Phenylthio group, methylthio group, ethylthio group, dodecylthio group, etc.), aryloxy group having 30 or less carbon atoms (for example, phenoxy group, p-tolyloxy group, 1-naphthoxy group, 2-naphthoxy group, etc.), nitro group, carbon number 30 or less alkyl groups, alkoxycarbonyloxy groups (for example, methoxycarbonyloxy group, stearyloxycarbonyloxy group, phenoxyethoxycarbonyloxy group), aryloxycarbonyloxy groups (for example, phenoxycarbonyloxy group, chlorophenoxycal) Nyloxy group), an acyloxy group having 30 or less carbon atoms (for example, acetyloxy group, propionyloxy group, etc.), an acyl group having 30 or less carbon atoms (for example, acetyl group, propionyl group, benzoyl group, etc.), carbamoyl group (for example, Carbamoyl group, N, N-dimethylcarbamoyl group, morpholinocarbonyl group, piperidinocarbonyl group, etc.), sulfamoyl group (for example, sulfamoyl group, N, N-dimethylsulfamoyl group, morpholinosulfonyl group, piperidinosulfonyl group) Etc.), an alkylsulfonyl group having 30 or less carbon atoms (for example, methylsulfonyl group, trifluoromethylsulfonyl group, ethylsulfonyl group, butylsulfonyl group, dodecylsulfonyl group), arylsulfonyl group (for example, benzenesulfonyl group, toluenesulfonyl) Group, naphthalenesulfonyl group, pyridinesulfonyl group, quinolinesulfonyl group), aryl group having 30 or less carbon atoms (for example, phenyl group, dichlorophenyl group, toluyl group, methoxyphenyl group, diethylaminophenyl group, acetylaminophenyl group, methoxycarbonylphenyl group) , Hydroxyphenyl group, t-octylphenyl group, naphthyl group, etc.), substituted amino group (for example, amino group, alkylamino group, dialkylamino group, arylamino group, diarylamino group, acylamino group etc.), substituted phosphono group ( For example, phosphono group, diethylphosphono group, diphenylphosphono group), heterocyclic group (for example, pyridyl group, quinolyl group, furyl group, thienyl group, tetrahydrofurfuryl group, pyrazolyl group, isoxazolyl group, isothiazolyl group) Imidazolyl group, oxazolyl group, thiazolyl group, pyridazyl group, pyrimidyl group, pyrazyl group, triazolyl group, tetrazolyl group, benzoxazolyl group, benzimidazolyl group, isoquinolyl group, thiadiazolyl group, morpholino group, piperidino group, piperazino group, indolyl group , Isoindolyl group, thiomorpholino group), ureido group (eg methylureido group, dimethylureido group, phenylureido group etc.), sulfamoylamino group (eg dipropylsulfamoylamino group etc.), alkoxycarbonylamino group (eg For example, ethoxycarbonylamino group and the like), aryloxycarbonylamino group (for example, phenyloxycarbonylamino group), alkylsulfinyl group (for example, methylsulfinyl group and the like), arylsulfy Le group (e.g., such as phenylsulfinyl group), a silyl group (e.g., trimethoxysilyl group, triethoxysilyl group), silyloxy group (e.g., trimethylsilyloxy group) and the like.
前記構造式(8)で表される化合物としては、例えば、アルキルカテコール(例えば、カテコール、レゾルシノール、1,4−ヒドロキノン、2−メチルカテコール、3−メチルカテコール、4−メチルカテコール、2−エチルカテコール、3−エチルカテコール、4−エチルカテコール、2−プロピルカテコール、3−プロピルカテコール、4−プロピルカテコール、2−n−ブチルカテコール、3−n−ブチルカテコール、4−n−ブチルカテコール、2−tert−ブチルカテコール、3−tert−ブチルカテコール、4−tert−ブチルカテコール、3,5−di−tert−ブチルカテコール等)、アルキルレゾルシノール(例えば、2−メチルレゾルシノール、4−メチルレゾルシノール、2−エチルレゾルシノール、4−エチルレゾルシノール、2−プロピルレゾルシノール、4−プロピルレゾルシノール、2−n−ブチルレゾルシノール、4−n−ブチルレゾルシノール、2−tert−ブチルレゾルシノール、4−tert−ブチルレゾルシノール等)、アルキルヒドロキノン(例えば、メチルヒドロキノン、エチルヒドロキノン、プロピルヒドロキノン、tert−ブチルヒドロキノン、2,5−di−tert−ブチルヒドロキノン等)、ピロガロール、フロログルシンなどが挙げられる。 Examples of the compound represented by the structural formula (8) include alkyl catechol (for example, catechol, resorcinol, 1,4-hydroquinone, 2-methylcatechol, 3-methylcatechol, 4-methylcatechol, 2-ethylcatechol). 3-ethylcatechol, 4-ethylcatechol, 2-propylcatechol, 3-propylcatechol, 4-propylcatechol, 2-n-butylcatechol, 3-n-butylcatechol, 4-n-butylcatechol, 2-tert -Butyl catechol, 3-tert-butyl catechol, 4-tert-butyl catechol, 3,5-di-tert-butyl catechol, etc.), alkylresorcinol (for example, 2-methylresorcinol, 4-methylresorcinol, 2-ethylresorcinol) , 4- Chill resorcinol, 2-propyl resorcinol, 4-propyl resorcinol, 2-n-butyl resorcinol, 4-n-butyl resorcinol, 2-tert-butyl resorcinol, 4-tert-butyl resorcinol, etc.), alkyl hydroquinone (eg, methylhydroquinone) Ethylhydroquinone, propylhydroquinone, tert-butylhydroquinone, 2,5-di-tert-butylhydroquinone, etc.), pyrogallol, phloroglucin and the like.
また、前記フェノール性水酸基を有する化合物は、例えば、前記フェノール性水酸基を少なくとも1個有する芳香環が互いに2価の連結基で連結された化合物も好ましい。
前記2価の連結基としては、例えば、1〜30個の炭素原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、SO、SO2等を有する基が挙げられる。前記硫黄原子、酸素原子、SO、及びSO2は、直接結合していてもよい。
前記炭素原子及び酸素原子は、置換基を有していてもよく、該置換基としては、例えば、上述した前記構造式(8)におけるZが挙げられる。
また、前記芳香環は、置換基を有していてもよく、該置換基としては、例えば、上述した前記構造式(8)におけるZが挙げられる。
The compound having a phenolic hydroxyl group is also preferably a compound in which aromatic rings having at least one phenolic hydroxyl group are linked to each other by a divalent linking group.
Examples of the divalent linking group include groups having 1 to 30 carbon atoms, oxygen atoms, nitrogen atoms, sulfur atoms, SO, SO 2 and the like. The sulfur atom, oxygen atom, SO, and SO 2 may be directly bonded.
The carbon atom and oxygen atom may have a substituent, and examples of the substituent include Z in the structural formula (8) described above.
In addition, the aromatic ring may have a substituent, and examples of the substituent include Z in the structural formula (8) described above.
前記フェノール性水酸基を有する化合物の具体例としては、ビスフェノールA、ビスフェノールS、ビスフェノールM、感熱紙に顕色剤として用いられる公知のビスフェノール化合物、特開2003−305945号公報に記載のビスフェノール化合物、酸化防止剤として用いられるヒンダードフェノール化合物などが挙げられる。また、4−メトキシフェノール、4−メトキシ−2−ヒドロキシベンゾフェノン、β−ナフトール、2,6−ジ−t−ブチル−4−クレゾール、サリチル酸メチル、ジエチルアミノフェノール等の置換基を有するモノフェノール化合物なども挙げられる。
前記フェノール性水酸基を有する化合物の市販品としては、本州化学社製のビスフェノール化合物が挙げられる。
Specific examples of the compound having a phenolic hydroxyl group include bisphenol A, bisphenol S, bisphenol M, a known bisphenol compound used as a color developer for thermal paper, a bisphenol compound described in JP-A-2003-305945, and an oxidation compound. Examples thereof include hindered phenol compounds used as an inhibitor. In addition, monophenol compounds having a substituent such as 4-methoxyphenol, 4-methoxy-2-hydroxybenzophenone, β-naphthol, 2,6-di-t-butyl-4-cresol, methyl salicylate, diethylaminophenol, etc. Can be mentioned.
A commercial product of the compound having a phenolic hydroxyl group includes a bisphenol compound manufactured by Honshu Chemical.
前記イミノ基を有する化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、分子量が50以上のものが好ましく、分子量が70以上のものがより好ましい。
前記イミノ基を有する化合物は、イミノ基で置換された環状構造を有することが好ましい。該環状構造としては、芳香環及び複素環の少なくともいずれかが縮合しているものが好ましく、芳香環が縮合しているものがより好ましい。また、前記環状構造では、酸素原子、窒素原子、硫黄原子を有していてもよい。
There is no restriction | limiting in particular as a compound which has the said imino group, Although it can select suitably according to the objective, For example, a thing with a molecular weight of 50 or more is preferable, and a thing with a molecular weight of 70 or more is more preferable.
The compound having an imino group preferably has a cyclic structure substituted with an imino group. The cyclic structure is preferably a condensed at least one of an aromatic ring and a heterocyclic ring, and more preferably a condensed aromatic ring. Moreover, in the said cyclic structure, you may have an oxygen atom, a nitrogen atom, and a sulfur atom.
前記イミノ基を有する化合物の具体例としては、フェノチアジン、フェノキサジン、ジヒドロフェナジン、ヒドロキノリン、又は、これらの化合物を上述した前記構造式(8)におけるZで置換した化合物が挙げられる。 Specific examples of the compound having an imino group include phenothiazine, phenoxazine, dihydrophenazine, hydroquinoline, or a compound obtained by substituting these compounds with Z in the above structural formula (8).
前記イミノ基で置換された環状構造を有する化合物としては、ヒンダードアミンを一部に有するヒンダードアミン誘導体が好ましい。
前記ヒンダードアミンとしては、例えば、特開2003−246138号公報に記載のヒンダードアミンが挙げられる。
The compound having a cyclic structure substituted with the imino group is preferably a hindered amine derivative having a hindered amine in part.
Examples of the hindered amine include hindered amines described in JP-A No. 2003-246138.
前記ニトロ基を有する化合物又は前記ニトロソ基を有する化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、分子量が50以上のものが好ましく、分子量が70以上のものがより好ましい。
前記ニトロ基を有する化合物又は前記ニトロソ基を有する化合物の具体例としては、ニトロベンゼン、ニトロソ化合物とアルミニウムとのキレート化合物等が挙げられる。
The compound having the nitro group or the compound having the nitroso group is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, those having a molecular weight of 50 or more are preferred, and those having a molecular weight of 70 or more. Is more preferable.
Specific examples of the compound having the nitro group or the compound having the nitroso group include nitrobenzene, a chelate compound of nitroso compound and aluminum, and the like.
前記芳香環を有する化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記芳香環が孤立電子対を有する置換基(例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子等を有する置換基)で置換されているものが好ましい。
前記芳香環を有する化合物の具体例としては、例えば、上述のフェノール性水酸基を有する化合物、上述のイミノ基を有する化合物、アニリン骨格を一部に有する化合物(例えば、メチレンブルー、クリスタルバイオレット等)が挙げられる。
The compound having an aromatic ring is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, the aromatic ring has a substituent having a lone electron pair (for example, an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom) And the like substituted by a substituent having
Specific examples of the compound having an aromatic ring include, for example, the above-described compound having a phenolic hydroxyl group, the above-mentioned compound having an imino group, and a compound having an aniline skeleton (for example, methylene blue, crystal violet, etc.). It is done.
前記複素環を有する化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、該複素環が、窒素、酸素、硫黄等の孤立電子対を有する原子を有するものが好ましい。
前記複素環を有する化合物の具体例としては、ピリジン、キノリンなどが挙げられる。
The compound having a heterocycle is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, the heterocycle has an atom having a lone pair of electrons such as nitrogen, oxygen, and sulfur. preferable.
Specific examples of the compound having a heterocyclic ring include pyridine and quinoline.
前記金属原子を有する化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記金属原子としては、前記重合開始剤から発生したラジカルと親和性を有する金属原子である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、銅、アルミニウム、チタンなどが挙げられる。
There is no restriction | limiting in particular as a compound which has the said metal atom, According to the objective, it can select suitably.
The metal atom is not particularly limited as long as it is a metal atom having an affinity for a radical generated from the polymerization initiator, and can be appropriately selected according to the purpose. Examples thereof include copper, aluminum, and titanium. Can be mentioned.
前記重合禁止剤の中でも、フェノール性水酸基を少なくとも2個有する化合物、イミノ基で置換された芳香環を有する化合物、イミノ基で置換された複素環を有する化合物が好ましく、イミノ基が環状構造の一部を構成している化合物、ヒンダードアミン化合物が特に好ましい。具体的には、カテコール、フェノチアジン、フェノキサジン、ヒンダードアミン、又はこれらの誘導体が好ましい。 Among the polymerization inhibitors, a compound having at least two phenolic hydroxyl groups, a compound having an aromatic ring substituted with an imino group, and a compound having a heterocyclic ring substituted with an imino group are preferable, and the imino group has a cyclic structure. Particular preference is given to compounds constituting the part, hindered amine compounds. Specifically, catechol, phenothiazine, phenoxazine, hindered amine, or derivatives thereof are preferable.
前記重合禁止剤は、一般に市販の重合性化合物中に微量に含まれているが、本発明においては、解像度を向上させる観点から、市販の前記重合性化合物中に含まれる重合禁止剤とは別に上述の重合禁止剤を含ませるものである。よって、前記重合禁止剤は、安定性付与のために市販の前記重合性化合物中に含まれる4−メトキシフェノール等のモノフェノール系化合物を除いた化合物が好ましい。 The polymerization inhibitor is generally contained in a trace amount in a commercially available polymerizable compound, but in the present invention, from the viewpoint of improving the resolution, separately from the polymerization inhibitor contained in the commercially available polymerizable compound. The above-mentioned polymerization inhibitor is included. Therefore, the polymerization inhibitor is preferably a compound excluding a monophenol compound such as 4-methoxyphenol contained in the commercially available polymerizable compound for imparting stability.
なお、前記重合禁止剤は、パターン形成材料の製造工程において、感光性樹脂組成物溶液に予め添加してもよい。 The polymerization inhibitor may be added in advance to the photosensitive resin composition solution in the manufacturing process of the pattern forming material.
前記重合禁止剤の含有量としては、前記感光層の前記重合性化合物に対して0.005〜0.5質量%が好ましく、0.01〜0.4質量%がより好ましく、0.02〜0.2質量%が特に好ましい。
前記含有量が、0.005質量%未満であると、解像度が低下することがあり、0.5質量%を超えると、活性エネルギー線に対する感度が低下することがある。
なお、前記重合禁止剤の含有量は、安定性付与のために市販の前記重合性化合物中に含まれる4−メトキシフェノール等のモノフェノール系化合物を除いた含有量を表す。
As content of the said polymerization inhibitor, 0.005-0.5 mass% is preferable with respect to the said polymeric compound of the said photosensitive layer, 0.01-0.4 mass% is more preferable, 0.02- 0.2% by mass is particularly preferable.
If the content is less than 0.005% by mass, the resolution may decrease, and if it exceeds 0.5% by mass, the sensitivity to active energy rays may decrease.
In addition, content of the said polymerization inhibitor represents content remove | excluding monophenol type compounds, such as 4-methoxyphenol contained in the said commercially available polymeric compound for stability provision.
−その他の成分−
前記その他の成分としては、例えば、増感剤、可塑剤、発色剤、着色剤などが挙げられ、更に基体表面への密着促進剤及びその他の助剤類(例えば、顔料、導電性粒子、充填剤、消泡剤、難燃剤、レベリング剤、剥離促進剤、酸化防止剤、香料、熱架橋剤、表面張力調整剤、連鎖移動剤等)を併用してもよい。これらの成分を適宜含有させることにより、目的とするパターン形成材料の安定性、写真性、焼きだし性、膜物性等の性質を調整することができる。
-Other ingredients-
Examples of the other components include sensitizers, plasticizers, color formers, colorants and the like, and further adhesion promoters to the substrate surface and other auxiliary agents (for example, pigments, conductive particles, fillers). Agents, antifoaming agents, flame retardants, leveling agents, peeling accelerators, antioxidants, fragrances, thermal crosslinking agents, surface tension modifiers, chain transfer agents, etc.) may be used in combination. By appropriately containing these components, it is possible to adjust properties such as stability, photographic properties, print-out properties, and film properties of the target pattern forming material.
−−増感剤−−
前記増感剤は、後述する光照射手段として可視光線や紫外光・可視光レーザなどにより適宜選択することができる。
前記増感剤は、活性エネルギー線により励起状態となり、他の物質(例えば、ラジカル発生剤、酸発生剤等)と相互作用(例えば、エネルギー移動、電子移動等)することにより、ラジカルや酸等の有用基を発生することが可能である。
--- Sensitizer--
The sensitizer can be appropriately selected by visible light, ultraviolet light, visible light laser, or the like as a light irradiation means to be described later.
The sensitizer is excited by active energy rays and interacts with other substances (for example, radical generator, acid generator, etc.) (for example, energy transfer, electron transfer, etc.), thereby generating radicals, acids, etc. It is possible to generate a useful group of
前記増感剤としては、特に制限はなく、公知の増感剤の中から適宜選択することができるが、例えば、公知の多核芳香族類(例えば、ピレン、ペリレン、トリフェニレン)、キサンテン類(例えば、フルオレセイン、エオシン、エリスロシン、ローダミンB、ローズベンガル)、シアニン類(例えば、インドカルボシアニン、チアカルボシアニン、オキサカルボシアニン)、メロシアニン類(例えば、メロシアニン、カルボメロシアニン)、チアジン類(例えば、チオニン、メチレンブルー、トルイジンブルー)、アクリジン類(例えば、アクリジンオレンジ、クロロフラビン、アクリフラビン)、アントラキノン類(例えば、アントラキノン)、スクアリウム類(例えば、スクアリウム)、アクリドン類(例えば、アクリドン、クロロアクリドン、N−メチルアクリドン、N−ブチルアクリドン、N−ブチル−クロロアクリドン等)、クマリン類(例えば、3−(2−ベンゾフロイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3−(2−ベンゾフロイル)−7−(1−ピロリジニル)クマリン、3−ベンゾイル−7−ジエチルアミノクマリン、3−(2−メトキシベンゾイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3−(4−ジメチルアミノベンゾイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3,3’−カルボニルビス(5,7−ジ−n−プロポキシクマリン)、3,3’−カルボニルビス(7−ジエチルアミノクマリン)、3−ベンゾイル−7−メトキシクマリン、3−(2−フロイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3−(4−ジエチルアミノシンナモイル)−7−ジエチルアミノクマリン、7−メトキシ−3−(3−ピリジルカルボニル)クマリン、3−ベンゾイル−5,7−ジプロポキシクマリン等があげられ、他に特開平5-19475号、特開平7-271028号、特開2002-363206号、特開2002-363207号、特開2002-363208号、特開2002-363209号等の各公報に記載のクマリン化合物など)が挙げられる。 The sensitizer is not particularly limited and may be appropriately selected from known sensitizers. For example, known polynuclear aromatics (for example, pyrene, perylene, triphenylene), xanthenes (for example, , Fluorescein, eosin, erythrosine, rhodamine B, rose bengal), cyanines (eg, indocarbocyanine, thiacarbocyanine, oxacarbocyanine), merocyanines (eg, merocyanine, carbomerocyanine), thiazines (eg, thionine, Methylene blue, toluidine blue), acridines (eg, acridine orange, chloroflavin, acriflavine), anthraquinones (eg, anthraquinone), squariums (eg, squalium), acridones (eg, acridone, chloroacrine) Don, N-methylacridone, N-butylacridone, N-butyl-chloroacridone, etc.), coumarins (for example, 3- (2-benzofuroyl) -7-diethylaminocoumarin, 3- (2-benzofuroyl)- 7- (1-pyrrolidinyl) coumarin, 3-benzoyl-7-diethylaminocoumarin, 3- (2-methoxybenzoyl) -7-diethylaminocoumarin, 3- (4-dimethylaminobenzoyl) -7-diethylaminocoumarin, 3,3 '-Carbonylbis (5,7-di-n-propoxycoumarin), 3,3'-carbonylbis (7-diethylaminocoumarin), 3-benzoyl-7-methoxycoumarin, 3- (2-furoyl) -7- Diethylaminocoumarin, 3- (4-diethylaminocinnamoyl) -7-diethylaminocoumarin Examples thereof include 7-methoxy-3- (3-pyridylcarbonyl) coumarin, 3-benzoyl-5,7-dipropoxycoumarin, and others, and JP-A-5-19475, JP-A-7-271028, JP-A-2002-. No. 363206, JP-A No. 2002-363207, JP-A No. 2002-363208, JP-A No. 2002-363209, and the like.
前記光重合開始剤と前記増感剤との組合せとしては、例えば、特開2001−305734号公報に記載の電子移動型開始系[(1)電子供与型開始剤及び増感色素、(2)電子受容型開始剤及び増感色素、(3)電子供与型開始剤、増感色素及び電子受容型開始剤(三元開始系)]などの組合せが挙げられる。 Examples of the combination of the photopolymerization initiator and the sensitizer include, for example, an electron transfer start system described in JP-A-2001-305734 [(1) an electron donating initiator and a sensitizing dye, (2) A combination of an electron-accepting initiator and a sensitizing dye, (3) an electron-donating initiator, a sensitizing dye and an electron-accepting initiator (ternary initiation system), and the like.
前記増感剤の前記感光層における含有量としては、0.05〜30質量%が好ましく、0.1〜20質量%がより好ましく、0.2〜10質量%が特に好ましい。
前記含有量が、0.05質量%未満となると、活性エネルギー線への感度が低下し、露光プロセスに時間がかかり、生産性が低下することがあり、30質量%を超えると、前記感光層から保存時に析出することがある。
As content in the said photosensitive layer of the said sensitizer, 0.05-30 mass% is preferable, 0.1-20 mass% is more preferable, 0.2-10 mass% is especially preferable.
When the content is less than 0.05% by mass, the sensitivity to active energy rays decreases, the exposure process takes time, and the productivity may decrease. When the content exceeds 30% by mass, the photosensitive layer May precipitate during storage.
−−可塑剤−−
前記可塑剤は、前記感光層の膜物性(可撓性)をコントロールするために添加してもよい。
前記可塑剤としては、例えば、ジメチルフタレート、ジブチルフタレート、ジイソブチルフタレート、ジヘプチルフタレート、ジオクチルフタレート、ジシクロヘキシルフタレート、ジトリデシルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジイソデシルフタレート、ジフェニルフタレート、ジアリルフタレート、オクチルカプリールフタレート等のフタル酸エステル類;トリエチレングリコールジアセテート、テトラエチレングリコールジアセテート、ジメチルグリコースフタレート、エチルフタリールエチルグリコレート、メチルフタリールエチルグリコレート、ブチルフタリールブチルグリコレート、トリエチレングリコールジカブリル酸エステル等のグリコールエステル類;トリクレジルホスフェート、トリフェニルホスフェート等のリン酸エステル類;4−トルエンスルホンアミド、ベンゼンスルホンアミド、N−n−ブチルベンゼンスルホンアミド、N−n−ブチルアセトアミド等のアミド類;ジイソブチルアジペート、ジオクチルアジペート、ジメチルセバケート、ジブチルセパケート、ジオクチルセパケート、ジオクチルアゼレート、ジブチルマレート等の脂肪族二塩基酸エステル類;クエン酸トリエチル、クエン酸トリブチル、グリセリントリアセチルエステル、ラウリン酸ブチル、4,5−ジエポキシシクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジオクチル等、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のグリコール類が挙げられる。
--Plasticizer--
The plasticizer may be added to control film physical properties (flexibility) of the photosensitive layer.
Examples of the plasticizer include dimethyl phthalate, dibutyl phthalate, diisobutyl phthalate, diheptyl phthalate, dioctyl phthalate, dicyclohexyl phthalate, ditridecyl phthalate, butyl benzyl phthalate, diisodecyl phthalate, diphenyl phthalate, diallyl phthalate, octyl capryl phthalate, and the like. Phthalic acid esters: Triethylene glycol diacetate, tetraethylene glycol diacetate, dimethylglycol phthalate, ethyl phthalyl ethyl glycolate, methyl phthalyl ethyl glycolate, butyl phthalyl butyl glycolate, triethylene glycol dicabrylate, etc. Glycol esters of tricresyl phosphate, triphenyl phosphate, etc. Acid esters; Amides such as 4-toluenesulfonamide, benzenesulfonamide, Nn-butylbenzenesulfonamide, Nn-butylacetamide; diisobutyl adipate, dioctyl adipate, dimethyl sebacate, dibutyl sepacate, dioctyl Aliphatic dibasic acid esters such as sepacate, dioctyl azelate, dibutyl malate; triethyl citrate, tributyl citrate, glycerin triacetyl ester, butyl laurate, 4,5-diepoxycyclohexane-1,2-dicarboxylic acid Examples include glycols such as dioctyl acid, polyethylene glycol, and polypropylene glycol.
前記可塑剤の前記感光層における含有量としては、0.1〜50質量%が好ましく、0.5〜40質量%がより好ましく、1〜30質量%が特に好ましい。 As content in the said photosensitive layer of the said plasticizer, 0.1-50 mass% is preferable, 0.5-40 mass% is more preferable, 1-30 mass% is especially preferable.
−−発色剤−−
前記発色剤は、露光後の前記感光層に可視像を与える(焼きだし機能)ために添加してもよい。
前記発色剤としては、例えば、トリス(4−ジメチルアミノフェニル)メタン(ロイコクリスタルバイオレット)、トリス(4−ジエチルアミノフェニル)メタン、トリス(4−ジメチルアミノ−2−メチルフェニル)メタン、トリス(4−ジエチルアミノ−2−メチルフェニル)メタン、ビス(4−ジブチルアミノフェニル)−〔4−(2−シアノエチル)メチルアミノフェニル〕メタン、ビス(4−ジメチルアミノフェニル)−2−キノリルメタン、トリス(4−ジプロピルアミノフェニル)メタン等のアミノトリアリールメタン類;3,6−ビス(ジメチルアミノ)−9−フェニルキサンチン、3−アミノ−6−ジメチルアミノ−2−メチル−9−(2−クロロフェニル)キサンチン等のアミノキサンチン類;3,6−ビス(ジエチルアミノ)−9−(2−エトキシカルボニルフェニル)チオキサンテン、3,6−ビス(ジメチルアミノ)チオキサンテン等のアミノチオキサンテン類;3,6−ビス(ジエチルアミノ)−9,10−ジヒドロ−9−フェニルアクリジン、3,6−ビス(ベンジルアミノ)−9,10−ジビドロ−9−メチルアクリジン等のアミノ−9,10−ジヒドロアクリジン類;3,7−ビス(ジエチルアミノ)フェノキサジン等のアミノフェノキサジン類;3,7−ビス(エチルアミノ)フェノチアゾン等のアミノフェノチアジン類;3,7−ビス(ジエチルアミノ)−5−ヘキシル−5,10−ジヒドロフェナジン等のアミノジヒドロフェナジン類;ビス(4−ジメチルアミノフェニル)アニリノメタン等のアミノフェニルメタン類;4−アミノ−4’−ジメチルアミノジフェニルアミン、4−アミノ−α、β−ジシアノヒドロケイ皮酸メチルエステル等のアミノヒドロケイ皮酸類;1−(2−ナフチル)−2−フェニルヒドラジン等のヒドラジン類;1,4−ビス(エチルアミノ)−2,3−ジヒドロアントラキノン類のアミノ−2,3−ジヒドロアントラキノン類;N,N−ジエチル−4−フェネチルアニリン等のフェネチルアニリン類;10−アセチル−3,7−ビス(ジメチルアミノ)フェノチアジン等の塩基性NHを含むロイコ色素のアシル誘導体;トリス(4−ジエチルアミノ−2−トリル)エトキシカルボニルメンタン等の酸化しうる水素をもつていないが、発色化合物に酸化しうるロイコ様化合物;ロイコインジゴイド色素;米国特許3,042,515号及び同第3,042,517号に記載されているような発色形に酸化しうるような有機アミン類(例、4,4’−エチレンジアミン、ジフェニルアミン、N,N−ジメチルアニリン、4,4’−メチレンジアミントリフェニルアミン、N−ビニルカルバゾール)が挙げられ、これらの中でも、ロイコクリスタルバイオレット等のトリアリールメタン系化合物が好ましい。
--Coloring agent--
The color former may be added to give a visible image (printing function) to the photosensitive layer after exposure.
Examples of the color former include tris (4-dimethylaminophenyl) methane (leuco crystal violet), tris (4-diethylaminophenyl) methane, tris (4-dimethylamino-2-methylphenyl) methane, tris (4- Diethylamino-2-methylphenyl) methane, bis (4-dibutylaminophenyl)-[4- (2-cyanoethyl) methylaminophenyl] methane, bis (4-dimethylaminophenyl) -2-quinolylmethane, tris (4-di Aminotriarylmethanes such as propylaminophenyl) methane; 3,6-bis (dimethylamino) -9-phenylxanthine, 3-amino-6-dimethylamino-2-methyl-9- (2-chlorophenyl) xanthine, etc. Aminoxanthines; 3,6-bis (diethyl Aminothioxanthenes such as mino) -9- (2-ethoxycarbonylphenyl) thioxanthene and 3,6-bis (dimethylamino) thioxanthene; 3,6-bis (diethylamino) -9,10-dihydro-9- Amino-9,10-dihydroacridine such as phenylacridine, 3,6-bis (benzylamino) -9,10-dividro-9-methylacridine; aminophenoxazine such as 3,7-bis (diethylamino) phenoxazine Aminophenothiazines such as 3,7-bis (ethylamino) phenothiazone; aminodihydrophenazines such as 3,7-bis (diethylamino) -5-hexyl-5,10-dihydrophenazine; bis (4-dimethylamino) Aminophenylmethanes such as phenyl) anilinomethane; 4-amino-4 ′ Aminohydrocinnamic acids such as dimethylaminodiphenylamine, 4-amino-α, β-dicyanohydrocinnamic acid methyl ester; hydrazines such as 1- (2-naphthyl) -2-phenylhydrazine; 1,4-bis ( Ethylamino) -2,3-dihydroanthraquinones amino-2,3-dihydroanthraquinones; phenethylanilines such as N, N-diethyl-4-phenethylaniline; 10-acetyl-3,7-bis (dimethylamino) ) An acyl derivative of a leuco dye containing basic NH such as phenothiazine; a leuco-like compound which does not have an oxidizable hydrogen such as tris (4-diethylamino-2-tolyl) ethoxycarbonylmentane but can be oxidized to a coloring compound; Leucoin digoid pigment; U.S. Pat. Nos. 3,042,515 and 3,042 Organic amines that can be oxidized to a colored form as described in No. 517 (eg, 4,4′-ethylenediamine, diphenylamine, N, N-dimethylaniline, 4,4′-methylenediamine triphenylamine, N-vinylcarbazole), and among these, triarylmethane compounds such as leuco crystal violet are preferable.
更に、前記発色剤は、前記ロイコ体を発色させるためなどの目的で、ハロゲン化合物と組み合わせることが一般に知られている。
前記ハロゲン化合物としては、例えば、ハロゲン化炭化水素(例えば、四臭化炭素、ヨードホルム、臭化エチレン、臭化メチレン、臭化アミル、臭化イソアミル、ヨウ化アミル、臭化イソブチレン、ヨウ化ブチル、臭化ジフェニルメチル、ヘキサクロロエタン、1,2−ジブロモエタン、1,1,2,2−テトラブロモエタン、1,2−ジブロモ−1,1,2−トリクロロエタン、1,2,3トリブロモプロパン、1−ブロモ−4−クロロブタン、1,2,3,4−テトラブロモブタン、テトラクロロシクロプロペン、ヘキサクロロシクロペンタジエン、ジブロモシキロヘキサン、1,1,1−トリクロロ−2,2−ビス(4−クロロフェニル)エタンなど);ハロゲン化アルコール化合物(例えば、2,2,2−トリクロロエタノール、トリブロモエタノール、1,3−ジクロロ−2−プロパノール、1,1,1−トリクロロ−2−プロパノール、ジ(ヨードヘキサメチレン)アミノイソプロパノール、トリブロモ−t−ブチルアルコール、2,2,3−トリクロロブタン−1,4−ジオールなど);ハロゲン化カルボニル化合物(例えば1,1−ジクロロアセトン、1,3−ジクロロアセトン、ヘキサクロロアセトン、ヘキサブロモアセトン、1,1,3,3−テトラクロロアセトン、1,1,1−トリクロロアセトン、3,4−ジブロモ−2−ブタノン、1,4−ジクロロ−2−ブタノン−ジブロモシクロヘキサノン等);ハロゲン化エーテル化合物(例えば2−ブロモエチルメチルエーテル、2−ブロモエチルエチルエーテル、ジ(2−ブロモエチル)エーテル、1,2−ジクロロエチルエチルエーテル等);ハロゲン化エステル化合物(例えば、酢酸ブロモエチル、トリクロロ酢酸エチル、トリクロロ酢酸トリクロロエチル、2,3−ジブロモプロピルアクリレートのホモポリマー及び共重合体、ジブロモプロピオン酸トリクロロエチル、α,β−ジグロロアクリル酸エチル等);ハロゲン化アミド化合物(例えば、クロロアセトアミド、ブロモアセトアミド、ジクロロアセトアミド、トリクロロアセトアミド、トリブロモアセトアミド、トリクロロエチルトリクロロアセトアミド、2−ブロモイソプロピオンアミド、2,2,2−トリクロロプロピオンアミド、N−クロロスクシンイミド、N−ブロモスクシンイミドなど);硫黄やリンを有する化合物(例えば、トリブロモメチルフェニルスルホン、4−ニトロフェニルトリブロモメチルスルホン、4−クロルフェニルトリブロモメチルスルホン、トリス(2,3−ジブロモプロピル)ホスフェート等)、2,4−ビス(トリクロロメチル)6−フェニルトリアゾールなどが挙げられる。有機ハロゲン化合物では、同一炭素原子に結合した2個以上のハロゲン原子を持つハロゲン化合物が好ましく、1個の炭素原子に3個のハロゲン原子を持つハロゲン化合物がより好ましい。前記有機ハロゲン化合物は、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、トリブロモメチルフェニルスルホン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−フェニルトリアゾールが好ましい。
Furthermore, it is generally known that the color former is combined with a halogen compound for the purpose of coloring the leuco body.
Examples of the halogen compound include halogenated hydrocarbons (for example, carbon tetrabromide, iodoform, ethylene bromide, methylene bromide, amyl bromide, isoamyl bromide, amyl iodide, isobutylene bromide, butyl iodide, Diphenylmethyl bromide, hexachloroethane, 1,2-dibromoethane, 1,1,2,2-tetrabromoethane, 1,2-dibromo-1,1,2-trichloroethane, 1,2,3 tribromopropane, 1-bromo-4-chlorobutane, 1,2,3,4-tetrabromobutane, tetrachlorocyclopropene, hexachlorocyclopentadiene, dibromocyclohexane, 1,1,1-trichloro-2,2-bis (4- Chlorophenyl) ethane); halogenated alcohol compounds (eg, 2,2,2-trichloroethanol, Bromoethanol, 1,3-dichloro-2-propanol, 1,1,1-trichloro-2-propanol, di (iodohexamethylene) aminoisopropanol, tribromo-t-butyl alcohol, 2,2,3-trichlorobutane 1,4-diol and the like; halogenated carbonyl compounds (for example, 1,1-dichloroacetone, 1,3-dichloroacetone, hexachloroacetone, hexabromoacetone, 1,1,3,3-tetrachloroacetone, 1,1 , 1-trichloroacetone, 3,4-dibromo-2-butanone, 1,4-dichloro-2-butanone-dibromocyclohexanone, etc.); halogenated ether compounds (eg 2-bromoethyl methyl ether, 2-bromoethyl ethyl ether) Di (2-bromoethyl) ether, 1,2- Chloroethyl ethyl ether, etc.); halogenated ester compounds (eg, bromoethyl acetate, ethyl trichloroacetate, trichloroethyl trichloroacetate, homopolymers and copolymers of 2,3-dibromopropyl acrylate, trichloroethyl dibromopropionate, α, β Halogenated amide compounds (for example, chloroacetamide, bromoacetamide, dichloroacetamide, trichloroacetamide, tribromoacetamide, trichloroethyltrichloroacetamide, 2-bromoisopropionamide, 2,2,2- Trichloropropionamide, N-chlorosuccinimide, N-bromosuccinimide, etc.); a compound having sulfur or phosphorus (for example, tribromomethylphenylsulfone, 4-nitro) Phenyl tribromomethyl sulfone, 4-chlorophenyl tribromomethyl sulfone, tris (2,3-dibromopropyl) phosphate, etc.), e.g., 2,4-bis (trichloromethyl) 6- phenyltriazole and the like. As the organic halogen compound, a halogen compound having two or more halogen atoms bonded to the same carbon atom is preferable, and a halogen compound having three halogen atoms per carbon atom is more preferable. The said organic halogen compound may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. Among these, tribromomethylphenyl sulfone and 2,4-bis (trichloromethyl) -6-phenyltriazole are preferable.
前記発色剤の前記感光層における含有量としては、0.01〜20質量%が好ましく、0.05〜10質量%がより好ましく、0.1〜5質量%が特に好ましい。また、前記ハロゲン化合物の含有量としては、前記感光層の全成分に対し0.001〜5質量%が好ましく、0.005〜1質量%がより好ましい。 The content of the color former in the photosensitive layer is preferably 0.01 to 20% by mass, more preferably 0.05 to 10% by mass, and particularly preferably 0.1 to 5% by mass. Moreover, as content of the said halogen compound, 0.001-5 mass% is preferable with respect to all the components of the said photosensitive layer, and 0.005-1 mass% is more preferable.
−−着色剤−−
前記着色剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、例えば、赤色、緑色、青色、黄色、紫色、マゼンタ色、シアン色、黒色等の公知の顔料又は染料が挙げられ、具体的には、ビクトリア・ピュアブルーBO(C.I.42595)、オーラミン(C.I.41000)、ファット・ブラックHB(C.I.26150)、モノライト・イエローGT(C.I.ピグメント・イエロー12)、パーマネント・イエローGR(C.I.ピグメント・イエロー17)、パーマネント・イエローHR(C.I.ピグメント・イエロー83)、パーマネント・カーミンFBB(C.I.ピグメント・レッド146)、ホスターバームレッドESB(C.I.ピグメント・バイオレット19)、パーマネント・ルビーFBH(C.I.ピグメント・レッド11)、ファステル・ピンクBスプラ(C.I.ピグメント・レッド81)、モナストラル・ファースト・ブルー(C.I.ピグメント・ブルー15)、モノライト・ファースト・ブラックB(C.I.ピグメント・ブラック1)、カーボンブラックが挙げられる。
--Colorant--
The colorant is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a known pigment such as red, green, blue, yellow, purple, magenta, cyan, black, Examples include dyes such as Victoria Pure Blue BO (C.I. 42595), Auramine (C.I. 41000), Fat Black HB (C.I. 26150), Monolite Yellow GT ( CI Pigment Yellow 12), Permanent Yellow GR (C.I. Pigment Yellow 17), Permanent Yellow HR (C.I. Pigment Yellow 83), Permanent Carmine FBB (C.I. Pigment)・ Red 146), Hoster Balm Red ESB (CI Pigment Violet 19), Permanent Le -FBH (CI Pigment Red 11), Fastel Pink B Supra (CI Pigment Red 81), Monastral First Blue (CI Pigment Blue 15), Monolite First Black B (CI Pigment Black 1) and carbon black can be mentioned.
また、カラーフィルタの作製に好適な前記着色剤として、例えば、C.I.ピグメント・レッド97、C.I.ピグメント・レッド122、C.I.ピグメント・レッド149、C.I.ピグメント・レッド168、C.I.ピグメント・レッド177、C.I.ピグメント・レッド180、C.I.ピグメント・レッド192、C.I.ピグメント・レッド215、C.I.ピグメント・グリーン7、C.I.ピグメント・グリーン36、C.I.ピグメント・ブルー15:1、C.I.ピグメント・ブルー15:4、C.I.ピグメント・ブルー15:6、C.I.ピグメント・ブルー22、C.I.ピグメント・ブルー60、C.I.ピグメント・ブルー64、C.I.ピグメント・イエロー139、C.I.ピグメント・イエロー83、C.I.ピグメント・バイオレット23、特開2002−162752号公報の(0138)〜(0141)に記載のもの等が挙げられる。前記着色剤の平均粒径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、5μm以下が好ましく、1μm以下がより好ましい。また、カラーフィルタを作製する場合は、前記平均粒子径として、0.5μm以下が好ましい。 Examples of the colorant suitable for producing a color filter include C.I. I. Pigment red 97, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 149, C.I. I. Pigment red 168, C.I. I. Pigment red 177, C.I. I. Pigment red 180, C.I. I. Pigment red 192, C.I. I. Pigment red 215, C.I. I. Pigment green 7, C.I. I. Pigment green 36, C.I. I. Pigment blue 15: 1, C.I. I. Pigment blue 15: 4, C.I. I. Pigment blue 15: 6, C.I. I. Pigment blue 22, C.I. I. Pigment blue 60, C.I. I. Pigment blue 64, C.I. I. Pigment yellow 139, C.I. I. Pigment yellow 83, C.I. I. Pigment violet 23, and those described in JP-A-2002-162752 (0138) to (0141). There is no restriction | limiting in particular as an average particle diameter of the said coloring agent, Although it can select suitably according to the objective, For example, 5 micrometers or less are preferable and 1 micrometer or less is more preferable. Moreover, when producing a color filter, as said average particle diameter, 0.5 micrometer or less is preferable.
−−染料−−
前記感光層には、取り扱い性の向上のために感光性樹脂組成物を着色し、又は保存安定性を付与する目的に、染料を用いることができる。
前記染料としては、ブリリアントグリーン(例えば、その硫酸塩)、エオシン、エチルバイオレット、エリスロシンB、メチルグリーン、クリスタルバイオレット、ベイシックフクシン、フェノールフタレイン、1,3−ジフェニルトリアジン、アリザリンレッドS、チモールフタレイン、メチルバイオレット2B、キナルジンレッド、ローズベンガル、メタニル−イエロー、チモールスルホフタレイン、キシレノールブルー、メチルオレンジ、オレンジIV、ジフェニルチロカルバゾン、2,7−ジクロロフルオレセイン、パラメチルレッド、コンゴーレッド、ベンゾプルプリン4B、α−ナフチル−レッド、ナイルブルーA、フェナセタリン、メチルバイオレット、マラカイトグリーン、パラフクシン、オイルブルー#603(オリエント化学工業社製)、ローダミンB、ローダミン6G、ビクトリア・ピュアブルーBOHなどを挙げることができ、これらの中でもカチオン染料(例えば、マラカイトグリーンシュウ酸塩、マラカイトグリーン硫酸塩等)が好ましい。該カチオン染料の対アニオンとしては、有機酸又は無機酸の残基であればよく、例えば、臭素酸、ヨウ素酸、硫酸、リン酸、シュウ酸、メタンスルホン酸、トルエンスルホン酸等の残基(アニオン)などが挙げられる。
--- Dye--
In the photosensitive layer, a dye can be used for the purpose of coloring the photosensitive resin composition for improving handleability or imparting storage stability.
Examples of the dye include brilliant green (for example, sulfate thereof), eosin, ethyl violet, erythrosine B, methyl green, crystal violet, basic fuchsin, phenolphthalein, 1,3-diphenyltriazine, alizarin red S, thymolphthalein. , Methyl violet 2B, quinaldine red, rose bengal, metanil-yellow, thymol sulfophthalein, xylenol blue, methyl orange, orange IV, diphenyltylocarbazone, 2,7-dichlorofluorescein, paramethyl red, congo red, benzo Purpurin 4B, α-naphthyl-red, Nile blue A, phenacetalin, methyl violet, malachite green, parafuxin, oil blue # 603 (Orien Chemical Co., Ltd.), Rhodamine B, Rhodamine 6G, and the like can be illustrated Victoria Pure Blue BOH, Among these cationic dyes (e.g., Malachite Green oxalate, malachite green sulfates) are preferable. The counter anion of the cationic dye may be a residue of an organic acid or an inorganic acid, for example, a residue such as bromic acid, iodic acid, sulfuric acid, phosphoric acid, oxalic acid, methanesulfonic acid, toluenesulfonic acid ( Anion) and the like.
前記染料の前記感光層における含有量としては、0.001〜10質量%が好ましく、0.01〜5質量%がより好ましく、0.1〜2質量%が特に好ましい。 As content in the said photosensitive layer of the said dye, 0.001-10 mass% is preferable, 0.01-5 mass% is more preferable, 0.1-2 mass% is especially preferable.
−−密着促進剤−−
各層間の密着性、又はパターン形成材料と基体との密着性を向上させるために、各層に公知のいわゆる密着促進剤を用いることができる。
-Adhesion promoter-
In order to improve the adhesion between the layers or the adhesion between the pattern forming material and the substrate, a known so-called adhesion promoter can be used for each layer.
前記密着促進剤としては、例えば、特開平5−11439号公報、特開平5−341532号公報、及び特開平6−43638号公報等に記載の密着促進剤が好適挙げられる。具体的には、ベンズイミダゾール、ベンズオキサゾール、ベンズチアゾール、2−メルカプトベンズイミダゾール、2−メルカプトベンズオキサゾール、2−メルカプトベンズチアゾール、3−モルホリノメチル−1−フェニル−トリアゾール−2−チオン、3−モルホリノメチル−5−フェニル−オキサジアゾール−2−チオン、5−アミノ−3−モルホリノメチル−チアジアゾール−2−チオン、及び2−メルカプト−5−メチルチオ−チアジアゾール、トリアゾール、テトラゾール、ベンゾトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾール、アミノ基含有ベンゾトリアゾール、シランカップリング剤などが挙げられる。 Preferable examples of the adhesion promoter include adhesion promoters described in JP-A Nos. 5-11439, 5-341532, and 6-43638. Specifically, benzimidazole, benzoxazole, benzthiazole, 2-mercaptobenzimidazole, 2-mercaptobenzoxazole, 2-mercaptobenzthiazole, 3-morpholinomethyl-1-phenyl-triazole-2-thione, 3-morpholino Methyl-5-phenyl-oxadiazole-2-thione, 5-amino-3-morpholinomethyl-thiadiazole-2-thione, and 2-mercapto-5-methylthio-thiadiazole, triazole, tetrazole, benzotriazole, carboxybenzotriazole Amino group-containing benzotriazole, silane coupling agents, and the like.
前記密着促進剤の前記感光層における含有量としては、0.001質量%〜20質量%が好ましく、0.01〜10質量%がより好ましく、0.1質量%〜5質量%が特に好ましい。 As content in the said photosensitive layer of the said adhesion promoter, 0.001 mass%-20 mass% are preferable, 0.01-10 mass% is more preferable, 0.1 mass%-5 mass% are especially preferable.
前記感光層は、例えば、J.コーサー著「ライトセンシテイブシステムズ」第5章に記載されているような有機硫黄化合物、過酸化物、レドックス系化合物、アゾ又はジアゾ化合物、光還元性色素、有機ハロゲン化合物などを含んでいてもよい。 The photosensitive layer is, for example, J.I. It may contain organic sulfur compounds, peroxides, redox compounds, azo or diazo compounds, photoreducible dyes, organic halogen compounds, etc. as described in Chapter 5 of “Light Sensitive Systems” Good.
前記有機硫黄化合物としては、例えば、ジ−n−ブチルジサルファイド、ジベンジルジサルファイド、2−メルカプトベンズチアゾール、2−メルカプトベンズオキサゾール、チオフェノール、エチルトリクロロメタンスルフェネート、2−メルカプトベンズイミダゾールなどが挙げられる。 Examples of the organic sulfur compound include di-n-butyl disulfide, dibenzyl disulfide, 2-mercaptobenzthiazole, 2-mercaptobenzoxazole, thiophenol, ethyltrichloromethane sulfenate, and 2-mercaptobenzimidazole. Is mentioned.
前記過酸化物としては、例えば、ジ−t−ブチルパーオキサイド、過酸化ベンゾイル、メチルエチルケトンパーオキサイドを挙げることができる。 Examples of the peroxide include di-t-butyl peroxide, benzoyl peroxide, and methyl ethyl ketone peroxide.
前記レドックス化合物は、過酸化物と還元剤の組合せからなるものであり、第一鉄イオンと過硫酸イオン、第二鉄イオンと過酸化物などを挙げることができる。 The redox compound is a combination of a peroxide and a reducing agent, and examples thereof include ferrous ions and persulfate ions, ferric ions and peroxides.
前記アゾ及びジアゾ化合物としては、例えば、α,α’−アゾビスイリブチロニトリル、2−アゾビス−2−メチルブチロニトリル、4−アミノジフェニルアミンのジアゾニウム類が挙げられる。 Examples of the azo and diazo compounds include α, α'-azobisiributyronitrile, 2-azobis-2-methylbutyronitrile, and diazonium such as 4-aminodiphenylamine.
前記光還元性色素としては、例えば、ローズベンガル、エリスロシン、エオシン、アクリフラビン、リポフラビン、チオニンが挙げられる。 Examples of the photoreducible dye include rose bengal, erythrosine, eosin, acriflavine, lipoflavin, and thionine.
−−界面活性剤−−
本発明の前記パターン形成材料を製造する際に発生する面状ムラを改善させるために、公知の界面活性剤を併用することができる。
前記界面活性剤としては、例えば、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、両性界面活性剤、フッ素含有界面活性剤などから適宜選択できる。
--Surfactant--
In order to improve the surface unevenness generated when the pattern forming material of the present invention is produced, a known surfactant can be used in combination.
The surfactant can be appropriately selected from, for example, an anionic surfactant, a cationic surfactant, a nonionic surfactant, an amphoteric surfactant, and a fluorine-containing surfactant.
前記界面活性剤の前記感光層における含有量としては、0.001〜10質量%が好ましい。
前記含有量が、0.001質量%未満になると、面状改良の効果が得られなくことがあり、10質量%を超えると、密着性が低下することがある。
The content of the surfactant in the photosensitive layer is preferably 0.001 to 10% by mass.
When the content is less than 0.001% by mass, the effect of improving the surface shape may not be obtained, and when it exceeds 10% by mass, the adhesion may be deteriorated.
前記感光層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、1〜100μmが好ましく、2〜50μmがより好ましく、4〜30μmが特に好ましい。 There is no restriction | limiting in particular as thickness of the said photosensitive layer, Although it can select suitably according to the objective, For example, 1-100 micrometers is preferable, 2-50 micrometers is more preferable, and 4-30 micrometers is especially preferable.
<保護フィルム>
前記パターン形成材料は、前記感光層上に保護フィルムを形成してもよい。
前記保護フィルムとしては、例えば、前記支持体に使用されるもの、紙、ポリエチレン、ポリプロピレンがラミネートされた紙、などが挙げられ、これらの中でも、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルムが好ましい。
前記保護フィルムの厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、5〜100μmが好ましく、8〜50μmがより好ましく、10〜30μmが特に好ましい。
前記支持体と保護フィルムとの組合せ(支持体/保護フィルム)としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート/ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート/ポリエチレン、ポリ塩化ビニル/セロフアン、ポリイミド/ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート/ポリエチレンテレフタレートなどが挙げられる。また、支持体及び保護フィルムの少なくともいずれかを表面処理することにより、上述のような接着力の関係を満たすことができる。前記支持体の表面処理は、前記感光層との接着力を高めるために施されてもよく、例えば、下塗層の塗設、コロナ放電処理、火炎処理、紫外線照射処理、高周波照射処理、グロー放電照射処理、活性プラズマ照射処理、レーザ光線照射処理などを挙げることができる。
<Protective film>
The pattern forming material may form a protective film on the photosensitive layer.
Examples of the protective film include those used for the support, paper, paper laminated with polyethylene, polypropylene, and the like. Among these, polyethylene film and polypropylene film are preferable.
There is no restriction | limiting in particular as thickness of the said protective film, Although it can select suitably according to the objective, For example, 5-100 micrometers is preferable, 8-50 micrometers is more preferable, 10-30 micrometers is especially preferable.
Examples of the combination of the support and the protective film (support / protective film) include polyethylene terephthalate / polypropylene, polyethylene terephthalate / polyethylene, polyvinyl chloride / cellophane, polyimide / polypropylene, polyethylene terephthalate / polyethylene terephthalate, and the like. . Moreover, the relationship of the above adhesive forces can be satisfy | filled by surface-treating at least any one of a support body and a protective film. The surface treatment of the support may be performed in order to increase the adhesive force with the photosensitive layer. For example, coating of a primer layer, corona discharge treatment, flame treatment, ultraviolet irradiation treatment, high frequency irradiation treatment, glow treatment Examples thereof include discharge irradiation treatment, active plasma irradiation treatment, and laser beam irradiation treatment.
また、前記支持体と前記保護フィルムとの静摩擦係数としては、0.3〜1.4が好ましく、0.5〜1.2がより好ましい。
前記静摩擦係数が、0.3未満であると、滑り過ぎるため、ロール状にした場合に巻ズレが発生することがあり、1.4を超えると、良好なロール状に巻くことが困難となることがある。
Moreover, as a static friction coefficient of the said support body and the said protective film, 0.3-1.4 are preferable and 0.5-1.2 are more preferable.
When the coefficient of static friction is less than 0.3, slipping is excessive, so that winding deviation may occur when the roll is formed, and when it exceeds 1.4, it is difficult to wind into a good roll. Sometimes.
前記パターン形成材料は、例えば、円筒状の巻芯に巻き取って、長尺状でロール状に巻かれて保管されることが好ましい。前記長尺状のパターン形成材料の長さとしては、特に制限はなく、例えば、10m〜20,000mの範囲から適宜選択することができる。また、ユーザーが使いやすいようにスリット加工し、100m〜1,000mの範囲の長尺体をロール状にしてもよい。なお、この場合には、前記支持体が一番外側になるように巻き取られることが好ましい。また、前記ロール状のパターン形成材料をシート状にスリットしてもよい。保管の際、端面の保護、エッジフュージョンを防止する観点から、端面にはセパレーター(特に防湿性のもの、乾燥剤入りのもの)を設置することが好ましく、また梱包も透湿性の低い素材を用いる事が好ましい。 It is preferable that the pattern forming material is wound around a cylindrical core, wound into a long roll, and stored. There is no restriction | limiting in particular as length of the said elongate pattern formation material, For example, it can select suitably from the range of 10m-20,000m. Further, slitting may be performed so that the user can easily use, and a long body in the range of 100 m to 1,000 m may be formed into a roll. In this case, it is preferable that the support is wound up so as to be the outermost side. The roll-shaped pattern forming material may be slit into a sheet shape. From the viewpoint of protecting the end face and preventing edge fusion during storage, it is preferable to install a separator (especially moisture-proof and desiccant-containing) on the end face, and use a low moisture-permeable material for packaging. Things are preferable.
前記保護フィルムは、前記保護フィルムと前記感光層との接着性を調整するために表面処理してもよい。前記表面処理は、例えば、前記保護フィルムの表面に、ポリオルガノシロキサン、弗素化ポリオレフィン、ポリフルオロエチレン、ポリビニルアルコール等のポリマーからなる下塗層を形成させる。該下塗層の形成は、前記ポリマーの塗布液を前記保護フィルムの表面に塗布した後、30〜150℃(特に50〜120℃)で1〜30分間乾燥させることにより形成させることができる。 The protective film may be surface-treated in order to adjust the adhesion between the protective film and the photosensitive layer. In the surface treatment, for example, an undercoat layer made of a polymer such as polyorganosiloxane, fluorinated polyolefin, polyfluoroethylene, or polyvinyl alcohol is formed on the surface of the protective film. The undercoat layer can be formed by applying the polymer coating solution to the surface of the protective film and then drying at 30 to 150 ° C. (especially 50 to 120 ° C.) for 1 to 30 minutes.
<その他の層>
前記その他の層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、クッション層、バリア層、剥離層、接着層、光吸収層、表面保護層等の層が挙げられる。前記パターン形成材料は、これらの層を1種単独で有していてもよく、2種以上を有していてもよく、また、同種の層を2層以上有していてもよい。
<Other layers>
There is no restriction | limiting in particular as said other layer, According to the objective, it can select suitably, For example, layers, such as a cushion layer, a barrier layer, a peeling layer, an adhesive layer, a light absorption layer, a surface protective layer, are mentioned. . The said pattern formation material may have these layers individually by 1 type, may have 2 or more types, and may have 2 or more layers of the same kind.
前記本発明のパターン形成材料における前記感光層は、光照射手段からの光を受光し出射する描素部をn個有する光変調手段により、前記光照射手段からの光を変調させた後、前記描素部における出射面の歪みによる収差を補正可能な非球面を有するマイクロレンズを配列したマイクロレンズアレイを通した光で、露光されることが好ましい。前記光照射手段、前記描素部、前記光変調手段、前記非球面、前記マイクロレンズ、及び前記マイクロレンズアレイの詳細については後述する。 The photosensitive layer in the pattern forming material of the present invention modulates the light from the light irradiating means by modulating the light from the light irradiating means by n light modulators that receive and emit light from the light irradiating means. It is preferable that the exposure is performed with light passing through a microlens array in which microlenses having aspherical surfaces capable of correcting aberration due to distortion of the exit surface in the picture element portion. Details of the light irradiating means, the pixel part, the light modulating means, the aspherical surface, the microlens, and the microlens array will be described later.
[パターン形成材料の製造方法]
前記パターン形成材料は、例えば、次のようにして製造することができる。
まず、前記感光層、及びその他の層に含まれる材料を、水又は溶剤に溶解、乳化又は分散させて、塗布液を調製する。
[Method for producing pattern forming material]
The pattern forming material can be manufactured, for example, as follows.
First, the materials contained in the photosensitive layer and other layers are dissolved, emulsified or dispersed in water or a solvent to prepare a coating solution.
前記塗布液の溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、sec−ブタノール、n−ヘキサノール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ジイソブチルケトンなどのケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸−n−アミル、硫酸メチル、プロピオン酸エチル、フタル酸ジメチル、安息香酸エチル、及びメトキシプロピルアセテートなどのエステル類;トルエン、キシレン、ベンゼン、エチルベンゼンなどの芳香族炭化水素類;四塩化炭素、トリクロロエチレン、クロロホルム、1,1,1−トリクロロエタン、塩化メチレン、モノクロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素類;テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、1−メトキシ−2−プロパノールなどのエーテル類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホオキサイド、スルホランなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。また、公知の界面活性剤を添加してもよい。 There is no restriction | limiting in particular as a solvent of the said coating liquid, According to the objective, it can select suitably, For example, alcohol, such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, sec-butanol, n-hexanol Ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, diisobutyl ketone; ethyl acetate, butyl acetate, n-amyl acetate, methyl sulfate, ethyl propionate, dimethyl phthalate, ethyl benzoate, and methoxypropyl acetate Esters such as: aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, benzene, ethylbenzene; halogens such as carbon tetrachloride, trichloroethylene, chloroform, 1,1,1-trichloroethane, methylene chloride, monochlorobenzene Hydrocarbons; tetrahydrofuran, diethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethers such as 1-methoxy-2-propanol; dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, and sulfolane. These may be used alone or in combination of two or more. Moreover, you may add a well-known surfactant.
次に、前記支持体上に前記塗布液を塗布し、乾燥させて各層を形成し、パターン形成材料を製造することができる。例えば、前記感光層の成分を溶解、乳化又は分散させた感光性樹脂組成物溶液を支持体上に塗布し、乾燥させて、感光層を形成し、その上に保護フィルムを形成することによりパターン形成材料を製造することができる。 Next, the coating liquid is applied onto the support and dried to form each layer, whereby a pattern forming material can be produced. For example, a photosensitive resin composition solution in which the components of the photosensitive layer are dissolved, emulsified or dispersed is applied onto a support, dried to form a photosensitive layer, and a protective film is formed thereon to form a pattern. Forming materials can be manufactured.
前記塗布液の塗布方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、スプレー法、ロールコート法、回転塗布法、スリットコート法、エクストルージョンコート法、カーテンコート法、ダイコート法、グラビアコート法、ワイヤーバーコート法、ナイフコート法等の各種の塗布方法が挙げられる。
前記乾燥の条件としては、各成分、溶媒の種類、使用割合等によっても異なるが、通常60〜110℃の温度で30秒間〜15分間程度である。
The method for applying the coating liquid is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a spray method, a roll coating method, a spin coating method, a slit coating method, an extrusion coating method, and a curtain coating. Various coating methods such as a method, a die coating method, a gravure coating method, a wire bar coating method, and a knife coating method may be mentioned.
The drying conditions vary depending on each component, the type of solvent, the use ratio, and the like, but are usually about 60 to 110 ° C. for about 30 seconds to 15 minutes.
本発明のパターン形成材料は、解像度及びテント性に優れ、しかも現像性にも優れ、かつエッチング時の剥離性に優れるため、各種パターンの形成用、配線パターン等の永久パターンの形成用、カラーフィルタ、柱材、リブ材、スペーサー、隔壁等の液晶構造部材の製造用、ホログラム、マイクロマシン、プルーフなどのパターン形成用などに好適に用いることができるが、特に高精細な配線パターンの形成に好適に用いることができる。また、本発明のパターン形成方法及びパターン形成装置に好適に用いることができる。 Since the pattern forming material of the present invention is excellent in resolution and tent property, and also has excellent developability and excellent releasability during etching, it is used for forming various patterns, for forming permanent patterns such as wiring patterns, and for color filters. It can be suitably used for the production of liquid crystal structural members such as pillar materials, rib materials, spacers, partition walls, etc., and pattern formation of holograms, micromachines, proofs, etc., but particularly suitable for the formation of high-definition wiring patterns. Can be used. Moreover, it can be used suitably for the pattern formation method and pattern formation apparatus of this invention.
(パターン形成装置及びパターン形成方法)
本発明のパターン形成装置は、本発明の前記パターン形成材料を備えており、光照射手段と光変調手段とを少なくとも有する。
(Pattern forming apparatus and pattern forming method)
The pattern forming apparatus of the present invention includes the pattern forming material of the present invention, and has at least light irradiation means and light modulation means.
本発明のパターン形成方法は、露光工程を少なくとも含み、適宜選択したその他の工程を含む。
なお、本発明の前記パターン形成装置は、本発明の前記パターン形成方法の説明を通じて明らかにする。
The pattern forming method of the present invention includes at least an exposure step and includes other appropriately selected steps.
In addition, the said pattern formation apparatus of this invention is clarified through description of the said pattern formation method of this invention.
[露光工程]
前記露光工程は、本発明のパターン形成材料における感光層に対し、露光を行う工程である。本発明の前記パターン形成材料については上述の通りである。
[Exposure process]
The said exposure process is a process of exposing with respect to the photosensitive layer in the pattern formation material of this invention. The pattern forming material of the present invention is as described above.
前記露光の対象としては、前記パターン形成材料における感光層である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、基体上に前記パターン形成材料を形成してなる積層体に対して行われることが好ましい。 The object of exposure is not particularly limited as long as it is a photosensitive layer in the pattern forming material, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, a laminate formed by forming the pattern forming material on a substrate It is preferably performed on the body.
前記基体としては、特に制限はなく、公知の材料の中から表面平滑性の高いものから凸凹のある表面を有するものまで適宜選択することができるが、板状の基体(基板)が好ましく、具体的には、公知のプリント配線板形成用基板(例えば、銅張積層板)、ガラス板(例えば、ソーダガラス板等)、合成樹脂性のフィルム、紙、金属板などが挙げられ、これらの中でも、銅を含む材料への密着性に優れる点で前記銅張積層板が好ましい。 The substrate is not particularly limited, and can be appropriately selected from known materials having high surface smoothness to those having an uneven surface. A plate-like substrate (substrate) is preferable, and Specifically, known printed wiring board forming substrates (for example, copper-clad laminates), glass plates (for example, soda glass plates, etc.), synthetic resin films, paper, metal plates, and the like can be mentioned. The copper-clad laminate is preferable in that it has excellent adhesion to a material containing copper.
前記積層体の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記基体上に前記パターン形成材料を加熱及び加圧の少なくともいずれかを行いながら積層することが好ましい。
前記加熱温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、15〜180℃が好ましく、60〜140℃がより好ましい。
前記加圧の圧力としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、0.1〜1.0MPaが好ましく、0.2〜0.8MPaがより好ましい。
The method for forming the laminate is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. However, the pattern forming material may be laminated on the substrate while performing at least one of heating and pressing. preferable.
There is no restriction | limiting in particular as said heating temperature, Although it can select suitably according to the objective, For example, 15-180 degreeC is preferable and 60-140 degreeC is more preferable.
There is no restriction | limiting in particular as a pressure of the said pressurization, Although it can select suitably according to the objective, For example, 0.1-1.0 MPa is preferable and 0.2-0.8 MPa is more preferable.
前記加熱及び加圧の少なくともいずれかを行う装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ラミネーター(例えば、大成ラミネータ社製、VP−II)などが好適に挙げられる。 There is no restriction | limiting in particular as an apparatus which performs at least any one of the said heating and pressurization, According to the objective, it can select suitably, For example, a laminator (For example, Taisei Laminator company make, VP-II) etc. are suitable. Can be mentioned.
前記露光としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、デジタル露光、アナログ露光等が挙げられるが、これらの中でもデジタル露光が好ましい。 There is no restriction | limiting in particular as said exposure, According to the objective, it can select suitably, Digital exposure, analog exposure, etc. are mentioned, Among these, digital exposure is preferable.
前記デジタル露光としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、形成するパターン形成情報に基づいて制御信号を生成し、該制御信号に応じて変調させた光を用いて行うことが好ましい。 The digital exposure is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose.For example, a control signal is generated based on pattern formation information to be formed, and light modulated in accordance with the control signal is generated. It is preferable to use.
前記デジタル露光の手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、光を照射する光照射手段、形成するパターン情報に基づいて該光照射手段から照射される光を変調させる光変調手段などが挙げられる。 The digital exposure means is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, the light irradiation means for irradiating light, and the light irradiation means for irradiating based on the pattern information to be formed. Examples thereof include light modulation means for modulating light.
<光変調手段>
前記光変調手段としては、光を変調することができる限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、n個の描素部を有することが好ましい。
前記n個の描素部を有する光変調手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、空間光変調素子が好ましい。
<Light modulation means>
The light modulation means is not particularly limited as long as it can modulate light, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, it preferably has n pixel portions.
The light modulation means having the n picture elements is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. For example, a spatial light modulation element is preferable.
前記空間光変調素子としては、例えば、デジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)タイプの空間光変調素子(SLM;Special Light Modulator)、電気光学効果により透過光を変調する光学素子(PLZT素子)、液晶光シャッタ(FLC)などが挙げられ、これらの中でもDMDが好適に挙げられる。 Examples of the spatial light modulator include a digital micromirror device (DMD), a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) type spatial light modulator (SLM), and modulates transmitted light by an electro-optic effect. An optical element (PLZT element), a liquid crystal optical shutter (FLC), etc. are mentioned, Among these, DMD is mentioned suitably.
また、前記光変調手段は、形成するパターン情報に基づいて制御信号を生成するパターン信号生成手段を有することが好ましい。この場合、前記光変調手段は、前記パターン信号生成手段が生成した制御信号に応じて光を変調させる。
前記制御信号としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、デジタル信号が好適に挙げられる。
Moreover, it is preferable that the said light modulation means has a pattern signal generation means which produces | generates a control signal based on the pattern information to form. In this case, the light modulation unit modulates light according to the control signal generated by the pattern signal generation unit.
There is no restriction | limiting in particular as said control signal, According to the objective, it can select suitably, For example, a digital signal is mentioned suitably.
以下、前記光変調手段の一例について図面を参照しながら説明する。
DMD50は図1に示すように、SRAMセル(メモリセル)60上に、各々描素(ピクセル)を構成する多数(例えば、1024個×768個)の微小ミラー(マイクロミラー)62が格子状に配列されてなるミラーデバイスである。各ピクセルにおいて、最上部には支柱に支えられたマイクロミラー62が設けられており、マイクロミラー62の表面にはアルミニウム等の反射率の高い材料が蒸着されている。なお、マイクロミラー62の反射率は90%以上であり、その配列ピッチは縦方向、横方向とも一例として13.7μmである。また、マイクロミラー62の直下には、ヒンジおよびヨークを含む支柱を介して通常の半導体メモリの製造ラインで製造されるシリコンゲートのCMOSのSRAMセル60が配置されており、全体はモノリシックに構成されている。
Hereinafter, an example of the light modulation means will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, in the DMD 50, a large number (eg, 1024 × 768) of micromirrors (micromirrors) 62, each constituting a pixel (pixel), are arranged in a lattice pattern on an SRAM cell (memory cell) 60. It is a mirror device arranged. In each pixel, a micromirror 62 supported by a support column is provided at the top, and a material having high reflectance such as aluminum is deposited on the surface of the micromirror 62. The reflectance of the micromirror 62 is 90% or more, and the arrangement pitch is 13.7 μm as an example in both the vertical and horizontal directions. A silicon gate CMOS SRAM cell 60 manufactured in a normal semiconductor memory manufacturing line is disposed directly below the micromirror 62 via a support including a hinge and a yoke, and the entire structure is monolithic. ing.
DMD50のSRAMセル60にデジタル信号が書き込まれると、支柱に支えられたマイクロミラー62が、対角線を中心としてDMD50が配置された基板側に対して±α度(例えば±12度)の範囲で傾けられる。図2(A)は、マイクロミラー62がオン状態である+α度に傾いた状態を示し、図2(B)は、マイクロミラー62がオフ状態である−α度に傾いた状態を示す。したがって、パターン情報に応じて、DMD50の各ピクセルにおけるマイクロミラー62の傾きを、図1に示すように制御することによって、DMD50に入射したレーザ光Bはそれぞれのマイクロミラー62の傾き方向へ反射される。 When a digital signal is written in the SRAM cell 60 of the DMD 50, the micromirror 62 supported by the support is tilted in a range of ± α degrees (for example, ± 12 degrees) with respect to the substrate side on which the DMD 50 is disposed with the diagonal line as the center. It is done. 2A shows a state where the micromirror 62 is tilted to + α degrees when the micromirror 62 is in the on state, and FIG. 2B shows a state where the micromirror 62 is tilted to −α degrees when the micromirror 62 is in the off state. Therefore, by controlling the inclination of the micromirror 62 in each pixel of the DMD 50 according to the pattern information as shown in FIG. The
なお、図1には、DMD50の一部を拡大し、マイクロミラー62が+α度又は−α度に制御されている状態の一例を示す。それぞれのマイクロミラー62のオンオフ制御は、DMD50に接続されたコントローラ302(図12参照)によって行われる。また、オフ状態のマイクロミラー62で反射したレーザ光Bが進行する方向には、光吸収体(図示せず)が配置されている。 FIG. 1 shows an example of a state in which a part of the DMD 50 is enlarged and the micromirror 62 is controlled to + α degrees or −α degrees. The on / off control of each micromirror 62 is performed by a controller 302 (see FIG. 12) connected to the DMD 50. Further, a light absorber (not shown) is arranged in the direction in which the laser beam B reflected by the off-state micromirror 62 travels.
また、DMD50は、その短辺が副走査方向と所定角度θ(例えば、0.1°〜5°)を成すように僅かに傾斜させて配置するのが好ましい。図3(A)はDMD50を傾斜させない場合の各マイクロミラーによる反射光像(露光ビーム)53の走査軌跡を示し、図3(B)はDMD50を傾斜させた場合の露光ビーム53の走査軌跡を示している。 Further, it is preferable that the DMD 50 is arranged with a slight inclination so that the short side forms a predetermined angle θ (for example, 0.1 ° to 5 °) with the sub-scanning direction. 3A shows the scanning trajectory of the reflected light image (exposure beam) 53 by each micromirror when the DMD 50 is not tilted, and FIG. 3B shows the scanning trajectory of the exposure beam 53 when the DMD 50 is tilted. Show.
DMD50には、長手方向にマイクロミラーが多数個(例えば、1024個)配列されたマイクロミラー列が、短手方向に多数組(例えば、756組)配列されているが、図3(B)に示すように、DMD50を傾斜させることにより、各マイクロミラーによる露光ビーム53の走査軌跡(走査線)のピッチP2が、DMD50を傾斜させない場合の走査線のピッチP1より狭くなり、解像度を大幅に向上させることができる。一方、DMD50の傾斜角は微小であるので、DMD50を傾斜させた場合の走査幅W2と、DMD50を傾斜させない場合の走査幅W1とは略同一である。 In the DMD 50, a number of micromirror arrays in which a number of micromirrors are arranged in the longitudinal direction (for example, 1024) are arranged in a short direction (for example, 756 pairs). as shown, by tilting the DMD 50, the pitch P 2 of the scanning locus of the exposure beams 53 from each micromirror (scan line), it becomes narrower than the pitch P 1 of the scanning line in the case of not tilting the DMD 50, significant resolution Can be improved. On the other hand, the inclination angle of the DMD 50 is small, the scanning width W 2 in the case of tilting the DMD 50, which is substantially equal to the scanning width W 1 when not inclined DMD 50.
次に、前記光変調手段における変調速度を速くさせる方法(以下「高速変調」と称する)について説明する。
前記光変調手段は、前記n個の描素の中から連続的に配置された任意のn個未満の前記描素部をパターン情報に応じて制御可能であることが好ましい。前記光変調手段のデータ処理速度には限界があり、使用する描素数に比例して1ライン当りの変調速度が決定されるので、連続的に配列された任意のn個未満の描素部だけを使用することで1ライン当りの変調速度が速くなる。
Next, a method for increasing the modulation speed in the optical modulation means (hereinafter referred to as “high-speed modulation”) will be described.
It is preferable that the light modulation unit is capable of controlling any less than n pixel elements arranged continuously from the n pixel elements according to pattern information. There is a limit to the data processing speed of the light modulation means, and the modulation speed per line is determined in proportion to the number of pixels to be used. By using, the modulation speed per line is increased.
以下、前記高速変調について図面を参照しながら更に説明する。
ファイバアレイ光源66からDMD50にレーザ光Bが照射されると、DMD50のマイクロミラーがオン状態のときに反射されたレーザ光は、レンズ系54、58によりパターン形成材料150上に結像される。このようにして、ファイバアレイ光源66から出射されたレーザ光が描素毎にオンオフされて、パターン形成材料150がDMD50の使用描素数と略同数の描素単位(露光エリア168)で露光される。また、パターン形成材料150がステージ152と共に一定速度で移動されることにより、パターン形成材料150がスキャナ162によりステージ移動方向と反対の方向に副走査され、露光ヘッド166毎に帯状の露光済み領域170が形成される。
Hereinafter, the high-speed modulation will be further described with reference to the drawings.
When the laser light B is irradiated from the fiber array light source 66 to the DMD 50, the laser light reflected when the micromirror of the DMD 50 is in an on state is imaged on the pattern forming material 150 by the lens systems 54 and 58. In this manner, the laser light emitted from the fiber array light source 66 is turned on / off for each pixel, and the pattern forming material 150 is exposed in the number of pixel units (exposure area 168) substantially equal to the number of used pixel elements of the DMD 50. . Further, when the pattern forming material 150 is moved at a constant speed together with the stage 152, the pattern forming material 150 is sub-scanned in the direction opposite to the stage moving direction by the scanner 162, and a strip-shaped exposed region 170 is provided for each exposure head 166. Is formed.
なお本例では、図4(A)及び(B)に示すように、DMD50には、主走査方向にマイクロミラーが1024個配列されたマイクロミラー列が副走査方向に768組配列されているが、本例では、前記コントローラ302(図12参照)により一部のマイクロミラー列(例えば、1024個×256列)だけが駆動するように制御がなされる。 In this example, as shown in FIGS. 4A and 4B, in the DMD 50, 768 sets of micromirror arrays in which 1024 micromirrors are arranged in the main scanning direction are arranged in the subscanning direction. In this example, the controller 302 (see FIG. 12) controls so that only a part of the micromirror rows (eg, 1024 × 256 rows) are driven.
この場合、図4(A)に示すようにDMD50の中央部に配置されたマイクロミラー列を使用してもよく、図4(B)に示すように、DMD50の端部に配置されたマイクロミラー列を使用してもよい。また、一部のマイクロミラーに欠陥が発生した場合は、欠陥が発生していないマイクロミラー列を使用するなど、状況に応じて使用するマイクロミラー列を適宜変更してもよい。 In this case, a micromirror array arranged at the center of the DMD 50 as shown in FIG. 4 (A) may be used, and a micromirror arranged at the end of the DMD 50 as shown in FIG. 4 (B). A column may be used. In addition, when a defect occurs in some of the micromirrors, the micromirror array to be used may be appropriately changed depending on the situation, such as using a micromirror array in which no defect has occurred.
DMD50のデータ処理速度には限界があり、使用する描素数に比例して1ライン当りの変調速度が決定されるので、一部のマイクロミラー列だけを使用することで1ライン当りの変調速度が速くなる。一方、連続的に露光ヘッドを露光面に対して相対移動させる露光方式の場合には、副走査方向の描素を全部使用する必要はない。 Since the data processing speed of the DMD 50 is limited and the modulation speed per line is determined in proportion to the number of pixels used, the modulation speed per line can be increased by using only a part of the micromirror array. Get faster. On the other hand, in the case of an exposure method in which the exposure head is continuously moved relative to the exposure surface, it is not necessary to use all the pixels in the sub-scanning direction.
スキャナ162によるパターン形成材料150の副走査が終了し、センサ164でパターン形成材料150の後端が検出されると、ステージ152は、ステージ駆動装置304により、ガイド158に沿ってゲート160の最上流側にある原点に復帰し、再度、ガイド158に沿ってゲート160の上流側から下流側に一定速度で移動される。 When the sub-scan of the pattern forming material 150 by the scanner 162 is finished and the rear end of the pattern forming material 150 is detected by the sensor 164, the stage 152 is moved upstream of the gate 160 along the guide 158 by the stage driving device 304. It returns to the origin on the side and is moved again along the guide 158 from the upstream side to the downstream side of the gate 160 at a constant speed.
例えば、768組のマイクロミラー列の内、384組だけ使用する場合には、768組全部使用する場合と比較すると1ライン当り2倍速く変調することができる。また、768組のマイクロミラー列の内、256組だけ使用する場合には、768組全部使用する場合と比較すると1ライン当り3倍速く変調することができる。 For example, when only 384 sets of 768 sets of micromirror arrays are used, modulation can be performed twice as fast per line as compared with the case of using all 768 sets. Also, when only 256 pairs are used in the 768 sets of micromirror arrays, modulation can be performed three times faster per line than when all 768 sets are used.
以上説明した通り、本発明のパターン形成方法によれば、主走査方向にマイクロミラーが1,024個配列されたマイクロミラー列が、副走査方向に768組配列されたDMDを備えているが、コントローラにより一部のマイクロミラー列だけが駆動されるように制御することにより、全部のマイクロミラー列を駆動する場合に比べて、1ライン当りの変調速度が速くなる。 As described above, according to the pattern forming method of the present invention, the micromirror array in which 1,024 micromirrors are arranged in the main scanning direction includes the DMD in which 768 sets are arranged in the subscanning direction. By controlling so that only a part of the micromirror rows are driven by the controller, the modulation rate per line becomes faster than when all the micromirror rows are driven.
また、DMDのマイクロミラーを部分的に駆動する例について説明したが、所定方向に対応する方向の長さが前記所定方向と交差する方向の長さより長い基板上に、各々制御信号に応じて反射面の角度が変更可能な多数のマイクロミラーが2次元状に配列された細長いDMDを用いても、反射面の角度を制御するマイクロミラーの個数が少なくなるので、同様に変調速度を速くすることができる。 In addition, an example in which the DMD micromirror is partially driven has been described, but the length of the direction corresponding to the predetermined direction is reflected on the substrate longer than the length of the direction intersecting the predetermined direction according to the control signal. Even if a long and narrow DMD in which a large number of micromirrors capable of changing the surface angle are arranged in a two-dimensional manner is used, the number of micromirrors for controlling the angle of the reflecting surface is reduced. Can do.
また、前記露光の方法として、露光光と前記感光層とを相対的に移動しながら行うことが好ましく、この場合、前記高速変調と併用することが好ましい。これにより、短時間で高速の露光を行うことができる。 The exposure method is preferably performed while relatively moving the exposure light and the photosensitive layer, and in this case, it is preferable to use the high-speed modulation together. Thereby, high-speed exposure can be performed in a short time.
その他、図5に示すように、スキャナ162によるX方向への1回の走査でパターン形成材料150の全面を露光してもよく、図6(A)及び(B)に示すように、スキャナ162によりパターン形成材料150をX方向へ走査した後、スキャナ162をY方向に1ステップ移動し、X方向へ走査を行うというように、走査と移動を繰り返して、複数回の走査でパターン形成材料150の全面を露光するようにしてもよい。なお、この例では、スキャナ162は18個の露光ヘッド166を備えている。なお、露光ヘッドは、前記光照射手段と前記光変調手段とを少なくとも有する。 In addition, as shown in FIG. 5, the entire surface of the pattern forming material 150 may be exposed by a single scan in the X direction by the scanner 162, and as shown in FIGS. 6A and 6B, the scanner 162. After scanning the pattern forming material 150 in the X direction, the scanner 162 is moved one step in the Y direction, and scanning is performed in the X direction. Thus, the pattern forming material 150 is scanned a plurality of times. Alternatively, the entire surface may be exposed. In this example, the scanner 162 includes 18 exposure heads 166. Note that the exposure head includes at least the light irradiation unit and the light modulation unit.
前記露光は、前記感光層の一部の領域に対してされることにより該一部の領域が硬化され、後述の現像工程において、前記硬化させた一部の領域以外の未硬化領域が除去され、パターンが形成される。 The exposure is performed on a partial area of the photosensitive layer to cure the partial area, and uncured areas other than the cured partial area are removed in a development step described later. A pattern is formed.
次に、前記光変調手段を含むパターン形成装置の一例について図面を参照しながら説明する。
前記光変調手段を含むパターン形成装置は、図7に示すように、シート状のパターン形成材料150を表面に吸着して保持する平板状のステージ152を備えている。
4本の脚部154に支持された厚い板状の設置台156の上面には、ステージ移動方向に沿って延びた2本のガイド158が設置されている。ステージ152は、その長手方向がステージ移動方向を向くように配置されると共に、ガイド158によって往復移動可能に支持されている。なお、前記パターン形成装置には、ステージ152をガイド158に沿って駆動するための図示しない駆動装置を有している。
Next, an example of a pattern forming apparatus including the light modulation means will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 7, the pattern forming apparatus including the light modulation means includes a flat plate stage 152 that holds a sheet-like pattern forming material 150 by adsorbing to the surface.
Two guides 158 extending along the stage moving direction are installed on the upper surface of the thick plate-shaped installation table 156 supported by the four legs 154. The stage 152 is arranged so that the longitudinal direction thereof faces the stage moving direction, and is supported by a guide 158 so as to be reciprocally movable. The pattern forming apparatus has a drive device (not shown) for driving the stage 152 along the guide 158.
設置台156の中央部には、ステージ152の移動経路を跨ぐようにコ字状のゲート160が設けられている。コ字状のゲート160の端部の各々は、設置台156の両側面に固定されている。このゲート160を挟んで一方の側にはスキャナ162が設けられ、他方の側にはパターン形成材料150の先端及び後端を検知する複数(例えば、2個)の検知センサ164が設けられている。スキャナ162及び検知センサ164は、ゲート160に各々取り付けられて、ステージ152の移動経路の上方に固定配置されている。なお、スキャナ162及び検知センサ164は、これらを制御する図示しないコントローラに接続されている。 A U-shaped gate 160 is provided at the center of the installation table 156 so as to straddle the movement path of the stage 152. Each of the ends of the U-shaped gate 160 is fixed to both side surfaces of the installation table 156. A scanner 162 is provided on one side of the gate 160, and a plurality of (for example, two) detection sensors 164 for detecting the front and rear ends of the pattern forming material 150 are provided on the other side. . The scanner 162 and the detection sensor 164 are respectively attached to the gate 160 and fixedly arranged above the moving path of the stage 152. The scanner 162 and the detection sensor 164 are connected to a controller (not shown) that controls them.
スキャナ162は、図8及び図9(B)に示すように、m行n列(例えば、3行5列)の略マトリックス状に配列された複数(例えば、14個)の露光ヘッド166を備えている。この例では、パターン形成材料150の幅との関係で、3行目には4個の露光ヘッド166を配置した。なお、m行目のn列目に配列された個々の露光ヘッドを示す場合は、露光ヘッド166mnと表記する。 As shown in FIGS. 8 and 9B, the scanner 162 includes a plurality of (for example, 14) exposure heads 166 arranged in a substantially matrix of m rows and n columns (for example, 3 rows and 5 columns). ing. In this example, four exposure heads 166 are arranged in the third row in relation to the width of the pattern forming material 150. In addition, when showing each exposure head arranged in the m-th row and the n-th column, it is expressed as an exposure head 166 mn .
露光ヘッド166による露光エリア168は、副走査方向を短辺とする矩形状である。従って、ステージ152の移動に伴い、パターン形成材料150には露光ヘッド166毎に帯状の露光済み領域170が形成される。なお、m行目のn列目に配列された個々の露光ヘッドによる露光エリアを示す場合は、露光エリア168mnと表記する。 An exposure area 168 by the exposure head 166 has a rectangular shape with a short side in the sub-scanning direction. Accordingly, as the stage 152 moves, a strip-shaped exposed region 170 is formed in the pattern forming material 150 for each exposure head 166. In addition, when showing the exposure area by each exposure head arranged in the m-th row and the n-th column, it is expressed as an exposure area 168 mn .
また、図9(A)及び(B)に示すように、帯状の露光済み領域170が副走査方向と直交する方向に隙間無く並ぶように、ライン状に配列された各行の露光ヘッドの各々は、配列方向に所定間隔(露光エリアの長辺の自然数倍、本例では2倍)ずらして配置されている。このため、1行目の露光エリア16811と露光エリア16812との間の露光できない部分は、2行目の露光エリア16821と3行目の露光エリア16831とにより露光することができる。 Further, as shown in FIGS. 9A and 9B, each of the exposure heads in each row arranged in a line so that the strip-shaped exposed regions 170 are arranged in the direction orthogonal to the sub-scanning direction without gaps. These are arranged with a predetermined interval (natural number times the long side of the exposure area, twice in this example) in the arrangement direction. Therefore, can not be exposed portion between the exposure area 168 11 in the first row and the exposure area 168 12, it can be exposed by the second row of the exposure area 168 21 and the exposure area 168 31 in the third row.
露光ヘッド16611〜166mn各々は、図10及び図11に示すように、入射された光ビームをパターン情報に応じて前記光変調手段(各描素毎に変調する空間光変調素子)として、米国テキサス・インスツルメンツ社製のデジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)50を備えている。DMD50は、データ処理部とミラー駆動制御部とを備えた前記コントローラ302(図12参照)に接続されている。このコントローラ302のデータ処理部では、入力されたパターン情報に基づいて、露光ヘッド166毎にDMD50の制御すべき領域内の各マイクロミラーを駆動制御する制御信号を生成する。なお、制御すべき領域については後述する。また、ミラー駆動制御部では、パターン情報処理部で生成した制御信号に基づいて、露光ヘッド166毎にDMD50の各マイクロミラーの反射面の角度を制御する。なお、反射面の角度の制御に付いては後述する。 As shown in FIGS. 10 and 11, each of the exposure heads 166 11 to 166 mn serves as the light modulation means (spatial light modulation element that modulates each pixel) according to the pattern information. A digital micromirror device (DMD) 50 manufactured by Texas Instruments, USA is provided. The DMD 50 is connected to the controller 302 (see FIG. 12) including a data processing unit and a mirror drive control unit. The data processing unit of the controller 302 generates a control signal for driving and controlling each micromirror in the area to be controlled by the DMD 50 for each exposure head 166 based on the input pattern information. The area to be controlled will be described later. The mirror drive control unit controls the angle of the reflection surface of each micromirror of the DMD 50 for each exposure head 166 based on the control signal generated by the pattern information processing unit. The control of the angle of the reflecting surface will be described later.
DMD50の光入射側には、光ファイバの出射端部(発光点)が露光エリア168の長辺方向と対応する方向に沿って一列に配列されたレーザ出射部を備えたファイバアレイ光源66、ファイバアレイ光源66から出射されたレーザ光を補正してDMD上に集光させるレンズ系67、レンズ系67を透過したレーザ光をDMD50に向けて反射するミラー69がこの順に配置されている。なお、図10では、レンズ系67を概略的に示してある。 On the light incident side of the DMD 50, a fiber array light source 66 including a laser emitting section in which emission ends (light emitting points) of an optical fiber are arranged in a line along a direction corresponding to the long side direction of the exposure area 168, a fiber A lens system 67 for correcting the laser light emitted from the array light source 66 and condensing it on the DMD, and a mirror 69 for reflecting the laser light transmitted through the lens system 67 toward the DMD 50 are arranged in this order. In FIG. 10, the lens system 67 is schematically shown.
レンズ系67は、図11に詳しく示すように、ファイバアレイ光源66から出射した照明光としてのレーザ光Bを集光する集光レンズ71、集光レンズ71を通過した光の光路に挿入されたロッド状オプティカルインテグレータ(以下、ロッドインテグレータという)72、及びロッドインテグレータ72の前方つまりミラー69側に配置された結像レンズ74から構成されている。集光レンズ71、ロッドインテグレータ72及び結像レンズ74は、ファイバアレイ光源66から出射したレーザ光を、平行光に近くかつビーム断面内強度が均一化された光束としてDMD50に入射させる。このロッドインテグレータ72の形状や作用については、後に詳しく説明する。 As shown in detail in FIG. 11, the lens system 67 is inserted into the optical path of the light passing through the condenser lens 71 and the condenser lens 71 that collects the laser light B as the illumination light emitted from the fiber array light source 66. A rod-shaped optical integrator (hereinafter referred to as a rod integrator) 72 and an imaging lens 74 disposed in front of the rod integrator 72, that is, on the mirror 69 side. The condensing lens 71, the rod integrator 72, and the imaging lens 74 cause the laser light emitted from the fiber array light source 66 to enter the DMD 50 as a light beam that is close to parallel light and has a uniform beam cross-sectional intensity. The shape and action of the rod integrator 72 will be described in detail later.
レンズ系67から出射したレーザ光Bはミラー69で反射し、TIR(全反射)プリズム70を介してDMD50に照射される。なお、図10では、このTIRプリズム70は省略してある。 The laser beam B emitted from the lens system 67 is reflected by the mirror 69 and irradiated to the DMD 50 via the TIR (total reflection) prism 70. In FIG. 10, the TIR prism 70 is omitted.
また、DMD50の光反射側には、DMD50で反射されたレーザ光Bを、パターン形成材料150上に結像する結像光学系51が配置されている。この結像光学系51は、図10では概略的に示してあるが、図11に詳細を示すように、レンズ系52,54からなる第1結像光学系と、レンズ系57,58からなる第2結像光学系と、これらの結像光学系の間に挿入されたマイクロレンズアレイ55と、アパーチャアレイ59とから構成されている。 An imaging optical system 51 that images the laser beam B reflected by the DMD 50 on the pattern forming material 150 is disposed on the light reflection side of the DMD 50. The imaging optical system 51 is schematically shown in FIG. 10, but as shown in detail in FIG. 11, the imaging optical system 51 includes a first imaging optical system including lens systems 52 and 54 and lens systems 57 and 58. A second imaging optical system, a microlens array 55 inserted between these imaging optical systems, and an aperture array 59 are included.
マイクロレンズアレイ55は、DMD50の各描素に対応する多数のマイクロレンズ55aが2次元状に配列されてなるものである。本例では、後述するようにDMD50の1024個×768列のマイクロミラーのうち1024個×256列だけが駆動されるので、それに対応させてマイクロレンズ55aは1024個×256列配置されている。またマイクロレンズ55aの配置ピッチは縦方向、横方向とも41μmである。このマイクロレンズ55aは、一例として焦点距離が0.19mm、NA(開口数)が0.11で、光学ガラスBK7から形成されている。なおマイクロレンズ55aの形状については、後に詳しく説明する。
そして、各マイクロレンズ55aの位置におけるレーザ光Bのビーム径は、41μmである。
The microlens array 55 is formed by two-dimensionally arranging a large number of microlenses 55a corresponding to the pixels of the DMD 50. In this example, as will be described later, only 1024 × 256 rows of the 1024 × 768 rows of micromirrors of the DMD 50 are driven, and accordingly, 1024 × 256 rows of microlenses 55a are arranged. The arrangement pitch of the micro lenses 55a is 41 μm in both the vertical and horizontal directions. As an example, the microlens 55a has a focal length of 0.19 mm, an NA (numerical aperture) of 0.11, and is formed from the optical glass BK7. The shape of the micro lens 55a will be described in detail later.
The beam diameter of the laser beam B at the position of each microlens 55a is 41 μm.
また、アパーチャアレイ59は、マイクロレンズアレイ55の各マイクロレンズ55aに対応する多数のアパーチャ(開口)59aが形成されてなるものである。アパーチャ59aの径は、例えば、10μmである。 The aperture array 59 is formed by forming a large number of apertures (openings) 59 a corresponding to the respective micro lenses 55 a of the micro lens array 55. The diameter of the aperture 59a is, for example, 10 μm.
前記第1結像光学系は、DMD50による像を3倍に拡大してマイクロレンズアレイ55上に結像する。そして、前記第2結像光学系は、マイクロレンズアレイ55を経た像を1.6倍に拡大してパターン形成材料150上に結像、投影する。したがって全体では、DMD50による像が4.8倍に拡大してパターン形成材料150上に結像、投影されることになる。 The first imaging optical system enlarges the image by the DMD 50 three times and forms an image on the microlens array 55. The second imaging optical system enlarges the image that has passed through the microlens array 55 by 1.6 times, and forms and projects the image on the pattern forming material 150. Therefore, as a whole, the image formed by the DMD 50 is enlarged and enlarged by 4.8 times, and is imaged and projected on the pattern forming material 150.
なお、前記第2結像光学系とパターン形成材料150との間にプリズムペア73が配設され、このプリズムペア73を図11中で上下方向に移動させることにより、パターン形成材料150上における像のピントを調節可能となっている。なお同図中において、パターン形成材料150は矢印F方向に副走査送りされる。 A prism pair 73 is disposed between the second imaging optical system and the pattern forming material 150. By moving the prism pair 73 in the vertical direction in FIG. 11, an image on the pattern forming material 150 is obtained. The focus can be adjusted. In the figure, the pattern forming material 150 is sub-scanned in the direction of arrow F.
前記描素部としては、前記光照射手段からの光を受光し出射することができる限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、本発明のパターン形成方法により形成されるパターンが画像パターンである場合には、画素であり、前記光変調手段がDMDを含む場合にはマイクロミラーである。
前記光変調素子が有する描素部の数(前記n)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記光変調素子における描素部の配列としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、2次元状に配列していることが好ましく、格子状に配列していることがより好ましい。
The pixel portion is not particularly limited as long as it can receive and emit light from the light irradiation means, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, the pattern forming method of the present invention When the pattern to be formed is an image pattern, it is a pixel, and when the light modulation means includes a DMD, it is a micromirror.
There is no restriction | limiting in particular as the number (the said n) of picture element parts which the said light modulation element has, It can select suitably according to the objective.
The arrangement of the picture element portions in the light modulation element is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, it is preferably arranged in a two-dimensional form, and arranged in a lattice form. More preferably.
<光照射手段>
前記光照射手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、(超)高圧水銀灯、キセノン灯、カーボンアーク灯、ハロゲンランプ、複写機用などの蛍光管、LED、半導体レーザ等の公知光源、又は2以上の光を合成して照射可能な手段が挙げられ、これらの中でも2以上の光を合成して照射可能な手段が好ましい。
前記光照射手段から照射される光としては、例えば、支持体を介して光照射を行う場合には、該支持体を透過し、かつ用いられる光重合開始剤や増感剤を活性化する電磁波、紫外から可視光線、電子線、X線、レーザ光などが挙げられ、これらの中でもレーザ光が好ましく、2以上の光を合成したレーザ(以下、「合波レーザ」と称することがある)がより好ましい。また支持体を剥離してから光照射を行う場合でも、同様の光を用いることができる。
<Light irradiation means>
The light irradiation means is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, (ultra) high pressure mercury lamp, xenon lamp, carbon arc lamp, halogen lamp, copier, fluorescent tube, LED, etc. , A known light source such as a semiconductor laser, or means capable of synthesizing and irradiating two or more lights. Among these, means capable of synthesizing and irradiating two or more lights are preferable.
The light emitted from the light irradiation means is, for example, an electromagnetic wave that passes through the support and activates the photopolymerization initiator and sensitizer used when the light is irradiated through the support. In particular, ultraviolet to visible light, electron beam, X-ray, laser beam, and the like can be mentioned. Of these, laser beam is preferable, and a laser combining two or more lights (hereinafter, referred to as “combined laser”). More preferred. Even when light irradiation is performed after the support is peeled off, the same light can be used.
前記紫外から可視光線の波長としては、例えば、300〜1500nmが好ましく、320〜800nmがより好ましく、330nm〜650nmが特に好ましい。
前記レーザ光の波長としては、例えば、200〜1500nmが好ましく、300〜800nmがより好ましく、330nm〜500nmが更に好ましく、400nm〜450nmが特に好ましい。
As a wavelength of the ultraviolet to visible light, for example, 300 to 1500 nm is preferable, 320 to 800 nm is more preferable, and 330 nm to 650 nm is particularly preferable.
As a wavelength of the said laser beam, 200-1500 nm is preferable, for example, 300-800 nm is more preferable, 330 nm-500 nm is still more preferable, 400 nm-450 nm is especially preferable.
前記合波レーザを照射可能な手段としては、例えば、複数のレーザと、マルチモード光ファイバと、該複数のレーザからそれぞれ照射したレーザ光を集光して前記マルチモード光ファイバに結合させる集合光学系とを有する手段が好ましい。 Examples of means capable of irradiating the combined laser include, for example, a plurality of lasers, a multimode optical fiber, and collective optics for condensing and coupling the laser beams respectively emitted from the plurality of lasers to the multimode optical fiber. Means having a system are preferred.
以下、前記合波レーザを照射可能な手段(ファイバアレイ光源)について図を参照しながら説明する。 Hereinafter, means (fiber array light source) capable of irradiating the combined laser will be described with reference to the drawings.
ファイバアレイ光源66は図27aに示すように、複数(例えば、14個)のレーザモジュール64を備えており、各レーザモジュール64には、マルチモード光ファイバ30の一端が結合されている。マルチモード光ファイバ30の他端には、コア径がマルチモード光ファイバ30と同一で且つクラッド径がマルチモード光ファイバ30より小さい光ファイバ31が結合されている。図27bに詳しく示すように、マルチモード光ファイバ31の光ファイバ30と反対側の端部は副走査方向と直交する主走査方向に沿って7個並べられ、それが2列に配列されてレーザ出射部68が構成されている。 As shown in FIG. 27 a, the fiber array light source 66 includes a plurality of (for example, 14) laser modules 64, and one end of the multimode optical fiber 30 is coupled to each laser module 64. An optical fiber 31 having the same core diameter as that of the multimode optical fiber 30 and a smaller cladding diameter than the multimode optical fiber 30 is coupled to the other end of the multimode optical fiber 30. As shown in detail in FIG. 27b, seven end portions of the multimode optical fiber 31 opposite to the optical fiber 30 are arranged along the main scanning direction orthogonal to the sub-scanning direction, and they are arranged in two rows to form a laser. An emission unit 68 is configured.
マルチモード光ファイバ31の端部で構成されるレーザ出射部68は、図27bに示すように、表面が平坦な2枚の支持板65に挟み込まれて固定されている。また、マルチモード光ファイバ31の光出射端面には、その保護のために、ガラス等の透明な保護板が配置されるのが望ましい。マルチモード光ファイバ31の光出射端面は、光密度が高いため集塵し易く劣化し易いが、上述のような保護板を配置することにより、端面への塵埃の付着を防止し、また劣化を遅らせることができる。 As shown in FIG. 27b, the laser emitting portion 68 configured by the end portion of the multimode optical fiber 31 is sandwiched and fixed between two support plates 65 having a flat surface. In addition, a transparent protective plate such as glass is preferably disposed on the light emitting end face of the multimode optical fiber 31 for protection. The light exit end face of the multimode optical fiber 31 has high light density and is likely to collect dust and easily deteriorate. However, the protective plate as described above prevents the dust from adhering to the end face and deteriorates. Can be delayed.
この例では、クラッド径が小さい光ファイバ31の出射端を隙間無く1列に配列するために、クラッド径が大きい部分で隣接する2本のマルチモード光ファイバ30の間にマルチモード光ファイバ30を積み重ね、積み重ねられたマルチモード光ファイバ30に結合された光ファイバ31の出射端が、クラッド径が大きい部分で隣接する2本のマルチモード光ファイバ30に結合された光ファイバ31の2つの出射端の間に挟まれるように配列されている。 In this example, in order to arrange the emission ends of the optical fibers 31 with a small cladding diameter in a line without any gaps, the multimode optical fiber 30 is placed between two adjacent multimode optical fibers 30 at a portion with a large cladding diameter. Two exit ends of the optical fiber 31 coupled to the two multimode optical fibers 30 adjacent to each other at the portion where the cladding diameter is large are the exit ends of the optical fiber 31 coupled to the stacked and stacked multimode optical fibers 30. Are arranged so as to be sandwiched between them.
このような光ファイバは、例えば、図28に示すように、クラッド径が大きいマルチモード光ファイバ30のレーザ光出射側の先端部分に、長さ1〜30cmのクラッド径が小さい光ファイバ31を同軸的に結合することにより得ることができる。2本の光ファイバは、光ファイバ31の入射端面が、マルチモード光ファイバ30の出射端面に、両光ファイバの中心軸が一致するように融着されて結合されている。上述した通り、光ファイバ31のコア31aの径は、マルチモード光ファイバ30のコア30aの径と同じ大きさである。 For example, as shown in FIG. 28, an optical fiber 31 having a length of 1 to 30 cm and having a small cladding diameter is coaxially connected to the tip portion of the multimode optical fiber 30 having a large cladding diameter on the laser light emission side. Can be obtained by linking them together. In the two optical fibers, the incident end face of the optical fiber 31 is fused and joined to the outgoing end face of the multimode optical fiber 30 so that the central axes of both optical fibers coincide. As described above, the diameter of the core 31 a of the optical fiber 31 is the same as the diameter of the core 30 a of the multimode optical fiber 30.
また、長さが短くクラッド径が大きい光ファイバにクラッド径が小さい光ファイバを融着させた短尺光ファイバを、フェルールや光コネクタ等を介してマルチモード光ファイバ30の出射端に結合してもよい。コネクタ等を用いて着脱可能に結合することで、クラッド径が小さい光ファイバが破損した場合等に先端部分の交換が容易になり、露光ヘッドのメンテナンスに要するコストを低減できる。なお、以下では、光ファイバ31を、マルチモード光ファイバ30の出射端部と称する場合がある。 In addition, a short optical fiber in which an optical fiber having a short cladding diameter and a large cladding diameter is fused to an optical fiber having a short cladding diameter and a large cladding diameter may be coupled to the output end of the multimode optical fiber 30 via a ferrule or an optical connector. Good. By detachably coupling using a connector or the like, the tip portion can be easily replaced when an optical fiber having a small cladding diameter is broken, and the cost required for exposure head maintenance can be reduced. Hereinafter, the optical fiber 31 may be referred to as an emission end portion of the multimode optical fiber 30.
マルチモード光ファイバ30及び光ファイバ31としては、ステップインデックス型光ファイバ、グレーテッドインデックス型光ファイバ、及び複合型光ファイバの何れでもよい。例えば、三菱電線工業株式会社製のステップインデックス型光ファイバを用いることができる。本実施の形態では、マルチモード光ファイバ30及び光ファイバ31は、ステップインデックス型光ファイバであり、マルチモード光ファイバ30は、クラッド径=125μm、コア径=50μm、NA=0.2、入射端面コートの透過率=99.5%以上であり、光ファイバ31は、クラッド径=60μm、コア径=50μm、NA=0.2である。 The multimode optical fiber 30 and the optical fiber 31 may be any of a step index type optical fiber, a graded index type optical fiber, and a composite type optical fiber. For example, a step index type optical fiber manufactured by Mitsubishi Cable Industries, Ltd. can be used. In the present embodiment, the multimode optical fiber 30 and the optical fiber 31 are step index type optical fibers, and the multimode optical fiber 30 has a cladding diameter = 125 μm, a core diameter = 50 μm, NA = 0.2, an incident end face. The transmittance of the coat is 99.5% or more, and the optical fiber 31 has a cladding diameter = 60 μm, a core diameter = 50 μm, and NA = 0.2.
一般に、赤外領域のレーザ光では、光ファイバのクラッド径を小さくすると伝搬損失が増加する。このため、レーザ光の波長帯域に応じて好適なクラッド径が決定されている。しかしながら、波長が短いほど伝搬損失は少なくなり、GaN系半導体レーザから出射された波長405nmのレーザ光では、クラッドの厚み{(クラッド径−コア径)/2}を800nmの波長帯域の赤外光を伝搬させる場合の1/2程度、通信用の1.5μmの波長帯域の赤外光を伝搬させる場合の約1/4にしても、伝搬損失は殆ど増加しない。従って、クラッド径を60μmと小さくすることができる。 In general, in laser light in the infrared region, propagation loss increases as the cladding diameter of the optical fiber is reduced. For this reason, a suitable cladding diameter is determined according to the wavelength band of the laser beam. However, the shorter the wavelength, the smaller the propagation loss. In the case of laser light having a wavelength of 405 nm emitted from a GaN-based semiconductor laser, the cladding thickness {(cladding diameter−core diameter) / 2} is set to an infrared light having a wavelength band of 800 nm. The propagation loss hardly increases even if it is about ½ of the case of propagating infrared light and about ¼ of the case of propagating infrared light in the 1.5 μm wavelength band for communication. Therefore, the cladding diameter can be reduced to 60 μm.
ただし、光ファイバ31のクラッド径は60μmには限定されない。従来のファイバアレイ光源に使用されている光ファイバのクラッド径は125μmであるが、クラッド径が小さくなるほど焦点深度がより深くなるので、マルチモード光ファイバのクラッド径は80μm以下が好ましく、60μm以下がより好ましく、40μm以下が更に好ましい。一方、コア径は少なくとも3〜4μm必要であることから、光ファイバ31のクラッド径は10μm以上が好ましい。 However, the cladding diameter of the optical fiber 31 is not limited to 60 μm. The clad diameter of the optical fiber used in the conventional fiber array light source is 125 μm, but the depth of focus becomes deeper as the clad diameter becomes smaller. More preferably, it is 40 μm or less. On the other hand, since the core diameter needs to be at least 3 to 4 μm, the cladding diameter of the optical fiber 31 is preferably 10 μm or more.
レーザモジュール64は、図29に示す合波レーザ光源(ファイバアレイ光源)によって構成されている。この合波レーザ光源は、ヒートブロック10上に配列固定された複数(例えば、7個)のチップ状の横マルチモード又はシングルモードのGaN系半導体レーザLD1,LD2,LD3,LD4,LD5,LD6,及びLD7と、GaN系半導体レーザLD1〜LD7の各々に対応して設けられたコリメータレンズ11,12,13,14,15,16,及び17と、1つの集光レンズ20と、1本のマルチモード光ファイバ30と、から構成されている。なお、半導体レーザの個数は7個には限定されない。例えば、クラッド径=60μm、コア径=50μm、NA=0.2のマルチモード光ファイバには、20個もの半導体レーザ光を入射することが可能であり、露光ヘッドの必要光量を実現して、且つ光ファイバ本数をより減らすことができる。 The laser module 64 includes a combined laser light source (fiber array light source) shown in FIG. This combined laser light source includes a plurality of (for example, seven) chip-like lateral multimode or single mode GaN-based semiconductor lasers LD1, LD2, LD3, LD4, LD5, LD6, arrayed and fixed on the heat block 10. And LD7, collimator lenses 11, 12, 13, 14, 15, 16, and 17 provided corresponding to each of the GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7, one condenser lens 20, and one multi-lens. Mode optical fiber 30. The number of semiconductor lasers is not limited to seven. For example, as many as 20 semiconductor laser beams can be incident on a multimode optical fiber having a cladding diameter = 60 μm, a core diameter = 50 μm, and NA = 0.2. In addition, the number of optical fibers can be further reduced.
GaN系半導体レーザLD1〜LD7は、発振波長が総て共通(例えば、405nm)であり、最大出力も総て共通(例えば、マルチモードレーザでは100mW、シングルモードレーザでは30mW)である。なお、GaN系半導体レーザLD1〜LD7としては、350nm〜450nmの波長範囲で、上記の405nm以外の発振波長を備えるレーザを用いてもよい。 The GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 all have the same oscillation wavelength (for example, 405 nm), and the maximum output is also all the same (for example, 100 mW for the multimode laser and 30 mW for the single mode laser). As the GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7, lasers having an oscillation wavelength other than the above 405 nm in a wavelength range of 350 nm to 450 nm may be used.
前記合波レーザ光源は、図30及び図31に示すように、他の光学要素と共に、上方が開口した箱状のパッケージ40内に収納されている。パッケージ40は、その開口を閉じるように作成されたパッケージ蓋41を備えており、脱気処理後に封止ガスを導入し、パッケージ40の開口をパッケージ蓋41で閉じることにより、パッケージ40とパッケージ蓋41とにより形成される閉空間(封止空間)内に上記合波レーザ光源が気密封止されている。 As shown in FIGS. 30 and 31, the combined laser light source is housed in a box-shaped package 40 having an upper opening together with other optical elements. The package 40 includes a package lid 41 created so as to close the opening thereof. After the deaeration process, a sealing gas is introduced, and the package 40 and the package lid 41 are closed by closing the opening of the package 40 with the package lid 41. 41. The combined laser light source is hermetically sealed in a closed space (sealed space) formed by 41.
パッケージ40の底面にはベース板42が固定されており、このベース板42の上面には、前記ヒートブロック10と、集光レンズ20を保持する集光レンズホルダー45と、マルチモード光ファイバ30の入射端部を保持するファイバホルダー46とが取り付けられている。マルチモード光ファイバ30の出射端部は、パッケージ40の壁面に形成された開口からパッケージ外に引き出されている。 A base plate 42 is fixed to the bottom surface of the package 40, and the heat block 10, a condensing lens holder 45 that holds the condensing lens 20, and the multimode optical fiber 30 are disposed on the top surface of the base plate 42. A fiber holder 46 that holds the incident end is attached. The exit end of the multimode optical fiber 30 is drawn out of the package from an opening formed in the wall surface of the package 40.
また、ヒートブロック10の側面にはコリメータレンズホルダー44が取り付けられており、コリメータレンズ11〜17が保持されている。パッケージ40の横壁面には開口が形成され、この開口を通してGaN系半導体レーザLD1〜LD7に駆動電流を供給する配線47がパッケージ外に引き出されている。 Further, a collimator lens holder 44 is attached to the side surface of the heat block 10, and the collimator lenses 11 to 17 are held. An opening is formed in the lateral wall surface of the package 40, and wiring 47 for supplying a driving current to the GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 is drawn out of the package through the opening.
なお、図31においては、図の煩雑化を避けるために、複数のGaN系半導体レーザのうちGaN系半導体レーザLD7にのみ番号を付し、複数のコリメータレンズのうちコリメータレンズ17にのみ番号を付している。 In FIG. 31, in order to avoid complication of the figure, only the GaN-based semiconductor laser LD7 among the plurality of GaN-based semiconductor lasers is numbered, and only the collimator lens 17 among the plurality of collimator lenses is numbered. is doing.
図32は、前記コリメータレンズ11〜17の取り付け部分の正面形状を示すものである。コリメータレンズ11〜17の各々は、非球面を備えた円形レンズの光軸を含む領域を平行な平面で細長く切り取った形状に形成されている。この細長形状のコリメータレンズは、例えば、樹脂又は光学ガラスをモールド成形することによって形成することができる。コリメータレンズ11〜17は、長さ方向がGaN系半導体レーザLD1〜LD7の発光点の配列方向(図32の左右方向)と直交するように、上記発光点の配列方向に密接配置されている。 FIG. 32 shows the front shape of the attachment part of the collimator lenses 11-17. Each of the collimator lenses 11 to 17 is formed in a shape obtained by cutting a region including the optical axis of a circular lens having an aspherical surface into a long and narrow plane. This elongated collimator lens can be formed, for example, by molding resin or optical glass. The collimator lenses 11 to 17 are closely arranged in the arrangement direction of the light emitting points so that the length direction is orthogonal to the arrangement direction of the light emitting points of the GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 (left and right direction in FIG. 32).
一方、GaN系半導体レーザLD1〜LD7としては、発光幅が2μmの活性層を備え、活性層と平行な方向、直角な方向の拡がり角が各々例えば10°、30°の状態で各々レーザ光B1〜B7を発するレーザが用いられている。これらGaN系半導体レーザLD1〜LD7は、活性層と平行な方向に発光点が1列に並ぶように配設されている。 On the other hand, each of the GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 includes an active layer having a light emission width of 2 μm, and each of the laser beams B1 in a state in which the divergence angles in a direction parallel to and perpendicular to the active layer are, for example A laser emitting ~ B7 is used. These GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 are arranged so that the light emitting points are arranged in a line in a direction parallel to the active layer.
したがって、各発光点から発せられたレーザ光B1〜B7は、上述のように細長形状の各コリメータレンズ11〜17に対して、拡がり角度が大きい方向が長さ方向と一致し、拡がり角度が小さい方向が幅方向(長さ方向と直交する方向)と一致する状態で入射することになる。つまり、各コリメータレンズ11〜17の幅が1.1mm、長さが4.6mmであり、それらに入射するレーザ光B1〜B7の水平方向、垂直方向のビーム径は各々0.9mm、2.6mmである。また、コリメータレンズ11〜17の各々は、焦点距離f1=3mm、NA=0.6、レンズ配置ピッチ=1.25mmである。 Therefore, in the laser beams B1 to B7 emitted from the respective light emitting points, the direction in which the divergence angle is large coincides with the length direction and the divergence angle is small with respect to the elongated collimator lenses 11 to 17 as described above. Incident light is incident in a state where the direction coincides with the width direction (direction perpendicular to the length direction). That is, the collimator lenses 11 to 17 have a width of 1.1 mm and a length of 4.6 mm, and the horizontal and vertical beam diameters of the laser beams B1 to B7 incident thereon are 0.9 mm and 2. 6 mm. Each of the collimator lenses 11 to 17 has a focal length f 1 = 3 mm, NA = 0.6, and a lens arrangement pitch = 1.25 mm.
集光レンズ20は、非球面を備えた円形レンズの光軸を含む領域を平行な平面で細長く切り取って、コリメータレンズ11〜17の配列方向、つまり水平方向に長く、それと直角な方向に短い形状に形成されている。この集光レンズ20は、焦点距離f2=23mm、NA=0.2である。この集光レンズ20も、例えば、樹脂又は光学ガラスをモールド成形することにより形成される。 The condensing lens 20 is formed by cutting a region including the optical axis of a circular lens having an aspheric surface into a long and narrow shape in parallel planes, and is long in the arrangement direction of the collimator lenses 11 to 17, that is, in a horizontal direction and short in a direction perpendicular thereto. Is formed. This condenser lens 20 has a focal length f 2 = 23 mm and NA = 0.2. This condensing lens 20 is also formed by molding resin or optical glass, for example.
また、DMDを照明する光照射手段に、合波レーザ光源の光ファイバの出射端部をアレイ状に配列した高輝度のファイバアレイ光源を用いているので、高出力で且つ深い焦点深度を備えたパターン形成装置を実現することができる。更に、各ファイバアレイ光源の出力が大きくなることで、所望の出力を得るために必要なファイバアレイ光源数が少なくなり、パターン形成装置の低コスト化が図られる。 In addition, since the light emitting means for illuminating the DMD uses a high-intensity fiber array light source in which the output ends of the optical fibers of the combined laser light source are arranged in an array, it has a high output and a deep depth of focus. A pattern forming apparatus can be realized. Furthermore, since the output of each fiber array light source is increased, the number of fiber array light sources required to obtain a desired output is reduced, and the cost of the pattern forming apparatus can be reduced.
また、光ファイバの出射端のクラッド径を入射端のクラッド径よりも小さくしているので、発光部径がより小さくなり、ファイバアレイ光源の高輝度化が図られる。これにより、より深い焦点深度を備えたパターン形成装置を実現することができる。例えば、ビーム径1μm以下、解像度0.1μm以下の超高解像度露光の場合にも、深い焦点深度を得ることができ、高速且つ高精細な露光が可能となる。したがって、高解像度が必要とされる薄膜トランジスタ(TFT)の露光工程に好適である。 Further, since the cladding diameter of the output end of the optical fiber is smaller than the cladding diameter of the incident end, the diameter of the light emitting portion is further reduced, and the brightness of the fiber array light source can be increased. Thereby, a pattern forming apparatus having a deeper depth of focus can be realized. For example, even in the case of ultra-high resolution exposure with a beam diameter of 1 μm or less and a resolution of 0.1 μm or less, a deep depth of focus can be obtained, and high-speed and high-definition exposure is possible. Therefore, it is suitable for a thin film transistor (TFT) exposure process that requires high resolution.
また、前記光照射手段としては、前記合波レーザ光源を複数備えたファイバアレイ光源に限定されず、例えば、1個の発光点を有する単一の半導体レーザから入射されたレーザ光を出射する1本の光ファイバを備えたファイバ光源をアレイ化したファイバアレイ光源を用いることができる。 The light irradiating means is not limited to a fiber array light source including a plurality of the combined laser light sources, and for example, emits laser light incident from a single semiconductor laser having one light emitting point. A fiber array light source in which fiber light sources including optical fibers are arrayed can be used.
また、複数の発光点を備えた光照射手段としては、例えば、図33に示すように、ヒートブロック100上に、複数(例えば、7個)のチップ状の半導体レーザLD1〜LD7を配列したレーザアレイを用いることができる。また、図34(A)に示す、複数(例えば、5個)の発光点110aが所定方向に配列されたチップ状のマルチキャビティレーザ110が知られている。マルチキャビティレーザ110は、チップ状の半導体レーザを配列する場合と比べ、発光点を位置精度良く配列できるので、各発光点から出射されるレーザ光を合波し易い。ただし、発光点が多くなるとレーザ製造時にマルチキャビティレーザ110に撓みが発生し易くなるため、発光点110aの個数は5個以下とするのが好ましい。 Further, as the light irradiation means having a plurality of light emitting points, for example, as shown in FIG. 33, a laser in which a plurality of (for example, seven) chip-shaped semiconductor lasers LD1 to LD7 are arranged on the heat block 100. An array can be used. A chip-shaped multicavity laser 110 in which a plurality of (for example, five) light emitting points 110a shown in FIG. 34A is arranged in a predetermined direction is known. Since the multicavity laser 110 can arrange the light emitting points with high positional accuracy as compared with the case where the chip-shaped semiconductor lasers are arranged, it is easy to multiplex the laser beams emitted from the respective light emitting points. However, as the number of light emitting points increases, the multi-cavity laser 110 is likely to be bent at the time of laser manufacture. Therefore, the number of light emitting points 110a is preferably 5 or less.
前記光照射手段としては、このマルチキャビティレーザ110や、図34(B)に示すように、ヒートブロック100上に、複数のマルチキャビティレーザ110が各チップの発光点110aの配列方向と同じ方向に配列されたマルチキャビティレーザアレイを、レーザ光源として用いることができる。 As the light irradiation means, the multi-cavity laser 110 or a plurality of multi-cavity lasers 110 on the heat block 100 in the same direction as the arrangement direction of the light emitting points 110a of each chip as shown in FIG. An arrayed multi-cavity laser array can be used as a laser light source.
また、合波レーザ光源は、複数のチップ状の半導体レーザから出射されたレーザ光を合波するものには限定されない。例えば、図21に示すように、複数(例えば、3個)の発光点110aを有するチップ状のマルチキャビティレーザ110を備えた合波レーザ光源を用いることができる。この合波レーザ光源は、マルチキャビティレーザ110と、1本のマルチモード光ファイバ130と、集光レンズ120と、を備えて構成されている。マルチキャビティレーザ110は、例えば、発振波長が405nmのGaN系レーザダイオードで構成することができる。 The combined laser light source is not limited to one that combines laser beams emitted from a plurality of chip-shaped semiconductor lasers. For example, as shown in FIG. 21, a combined laser light source including a chip-shaped multicavity laser 110 having a plurality of (for example, three) light emitting points 110a can be used. This combined laser light source is configured to include a multi-cavity laser 110, one multi-mode optical fiber 130, and a condensing lens 120. The multi-cavity laser 110 can be composed of, for example, a GaN-based laser diode having an oscillation wavelength of 405 nm.
前記構成では、マルチキャビティレーザ110の複数の発光点110aの各々から出射したレーザ光Bの各々は、集光レンズ120によって集光され、マルチモード光ファイバ130のコア130aに入射する。コア130aに入射したレーザ光は、光ファイバ内を伝搬し、1本に合波されて出射する。 In the above configuration, each of the laser beams B emitted from each of the plurality of light emitting points 110 a of the multicavity laser 110 is collected by the condenser lens 120 and enters the core 130 a of the multimode optical fiber 130. The laser light incident on the core 130a propagates in the optical fiber, is combined into one, and is emitted.
マルチキャビティレーザ110の複数の発光点110aを、上記マルチモード光ファイバ130のコア径と略等しい幅内に並設すると共に、集光レンズ120として、マルチモード光ファイバ130のコア径と略等しい焦点距離の凸レンズや、マルチキャビティレーザ110からの出射ビームをその活性層に垂直な面内のみでコリメートするロッドレンズを用いることにより、レーザ光Bのマルチモード光ファイバ130への結合効率を上げることができる。 A plurality of light emitting points 110 a of the multicavity laser 110 are arranged in parallel within a width substantially equal to the core diameter of the multimode optical fiber 130, and a focal point substantially equal to the core diameter of the multimode optical fiber 130 is formed as the condenser lens 120. By using a convex lens of a distance or a rod lens that collimates the outgoing beam from the multi-cavity laser 110 only in a plane perpendicular to the active layer, the coupling efficiency of the laser beam B to the multi-mode optical fiber 130 can be increased. it can.
また、図35に示すように、複数(例えば、3個)の発光点を備えたマルチキャビティレーザ110を用い、ヒートブロック111上に複数(例えば、9個)のマルチキャビティレーザ110が互いに等間隔で配列されたレーザアレイ140を備えた合波レーザ光源を用いることができる。複数のマルチキャビティレーザ110は、各チップの発光点110aの配列方向と同じ方向に配列されて固定されている。 As shown in FIG. 35, a multi-cavity laser 110 having a plurality of (for example, three) emission points is used, and a plurality of (for example, nine) multi-cavity lasers 110 are equidistant from each other on the heat block 111. A combined laser light source including the laser array 140 arranged in (1) can be used. The plurality of multi-cavity lasers 110 are arranged and fixed in the same direction as the arrangement direction of the light emitting points 110a of each chip.
この合波レーザ光源は、レーザアレイ140と、各マルチキャビティレーザ110に対応させて配置した複数のレンズアレイ114と、レーザアレイ140と複数のレンズアレイ114との間に配置された1本のロッドレンズ113と、1本のマルチモード光ファイバ130と、集光レンズ120と、を備えて構成されている。レンズアレイ114は、マルチキャビティレーザ110の発光点に対応した複数のマイクロレンズを備えている。 This combined laser light source includes a laser array 140, a plurality of lens arrays 114 arranged corresponding to each multi-cavity laser 110, and a single rod arranged between the laser array 140 and the plurality of lens arrays 114. The lens 113, one multimode optical fiber 130, and a condenser lens 120 are provided. The lens array 114 includes a plurality of microlenses corresponding to the emission points of the multicavity laser 110.
上記の構成では、複数のマルチキャビティレーザ110の複数の発光点110aの各々から出射したレーザ光Bの各々は、ロッドレンズ113により所定方向に集光された後、レンズアレイ114の各マイクロレンズにより平行光化される。平行光化されたレーザ光Lは、集光レンズ120によって集光され、マルチモード光ファイバ130のコア130aに入射する。コア130aに入射したレーザ光は、光ファイバ内を伝搬し、1本に合波されて出射する。 In the above configuration, each of the laser beams B emitted from each of the plurality of light emitting points 110a of the plurality of multi-cavity lasers 110 is collected in a predetermined direction by the rod lens 113, and then each microlens of the lens array 114. It becomes parallel light. The collimated laser beam L is condensed by the condenser lens 120 and enters the core 130a of the multimode optical fiber 130. The laser light incident on the core 130a propagates in the optical fiber, is combined into one, and is emitted.
更に他の合波レーザ光源の例を示す。この合波レーザ光源は、図36(A)及び(B)に示すように、略矩形状のヒートブロック180上に光軸方向の断面がL字状のヒートブロック182が搭載され、2つのヒートブロック間に収納空間が形成されている。L字状のヒートブロック182の上面には、複数の発光点(例えば、5個)がアレイ状に配列された複数(例えば、2個)のマルチキャビティレーザ110が、各チップの発光点110aの配列方向と同じ方向に等間隔で配列されて固定されている。 Still another example of the combined laser light source will be described. In this combined laser light source, as shown in FIGS. 36A and 36B, a heat block 182 having an L-shaped cross section in the optical axis direction is mounted on a substantially rectangular heat block 180, and two heats are provided. A storage space is formed between the blocks. On the upper surface of the L-shaped heat block 182, a plurality of (for example, two) multi-cavity lasers 110 in which a plurality of light emitting points (for example, five) are arranged in an array form the light emitting points 110a of each chip. It is arranged and fixed at equal intervals in the same direction as the arrangement direction.
略矩形状のヒートブロック180には凹部が形成されており、ヒートブロック180の空間側上面には、複数の発光点(例えば、5個)がアレイ状に配列された複数(例えば、2個)のマルチキャビティレーザ110が、その発光点がヒートブロック182の上面に配置されたレーザチップの発光点と同じ鉛直面上に位置するように配置されている。 A concave portion is formed in the substantially rectangular heat block 180, and a plurality of (for example, two) light emitting points (for example, five) are arranged in an array on the upper surface of the space side of the heat block 180. The multi-cavity laser 110 is arranged such that its emission point is located on the same vertical plane as the emission point of the laser chip arranged on the upper surface of the heat block 182.
マルチキャビティレーザ110のレーザ光出射側には、各チップの発光点110aに対応してコリメートレンズが配列されたコリメートレンズアレイ184が配置されている。コリメートレンズアレイ184は、各コリメートレンズの長さ方向とレーザ光の拡がり角が大きい方向(速軸方向)とが一致し、各コリメートレンズの幅方向が拡がり角が小さい方向(遅軸方向)と一致するように配置されている。このように、コリメートレンズをアレイ化して一体化することで、レーザ光の空間利用効率が向上し合波レーザ光源の高出力化が図られると共に、部品点数が減少し低コスト化することができる。 On the laser beam emission side of the multi-cavity laser 110, a collimator lens array 184 in which collimator lenses are arranged corresponding to the light emission points 110a of the respective chips is arranged. In the collimating lens array 184, the length direction of each collimating lens coincides with the direction in which the divergence angle of the laser beam is large (fast axis direction), and the width direction of each collimating lens is in the direction in which the divergence angle is small (slow axis direction). They are arranged to match. Thus, by collimating and integrating the collimating lenses, the space utilization efficiency of the laser light can be improved, the output of the combined laser light source can be increased, and the number of parts can be reduced and the cost can be reduced. .
また、コリメートレンズアレイ184のレーザ光出射側には、1本のマルチモード光ファイバ130と、このマルチモード光ファイバ130の入射端にレーザ光を集光して結合する集光レンズ120と、が配置されている。 Further, on the laser beam emitting side of the collimating lens array 184, there is one multimode optical fiber 130 and a condensing lens 120 that condenses and couples the laser beam to the incident end of the multimode optical fiber 130. Is arranged.
前記構成では、レーザブロック180、182上に配置された複数のマルチキャビティレーザ110の複数の発光点110aの各々から出射したレーザ光Bの各々は、コリメートレンズアレイ184により平行光化され、集光レンズ120によって集光されて、マルチモード光ファイバ130のコア130aに入射する。コア130aに入射したレーザ光は、光ファイバ内を伝搬し、1本に合波されて出射する。 In the above configuration, each of the laser beams B emitted from each of the plurality of light emitting points 110a of the plurality of multi-cavity lasers 110 arranged on the laser blocks 180 and 182 is collimated by the collimating lens array 184 and condensed. The light is condensed by the lens 120 and enters the core 130 a of the multimode optical fiber 130. The laser light incident on the core 130a propagates in the optical fiber, is combined into one, and is emitted.
前記合波レーザ光源は、上記の通り、マルチキャビティレーザの多段配置とコリメートレンズのアレイ化とにより、特に高出力化を図ることができる。この合波レーザ光源を用いることにより、より高輝度なファイバアレイ光源やバンドルファイバ光源を構成することができるので、本発明のパターン形成装置のレーザ光源を構成するファイバ光源として特に好適である。 As described above, the combined laser light source can achieve particularly high output by the multistage arrangement of multicavity lasers and the array of collimating lenses. By using this combined laser light source, a higher-intensity fiber array light source or bundle fiber light source can be configured, so that it is particularly suitable as a fiber light source constituting the laser light source of the pattern forming apparatus of the present invention.
なお、前記各合波レーザ光源をケーシング内に収納し、マルチモード光ファイバ130の出射端部をそのケーシングから引き出したレーザモジュールを構成することができる。 It should be noted that a laser module in which each of the combined laser light sources is housed in a casing and the emission end of the multimode optical fiber 130 is pulled out from the casing can be configured.
また、合波レーザ光源のマルチモード光ファイバの出射端に、コア径がマルチモード光ファイバと同一で且つクラッド径がマルチモード光ファイバより小さい他の光ファイバを結合してファイバアレイ光源の高輝度化を図る例について説明したが、例えば、クラッド径が125μm、80μm、60μm等のマルチモード光ファイバを、出射端に他の光ファイバを結合せずに使用してもよい。 In addition, the other end of the multimode optical fiber of the combined laser light source is coupled with another optical fiber having the same core diameter as the multimode optical fiber and a cladding diameter smaller than the multimode optical fiber. However, for example, a multimode optical fiber having a cladding diameter of 125 μm, 80 μm, 60 μm or the like may be used without coupling another optical fiber to the emission end.
ここで、本発明の前記パターン形成方法について更に説明する。
スキャナ162の各露光ヘッド166において、ファイバアレイ光源66の合波レーザ光源を構成するGaN系半導体レーザLD1〜LD7の各々から発散光状態で出射したレーザ光B1,B2,B3,B4,B5,B6,及びB7の各々は、対応するコリメータレンズ11〜17によって平行光化される。平行光化されたレーザ光B1〜B7は、集光レンズ20によって集光され、マルチモード光ファイバ30のコア30aの入射端面に収束する。
Here, the pattern forming method of the present invention will be further described.
In each exposure head 166 of the scanner 162, laser light B1, B2, B3, B4, B5, B6 emitted in a divergent light state from each of the GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 constituting the combined laser light source of the fiber array light source 66. , And B7 are collimated by corresponding collimator lenses 11-17. The collimated laser beams B <b> 1 to B <b> 7 are collected by the condenser lens 20 and converge on the incident end face of the core 30 a of the multimode optical fiber 30.
本例では、コリメータレンズ11〜17及び集光レンズ20によって集光光学系が構成され、その集光光学系とマルチモード光ファイバ30とによって合波光学系が構成されている。即ち、集光レンズ20によって上述のように集光されたレーザ光B1〜B7が、このマルチモード光ファイバ30のコア30aに入射して光ファイバ内を伝搬し、1本のレーザ光Bに合波されてマルチモード光ファイバ30の出射端部に結合された光ファイバ31から出射する。 In this example, the collimator lenses 11 to 17 and the condenser lens 20 constitute a condensing optical system, and the condensing optical system and the multimode optical fiber 30 constitute a multiplexing optical system. That is, the laser beams B1 to B7 collected as described above by the condenser lens 20 enter the core 30a of the multimode optical fiber 30 and propagate through the optical fiber to be combined with one laser beam B. The light is emitted from the optical fiber 31 coupled to the output end of the multimode optical fiber 30.
各レーザモジュールにおいて、レーザ光B1〜B7のマルチモード光ファイバ30への結合効率が0.85で、GaN系半導体レーザLD1〜LD7の各出力が30mWの場合には、アレイ状に配列された光ファイバ31の各々について、出力180mW(=30mW×0.85×7)の合波レーザ光Bを得ることができる。従って、6本の光ファイバ31がアレイ状に配列されたレーザ出射部68での出力は約1W(=180mW×6)である。 In each laser module, when the coupling efficiency of the laser beams B1 to B7 to the multimode optical fiber 30 is 0.85 and each output of the GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 is 30 mW, the light arranged in an array For each of the fibers 31, a combined laser beam B with an output of 180 mW (= 30 mW × 0.85 × 7) can be obtained. Therefore, the output from the laser emitting unit 68 in which the six optical fibers 31 are arranged in an array is about 1 W (= 180 mW × 6).
ファイバアレイ光源66のレーザ出射部68には、この通り高輝度の発光点が主走査方向に沿って一列に配列されている。単一の半導体レーザからのレーザ光を1本の光ファイバに結合させる従来のファイバ光源は低出力であるため、多数列配列しなければ所望の出力を得ることができなかったが、前記合波レーザ光源は高出力であるため、少数列、例えば1列でも所望の出力を得ることができる。 In the laser emitting portion 68 of the fiber array light source 66, light emission points with high luminance are arranged in a line along the main scanning direction as described above. A conventional fiber light source that couples laser light from a single semiconductor laser to a single optical fiber has a low output, so that a desired output cannot be obtained unless multiple rows are arranged. Since the laser light source has a high output, a desired output can be obtained even with a small number of columns, for example, one column.
例えば、半導体レーザと光ファイバを1対1で結合させた従来のファイバ光源では、通常、半導体レーザとしては出力30mW(ミリワット)程度のレーザが使用され、光ファイバとしてはコア径50μm、クラッド径125μm、NA(開口数)0.2のマルチモード光ファイバが使用されているので、約1W(ワット)の出力を得ようとすれば、マルチモード光ファイバを48本(8×6)束ねなければならず、発光領域の面積は0.62mm2(0.675mm×0.925mm)であるから、レーザ出射部68での輝度は1.6×106(W/m2)、光ファイバ1本当りの輝度は3.2×106(W/m2)である。 For example, in a conventional fiber light source in which a semiconductor laser and an optical fiber are coupled on a one-to-one basis, a laser having an output of about 30 mW (milliwatt) is usually used as the semiconductor laser, and the core diameter is 50 μm and the cladding diameter is 125 μm. Since a multimode optical fiber having a numerical aperture (NA) of 0.2 is used, if an output of about 1 W (watt) is to be obtained, 48 multimode optical fibers (8 × 6) must be bundled. Since the area of the light emitting region is 0.62 mm 2 (0.675 mm × 0.925 mm), the luminance at the laser emitting portion 68 is 1.6 × 10 6 (W / m 2 ) and one optical fiber is used. The luminance per hit is 3.2 × 10 6 (W / m 2 ).
これに対し、前記光照射手段が合波レーザを照射可能な手段である場合には、マルチモード光ファイバ6本で約1Wの出力を得ることができ、レーザ出射部68での発光領域の面積は0.0081mm2(0.325mm×0.025mm)であるから、レーザ出射部68での輝度は123×106(W/m2)となり、従来に比べ約80倍の高輝度化を図ることができる。また、光ファイバ1本当りの輝度は90×106(W/m2)であり、従来に比べ約28倍の高輝度化を図ることができる。 On the other hand, when the light irradiating means is a means capable of irradiating a combined laser, an output of about 1 W can be obtained with six multimode optical fibers, and the area of the light emitting region at the laser emitting portion 68 can be obtained. Is 0.0081 mm 2 (0.325 mm × 0.025 mm), the luminance at the laser emitting portion 68 is 123 × 10 6 (W / m 2 ), which is about 80 times higher than the conventional luminance. be able to. Further, the luminance per optical fiber is 90 × 10 6 (W / m 2 ), and the luminance can be increased by about 28 times compared with the conventional one.
ここで、図37(A)及び(B)を参照して、従来の露光ヘッドと本実施の形態の露光ヘッドとの焦点深度の違いについて説明する。従来の露光ヘッドのバンドル状ファイバ光源の発光領域の副走査方向の径は0.675mmであり、露光ヘッドのファイバアレイ光源の発光領域の副走査方向の径は0.025mmである。図37(A)に示すように、従来の露光ヘッドでは、光照射手段(バンドル状ファイバ光源)1の発光領域が大きいので、DMD3へ入射する光束の角度が大きくなり、結果として走査面5へ入射する光束の角度が大きくなる。このため、集光方向(ピント方向のずれ)に対してビーム径が太りやすい。 Here, with reference to FIGS. 37A and 37B, the difference in depth of focus between the conventional exposure head and the exposure head of the present embodiment will be described. The diameter of the light emission region of the bundled fiber light source of the conventional exposure head in the sub-scanning direction is 0.675 mm, and the diameter of the light emission region of the fiber array light source of the exposure head in the sub-scanning direction is 0.025 mm. As shown in FIG. 37A, in the conventional exposure head, since the light emitting area of the light irradiating means (bundle-shaped fiber light source) 1 is large, the angle of the light beam incident on the DMD 3 is increased, and as a result, the scanning surface 5 is moved. The angle of the incident light beam increases. For this reason, the beam diameter tends to increase with respect to the light condensing direction (shift in the focus direction).
一方、図37(B)に示すように、本発明のパターン形成装置における露光ヘッドでは、ファイバアレイ光源66の発光領域の副走査方向の径が小さいので、レンズ系67を通過してDMD50へ入射する光束の角度が小さくなり、結果として走査面56へ入射する光束の角度が小さくなる。即ち、焦点深度が深くなる。この例では、発光領域の副走査方向の径は従来の約30倍になっており、略回折限界に相当する焦点深度を得ることができる。従って、微小スポットの露光に好適である。この焦点深度への効果は、露光ヘッドの必要光量が大きいほど顕著であり、有効である。この例では、露光面に投影された1描素サイズは10μm×10μmである。なお、DMDは反射型の空間光変調素子であるが、図37(A)及び(B)は、光学的な関係を説明するために展開図とした。 On the other hand, as shown in FIG. 37B, in the exposure head in the pattern forming apparatus of the present invention, the diameter of the light emitting region of the fiber array light source 66 in the sub-scanning direction is small, so that it passes through the lens system 67 and enters the DMD 50. As a result, the angle of the light beam incident on the scanning surface 56 is reduced. That is, the depth of focus becomes deep. In this example, the diameter of the light emitting region in the sub-scanning direction is about 30 times that of the conventional one, and a depth of focus substantially corresponding to the diffraction limit can be obtained. Therefore, it is suitable for exposure of a minute spot. This effect on the depth of focus is more prominent and effective as the required light quantity of the exposure head is larger. In this example, the size of one pixel projected on the exposure surface is 10 μm × 10 μm. The DMD is a reflective spatial light modulator, but FIGS. 37A and 37B are developed views for explaining the optical relationship.
露光パターンに応じたパターン情報が、DMD50に接続された図示しないコントローラに入力され、コントローラ内のフレームメモリに一旦記憶される。このパターン情報は、画像を構成する各描素の濃度を2値(ドットの記録の有無)で表したデータである。 Pattern information corresponding to the exposure pattern is input to a controller (not shown) connected to the DMD 50 and temporarily stored in a frame memory in the controller. This pattern information is data representing the density of each pixel constituting the image as binary values (whether or not dots are recorded).
パターン形成材料150を表面に吸着したステージ152は、図示しない駆動装置により、ガイド158に沿ってゲート160の上流側から下流側に一定速度で移動される。ステージ152がゲート160下を通過する際に、ゲート160に取り付けられた検知センサ164によりパターン形成材料150の先端が検出されると、フレームメモリに記憶されたパターン情報が複数ライン分ずつ順次読み出され、データ処理部で読み出されたパターン情報に基づいて各露光ヘッド166毎に制御信号が生成される。そして、ミラー駆動制御部により、生成された制御信号に基づいて露光ヘッド166毎にDMD50のマイクロミラーの各々がオンオフ制御される。 The stage 152 having the pattern forming material 150 adsorbed on the surface thereof is moved at a constant speed from the upstream side to the downstream side of the gate 160 along the guide 158 by a driving device (not shown). When the leading edge of the pattern forming material 150 is detected by the detection sensor 164 attached to the gate 160 while the stage 152 passes under the gate 160, the pattern information stored in the frame memory is sequentially read out for a plurality of lines. Then, a control signal is generated for each exposure head 166 based on the pattern information read by the data processing unit. Then, each of the micromirrors of the DMD 50 is controlled on and off for each exposure head 166 based on the generated control signal by the mirror drive control unit.
ファイバアレイ光源66からDMD50にレーザ光が照射されると、DMD50のマイクロミラーがオン状態のときに反射されたレーザ光は、レンズ系54、58によりパターン形成材料150の被露光面56上に結像される。このようにして、ファイバアレイ光源66から出射されたレーザ光が描素毎にオンオフされて、パターン形成材料150がDMD50の使用描素数と略同数の描素単位(露光エリア168)で露光される。また、パターン形成材料150がステージ152と共に一定速度で移動されることにより、パターン形成材料150がスキャナ162によりステージ移動方向と反対の方向に副走査され、露光ヘッド166毎に帯状の露光済み領域170が形成される。 When the DMD 50 is irradiated with laser light from the fiber array light source 66, the laser light reflected when the micromirror of the DMD 50 is in the on state is coupled onto the exposed surface 56 of the pattern forming material 150 by the lens systems 54 and 58. Imaged. In this manner, the laser light emitted from the fiber array light source 66 is turned on / off for each pixel, and the pattern forming material 150 is exposed in the number of pixel units (exposure area 168) substantially equal to the number of used pixel elements of the DMD 50. . Further, when the pattern forming material 150 is moved at a constant speed together with the stage 152, the pattern forming material 150 is sub-scanned in the direction opposite to the stage moving direction by the scanner 162, and a strip-shaped exposed region 170 is provided for each exposure head 166. Is formed.
<マイクロレンズアレイ>
前記露光は、前記変調させた光を、マイクロレンズアレイを通して行うことが好ましく、更にアパーチャアレイ、結像光学系等などを通して行ってもよい。
<Microlens array>
The exposure is preferably performed using the modulated light through a microlens array, and may be performed through an aperture array, an imaging optical system, or the like.
前記マイクロレンズアレイとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記描素部における出射面の歪みによる収差を補正可能な非球面を有するマイクロレンズを配列したものが好適に挙げられる。 The microlens array is not particularly limited and may be appropriately selected according to the purpose. For example, microlenses having an aspheric surface capable of correcting aberration due to distortion of the exit surface in the pixel portion are arranged. A thing is mentioned suitably.
前記非球面としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、トーリック面が好ましい。 There is no restriction | limiting in particular as said aspherical surface, Although it can select suitably according to the objective, For example, a toric surface is preferable.
以下、前記マイクロレンズアレイ、前記アパーチャアレイ、及び前記結像光学系等について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, the microlens array, the aperture array, the imaging optical system, and the like will be described with reference to the drawings.
図13(A)は、DMD50、DMD50にレーザ光を照射する光照射手段144、DMD50で反射されたレーザ光を拡大して結像するレンズ系(結像光学系)454、458、DMD50の各描素部に対応して多数のマイクロレンズ474が配置されたマイクロレンズアレイ472、マイクロレンズアレイ472の各マイクロレンズに対応して多数のアパーチャ478が設けられたアパーチャアレイ476、アパーチャを通過したレーザ光を被露光面56に結像するレンズ系(結像光学系)480、482で構成される露光ヘッドを表す。
ここで、図14に、DMD50を構成するマイクロミラー62の反射面の平面度を測定した結果を示す。同図においては、反射面の同じ高さ位置を等高線で結んで示してあり、等高線のピッチは5nmである。なお同図に示すx方向及びy方向は、マイクロミラー62の2つ対角線方向であり、マイクロミラー62はy方向に延びる回転軸を中心として前述のように回転する。また、図15の(A)及び(B)にはそれぞれ、上記x方向、y方向に沿ったマイクロミラー62の反射面の高さ位置変位を示す。
FIG. 13A shows each of DMD 50, light irradiation means 144 for irradiating the DMD 50 with laser light, lens systems (imaging optical systems) 454, 458, and DMD 50 for enlarging and imaging the laser light reflected by the DMD 50. A microlens array 472 in which a large number of microlenses 474 are arranged corresponding to the picture element portion, an aperture array 476 in which a large number of apertures 478 are provided corresponding to each microlens of the microlens array 472, and a laser that has passed through the aperture An exposure head composed of lens systems (imaging optical systems) 480 and 482 for forming an image of light on an exposed surface 56 is shown.
Here, FIG. 14 shows a result of measuring the flatness of the reflection surface of the micromirror 62 constituting the DMD 50. In the figure, the same height positions of the reflecting surfaces are shown connected by contour lines, and the pitch of the contour lines is 5 nm. Note that the x direction and the y direction shown in the figure are two diagonal directions of the micromirror 62, and the micromirror 62 rotates around the rotation axis extending in the y direction as described above. 15A and 15B show the height position displacement of the reflecting surface of the micromirror 62 along the x direction and the y direction, respectively.
図14及び図15に示した通り、マイクロミラー62の反射面には歪みが存在し、そして特にミラー中央部に注目してみると、1つの対角線方向(y方向)の歪みが、別の対角線方向(x方向)の歪みよりも大きくなっている。このため、マイクロレンズアレイ55のマイクロレンズ55aで集光されたレーザ光Bの集光位置における形状が歪むという問題が発生し得る。 As shown in FIGS. 14 and 15, there is distortion on the reflection surface of the micromirror 62, and when attention is paid particularly to the center of the mirror, distortion in one diagonal direction (y direction) is different from that in the other diagonal line. It is larger than the distortion in the direction (x direction). For this reason, the problem that the shape in the condensing position of the laser beam B condensed with the micro lens 55a of the micro lens array 55 may be distorted may occur.
本発明のパターン形成方法においては前記問題を防止するために、マイクロレンズアレイ55のマイクロレンズ55aが、従来とは異なる特殊な形状とされている。以下、その点について詳しく説明する。 In the pattern forming method of the present invention, in order to prevent the above problem, the microlens 55a of the microlens array 55 has a special shape different from the conventional one. Hereinafter, this point will be described in detail.
図16の(A)及び(B)はそれぞれ、マイクロレンズアレイ55全体の正面形状及び側面形状を詳しく示すものである。これらの図にはマイクロレンズアレイ55の各部の寸法も記入してあり、それらの単位はmmである。本発明のパターン形成方法では、先に図4を参照して説明したようにDMD50の1024個×256列のマイクロミラー62が駆動されるものであり、それに対応させてマイクロレンズアレイ55は、横方向に1024個並んだマイクロレンズ55aの列を縦方向に256列並設して構成されている。なお、同図(A)では、マイクロレンズアレイ55の並び順を横方向についてはjで、縦方向についてはkで示している。 FIGS. 16A and 16B respectively show the front and side shapes of the entire microlens array 55 in detail. These drawings also show the dimensions of each part of the microlens array 55, and the unit thereof is mm. In the pattern forming method of the present invention, as described above with reference to FIG. 4, the 1024 × 256 rows of micromirrors 62 of the DMD 50 are driven. A row of 1024 microlenses 55a arranged in the direction is arranged in parallel in the vertical direction. In FIG. 9A, the arrangement order of the microlens array 55 is indicated by j in the horizontal direction and k in the vertical direction.
また、図17の(A)及び(B)はそれぞれ、マイクロレンズアレイ55における1つのマイクロレンズ55aの正面形状及び側面形状を示すものである。なお同図(A)には、マイクロレンズ55aの等高線を併せて示してある。各マイクロレンズ55aの光出射側の端面は、マイクロミラー62の反射面の歪みによる収差を補正する非球面形状とされている。より具体的には、マイクロレンズ55aはトーリックレンズとされており、上記x方向に光学的に対応する方向の曲率半径Rx=−0.125mm、上記y方向に対応する方向の曲率半径Ry=−0.1mmである。 17A and 17B show the front shape and the side shape of one microlens 55a in the microlens array 55, respectively. In FIG. 9A, the contour lines of the micro lens 55a are also shown. The end surface of each microlens 55a on the light emitting side has an aspherical shape that corrects aberration due to distortion of the reflecting surface of the micromirror 62. More specifically, the micro lens 55a is a toric lens, and has a radius of curvature Rx = −0.125 mm in a direction optically corresponding to the x direction and a radius of curvature Ry = − in a direction corresponding to the y direction. 0.1 mm.
したがって、上記x方向及びy方向に平行な断面内におけるレーザ光Bの集光状態は、概略、それぞれ図18の(A)及び(B)に示す通りとなる。つまり、x方向に平行な断面内とy方向に平行な断面内とを比較すると、後者の断面内の方がマイクロレンズ55aの曲率半径がより小であって、焦点距離がより短くなっている。 Therefore, the condensing state of the laser beam B in the cross section parallel to the x direction and the y direction is roughly as shown in FIGS. 18A and 18B, respectively. That is, when the cross section parallel to the x direction is compared with the cross section parallel to the y direction, the radius of curvature of the microlens 55a is smaller and the focal length is shorter in the latter cross section. .
マイクロレンズ55aを前記形状とした場合の、該マイクロレンズ55aの集光位置(焦点位置)近傍におけるビーム径を計算機によってシミュレーションした結果を図19a、b、c、及びdに示す。また比較のために、マイクロレンズ55aが曲率半径Rx=Ry=−0.1mmの球面形状である場合について、同様のシミュレーションを行った結果を図20a、b、c及びdに示す。なお、各図におけるzの値は、マイクロレンズ55aのピント方向の評価位置を、マイクロレンズ55aのビーム出射面からの距離で示している。 19A, 19B, 19D, and 19D show simulation results of the beam diameter in the vicinity of the condensing position (focal position) of the microlens 55a when the microlens 55a has the above shape. For comparison, FIGS. 20a, 20b, 20c, and 20d show the results of a similar simulation when the microlens 55a has a spherical shape with a radius of curvature Rx = Ry = −0.1 mm. In addition, the value of z in each figure has shown the evaluation position of the focus direction of the micro lens 55a with the distance from the beam emission surface of the micro lens 55a.
また、前記シミュレーションに用いたマイクロレンズ55aの面形状は、下記計算式で計算される。
図19a〜dと図20a〜dとを比較すると明らかなように、本発明のパターン形成方法ではマイクロレンズ55aを、y方向に平行な断面内の焦点距離がx方向に平行な断面内の焦点距離よりも小さいトーリックレンズとしたことにより、その集光位置近傍におけるビーム形状の歪みが抑制される。そうであれば、歪みの無い、より高精細な画像をパターン形成材料150に露光可能となる。また、図19a〜dに示す本実施形態の方が、ビーム径の小さい領域がより広い、すなわち焦点深度がより大であることが分かる。 19A to 19D and FIGS. 20A to 20D, in the pattern forming method of the present invention, the microlens 55a is focused on the micro lens 55a with a focal length in a cross section parallel to the y direction. By using a toric lens smaller than the distance, distortion of the beam shape in the vicinity of the condensing position is suppressed. If so, the pattern forming material 150 can be exposed to a higher-definition image without distortion. It can also be seen that the embodiment shown in FIGS. 19a to 19d has a wider region with a smaller beam diameter, that is, a greater depth of focus.
なお、マイクロミラー62のx方向及びy方向に関する中央部の歪の大小関係が、上記と逆になっている場合は、x方向に平行な断面内の焦点距離がy方向に平行な断面内の焦点距離よりも小さいトーリックレンズからマイクロレンズを構成すれば、同様に、歪みの無い、より高精細な画像をパターン形成材料150に露光可能となる。 In addition, when the magnitude relation of the distortion of the center part in the x direction and the y direction of the micromirror 62 is opposite to the above, the focal length in the cross section parallel to the x direction is in the cross section parallel to the y direction. If the microlens is formed of a toric lens that is smaller than the focal length, similarly, it is possible to expose the pattern forming material 150 with a higher definition image without distortion.
また、マイクロレンズアレイ55の集光位置近傍に配置されたアパーチャアレイ59は、その各アパーチャ59aに、それと対応するマイクロレンズ55aを経た光のみが入射するように配置されたものである。すなわち、このアパーチャアレイ59が設けられていることにより、各アパーチャ59aに、それと対応しない隣接のマイクロレンズ55aからの光が入射することが防止され、消光比が高められる。 In addition, the aperture array 59 disposed in the vicinity of the condensing position of the microlens array 55 is disposed such that only light having passed through the corresponding microlens 55a is incident on each aperture 59a. That is, by providing this aperture array 59, it is possible to prevent light from adjacent microlenses 55a not corresponding to each aperture 59a from entering, and to increase the extinction ratio.
本来、上記目的で設置されるアパーチャアレイ59のアパーチャ59aの径をある程度小さくすれば、マイクロレンズ55aの集光位置におけるビーム形状の歪みを抑制する効果も得られる。しかしそのようにした場合は、アパーチャアレイ59で遮断される光量がより多くなり、光利用効率が低下することになる。それに対してマイクロレンズ55aを非球面形状とする場合は、光を遮断することがないので、光利用効率も高く保たれる。 Originally, if the diameter of the aperture 59a of the aperture array 59 installed for the above purpose is reduced to some extent, an effect of suppressing the distortion of the beam shape at the condensing position of the microlens 55a can be obtained. However, in such a case, the amount of light blocked by the aperture array 59 is increased, and the light use efficiency is reduced. On the other hand, when the microlens 55a has an aspherical shape, the light utilization efficiency is kept high because the light is not blocked.
また、本発明のパターン形成方法において、マイクロレンズ55aは、2次の非球面形状であってもよく、より高次(4次、6次・・・)の非球面形状であってもよい。前記高次の非球面形状を採用することにより、ビーム形状をさらに高精細にすることができる。 In the pattern forming method of the present invention, the microlens 55a may have a secondary aspherical shape or a higher order (4th, 6th,...) Aspherical shape. By adopting the higher order aspherical shape, the beam shape can be further refined.
また、以上説明した実施形態では、マイクロレンズ55aの光出射側の端面が非球面(トーリック面)とされているが、2つの光通過端面の一方を球面とし、他方をシリンドリカル面としたマイクロレンズからマイクロレンズアレイを構成して、上記実施形態と同様の効果を得ることもできる。 In the embodiment described above, the end surface on the light emission side of the micro lens 55a is an aspherical surface (toric surface). However, one of the two light passing end surfaces is a spherical surface and the other is a cylindrical surface. Thus, the microlens array can be configured to obtain the same effect as the above embodiment.
さらに、以上説明した実施形態においては、マイクロレンズアレイ55のマイクロレンズ55aが、マイクロミラー62の反射面の歪みによる収差を補正する非球面形状とされているが、このような非球面形状を採用する代わりに、マイクロレンズアレイを構成する各マイクロレンズに、マイクロミラー62の反射面の歪みによる収差を補正する屈折率分布を持たせても、同様の効果を得ることができる。 Furthermore, in the embodiment described above, the microlens 55a of the microlens array 55 has an aspherical shape that corrects aberration due to distortion of the reflecting surface of the micromirror 62. Such an aspherical shape is adopted. Instead, the same effect can be obtained even if each microlens constituting the microlens array has a refractive index distribution that corrects aberration due to distortion of the reflection surface of the micromirror 62.
そのようなマイクロレンズ155aの一例を図22に示す。同図の(A)及び(B)はそれぞれ、このマイクロレンズ155aの正面形状及び側面形状を示すものであり、図示の通りこのマイクロレンズ155aの外形形状は平行平板状である。なお、同図におけるx、y方向は、既述した通りである。 An example of such a microlens 155a is shown in FIG. (A) and (B) of the same figure respectively show the front shape and side shape of the micro lens 155a, and the external shape of the micro lens 155a is a parallel plate shape as shown in the figure. The x and y directions in the figure are as described above.
また、図23の(A)及び(B)は、このマイクロレンズ155aによる上記x方向及びy方向に平行な断面内におけるレーザ光Bの集光状態を概略的に示している。このマイクロレンズ155aは、光軸Oから外方に向かって次第に増大する屈折率分布を有するものであり、同図においてマイクロレンズ155a内に示す破線は、その屈折率が光軸Oから所定の等ピッチで変化した位置を示している。図示の通り、x方向に平行な断面内とy方向に平行な断面内とを比較すると、後者の断面内の方がマイクロレンズ155aの屈折率変化の割合がより大であって、焦点距離がより短くなっている。このような屈折率分布型レンズから構成されるマイクロレンズアレイを用いても、前記マイクロレンズアレイ55を用いる場合と同様の効果を得ることが可能である。 23A and 23B schematically show the condensing state of the laser beam B in the cross section parallel to the x direction and the y direction by the micro lens 155a. The microlens 155a has a refractive index distribution that gradually increases outward from the optical axis O. In the drawing, the broken line shown in the microlens 155a indicates that the refractive index is predetermined from the optical axis O. The position changed with the pitch is shown. As shown in the figure, when the cross section parallel to the x direction and the cross section parallel to the y direction are compared, the ratio of the refractive index change of the microlens 155a is larger in the latter cross section, and the focal length is larger. It is shorter. Even when a microlens array composed of such a gradient index lens is used, it is possible to obtain the same effect as when the microlens array 55 is used.
なお、先に図17及び図18に示したマイクロレンズ55aのように面形状を非球面としたマイクロレンズにおいて、併せて上述のような屈折率分布を与え、面形状と屈折率分布の双方によって、マイクロミラー62の反射面の歪みによる収差を補正するようにしてもよい。 In addition, in the microlens whose surface shape is aspherical like the microlens 55a previously shown in FIGS. 17 and 18, the refractive index distribution as described above is given together, and both by the surface shape and the refractive index distribution. The aberration due to the distortion of the reflection surface of the micromirror 62 may be corrected.
また、上記の実施形態では、DMD50を構成するマイクロミラー62の反射面の歪みによる収差を補正しているが、DMD以外の空間光変調素子を用いる本発明のパターン形成方法においても、その空間光変調素子の描素部の面に歪みが存在する場合は、本発明を適用してその歪みによる収差を補正し、ビーム形状に歪みが生じることを防止可能である。 In the above embodiment, the aberration due to the distortion of the reflection surface of the micromirror 62 constituting the DMD 50 is corrected. However, in the pattern forming method of the present invention using the spatial light modulator other than the DMD, the spatial light is also corrected. If there is distortion on the surface of the picture element portion of the modulation element, the present invention can be applied to correct the aberration caused by the distortion and prevent the beam shape from being distorted.
次に、前記結像光学系について更に説明する。
前記露光ヘッドでは、光照射手段144からレーザ光が照射されると、DMD50によりオン方向に反射される光束線の断面積が、レンズ系454、458により数倍(例えば、2倍)に拡大される。拡大されたレーザ光は、マイクロレンズアレイ472の各マイクロレンズによりDMD50の各描素部に対応して集光され、アパーチャアレイ476の対応するアパーチャを通過する。アパーチャを通過したレーザ光は、レンズ系480、482により被露光面56上に結像される。
Next, the imaging optical system will be further described.
In the exposure head, when the laser beam is irradiated from the light irradiation unit 144, the cross-sectional area of the light beam reflected in the ON direction by the DMD 50 is enlarged several times (for example, two times) by the lens systems 454 and 458. The The expanded laser light is condensed by each microlens of the microlens array 472 so as to correspond to each pixel part of the DMD 50, and passes through the corresponding aperture of the aperture array 476. The laser light that has passed through the aperture is imaged on the exposed surface 56 by the lens systems 480 and 482.
この結像光学系では、DMD50により反射されたレーザ光は、拡大レンズ454、458により数倍に拡大されて被露光面56に投影されるので、全体の画像領域が広くなる。このとき、マイクロレンズアレイ472及びアパーチャアレイ476が配置されていなければ、図13(B)に示すように、被露光面56に投影される各ビームスポットBSの1描素サイズ(スポットサイズ)が露光エリア468のサイズに応じて大きなものとなり、露光エリア468の鮮鋭度を表すMTF(Modulation Transfer Function)特性が低下する。 In this imaging optical system, the laser light reflected by the DMD 50 is magnified several times by the magnifying lenses 454 and 458 and projected onto the exposed surface 56, so that the entire image area is widened. At this time, if the microlens array 472 and the aperture array 476 are not arranged, as shown in FIG. 13B, one pixel size (spot size) of each beam spot BS projected onto the exposed surface 56 is set. MTF (Modulation Transfer Function) characteristics representing the sharpness of the exposure area 468 are reduced depending on the size of the exposure area 468.
一方、マイクロレンズアレイ472及びアパーチャアレイ476を配置した場合には、DMD50により反射されたレーザ光は、マイクロレンズアレイ472の各マイクロレンズによりDMD50の各描素部に対応して集光される。これにより、図13(C)に示すように、露光エリアが拡大された場合でも、各ビームスポットBSのスポットサイズを所望の大きさ(例えば、10μm×10μm)に縮小することができ、MTF特性の低下を防止して高精細な露光を行うことができる。なお、露光エリア468が傾いているのは、描素間の隙間を無くすためにDMD50を傾けて配置しているからである。 On the other hand, when the microlens array 472 and the aperture array 476 are arranged, the laser light reflected by the DMD 50 is condensed corresponding to each pixel part of the DMD 50 by each microlens of the microlens array 472. Accordingly, as shown in FIG. 13C, even when the exposure area is enlarged, the spot size of each beam spot BS can be reduced to a desired size (for example, 10 μm × 10 μm), and the MTF characteristics are obtained. It is possible to perform high-definition exposure while preventing a decrease in the image quality. The exposure area 468 is tilted because the DMD 50 is tilted and disposed in order to eliminate the gap between the pixels.
また、マイクロレンズの収差によるビームの太りがあっても、アパーチャアレイによって被露光面56上でのスポットサイズが一定の大きさになるようにビームを整形することができると共に、各描素に対応して設けられたアパーチャアレイを通過させることにより、隣接する描素間でのクロストークを防止することができる。 In addition, the aperture array can shape the beam so that the spot size on the surface to be exposed 56 is constant even if the beam is thick due to the aberration of the micro lens. Thus, crosstalk between adjacent picture elements can be prevented by passing through the aperture array.
更に、光照射手段144に後述する高輝度光源を使用することにより、レンズ458からマイクロレンズアレイ472の各マイクロレンズに入射する光束の角度が小さくなるので、隣接する描素の光束の一部が入射するのを防止することができる。即ち、高消光比を実現することができる。 Further, by using a high-intensity light source, which will be described later, as the light irradiating means 144, the angle of the light beam incident on each microlens of the microlens array 472 from the lens 458 becomes small. The incident can be prevented. That is, a high extinction ratio can be realized.
<その他の光学系>
本発明のパターン形成方法では、公知の光学系の中から適宜選択したその他の光学系と併用してもよく、例えば、1対の組合せレンズからなる光量分布補正光学系などが挙げられる。
前記光量分布補正光学系は、光軸に近い中心部の光束幅に対する周辺部の光束幅の比が入射側に比べて出射側の方が小さくなるように各出射位置における光束幅を変化させて、光照射手段からの平行光束をDMDに照射するときに、被照射面での光量分布が略均一になるように補正する。以下、前記光量分布補正光学系について図面を参照しながら説明する。
<Other optical systems>
In the pattern forming method of the present invention, it may be used in combination with other optical systems appropriately selected from known optical systems, for example, a light amount distribution correcting optical system composed of a pair of combination lenses.
The light amount distribution correcting optical system changes the light flux width at each exit position so that the ratio of the light flux width at the peripheral portion to the light flux width at the central portion close to the optical axis is smaller on the exit side than on the incident side. When the DMD is irradiated with the parallel light flux from the light irradiation means, the light amount distribution on the irradiated surface is corrected so as to be substantially uniform. Hereinafter, the light quantity distribution correcting optical system will be described with reference to the drawings.
まず、図24(A)に示したように、入射光束と出射光束とで、その全体の光束幅(全光束幅)H0、H1が同じである場合について説明する。なお、図24(A)において、符号51、52で示した部分は、前記光量分布補正光学系における入射面及び出射面を仮想的に示したものである。 First, as shown in FIG. 24A, the case where the entire luminous flux widths (total luminous flux widths) H0 and H1 are the same for the incident luminous flux and the outgoing luminous flux will be described. In FIG. 24A, the portions denoted by reference numerals 51 and 52 virtually indicate the entrance surface and the exit surface in the light quantity distribution correction optical system.
前記光量分布補正光学系において、光軸Z1に近い中心部に入射した光束と、周辺部に入射した光束とのそれぞれの光束幅h0、h1が、同一であるものとする(h0=hl)。前記光量分布補正光学系は、入射側において同一の光束幅h0,h1であった光に対し、中心部の入射光束については、その光束幅h0を拡大し、逆に、周辺部の入射光束に対してはその光束幅h1を縮小するような作用を施す。すなわち、中心部の出射光束の幅h10と、周辺部の出射光束の幅h11とについて、h11<h10となるようにする。光束幅の比率で表すと、出射側における中心部の光束幅に対する周辺部の光束幅の比「h11/h10」が、入射側における比(h1/h0=1)に比べて小さくなっている((h11/h10)<1)。 In the light quantity distribution correcting optical system, it is assumed that the light flux widths h0 and h1 of the light beam incident on the central portion near the optical axis Z1 and the light flux incident on the peripheral portion are the same (h0 = hl). The light quantity distribution correcting optical system expands the light flux width h0 of the incident light flux at the central portion with respect to the light having the same light flux width h0, h1 on the incident side, and conversely changes the incident light flux at the peripheral portion. On the other hand, the light beam width h1 is reduced. That is, the width h10 of the outgoing light beam at the center and the width h11 of the outgoing light beam at the periphery are set to satisfy h11 <h10. In terms of the ratio of the luminous flux width, the ratio “h11 / h10” of the luminous flux width in the peripheral portion to the luminous flux width in the central portion on the emission side is smaller than the ratio (h1 / h0 = 1) on the incident side ( (H11 / h10) <1).
このように光束幅を変化させることにより、通常では光量分布が大きくなっている中央部の光束を、光量の不足している周辺部へと生かすことができ、全体として光の利用効率を落とさずに、被照射面での光量分布が略均一化される。均一化の度合いは、例えば、有効領域内における光量ムラが30%以内、好ましくは20%以内となるようにする。 By changing the light flux width in this way, the light flux in the central part, which normally has a large light quantity distribution, can be utilized in the peripheral part where the light quantity is insufficient, and the overall light utilization efficiency is not reduced. In addition, the light quantity distribution on the irradiated surface is made substantially uniform. The degree of uniformity is, for example, such that the unevenness in the amount of light in the effective area is within 30%, preferably within 20%.
前記光量分布補正光学系による作用、効果は、入射側と出射側とで、全体の光束幅を変える場合(図24(B),(C))においても同様である。 The operations and effects of the light quantity distribution correcting optical system are the same when the entire luminous flux width is changed between the incident side and the exit side (FIGS. 24B and 24C).
図24(B)は、入射側の全体の光束幅H0を、幅H2に“縮小”して出射する場合(H0>H2)を示している。このような場合においても、前記光量分布補正光学系は、入射側において同一の光束幅h0、h1であった光を、出射側において、中央部の光束幅h10が周辺部に比べて大きくなり、逆に、周辺部の光束幅h11が中心部に比べて小さくなるようにする。光束の縮小率で考えると、中心部の入射光束に対する縮小率を周辺部に比べて小さくし、周辺部の入射光束に対する縮小率を中心部に比べて大きくするような作用を施している。この場合にも、中心部の光束幅に対する周辺部の光束幅の比「H11/H10」が、入射側における比(h1/h0=1)に比べて小さくなる((h11/h10)<1)。 FIG. 24B shows a case where the entire light flux width H0 on the incident side is “reduced” to the width H2 and emitted (H0> H2). Even in such a case, the light quantity distribution correcting optical system has the same light beam width h0, h1 on the incident side, and the light beam width h10 in the central part is larger than that in the peripheral part on the emission side. Conversely, the luminous flux width h11 at the peripheral part is made smaller than that at the central part. Considering the reduction rate of the light beam, the reduction rate with respect to the incident light beam in the central part is made smaller than that in the peripheral part, and the reduction rate with respect to the incident light beam in the peripheral part is made larger than that in the central part. Also in this case, the ratio “H11 / H10” of the light flux width in the peripheral portion to the light flux width in the central portion is smaller than the ratio (h1 / h0 = 1) on the incident side ((h11 / h10) <1). .
図24(C)は、入射側の全体の光束幅H0を、幅H3に“拡大”して出射する場合(H0<H3)を示している。このような場合においても、前記光量分布補正光学系は、入射側において同一の光束幅h0、h1であった光を、出射側において、中央部の光束幅h10が周辺部に比べて大きくなり、逆に、周辺部の光束幅h11が中心部に比べて小さくなるようにする。光束の拡大率で考えると、中心部の入射光束に対する拡大率を周辺部に比べて大きくし、周辺部の入射光束に対する拡大率を中心部に比べて小さくするような作用を施している。この場合にも、中心部の光束幅に対する周辺部の光束幅の比「h11/h10」が、入射側における比(h1/h0=1)に比べて小さくなる((h11/h10)<1)。 FIG. 24C shows a case where the entire light flux width H0 on the incident side is “enlarged” to the width H3 and emitted (H0 <H3). Even in such a case, the light quantity distribution correcting optical system has the same light beam width h0, h1 on the incident side, and the light beam width h10 in the central part is larger than that in the peripheral part on the emission side. Conversely, the luminous flux width h11 at the peripheral part is made smaller than that at the central part. Considering the expansion rate of the light beam, the expansion rate for the incident light beam in the central portion is made larger than that in the peripheral portion, and the expansion rate for the incident light beam in the peripheral portion is made smaller than that in the central portion. Also in this case, the ratio “h11 / h10” of the light flux width in the peripheral portion to the light flux width in the central portion is smaller than the ratio (h1 / h0 = 1) on the incident side ((h11 / h10) <1). .
このように、前記光量分布補正光学系は、各出射位置における光束幅を変化させ、光軸Z1に近い中心部の光束幅に対する周辺部の光束幅の比を入射側に比べて出射側の方が小さくなるようにしたので、入射側において同一の光束幅であった光が、出射側においては、中央部の光束幅が周辺部に比べて大きくなり、周辺部の光束幅は中心部に比べて小さくなる。これにより、中央部の光束を周辺部へと生かすことができ、光学系全体としての光の利用効率を落とさずに、光量分布の略均一化された光束断面を形成することができる。 As described above, the light quantity distribution correcting optical system changes the light beam width at each emission position, and the ratio of the light beam width in the peripheral part to the light beam width in the central part near the optical axis Z1 is larger on the outgoing side than on the incident side. Since the light having the same luminous flux width on the incident side is larger on the outgoing side, the luminous flux width in the central portion is larger than that in the peripheral portion, and the luminous flux width in the peripheral portion is smaller than that in the central portion. Become smaller. As a result, it is possible to make use of the light beam at the center part to the peripheral part, and it is possible to form a light beam cross-section with a substantially uniform light amount distribution without reducing the light use efficiency of the entire optical system.
次に、前記光量分布補正光学系として使用する1対の組合せレンズの具体的なレンズデータの1例を示す。この例では、前記光照射手段がレーザアレイ光源である場合のように、出射光束の断面での光量分布がガウス分布である場合のレンズデータを示す。なお、シングルモード光ファイバの入射端に1個の半導体レーザを接続した場合には、光ファイバからの射出光束の光量分布がガウス分布になる。本発明のパターン形成方法では、このような場合の適用も可能である。また、マルチモード光ファイバのコア径を小さくしてシングルモード光ファイバの構成に近付ける等により光軸に近い中心部の光量が周辺部の光量よりも大きい場合にも適用可能である。
下記表1に基本レンズデータを示す。
Next, an example of specific lens data of a pair of combination lenses used as the light quantity distribution correcting optical system will be shown. In this example, lens data in the case where the light amount distribution in the cross section of the emitted light beam is a Gaussian distribution as in the case where the light irradiation means is a laser array light source is shown. When one semiconductor laser is connected to the incident end of the single mode optical fiber, the light quantity distribution of the emitted light beam from the optical fiber becomes a Gaussian distribution. The pattern forming method of the present invention can be applied to such a case. Further, the present invention can be applied to a case where the light amount in the central portion near the optical axis is larger than the light amount in the peripheral portion, for example, by reducing the core diameter of the multi-mode optical fiber and approaching the configuration of the single mode optical fiber.
Table 1 below shows basic lens data.
表1から分かるように、1対の組合せレンズは、回転対称の2つの非球面レンズから構成されている。光入射側に配置された第1のレンズの光入射側の面を第1面、光出射側の面を第2面とすると、第1面は非球面形状である。また、光出射側に配置された第2のレンズの光入射側の面を第3面、光出射側の面を第4面とすると、第4面が非球面形状である。 As can be seen from Table 1, the pair of combination lenses is composed of two rotationally symmetric aspherical lenses. If the light incident side surface of the first lens disposed on the light incident side is the first surface and the light exit side surface is the second surface, the first surface is aspherical. In addition, when the surface on the light incident side of the second lens disposed on the light emitting side is the third surface and the surface on the light emitting side is the fourth surface, the fourth surface is aspherical.
表1において、面番号Siはi番目(i=1〜4)の面の番号を示し、曲率半径riはi番目の面の曲率半径を示し、面間隔diはi番目の面とi+1番目の面との光軸上の面間隔を示す。面間隔di値の単位はミリメートル(mm)である。屈折率Niはi番目の面を備えた光学要素の波長405nmに対する屈折率の値を示す。
下記表2に、第1面及び第4面の非球面データを示す。
In Table 1, the surface number Si indicates the number of the i-th surface (i = 1 to 4), the curvature radius ri indicates the curvature radius of the i-th surface, and the surface interval di indicates the i-th surface and the i + 1-th surface. The distance between surfaces on the optical axis is shown. The unit of the surface interval di value is millimeter (mm). The refractive index Ni indicates the value of the refractive index with respect to the wavelength of 405 nm of the optical element having the i-th surface.
Table 2 below shows the aspheric data of the first surface and the fourth surface.
上記の非球面データは、非球面形状を表す下記式(A)における係数で表される。
上記式(A)において各係数を以下の通り定義する。
Z:光軸から高さρの位置にある非球面上の点から、非球面の頂点の接平面(光軸に垂直な平面)に下ろした垂線の長さ(mm)
ρ:光軸からの距離(mm)
K:円錐係数
C:近軸曲率(1/r、r:近軸曲率半径)
ai:第i次(i=3〜10)の非球面係数
表2に示した数値において、記号“E”は、その次に続く数値が10を底とした“べき指数″であることを示し、その10を底とした指数関数で表される数値が“E”の前の数値に乗算されることを示す。例えば、「1.0E−02」であれば、「1.0×10−2」であることを示す。
In the above formula (A), each coefficient is defined as follows.
Z: Length of a perpendicular line (mm) drawn from a point on the aspheric surface at a height ρ from the optical axis to the tangent plane (plane perpendicular to the optical axis) of the apex of the aspheric surface
ρ: Distance from optical axis (mm)
K: conic coefficient C: paraxial curvature (1 / r, r: paraxial radius of curvature)
ai: i-th order (i = 3 to 10) aspheric coefficient In the numerical values shown in Table 2, the symbol “E” indicates that the subsequent numerical value is a “power index” with 10 as the base. The numerical value represented by the exponential function with the base of 10 is multiplied by the numerical value before “E”. For example, “1.0E-02” indicates “1.0 × 10 −2 ”.
図26は、前記表1及び表2に示す1対の組合せレンズによって得られる照明光の光量分布を示している。横軸は光軸からの座標を示し、縦軸は光量比(%)を示す。なお、比較のために、図25に、補正を行わなかった場合の照明光の光量分布(ガウス分布)を示す。図25及び図26から分かるように、光量分布補正光学系で補正を行うことにより、補正を行わなかった場合と比べて、略均一化された光量分布が得られている。これにより、光の利用効率を落とさずに、均一なレーザ光でムラなく露光を行うことができる。 FIG. 26 shows a light amount distribution of illumination light obtained by the pair of combination lenses shown in Tables 1 and 2. The horizontal axis indicates coordinates from the optical axis, and the vertical axis indicates the light amount ratio (%). For comparison, FIG. 25 shows a light amount distribution (Gaussian distribution) of illumination light when correction is not performed. As can be seen from FIGS. 25 and 26, the light amount distribution correction optical system corrects the light amount distribution which is substantially uniform as compared with the case where the correction is not performed. Thereby, it is possible to perform exposure with uniform laser light without reducing the use efficiency of light, without causing any unevenness.
[その他工程]
前記その他の工程としては、特に制限はなく、公知のパターン形成における工程の中から適宜選択することが挙げられるが、例えば、現像工程、エッチング工程、メッキ工程などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記現像工程は、前記露光工程により前記パターン形成材料における感光層を露光し、該感光層の露光した領域を硬化させた後、未硬化領域を除去することにより現像し、パターンを形成する工程である。
[Other processes]
There is no restriction | limiting in particular as said other process, Although selecting suitably from the process in well-known pattern formation is mentioned, For example, a image development process, an etching process, a plating process, etc. are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
The development step is a step of forming a pattern by exposing the photosensitive layer in the pattern forming material by the exposure step, curing the exposed region of the photosensitive layer, and then developing by removing an uncured region. is there.
前記現像工程は、例えば、現像手段により好適に実施することができる。
前記現像手段としては、現像液を用いて現像することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記現像液を噴霧する手段、前記現像液を塗布する手段、前記現像液に浸漬させる手段などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
また、前記現像手段は、前記現像液を交換する現像液交換手段、前記現像液を供給する現像液供給手段などを有していてもよい。
The developing step can be preferably performed by, for example, developing means.
The developing means is not particularly limited as long as it can be developed using a developer, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, the means for spraying the developer and the developer are applied. And means for immersing in the developer. These may be used alone or in combination of two or more.
In addition, the developing unit may include a developer replacing unit that replaces the developer, a developer supplying unit that supplies the developer, and the like.
前記現像液としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、アルカリ性液、水系現像液、有機溶剤などが挙げられ、これらの中でも、弱アルカリ性の水溶液が好ましい。該弱アルカリ性液の塩基成分としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム、硼砂などが挙げられる。 There is no restriction | limiting in particular as said developing solution, Although it can select suitably according to the objective, For example, an alkaline solution, an aqueous developing solution, an organic solvent etc. are mentioned, Among these, weakly alkaline aqueous solution is preferable. Examples of the basic component of the weak alkaline liquid include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, lithium hydrogen carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, sodium phosphate, phosphorus Examples include potassium acid, sodium pyrophosphate, potassium pyrophosphate, and borax.
前記弱アルカリ性の水溶液のpHとしては、例えば、約8〜12が好ましく、約9〜11がより好ましい。前記弱アルカリ性の水溶液としては、例えば、0.1〜5質量%の炭酸ナトリウム水溶液又は炭酸カリウム水溶液などが挙げられる。
前記現像液の温度としては、前記感光層の現像性に合わせて適宜選択することができるが、例えば、約25℃〜40℃が好ましい。
The pH of the weak alkaline aqueous solution is, for example, preferably about 8 to 12, and more preferably about 9 to 11. Examples of the weak alkaline aqueous solution include a 0.1 to 5% by mass aqueous sodium carbonate solution or an aqueous potassium carbonate solution.
The temperature of the developer can be appropriately selected according to the developability of the photosensitive layer, and is preferably about 25 ° C. to 40 ° C., for example.
前記現像液は、界面活性剤、消泡剤、有機塩基(例えば、エチレンジアミン、エタノールアミン、テトラメチルアンモニウムハイドロキサイド、ジエチレントリアミン、トリエチレンペンタミン、モルホリン、トリエタノールアミン等)や、現像を促進させるため有機溶剤(例えば、アルコール類、ケトン類、エステル類、エーテル類、アミド類、ラクトン類等)などと併用してもよい。また、前記現像液は、水又はアルカリ水溶液と有機溶剤を混合した水系現像液であってもよく、有機溶剤単独であってもよい。 The developer includes a surfactant, an antifoaming agent, an organic base (for example, ethylenediamine, ethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, diethylenetriamine, triethylenepentamine, morpholine, triethanolamine, etc.) and accelerates development. Therefore, it may be used in combination with an organic solvent (for example, alcohols, ketones, esters, ethers, amides, lactones, etc.). The developer may be an aqueous developer obtained by mixing water or an aqueous alkali solution and an organic solvent, or may be an organic solvent alone.
前記エッチング工程としては、公知のエッチング処理方法の中から適宜選択した方法により行うことができる。
前記エッチング処理に用いられるエッチング液としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記金属層が銅で形成されている場合には、塩化第二銅溶液、塩化第二鉄溶液、アルカリエッチング溶液、過酸化水素系エッチング液などが挙げられ、これらの中でも、エッチングファクターの点から塩化第二鉄溶液が好ましい。
前記エッチング工程によりエッチング処理した後に前記パターンを除去することにより、前記基体の表面に永久パターンを形成することができる。
前記永久パターンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、配線パターンなどが好適に挙げられる。
The etching step can be performed by a method appropriately selected from known etching methods.
There is no restriction | limiting in particular as an etching liquid used for the said etching process, Although it can select suitably according to the objective, For example, when the said metal layer is formed with copper, a cupric chloride solution, Examples thereof include a ferric chloride solution, an alkali etching solution, and a hydrogen peroxide-based etching solution. Among these, a ferric chloride solution is preferable from the viewpoint of an etching factor.
A permanent pattern can be formed on the surface of the substrate by removing the pattern after performing the etching process in the etching step.
There is no restriction | limiting in particular as said permanent pattern, According to the objective, it can select suitably, For example, a wiring pattern etc. are mentioned suitably.
前記メッキ工程としては、公知のメッキ処理の中から適宜選択した適宜選択した方法により行うことができる。
前記メッキ処理としては、例えば、硫酸銅メッキ、ピロリン酸銅メッキ等の銅メッキ、ハイフローはんだメッキ等のはんだメッキ、ワット浴(硫酸ニッケル−塩化ニッケル)メッキ、スルファミン酸ニッケル等のニッケルメッキ、ハード金メッキ、ソフト金メッキ等の金メッキなど処理が挙げられる。
前記メッキ工程によりメッキ処理した後に前記パターンを除去することにより、また更に必要に応じて不要部をエッチング処理等で除去することにより、前記基体の表面に永久パターンを形成することができる。
The plating step can be performed by an appropriately selected method selected from known plating processes.
Examples of the plating treatment include copper plating such as copper sulfate plating and copper pyrophosphate plating, solder plating such as high flow solder plating, watt bath (nickel sulfate-nickel chloride) plating, nickel plating such as nickel sulfamate, and hard gold plating. And gold plating such as soft gold plating.
A permanent pattern can be formed on the surface of the substrate by removing the pattern after the plating process in the plating process, and further removing unnecessary portions by an etching process or the like as necessary.
〔プリント配線板及びカラーフィルタの製造方法〕
本発明の前記パターン形成方法は、プリント配線板の製造、特にスルーホール又はビアホールなどのホール部を有するプリント配線板の製造、及び、カラーフィルタの製造に好適に使用することができる。以下、本発明のパターン形成方法を利用したプリント配線板の製造方法及びカラーフィルタの製造方法の一例について説明する。
[Method of manufacturing printed wiring board and color filter]
The pattern forming method of the present invention can be suitably used for the production of a printed wiring board, particularly for the production of a printed wiring board having a hole such as a through hole or a via hole, and for the production of a color filter. Hereinafter, an example of a method for manufacturing a printed wiring board and a method for manufacturing a color filter using the pattern forming method of the present invention will be described.
−プリント配線板の製造方法−
特に、スルーホール又はビアホールなどのホール部を有するプリント配線板の製造方法としては、(1)前記基体としてホール部を有するプリント配線板形成用基板上に、前記パターン形成材料を、その感光層が前記基体側となる位置関係にて積層して積層体形成し、(2)前記積層体の前記基体とは反対の側から、所望の領域に光照射行い感光層を硬化させ、(3)前記積層体から前記パターン形成材料における支持体、クッション層及びバリア層を除去し、(4)前記積層体における感光層を現像して、該積層体中の未硬化部分を除去することによりパターンを形成することができる。
-Manufacturing method of printed wiring board-
In particular, as a method of manufacturing a printed wiring board having a hole portion such as a through hole or a via hole, (1) the pattern forming material is placed on the printed wiring board forming substrate having the hole portion as the base, and the photosensitive layer is (2) The photosensitive layer is cured by irradiating a desired region from the side opposite to the base of the laminate to cure the photosensitive layer. (3) The support, cushion layer and barrier layer in the pattern forming material are removed from the laminate, and (4) the photosensitive layer in the laminate is developed to form a pattern by removing uncured portions in the laminate. can do.
なお、前記(3)における前記支持体の除去は、前記(2)と前記(4)との間で行う代わりに、前記(1)と前記(2)との間で行ってもよい。 The removal of the support in (3) may be performed between (1) and (2) instead of between (2) and (4).
その後、プリント配線板を得るには、前記形成したパターンを用いて、前記プリント配線板形成用基板をエッチング処理又はメッキ処理する方法(例えば、公知のサブトラクティブ法又はアディティブ法(例えば、セミアディティブ法、フルアディティブ法))により処理すればよい。これらの中でも、工業的に有利なテンティングでプリント配線板を形成するためには、前記サブトラクティブ法が好ましい。前記処理後プリント配線板形成用基板に残存する硬化樹脂は剥離させ、また、前記セミアディティブ法の場合は、剥離後さらに銅薄膜部をエッチングすることにより、所望のプリント配線板を製造することができる。また、多層プリント配線板も、前記プリント配線板の製造法と同様に製造が可能である。 Thereafter, in order to obtain a printed wiring board, a method of etching or plating the printed wiring board forming substrate using the formed pattern (for example, a known subtractive method or additive method (for example, a semi-additive method) And the full additive method)). Among these, in order to form a printed wiring board by industrially advantageous tenting, the subtractive method is preferable. After the treatment, the cured resin remaining on the printed wiring board forming substrate is peeled off. In the case of the semi-additive method, a desired printed wiring board can be manufactured by further etching the copper thin film portion after peeling. it can. A multilayer printed wiring board can also be manufactured in the same manner as the printed wiring board manufacturing method.
次に、前記パターン形成材料を用いたスルーホールを有するプリント配線板の製造方法について、更に説明する。 Next, the manufacturing method of the printed wiring board which has a through hole using the said pattern formation material is further demonstrated.
まずスルーホールを有し、表面が金属メッキ層で覆われたプリント配線板形成用基板を用意する。前記プリント配線板形成用基板としては、例えば、銅張積層基板及びガラス−エポキシなどの絶縁基材に銅メッキ層を形成した基板、又はこれらの基板に層間絶縁膜を積層し、銅メッキ層を形成した基板(積層基板)を用いることができる。 First, a printed wiring board forming substrate having through holes and having a surface covered with a metal plating layer is prepared. As the printed wiring board forming substrate, for example, a copper-clad laminate substrate and a substrate in which a copper plating layer is formed on an insulating base material such as glass-epoxy, or an interlayer insulating film is laminated on these substrates, and a copper plating layer is formed. A formed substrate (laminated substrate) can be used.
次に、前記パターン形成材料上に保護フィルムを有する場合には、該保護フィルムを剥離して、前記パターン形成材料における感光層が前記プリント配線板形成用基板の表面に接するようにして加圧ローラを用いて圧着する(積層工程)。これにより、前記プリント配線板形成用基板と前記積層体とをこの順に有する積層体が得られる。
前記パターン形成材料の積層温度としては、特に制限はなく、例えば、室温(15〜30℃)、又は加熱下(30〜180℃)が挙げられ、これらの中でも、加温下(60〜140℃)が好ましい。
前記圧着ロールのロール圧としては、特に制限はなく、例えば、0.1〜1MPaが好ましい。
前記圧着の速度としては、特に制限はなく、1〜3m/分が好ましい。
また、前記プリント配線板形成用基板を予備加熱しておいてもよく、また、減圧下で積層してもよい。
Next, when a protective film is provided on the pattern forming material, the protective film is peeled off so that the photosensitive layer in the pattern forming material is in contact with the surface of the printed wiring board forming substrate. Is used for pressure bonding (lamination process). Thereby, the laminated body which has the said board | substrate for printed wiring board formation and the said laminated body in this order is obtained.
There is no restriction | limiting in particular as lamination | stacking temperature of the said pattern formation material, For example, room temperature (15-30 degreeC) or under heating (30-180 degreeC) is mentioned, Among these, under heating (60-140 degreeC) ) Is preferred.
There is no restriction | limiting in particular as roll pressure of the said crimping | compression-bonding roll, For example, 0.1-1 Mpa is preferable.
There is no restriction | limiting in particular as the speed | rate of the said crimping | compression-bonding, and 1-3 m / min is preferable.
The printed wiring board forming substrate may be preheated or laminated under reduced pressure.
前記積層体の形成は、前記プリント配線板形成用基板上に前記パターン形成材料を積層してもよく、また、前記パターン形成材料製造用の感光性樹脂組成物溶液などを前記プリント配線板形成用基板の表面に直接塗布し、乾燥させることにより前記プリント配線板形成用基板上に感光層、バリア層、クッション層及び支持体を積層してもよい。 In the formation of the laminate, the pattern forming material may be laminated on the printed wiring board forming substrate, and a photosensitive resin composition solution for manufacturing the pattern forming material is used for forming the printed wiring board. The photosensitive layer, the barrier layer, the cushion layer, and the support may be laminated on the printed wiring board forming substrate by directly applying to the surface of the substrate and drying.
次に、前記積層体の基体とは反対側の面から、光を照射して感光層を硬化させる。なおこの際、必要に応じて(例えば、支持体の光透過性が不十分な場合など)前記支持体、クッション層及びバリア層を剥離してから露光を行ってもよい。 Next, the photosensitive layer is cured by irradiating light from the surface of the laminate opposite to the substrate. At this time, exposure may be performed after peeling the support, the cushion layer, and the barrier layer as necessary (for example, when the light transmittance of the support is insufficient).
この時点で、前記支持体、クッション層及びバリア層を未だ剥離していない場合には、前記積層体から前記支持体、クッション層及びバリア層を剥離する(剥離工程)。 At this time, when the support, the cushion layer, and the barrier layer are not yet peeled, the support, the cushion layer, and the barrier layer are peeled from the laminate (peeling step).
次に、前記プリント配線板形成用基板上の感光層の未硬化領域を、適当な現像液にて溶解除去して、配線パターン形成用の硬化層とスルーホールの金属層保護用硬化層のパターンを形成し、前記プリント配線板形成用基板の表面に金属層を露出させる(現像工程)。 Next, the uncured region of the photosensitive layer on the printed wiring board forming substrate is dissolved and removed with an appropriate developer to form a pattern of the cured layer for forming the wiring pattern and the cured layer for protecting the metal layer of the through hole. And a metal layer is exposed on the surface of the printed wiring board forming substrate (developing step).
また、現像後に必要に応じて後加熱処理や後露光処理によって、硬化部の硬化反応を更に促進させる処理をおこなってもよい。現像は上記のようなウエット現像法であってもよく、ドライ現像法であってもよい。 Moreover, you may perform the process which further accelerates | stimulates the hardening reaction of a hardening part by post-heat processing or post-exposure processing as needed after image development. The development may be a wet development method as described above or a dry development method.
次いで、前記プリント配線板形成用基板の表面に露出した金属層をエッチング液で溶解除去する(エッチング工程)。スルーホールの開口部は、硬化樹脂組成物(テント膜)で覆われているので、エッチング液がスルーホール内に入り込んでスルーホール内の金属メッキを腐食することなく、スルーホールの金属メッキは所定の形状で残ることになる。これより、前記プリント配線板形成用基板に配線パターンが形成される。 Next, the metal layer exposed on the surface of the printed wiring board forming substrate is dissolved and removed with an etching solution (etching step). Since the opening of the through hole is covered with a cured resin composition (tent film), the metal plating of the through hole is predetermined without etching liquid entering the through hole and corroding the metal plating in the through hole. It will remain in the shape. Thus, a wiring pattern is formed on the printed wiring board forming substrate.
前記エッチング液としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記金属層が銅で形成されている場合には、塩化第二銅溶液、塩化第二鉄溶液、アルカリエッチング溶液、過酸化水素系エッチング液などが挙げられ、これらの中でも、エッチングファクターの点から塩化第二鉄溶液が好ましい。 There is no restriction | limiting in particular as said etching liquid, Although it can select suitably according to the objective, For example, when the said metal layer is formed with copper, a cupric chloride solution, a ferric chloride solution , Alkaline etching solutions, hydrogen peroxide-based etching solutions, and the like. Among these, ferric chloride solutions are preferable from the viewpoint of etching factors.
次に、強アルカリ水溶液などにて前記硬化層を剥離片として、前記プリント配線板形成用基板から除去する(硬化物除去工程)。
前記強アルカリ水溶液における塩基成分としては、特に制限はなく、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどが挙げられる。
前記強アルカリ水溶液のpHとしては、例えば、約12〜14が好ましく、約13〜14がより好ましい。
前記強アルカリ水溶液としては、特に制限はなく、例えば、1〜10質量%の水酸化ナトリウム水溶液又は水酸化カリウム水溶液などが挙げられる。
Next, it removes from the said board | substrate for printed wiring board formation by making the said hardened layer into a peeling piece with strong alkaline aqueous solution etc. (hardened | cured material removal process).
There is no restriction | limiting in particular as a base component in the said strong alkali aqueous solution, For example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc. are mentioned.
As pH of the said strong alkali aqueous solution, about 12-14 are preferable, for example, and about 13-14 are more preferable.
There is no restriction | limiting in particular as said strong alkali aqueous solution, For example, 1-10 mass% sodium hydroxide aqueous solution or potassium hydroxide aqueous solution etc. are mentioned.
また、プリント配線板は、多層構成のプリント配線板であってもよい。
なお、前記パターン形成材料は上記のエッチングプロセスのみでなく、メッキプロセスに使用してもよい。前記メッキ法としては、例えば、硫酸銅メッキ、ピロリン酸銅メッキ等の銅メッキ、ハイフローはんだメッキ等のはんだメッキ、ワット浴(硫酸ニッケル−塩化ニッケル)メッキ、スルファミン酸ニッケル等のニッケルメッキ、ハード金メッキ、ソフト金メッキ等の金メッキなどが挙げられる。
The printed wiring board may be a multilayer printed wiring board.
The pattern forming material may be used not only for the above etching process but also for a plating process. Examples of the plating method include copper plating such as copper sulfate plating and copper pyrophosphate plating, solder plating such as high flow solder plating, watt bath (nickel sulfate-nickel chloride) plating, nickel plating such as nickel sulfamate, and hard gold plating. And gold plating such as soft gold plating.
−カラーフィルタの製造方法−
ガラス基板等の基体上に、本発明の前記パターン形成材料における感光層を貼り合わせ、該パターン形成材料から支持体、クッション層及びバリア層を剥離する場合に、帯電した前記支持体(フィルム)と人体とが不快な電気ショックを受けることがあり、あるいは帯電した前記支持体に塵埃が付着する等の問題がある。このため、前記支持体上に導電層を設けたり、前記支持体自体に導電性を付与する処理を施すことが好ましい。また、前記導電層をクッション層とは反対側の前記支持体上に設けた場合は、耐傷性を向上させるために疎水性重合体層を設けることが好ましい。
-Color filter manufacturing method-
When the photosensitive layer in the pattern forming material of the present invention is bonded onto a substrate such as a glass substrate and the support, cushion layer and barrier layer are peeled from the pattern forming material, the charged support (film) and There is a problem that the human body may receive an unpleasant electric shock, or dust may adhere to the charged support. For this reason, it is preferable to provide a conductive layer on the support or to perform a treatment for imparting conductivity to the support itself. When the conductive layer is provided on the support on the side opposite to the cushion layer, it is preferable to provide a hydrophobic polymer layer in order to improve scratch resistance.
次に、前記感光層を赤、緑、青、黒のそれぞれに着色した赤色感光層を有するパターン形成材料と、緑色感光層を有するパターン形成材料と、青色感光層を有するパターン形成材料と、黒色感光層を有するパターン形成材料を調製する。赤画素用の前記赤色感光層を有するパターン形成材料を用いて、赤色感光層を前記基体表面に積層して積層体を形成した後、像様に露光、現像して赤の画素を形成する。赤の画素を形成した後、前記積層体を加熱して未硬化部分を硬化させる。これを緑、青の画素のついても同様にして行い、各画素を形成する。 Next, a pattern forming material having a red photosensitive layer in which the photosensitive layer is colored red, green, blue, and black, a pattern forming material having a green photosensitive layer, a pattern forming material having a blue photosensitive layer, and black A pattern forming material having a photosensitive layer is prepared. Using the pattern forming material having the red photosensitive layer for red pixels, a red photosensitive layer is laminated on the surface of the substrate to form a laminate, and then exposed and developed imagewise to form red pixels. After forming red pixels, the laminate is heated to cure the uncured portion. This is similarly performed for the green and blue pixels to form each pixel.
前記積層体の形成は、前記ガラス基板上に前記パターン形成材料を積層してもよく、また、前記パターン形成材料製造用の感光性樹脂組成物溶液などを前記ガラス基板の表面に直接塗布し、乾燥させることにより前記ガラス基板上に感光層、バリア層、クッション層及び支持体を積層してもよい。また、赤、緑、青の三種の画素を配置する場合は、モザイク型、トライアングル型、4画素配置型等どのような配置であってもよい。 The formation of the laminate may be performed by laminating the pattern forming material on the glass substrate, or directly applying a photosensitive resin composition solution for manufacturing the pattern forming material to the surface of the glass substrate, You may laminate | stack a photosensitive layer, a barrier layer, a cushion layer, and a support body on the said glass substrate by making it dry. Further, when three types of pixels of red, green, and blue are arranged, any arrangement such as a mosaic type, a triangle type, and a four-pixel arrangement type may be used.
前記画素を形成した面上に前記黒色感光層を有するパターン形成材料を積層し、画素を形成していない側から背面露光し、現像してブラックマトリックスを形成する。該ブラックマトリックスを形成した積層体を加熱することにより、未硬化部分を硬化させ、カラーフィルタを製造することができる。 A pattern forming material having the black photosensitive layer is laminated on the surface on which the pixels are formed, and back exposure is performed from the side where the pixels are not formed, and development is performed to form a black matrix. By heating the laminate in which the black matrix is formed, the uncured portion can be cured and a color filter can be produced.
本発明の前記パターン形成方法は、本発明の前記パターン形成材料を用いるため、各種パターンの形成、配線パターン等の永久パターンの形成、カラーフィルタ、柱材、リブ材、スペーサー、隔壁等の液晶構造部材の製造、ホログラム、マイクロマシン、プルーフなどの製造に好適に使用することができ、特に高精細な配線パターンの形成に好適に使用することができる。本発明のパターン形成装置は、本発明の前記パターン形成材料を備えているため、各種パターンの形成、配線パターン等の永久パターンの形成、カラーフィルタ、柱材、リブ材、スペーサー、隔壁等の液晶構造部材の製造、ホログラム、マイクロマシン、プルーフなどの製造に好適に使用することができ、特に高精細な配線パターンの形成に好適に用いることができる。 Since the pattern forming method of the present invention uses the pattern forming material of the present invention, liquid crystal structures such as various patterns, formation of permanent patterns such as wiring patterns, color filters, pillar materials, rib materials, spacers, partition walls, etc. It can be suitably used for the production of members, holograms, micromachines, proofs, etc., and can be particularly suitably used for the formation of high-definition wiring patterns. Since the pattern forming apparatus of the present invention includes the pattern forming material of the present invention, it forms various patterns, forms permanent patterns such as wiring patterns, color filters, column materials, rib materials, spacers, partition walls, and other liquid crystals. It can be suitably used for the production of structural members, holograms, micromachines, proofs, etc., and can be particularly suitably used for the formation of high-definition wiring patterns.
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
(実施例1)
前記支持体としての厚み16μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ株式会社製、16QS52)上に下記の組成からなる感光性樹脂組成物溶液を塗布し乾燥させて、前記支持体上に厚み15μmの感光層を形成し、前記パターン形成材料を製造した。
Example 1
A photosensitive resin composition solution having the following composition is applied onto a 16 μm thick polyethylene terephthalate film (manufactured by Toray Industries, Inc., 16QS52) as the support and dried to form a 15 μm thick photosensitive layer on the support. Then, the pattern forming material was manufactured.
[感光性樹脂組成物溶液の組成]
・フェノチアジン 0.0049質量部
・メタクリル酸/メチルメタクリレート/スチレン共重合体(共重合体組成(質量比):29/31/40、質量平均分子量:43,000、Tg:127℃、酸価163mgKOH/g) 14質量部
・下記構造式(X)で表される重合性モノマー 5.6質量部
・ヘキサメチレンジイソシアネートとテトラエチレンオキシドモノメタアクリレートの1/2モル比付加物 5.6質量部
・分子中に重合性基を1つ有する化合物としてのシクロヘキサンジメタノールモノアクリレート 2.8質量部
・N−メチルアクリドン 0.13質量部
・2,2−ビス(o−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール 2.01質量部
・2−メルカプトベンズイミダゾール 0.15質量部
・マラカイトグリーンシュウ酸塩 0.02質量部
・ロイコクリスタルバイオレレット 0.20質量部
・メチルエチルケトン 40質量部
・1−メトキシ−2−プロパノール 20質量部
なお、前記フェノチアジンは、前記重合禁止剤であり、分子内に芳香環、複素環、及びイミノ基を有する化合物である。
-Phenothiazine 0.0049 parts by mass- Methacrylic acid / methyl methacrylate / styrene copolymer (copolymer composition (mass ratio): 29/31/40, mass average molecular weight: 43,000, Tg: 127 ° C, acid value 163 mgKOH / G) 14 parts by mass-polymerizable monomer represented by the following structural formula (X) 5.6 parts by mass-1 / 2 molar ratio adduct of hexamethylene diisocyanate and tetraethylene oxide monomethacrylate 5.6 parts by mass-molecule 2.8 parts by mass of cyclohexanedimethanol monoacrylate as a compound having one polymerizable group therein 0.13 parts by mass of N-methylacridone 2,2-bis (o-chlorophenyl) -4,4 ′, 5,5′-Tetraphenylbiimidazole 2.01 parts by mass, 2-mercaptobenzimidazole 0.15 parts by mass, mala Kite green oxalate 0.02 parts by mass, leuco crystal violetlet 0.20 parts by mass, methyl ethyl ketone 40 parts by mass, 1-methoxy-2-propanol 20 parts by mass The phenothiazine is the polymerization inhibitor and is a molecule. A compound having an aromatic ring, a heterocyclic ring, and an imino group therein.
前記パターン形成材料の感光層の上に、前記保護フィルムとして厚さ20μmのポリエチレンフィルムを積層した。次に、前記基体として、表面を研磨、水洗、乾燥した銅張積層板(スルーホールなし、銅厚み12μm)の表面に、前記パターン形成材料の保護フィルムを剥がしながら、該パターン形成材料の感光層が前記銅張積層板に接するようにしてラミネーター(MODEL8B−720−PH、大成ラミネーター(株)製)を用いて圧着させ、前記銅張積層板と、前記感光層と、前記ポリエチレンテレフタレートフィルム(支持体)とがこの順に積層された積層体を調製した。
圧着条件は、圧着ロール温度105℃、圧着ロール圧力0.3MPa、ラミネート速度1m/分とした。
A polyethylene film having a thickness of 20 μm was laminated as the protective film on the photosensitive layer of the pattern forming material. Next, a photosensitive layer of the pattern forming material is peeled off from the surface of a copper-clad laminate (no through-hole, copper thickness 12 μm) whose surface is polished, washed and dried as the substrate. Is bonded to the copper-clad laminate using a laminator (MODEL8B-720-PH, manufactured by Taisei Laminator Co., Ltd.), and the copper-clad laminate, the photosensitive layer, and the polyethylene terephthalate film (support) Body) was laminated in this order.
The pressure bonding conditions were a pressure roll temperature of 105 ° C., a pressure roll pressure of 0.3 MPa, and a laminating speed of 1 m / min.
−現像工程−
前記積層体からポリエチレンテレフタレートフィルム(支持体)を剥がし取り、銅張積層板上の前記感光層の全面に30℃の1質量%炭酸ナトリウム水溶液を0.15MPaの圧力にてスプレーし、未硬化の領域を溶解除去した。その後、水洗し、乾燥させ、永久パターンを形成した。
なお、炭酸ナトリウム水溶液のスプレー開始から銅張積層板上の感光層が溶解除去されるまでに要した時間を測定し、これを最短現像時間とした。この最短現像時間が短いほど、現像性に優れる。
-Development process-
The polyethylene terephthalate film (support) is peeled off from the laminate, and a 1 mass% sodium carbonate aqueous solution at 30 ° C. is sprayed on the entire surface of the photosensitive layer on the copper-clad laminate at a pressure of 0.15 MPa. The area was dissolved and removed. Thereafter, it was washed with water and dried to form a permanent pattern.
The time required from the start of spraying of the aqueous sodium carbonate solution until the photosensitive layer on the copper clad laminate was dissolved and removed was measured, and this was taken as the shortest development time. The shorter the shortest development time, the better the developability.
前記永久パターンが形成された積層体の全面に対して、160℃で30分間、加熱処理を施し、永久パターンの表面を硬化し、膜強度を高めた。該永久パターンを目視で観察したところ、永久パターンの表面に気泡は認められなかった。
また、前記永久パターン形成済みのプリント配線基板に対して、常法に従い金メッキを行った後、水溶性フラックス処理を行った。次いで、260℃に設定された半田槽に5秒間にわたって、3回浸漬し、フラックスを水洗で除去した。
The entire surface of the laminate on which the permanent pattern was formed was heated at 160 ° C. for 30 minutes to cure the surface of the permanent pattern and increase the film strength. When the permanent pattern was visually observed, no bubbles were observed on the surface of the permanent pattern.
Further, the printed wiring board on which the permanent pattern had been formed was subjected to gold plating according to a conventional method and then subjected to a water-soluble flux treatment. Subsequently, it was immersed three times in a solder bath set at 260 ° C. for 5 seconds, and the flux was removed by washing with water.
次に、前記支持体について、以下のようにして全光線透過率及びヘイズ値を測定した。結果を表3に示す。 Next, the total light transmittance and haze value of the support were measured as follows. The results are shown in Table 3.
<全光線透過率>
分光光度計(島津製作所製、UV−2400)に積分球を組み込んだ装置を用いて、前記支持体に対して405nmの単色光を照射することにより全光線透過率を測定した。
<Total light transmittance>
Using a device incorporating an integrating sphere in a spectrophotometer (manufactured by Shimadzu Corporation, UV-2400), the total light transmittance was measured by irradiating the support with monochromatic light of 405 nm.
<ヘイズ値>
前記全光線透過率の測定方法において、前記積分球を使用しない以外は前記全光線透過率の測定方法と同様にして平行光線透過率を測定した。次に、次計算式、拡散光透過率=前記全光線透過率−前記平行光線透過率、を計算した。更に、次計算式、ヘイズ値=前記拡散光透過率/前記全光線透過率×100、を計算することにより求めた。
<Haze value>
In the total light transmittance measurement method, parallel light transmittance was measured in the same manner as the total light transmittance measurement method except that the integrating sphere was not used. Next, the following calculation formula, diffuse light transmittance = the total light transmittance−the parallel light transmittance, was calculated. Furthermore, it calculated | required by calculating following formula, haze value = the said diffused light transmittance / the said total light transmittance x100.
また、得られたパターン形成材料を用いて、以下のようにして感度、解像度、レジスト表面形状、レジストパターンの線幅ばらつき、密着性(2倍及び4倍)、テント性、及び剥離時間の評価を行った。結果を表3及び表4に示す。 In addition, using the obtained pattern forming material, sensitivity, resolution, resist surface shape, resist pattern line width variation, adhesion (twice and fourfold), tent property, and peeling time are evaluated as follows. Went. The results are shown in Tables 3 and 4.
<解像度>
(1)感度の測定
前記積層体におけるパターン形成材料の感光層に対し、ポリエチレンテレフタレートフィルム(支持体)側から、前記光照射手段としての405nmのレーザ光源を有するパターン形成装置を用いて、0.1mJ/cm2から21/2倍間隔で100mJ/cm2までの光エネルギー量の異なる光を照射して露光し、前記感光層の一部の領域を硬化させた。室温にて10分間静置した後、前記積層体からポリエチレンテレフタレートフィルム(支持体)を剥がし取り、銅張積層板上の感光層の全面に、炭酸ナトリウム水溶液(30℃、1質量%)をスプレー圧0.15MPaにて前記現像工程で求めた最短現像時間の2倍の時間スプレーし、未硬化の領域を溶解除去して、残った硬化領域の厚みを測定した。次いで、光の照射量と、硬化層の厚さとの関係をプロットして感度曲線を得る。こうして得た感度曲線から硬化領域の厚さが15μmとなった時の光エネルギー量を、感光層を硬化させるために必要な光エネルギー量とした。
<Resolution>
(1) Measurement of sensitivity The pattern forming apparatus having a 405 nm laser light source as the light irradiating means from the polyethylene terephthalate film (support) side to the photosensitive layer of the pattern forming material in the laminated body was set to 0. Exposure was performed by irradiating with different light energy amounts from 1 mJ / cm 2 to 100 mJ / cm 2 at intervals of 2 1/2 times to cure a part of the photosensitive layer. After standing at room temperature for 10 minutes, the polyethylene terephthalate film (support) is peeled off from the laminate, and an aqueous sodium carbonate solution (30 ° C., 1% by mass) is sprayed on the entire surface of the photosensitive layer on the copper clad laminate. Spraying was carried out at a pressure of 0.15 MPa for twice the shortest development time determined in the development step, the uncured area was dissolved and removed, and the thickness of the remaining cured area was measured. Next, a sensitivity curve is obtained by plotting the relationship between the light irradiation amount and the thickness of the cured layer. From the sensitivity curve thus obtained, the amount of light energy when the thickness of the cured region was 15 μm was determined as the amount of light energy necessary for curing the photosensitive layer.
(2)解像度の測定
前記と同じ方法及び条件で前記積層体を作製し、室温(23℃、55%RH)にて10分間静置した。得られた積層体のポリエチレンテレフタレートフィルム(支持体)上から、前記パターン形成装置を用いて、ライン/スペース=1/1でライン幅5μm〜20μmまで1μm刻みで各線幅の露光を行い、ライン幅20μm〜50μmまで5μm刻みで各線幅の露光を行った。この際の露光量は、前記(1)で測定した前記パターン形成材料の感光層を硬化させるために必要な光エネルギー量である。室温にて10分間静置した後、前記積層体からポリエチレンテレフタレートフィルム(支持体)を剥がし取った。銅張積層板上の感光層の全面に、前記現像液として炭酸ナトリウム水溶液(30℃、1質量%)をスプレー圧0.15MPaにて前記現像工程で求めた最短現像時間の2倍の時間スプレーし、未硬化領域を溶解除去した。この様にして得られた硬化樹脂パターン付き銅張積層板の表面を光学顕微鏡で観察し、硬化樹脂パターンのラインにツマリ、ヨレ等の異常のない最小のライン幅を測定し、これを解像度とした。該解像度は数値が小さいほど良好である。
(2) Measurement of resolution The laminate was produced by the same method and conditions as described above, and was allowed to stand at room temperature (23 ° C., 55% RH) for 10 minutes. From the obtained polyethylene terephthalate film (support) of the laminate, using the pattern forming apparatus, line / space = 1/1 and line widths of 5 μm to 20 μm are exposed in 1 μm increments, and the line width is exposed. Each line width was exposed in steps of 5 μm from 20 μm to 50 μm. The exposure amount at this time is the amount of light energy necessary for curing the photosensitive layer of the pattern forming material measured in (1). After standing at room temperature for 10 minutes, the polyethylene terephthalate film (support) was peeled off from the laminate. Spray the entire surface of the photosensitive layer on the copper clad laminate with a sodium carbonate aqueous solution (30 ° C., 1% by mass) as the developer at a spray pressure of 0.15 MPa for a time twice the shortest development time obtained in the development step. Then, the uncured region was dissolved and removed. The surface of the copper-clad laminate with the cured resin pattern thus obtained was observed with an optical microscope, and the minimum line width without any abnormalities such as tsumari and twisting was measured on the cured resin pattern line. did. The smaller the numerical value, the better the resolution.
<密着性の測定>
前記と同じ方法及び条件で前記積層体を作製し、室温(23℃、55%RH)にて10分間静置した。得られた積層体のポリエチレンテレフタレートフィルム(支持体)上から、前記パターン形成装置を用いて、ライン/スペース=1/5でライン幅5μm〜20μmまで1μm刻みで各線幅の露光を行い、ライン幅20μm〜50μmまで5μm刻みで各線幅の露光を行った。この際の露光量は、前記で測定した前記パターン形成材料の感光層を硬化させるために必要な光エネルギー量である。室温にて10分間静置した後、前記積層体からポリエチレンテレフタレートフィルム(支持体)を剥がし取った。銅張積層板上の感光層の全面に、前記現像液として炭酸ナトリウム水溶液(30℃、1質量%)をスプレー圧0.15MPaにて前記現像工程で求めた最短現像時間の2倍の時間、又は4倍の時間スプレーし、未硬化領域を溶解除去した。この様にして得られた硬化樹脂パターン付き銅張積層板の表面を光学顕微鏡で観察し、硬化樹脂パターンのラインに剥がれ、削れ、浮き等の異常のない最小のライン幅を測定し、これを密着性とした。該密着性は数値が小さいほど良好である。またこの密着性の差が小さいほど現像時間の変化に対するパターン線幅、プロファイルなどの変化が少なく良好である。
<Measurement of adhesion>
The said laminated body was produced on the same method and conditions as the above, and it left still for 10 minutes at room temperature (23 degreeC, 55% RH). From the obtained polyethylene terephthalate film (support) of the laminate, using the pattern forming device, line / space = 1/5, and line widths of 5 μm to 20 μm are exposed in 1 μm increments, and each line width is exposed. Each line width was exposed in steps of 5 μm from 20 μm to 50 μm. The exposure amount at this time is the amount of light energy necessary for curing the photosensitive layer of the pattern forming material measured above. After standing at room temperature for 10 minutes, the polyethylene terephthalate film (support) was peeled off from the laminate. The entire surface of the photosensitive layer on the copper-clad laminate has an aqueous sodium carbonate solution (30 ° C., 1% by mass) as the developer at a spray pressure of 0.15 MPa, which is twice the shortest development time determined in the developing step, Alternatively, spraying was performed for 4 times, and the uncured area was dissolved and removed. The surface of the copper-clad laminate with a cured resin pattern obtained in this way was observed with an optical microscope, and the minimum line width without any abnormalities such as peeling, scraping, and floating was measured on the cured resin pattern line. Adhesiveness was assumed. The smaller the numerical value, the better the adhesion. Further, the smaller the difference in adhesion, the better the change in pattern line width and profile with respect to the change in development time.
<レジスト表面形状>
前記解像度の測定において形成したパターン面(50μm×50μm)について走査型電子顕微鏡(SEM)により撮影し、形成したレジスト表面の形状について、以下の評価基準に従って評価を行った。
−評価基準−
A・・・・・欠陥が全くないか、又は1〜5個の欠陥があり、形成したパターンの形状に影響がなく、エッチング後の配線パターンに断線が観られなかった。
B・・・・・5〜10個の欠陥があるが、形成したパターンの形状に影響がなく、エッチング後の配線パターンに断線が観られなかった。
C・・・・・11〜20個の欠陥があり、該欠陥がパターンの端面において形状異常を生じさせ、エッチング後の配線パターンに断線が観られた。
D・・・・・21個異常の欠陥があり、該欠陥がパターンの端面において形状異常を生じさせ、エッチング後の配線パターンに断線が観られた。
<Resist surface shape>
The pattern surface (50 μm × 50 μm) formed in the resolution measurement was photographed with a scanning electron microscope (SEM), and the shape of the formed resist surface was evaluated according to the following evaluation criteria.
-Evaluation criteria-
A: There were no defects or 1 to 5 defects, the shape of the formed pattern was not affected, and no disconnection was observed in the wiring pattern after etching.
B: Although there were 5 to 10 defects, the shape of the formed pattern was not affected, and no disconnection was observed in the wiring pattern after etching.
C: There were 11 to 20 defects, and the defects caused a shape abnormality on the end face of the pattern, and disconnection was observed in the wiring pattern after etching.
D: There were 21 abnormal defects, and the defects caused a shape abnormality on the end face of the pattern, and disconnection was observed in the wiring pattern after etching.
<レジストパターンの線幅ばらつき>
前記と同じ方法及び条件で前記積層体を作製し、室温(23℃、55%RH)にて10分間静置した。得られた積層体のポリエチレンテレフタレートフィルム(支持体)上から、前記光照射手段としての405nmのレーザ光源を有する前記パターン形成装置を用いて、現像上がりのラインとスペース幅がそれぞれ20μmとなるように光エネルギー量を調整した光で露光を行った。ライン長さは5mm、ライン本数は20本とした。室温にて10分間静置した後、前記積層体からポリエチレンテレフタレートフィルム(支持体)を剥がし取った。銅張積層板上の感光層の全面に、前記現像液として炭酸ナトリウム水溶液(30℃、1質量%)をスプレー圧0.15MPaにて前記現像工程で求めた最短現像時間の2倍の時間スプレーし、未硬化領域を溶解除去した。この様にして得られた20本のラインのうち、左から3本目のラインについて、超深度カラー3D形状測定顕微鏡(VK−9500、キーエンス社製)で観察し、最大の線幅値と最小の線幅値との差を測定し、これをレジストパターンの線幅ばらつきの値とした。線幅ばらつきの値が小さいほど、線幅の再現性が良好であり、好ましい。
<Line width variation of resist pattern>
The said laminated body was produced on the same method and conditions as the above, and it left still for 10 minutes at room temperature (23 degreeC, 55% RH). From the obtained polyethylene terephthalate film (support) of the laminate, using the pattern forming apparatus having a laser light source of 405 nm as the light irradiating means, the developed line and the space width are each 20 μm. Exposure was performed with light having an adjusted amount of light energy. The line length was 5 mm and the number of lines was 20. After standing at room temperature for 10 minutes, the polyethylene terephthalate film (support) was peeled off from the laminate. Spray the entire surface of the photosensitive layer on the copper clad laminate with a sodium carbonate aqueous solution (30 ° C., 1% by mass) as the developer at a spray pressure of 0.15 MPa for a time twice the shortest development time obtained in the development step. Then, the uncured region was dissolved and removed. Among the 20 lines thus obtained, the third line from the left was observed with an ultra-deep color 3D shape measuring microscope (VK-9500, manufactured by Keyence Corporation), and the maximum line width value and the minimum line width were measured. The difference from the line width value was measured and used as the value of the line width variation of the resist pattern. The smaller the line width variation value, the better the line width reproducibility, which is preferable.
<テント性>
前記積層体における銅張積層板を、直径2mmのスルーホールを200個有する銅張積層板に代えた以外は前記積層体と同様にしてテント性評価用の積層体を調製し、室温(23℃、相対湿度55%)の条件下で10分間放置した。次に、前記調製した積層体のポリエチレンテレフタレートフィルム(支持体)上から、前記パターン形成装置を用いて、該積層体における感光層の全面に露光を行った。この際の露光量は、前記解像度の評価における(2)で測定した前記パターン形成材料の感光層を硬化させるために必要な光エネルギー量である。室温にて10分間静置した後、前記積層体からポリエチレンテレフタレートフィルム(支持体)を剥がし取った。前記銅張積層板上の前記感光層の全面に、前記現像液として炭酸ナトリウム水溶液(30℃、1質量%)をスプレー圧0.15MPaにて前記現像工程で求めた最短現像時間の2倍の時間スプレーした。この様にして得られた前記銅張積層板におけるスルーホール開口部上に形成された硬化層(テント膜)の剥がれや破れ等の欠陥の有無を顕微鏡で観察し、欠陥の発生率をカウントした。
<Tent characteristics>
A laminate for tent property evaluation was prepared in the same manner as the laminate except that the copper-clad laminate in the laminate was replaced with a copper-clad laminate having 200 through-holes having a diameter of 2 mm. And relative humidity 55%) for 10 minutes. Next, the entire surface of the photosensitive layer in the laminate was exposed from the prepared polyethylene terephthalate film (support) of the laminate using the pattern forming apparatus. The exposure amount at this time is the amount of light energy necessary for curing the photosensitive layer of the pattern forming material measured in (2) in the resolution evaluation. After standing at room temperature for 10 minutes, the polyethylene terephthalate film (support) was peeled off from the laminate. The entire surface of the photosensitive layer on the copper-clad laminate has a sodium carbonate aqueous solution (30 ° C., 1% by mass) as the developer at a spray pressure of 0.15 MPa, twice the shortest development time determined in the developing step. Sprayed for hours. The presence or absence of defects such as peeling or tearing of the hardened layer (tent film) formed on the through-hole opening in the copper-clad laminate thus obtained was observed with a microscope, and the incidence of defects was counted. .
<剥離時間の測定>
前記と同じ方法及び条件で前記積層体を作製し、室温(23℃、55%RH)にて10分間静置した。得られた積層体のポリエチレンテレフタレートフィルム(支持体)上から、前記パターン形成装置を用いて、全面に露光を行った。この際の露光量は、前記で測定した前記パターン形成材料の感光層を硬化させるために必要な光エネルギー量である。室温にて10分間静置した後、前記積層体からポリエチレンテレフタレートフィルム(支持体)を剥がし取った。銅張積層板上の感光層の全面に、前記現像液として炭酸ナトリウム水溶液(30℃、1質量%)をスプレー圧0.15MPaにて前記現像工程で求めた最短現像時間の2倍の時間スプレーした。これを乾燥した後、3質量%の水酸化ナトリウム水溶液中に基板を立てかけるように浸漬し、膜が完全に剥離するまでの時間を測定した。この時間が短いほど良好である。
<Measurement of peeling time>
The said laminated body was produced on the same method and conditions as the above, and it left still for 10 minutes at room temperature (23 degreeC, 55% RH). From the obtained polyethylene terephthalate film (support) of the laminate, the entire surface was exposed using the pattern forming apparatus. The exposure amount at this time is the amount of light energy necessary for curing the photosensitive layer of the pattern forming material measured above. After standing at room temperature for 10 minutes, the polyethylene terephthalate film (support) was peeled off from the laminate. Spray the entire surface of the photosensitive layer on the copper clad laminate with a sodium carbonate aqueous solution (30 ° C., 1% by mass) as the developer at a spray pressure of 0.15 MPa for a time twice the shortest development time obtained in the development step. did. After drying this, the substrate was immersed in a 3% by mass aqueous sodium hydroxide solution so as to stand up, and the time until the film completely peeled was measured. The shorter this time, the better.
(実施例2)
実施例1において、前記分子中に重合性基を1つ有する化合物としてのシクロヘキサンジメタノールモノアクリレートの代わりに下記構造式(a)で表される分子中に重合性基を1つ有する化合物を用いた以外は、実施例1と同様にして、パターン形成材料を製造した。
(Example 2)
In Example 1, instead of cyclohexanedimethanol monoacrylate as a compound having one polymerizable group in the molecule, a compound having one polymerizable group in the molecule represented by the following structural formula (a) is used. A pattern forming material was produced in the same manner as in Example 1 except that.
<評価>
次に、前記支持体について、実施例1と同様にして全光線透過率及びヘイズ値を測定した。結果を表3に示す。
また、得られたパターン形成材料を用いて、実施例1と同様にして感度、解像度、レジスト表面形状、レジストパターンの線幅ばらつき、密着性(2倍及び4倍)、テント性、及び剥離時間の評価を行った。結果を表3及び表4に示す。
<Evaluation>
Next, the total light transmittance and haze value of the support were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.
In addition, using the obtained pattern forming material, the sensitivity, resolution, resist surface shape, resist pattern line width variation, adhesion (2 times and 4 times), tent property, and stripping time were the same as in Example 1. Was evaluated. The results are shown in Tables 3 and 4.
(実施例3)
実施例1において、前記分子中に重合性基を1つ有する化合物としてのシクロヘキサンジメタノールモノアクリレートの代わりに下記構造式(b)で表される分子中に重合性基を1つ有する化合物を用いた以外は、実施例1と同様にして、パターン形成材料を製造した。
(Example 3)
In Example 1, instead of cyclohexanedimethanol monoacrylate as a compound having one polymerizable group in the molecule, a compound having one polymerizable group in the molecule represented by the following structural formula (b) is used. A pattern forming material was produced in the same manner as in Example 1 except that.
<評価>
次に、前記支持体について、実施例1と同様にして全光線透過率及びヘイズ値を測定した。結果を表3に示す。
また、得られたパターン形成材料を用いて、実施例1と同様にして感度、解像度、レジスト表面形状、レジストパターンの線幅ばらつき、密着性(2倍及び4倍)、テント性、及び剥離時間の評価を行った。結果を表3及び表4に示す。
<Evaluation>
Next, the total light transmittance and haze value of the support were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.
In addition, using the obtained pattern forming material, the sensitivity, resolution, resist surface shape, resist pattern line width variation, adhesion (2 times and 4 times), tent property, and stripping time were the same as in Example 1. Was evaluated. The results are shown in Tables 3 and 4.
(実施例4)
実施例1において、前記分子中に重合性基を1つ有する化合物としてのシクロヘキサンジメタノールモノアクリレートの代わりに下記構造式(b)で表される分子中に重合性基を1つ有する化合物2.1質量部と、下記構造式(d)で表される分子中に重合性基を3つ有する化合物0.7質量部とを用いた以外は、実施例1と同様にしてパターン形成材料を製造した。
Example 4
1. Compound having one polymerizable group in the molecule represented by the following structural formula (b) instead of cyclohexanedimethanol monoacrylate as a compound having one polymerizable group in the molecule in Example 1. A pattern forming material is produced in the same manner as in Example 1 except that 1 part by mass and 0.7 part by mass of a compound having three polymerizable groups in the molecule represented by the following structural formula (d) are used. did.
<評価>
次に、前記支持体について、実施例1と同様にして全光線透過率及びヘイズ値を測定した。結果を表3に示す。
また、得られたパターン形成材料を用いて、実施例1と同様にして感度、解像度、レジスト表面形状、レジストパターンの線幅ばらつき、密着性(2倍及び4倍)、テント性、及び剥離時間の評価を行った。結果を表3及び表4に示す。
<Evaluation>
Next, the total light transmittance and haze value of the support were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.
In addition, using the obtained pattern forming material, the sensitivity, resolution, resist surface shape, resist pattern line width variation, adhesion (2 times and 4 times), tent property, and stripping time were the same as in Example 1. Was evaluated. The results are shown in Tables 3 and 4.
(実施例5)
実施例1において、前記構造式(X)で表される重合性モノマー5.6質量部を6.3質量部に変え、ヘキサメチレンジイソシアネートとテトラエチレンオキシドモノメタアクリレートの1/2モル比付加物5.6質量部を6.3質量部に変え、分子中に重合性基を1つ有する化合物としてのシクロヘキサンジメタノールモノアクリレート2.8質量部を下記構造式(b)で表される分子中に重合性基を1つ有する化合物1.4質量部に変えた以外は、実施例1と同様にして、パターン形成材料を製造した。
(Example 5)
In Example 1, 5.6 parts by mass of the polymerizable monomer represented by the structural formula (X) is changed to 6.3 parts by mass, and a 1/2 molar ratio adduct 5 of hexamethylene diisocyanate and tetraethylene oxide monomethacrylate is used. .6 parts by mass is changed to 6.3 parts by mass, and 2.8 parts by mass of cyclohexanedimethanol monoacrylate as a compound having one polymerizable group in the molecule is contained in the molecule represented by the following structural formula (b). A pattern forming material was produced in the same manner as in Example 1 except that the compound having one polymerizable group was changed to 1.4 parts by mass.
<評価>
次に、前記支持体について、実施例1と同様にして全光線透過率及びヘイズ値を測定した。結果を表3に示す。
また、得られたパターン形成材料を用いて、実施例1と同様にして感度、解像度、レジスト表面形状、レジストパターンの線幅ばらつき、密着性(2倍及び4倍)、テント性、及び剥離時間の評価を行った。結果を表3及び表4に示す。
<Evaluation>
Next, the total light transmittance and haze value of the support were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.
In addition, using the obtained pattern forming material, the sensitivity, resolution, resist surface shape, resist pattern line width variation, adhesion (2 times and 4 times), tent property, and stripping time were the same as in Example 1. Was evaluated. The results are shown in Tables 3 and 4.
(実施例6)
実施例1において、前記構造式(X)で表される重合性モノマー5.6質量部を4.9質量部に変え、ヘキサメチレンジイソシアネートとテトラエチレンオキシドモノメタアクリレートの1/2モル比付加物5.6質量部を4.9質量部に変え、分子中に重合性基を1つ有する化合物としてのシクロヘキサンジメタノールモノアクリレート2.8質量部を下記構造式(b)で表される分子中に重合性基を1つ有する化合物4.2質量部に変えた以外は、実施例1と同様にして、パターン形成材料を製造した。
(Example 6)
In Example 1, 5.6 parts by mass of the polymerizable monomer represented by the structural formula (X) is changed to 4.9 parts by mass, and a 1/2 molar ratio adduct 5 of hexamethylene diisocyanate and tetraethylene oxide monomethacrylate is used. .6 parts by mass is changed to 4.9 parts by mass, and 2.8 parts by mass of cyclohexanedimethanol monoacrylate as a compound having one polymerizable group in the molecule is contained in the molecule represented by the following structural formula (b). A pattern forming material was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of the compound having one polymerizable group was changed to 4.2 parts by mass.
<評価>
次に、前記支持体について、実施例1と同様にして全光線透過率及びヘイズ値を測定した。結果を表3に示す。
また、得られたパターン形成材料を用いて、実施例1と同様にして感度、解像度、レジスト表面形状、レジストパターンの線幅ばらつき、密着性(2倍及び4倍)、テント性、及び剥離時間の評価を行った。結果を表3及び表4に示す。
<Evaluation>
Next, the total light transmittance and haze value of the support were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.
In addition, using the obtained pattern forming material, the sensitivity, resolution, resist surface shape, resist pattern line width variation, adhesion (2 times and 4 times), tent property, and stripping time were the same as in Example 1. Was evaluated. The results are shown in Tables 3 and 4.
(実施例7)
実施例1において、前記支持体を厚さ16μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(三菱化学ポリエステル社製、R340G)に代えた以外は実施例1と同様にして、パターン形成材料、及び積層体を製造した。
<評価>
次に、前記支持体について、実施例1と同様にして全光線透過率及びヘイズ値を測定した。結果を表3に示す。
また、得られたパターン形成材料を用いて、実施例1と同様にして感度、解像度、レジスト表面形状、レジストパターンの線幅ばらつき、密着性(2倍及び4倍)、テント性、及び剥離時間の評価を行った。結果を表3及び表4に示す。
(Example 7)
A pattern forming material and a laminate were produced in the same manner as in Example 1 except that the support was replaced with a 16 μm thick polyethylene terephthalate film (R340G, manufactured by Mitsubishi Chemical Polyester).
<Evaluation>
Next, the total light transmittance and haze value of the support were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.
In addition, using the obtained pattern forming material, the sensitivity, resolution, resist surface shape, resist pattern line width variation, adhesion (2 times and 4 times), tent property, and stripping time were the same as in Example 1. Was evaluated. The results are shown in Tables 3 and 4.
(実施例8)
実施例1において、前記支持体を厚さ16μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(東洋紡社製、A1517)に代えた以外は、実施例1と同様にして、パターン形成材料、及び積層体を製造した。
<評価>
次に、前記支持体について、実施例1と同様にして全光線透過率及びヘイズ値を測定した。結果を表3に示す。
また、得られたパターン形成材料を用いて、実施例1と同様にして感度、解像度、レジスト表面形状、レジストパターンの線幅ばらつき、密着性(2倍及び4倍)、テント性、及び剥離時間の評価を行った。結果を表3及び表4に示す。
(Example 8)
A pattern forming material and a laminate were produced in the same manner as in Example 1 except that the support was replaced with a 16 μm thick polyethylene terephthalate film (A1517, manufactured by Toyobo Co., Ltd.).
<Evaluation>
Next, the total light transmittance and haze value of the support were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.
In addition, using the obtained pattern forming material, the sensitivity, resolution, resist surface shape, resist pattern line width variation, adhesion (2 times and 4 times), tent property, and stripping time were the same as in Example 1. Was evaluated. The results are shown in Tables 3 and 4.
(実施例9)
実施例1において、前記支持体を厚さ16μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ株式会社製、16FB50)に代えた以外は、実施例1と同様にして、パターン形成材料、及び積層体を製造した。
<評価>
次に、前記支持体について、実施例1と同様にして全光線透過率及びヘイズ値を測定した。結果を表3に示す。
また、得られたパターン形成材料を用いて、実施例1と同様にして感度、解像度、レジスト表面形状、レジストパターンの線幅ばらつき、密着性(2倍及び4倍)、テント性、及び剥離時間の評価を行った。結果を表3及び表4に示す。
Example 9
In Example 1, a pattern forming material and a laminate were produced in the same manner as in Example 1 except that the support was replaced with a 16 μm thick polyethylene terephthalate film (Toray Industries, Inc., 16FB50).
<Evaluation>
Next, the total light transmittance and haze value of the support were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.
In addition, using the obtained pattern forming material, the sensitivity, resolution, resist surface shape, resist pattern line width variation, adhesion (2 times and 4 times), tent property, and stripping time were the same as in Example 1. Was evaluated. The results are shown in Tables 3 and 4.
(実施例10)
実施例1において、前記パターン形成装置を下記に説明するパターン形成装置に代えた以外は、実施例1と同様にして、パターン形成材料を製造した。
<評価>
次に、前記支持体について、実施例1と同様にして全光線透過率及びヘイズ値を測定した。結果を表3に示す。
また、得られたパターン形成材料を用いて、実施例1と同様にして感度、解像度、レジスト表面形状、レジストパターンの線幅ばらつき、密着性(2倍及び4倍)、テント性、及び剥離時間の評価を行った。結果を表3及び表4に示す。
(Example 10)
In Example 1, a pattern forming material was produced in the same manner as in Example 1 except that the pattern forming apparatus was replaced with the pattern forming apparatus described below.
<Evaluation>
Next, the total light transmittance and haze value of the support were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.
In addition, using the obtained pattern forming material, the sensitivity, resolution, resist surface shape, resist pattern line width variation, adhesion (2 times and 4 times), tent property, and stripping time were the same as in Example 1. Was evaluated. The results are shown in Tables 3 and 4.
<<パターン形成装置>>
前記光照射手段として図27〜32に示す合波レーザ光源と、前記光変調手段として図4に示す主走査方向にマイクロミラーが1024個配列されたマイクロミラー列が、副走査方向に768組配列された内、1024個×256列のみを駆動するように制御したDMD50と、図13に示した一方の面がトーリック面であるマイクロレンズ474をアレイ状に配列したマイクロレンズアレイ472及び該マイクロレンズアレイを通した光を前記パターン形成材料に結像する光学系480、482と、前記パターン形成材料とを有するパターン形成装置を用いた。DMD50は、図12に示したデータ処理部とミラー駆動制御部とを備えたコントローラ302に接続した。コントローラ302のデータ処理部では、入力されたパターン情報に基づいて、露光ヘッド166毎にDMD50の制御すべき領域内の各マイクロミラーを駆動制御する制御信号を生成することができ、また、前記ミラー駆動制御部では、パターン情報処理部で生成した制御信号に基づいて、露光ヘッド166毎にDMD50の各マイクロミラーの反射面の角度を制御することができる。
なお、前記パターン形成装置における露光は、露光光と前記パターン形成材料における感光層とを相対的に移動させながら行った。
<< Pattern Forming Apparatus >>
27 to 32 as the light irradiating means, and 768 pairs of micromirror arrays in which 1024 micromirrors are arranged in the main scanning direction shown in FIG. 4 as the light modulating means are arranged in the sub-scanning direction. The microlens array 472 in which the DMD 50 controlled to drive only 1024 × 256 rows and the microlenses 474 whose one surface is a toric surface shown in FIG. A pattern forming apparatus having optical systems 480 and 482 for imaging light passing through the array onto the pattern forming material and the pattern forming material was used. The DMD 50 is connected to the controller 302 including the data processing unit and the mirror drive control unit shown in FIG. Based on the input pattern information, the data processing unit of the controller 302 can generate a control signal for driving and controlling each micromirror in the region to be controlled by the DMD 50 for each exposure head 166. The drive control unit can control the angle of the reflection surface of each micromirror of the DMD 50 for each exposure head 166 based on the control signal generated by the pattern information processing unit.
The exposure in the pattern forming apparatus was performed while relatively moving the exposure light and the photosensitive layer in the pattern forming material.
また、前記マイクロレンズにおけるトーリック面は以下に説明するものを用いた。
まず、DMD50の前記描素部としてのマイクロレンズ474の出射面における歪みを補正するため、該出射面の歪みを測定した。結果を図14に示した。図14においては、反射面の同じ高さ位置を等高線で結んで示してあり、等高線のピッチは5nmである。なお同図に示すx方向及びy方向は、マイクロミラー62の2つ対角線方向であり、マイクロミラー62はy方向に延びる回転軸を中心として回転する。また、図15の(A)及び(B)にはそれぞれ、上記x方向、y方向に沿ったマイクロミラー62の反射面の高さ位置変位を示した。
The toric surface of the microlens described below was used.
First, in order to correct the distortion on the exit surface of the microlens 474 as the picture element portion of the DMD 50, the strain on the exit surface was measured. The results are shown in FIG. In FIG. 14, the same height positions of the reflecting surfaces are shown connected by contour lines, and the pitch of the contour lines is 5 nm. Note that the x direction and the y direction shown in the figure are two diagonal directions of the micromirror 62, and the micromirror 62 rotates around a rotation axis extending in the y direction. 15A and 15B show the height position displacement of the reflecting surface of the micromirror 62 along the x direction and the y direction, respectively.
図14及び図15に示した通り、マイクロミラー62の反射面には歪みが存在し、そして特にミラー中央部に注目してみると、1つの対角線方向(y方向)の歪みが、別の対角線方向(x方向)の歪みよりも大きくなっていることが判る。このため、このままではマイクロレンズアレイ55のマイクロレンズ55aで集光されたレーザ光Bの集光位置における形状が歪んでしまうことが判る。 As shown in FIGS. 14 and 15, there is distortion on the reflection surface of the micromirror 62, and when attention is paid particularly to the center of the mirror, distortion in one diagonal direction (y direction) is different from that in the other diagonal line. It can be seen that the distortion is larger than the distortion in the direction (x direction). Therefore, it can be seen that the shape of the laser beam B collected by the microlens 55a of the microlens array 55 is distorted in this state.
図16の(A)及び(B)には、マイクロレンズアレイ55全体の正面形状及び側面形状をそれぞれ詳しく示した。これらの図には、マイクロレンズアレイ55の各部の寸法も記入してあり、それらの単位はmmである。先に図4を参照して説明したようにDMD50の1024個×256列のマイクロミラー62が駆動されるものであり、それに対応させてマイクロレンズアレイ55は、横方向に1024個並んだマイクロレンズ55aの列を縦方向に256列並設して構成されている。なお、同図(A)では、マイクロレンズアレイ55の並び順を横方向についてはjで、縦方向についてはkで示している。 FIGS. 16A and 16B show the front shape and the side shape of the entire microlens array 55 in detail. In these drawings, the dimensions of each part of the microlens array 55 are also entered, and the unit thereof is mm. As described above with reference to FIG. 4, the 1024 × 256 micromirrors 62 of the DMD 50 are driven. Correspondingly, the microlens array 55 has 1024 microlenses arranged in the horizontal direction. The 55a rows are arranged in parallel in 256 rows in the vertical direction. In FIG. 9A, the arrangement order of the microlens array 55 is indicated by j in the horizontal direction and k in the vertical direction.
また、図17の(A)及び(B)には、マイクロレンズアレイ55における1つのマイクロレンズ55aの正面形状及び側面形状をそれぞれ示した。なお、同図(A)には、マイクロレンズ55aの等高線を併せて示してある。各マイクロレンズ55aの光出射側の端面は、マイクロミラー62の反射面の歪みによる収差を補正する非球面形状とされている。より具体的には、マイクロレンズ55aはトーリックレンズとされており、前記x方向に光学的に対応する方向の曲率半径Rx=−0.125mm、前記y方向に対応する方向の曲率半径Ry=−0.1mmである。 17A and 17B show a front shape and a side shape of one microlens 55a in the microlens array 55, respectively. In FIG. 9A, the contour lines of the micro lens 55a are also shown. The end surface of each microlens 55a on the light emitting side has an aspherical shape that corrects aberration due to distortion of the reflecting surface of the micromirror 62. More specifically, the micro lens 55a is a toric lens, and has a radius of curvature Rx = −0.125 mm in a direction optically corresponding to the x direction and a radius of curvature Ry = − in a direction corresponding to the y direction. 0.1 mm.
したがって、前記x方向及びy方向に平行な断面内におけるレーザ光Bの集光状態は、概略、それぞれ図18の(A)及び(B)に示す通りとなる。つまり、x方向に平行な断面内とy方向に平行な断面内とを比較すると、後者の断面内の方がマイクロレンズ55aの曲率半径がより小であって、焦点距離がより短くなっていることが判る。 Therefore, the condensing state of the laser beam B in the cross section parallel to the x direction and the y direction is roughly as shown in FIGS. 18A and 18B, respectively. That is, when the cross section parallel to the x direction is compared with the cross section parallel to the y direction, the radius of curvature of the microlens 55a is smaller and the focal length is shorter in the latter cross section. I understand that.
なお、マイクロレンズ55aを前記形状とした場合の、該マイクロレンズ55aの集光位置(焦点位置)近傍におけるビーム径を計算機によってシミュレーションした結果を図19a、b、c、及びdに示す。また比較のために、マイクロレンズ55aが曲率半径Rx=Ry=−0.1mmの球面形状である場合について、同様のシミュレーションを行った結果を図20a、b、c及びdに示す。なお、各図におけるzの値は、マイクロレンズ55aのピント方向の評価位置を、マイクロレンズ55aのビーム出射面からの距離で示している。 19A, 19B, 19C, and 19D show simulation results of the beam diameter in the vicinity of the condensing position (focal position) of the microlens 55a when the microlens 55a has the above shape. For comparison, FIGS. 20a, 20b, 20c, and 20d show the results of a similar simulation when the microlens 55a has a spherical shape with a radius of curvature Rx = Ry = −0.1 mm. In addition, the value of z in each figure has shown the evaluation position of the focus direction of the micro lens 55a with the distance from the beam emission surface of the micro lens 55a.
また、前記シミュレーションに用いたマイクロレンズ55aの面形状は、下記計算式で計算される。
ただし、前記計算式において、Cxは、x方向の曲率(=1/Rx)を意味し、Cyは、y方向の曲率(=1/Ry)を意味し、Xは、x方向に関するレンズ光軸Oからの距離を意味し、Yは、y方向に関するレンズ光軸Oからの距離を意味する。 In the above formula, Cx means the curvature in the x direction (= 1 / Rx), Cy means the curvature in the y direction (= 1 / Ry), and X is the lens optical axis in the x direction. The distance from O means Y, and Y means the distance from the lens optical axis O in the y direction.
図19a〜dと図20a〜dとを比較すると明らかなように、マイクロレンズ55aを、y方向に平行な断面内の焦点距離がx方向に平行な断面内の焦点距離よりも小さいトーリックレンズとしたことにより、その集光位置近傍におけるビーム形状の歪みが抑制される。この結果、歪みの無い、より高精細なパターンをパターン形成材料150に露光可能となる。また、図19a〜dに示す本実施形態の方が、ビーム径の小さい領域がより広い、すなわち焦点深度がより大であることが判る。 As is apparent when comparing FIGS. 19a to 19d and FIGS. 20a to 20d, the microlens 55a includes a toric lens in which the focal length in the cross section parallel to the y direction is smaller than the focal length in the cross section parallel to the x direction. As a result, distortion of the beam shape in the vicinity of the condensing position is suppressed. As a result, the pattern forming material 150 can be exposed to a higher definition pattern without distortion. Moreover, it turns out that the area | region where a beam diameter is small is wider, ie, the depth of focus is larger in this embodiment shown to FIG.
また、マイクロレンズアレイ55の集光位置近傍に配置されたアパーチャアレイ59は、その各アパーチャ59aに、それと対応するマイクロレンズ55aを経た光のみが入射するように配置されたものである。すなわち、このアパーチャアレイ59が設けられていることにより、各アパーチャ59aに、それと対応しない隣接のマイクロレンズ55aからの光が入射することが防止され、消光比が高められる。 In addition, the aperture array 59 disposed in the vicinity of the condensing position of the microlens array 55 is disposed such that only light having passed through the corresponding microlens 55a is incident on each aperture 59a. That is, by providing this aperture array 59, it is possible to prevent light from adjacent microlenses 55a not corresponding to each aperture 59a from entering, and to increase the extinction ratio.
(比較例1)
実施例1において、前記構造式(X)で表される重合性モノマー5.6質量部を7.0質量部に変え、ヘキサメチレンジイソシアネートとテトラエチレンオキシドモノメタアクリレートの1/2モル比付加物5.6質量部を7.0質量部に変え、分子中に重合性基を1つ有する化合物としてのシクロヘキサンジメタノールモノアクリレートを添加しない以外は、実施例1と同様にして、パターン形成材料を製造した。
(Comparative Example 1)
In Example 1, 5.6 parts by mass of the polymerizable monomer represented by the structural formula (X) was changed to 7.0 parts by mass, and a 1/2 molar ratio adduct 5 of hexamethylene diisocyanate and tetraethylene oxide monomethacrylate was used. A pattern forming material is produced in the same manner as in Example 1 except that 0.6 parts by mass is changed to 7.0 parts by mass and cyclohexanedimethanol monoacrylate as a compound having one polymerizable group in the molecule is not added. did.
<評価>
次に、前記支持体について、実施例1と同様にして全光線透過率及びヘイズ値を測定した。結果を表3に示す。
また、得られたパターン形成材料を用いて、実施例1と同様にして感度、解像度、レジスト表面形状、レジストパターンの線幅ばらつき、密着性(2倍及び4倍)、テント性、及び剥離時間の評価を行った。結果を表3及び表4に示す。
<Evaluation>
Next, the total light transmittance and haze value of the support were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.
In addition, using the obtained pattern forming material, the sensitivity, resolution, resist surface shape, resist pattern line width variation, adhesion (2 times and 4 times), tent property, and stripping time were the same as in Example 1. Was evaluated. The results are shown in Tables 3 and 4.
(比較例2)
実施例1において、前記支持体を厚さ16μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(帝人デュポンフィルム社製、G2)に代えた以外は、実施例1と同様にして、パターン形成材料、及び積層体を製造した。
<評価>
次に、前記支持体について、実施例1と同様にして全光線透過率及びヘイズ値を測定した。結果を表3に示す。
また、得られたパターン形成材料を用いて、実施例1と同様にして感度、解像度、レジスト表面形状、レジストパターンの線幅ばらつき、密着性(2倍及び4倍)、テント性、及び剥離時間の評価を行った。結果を表3及び表4に示す。
(Comparative Example 2)
In Example 1, a pattern forming material and a laminate were produced in the same manner as in Example 1 except that the support was replaced with a 16 μm thick polyethylene terephthalate film (Teijin DuPont Films, G2).
<Evaluation>
Next, the total light transmittance and haze value of the support were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.
In addition, using the obtained pattern forming material, the sensitivity, resolution, resist surface shape, resist pattern line width variation, adhesion (2 times and 4 times), tent property, and stripping time were the same as in Example 1. Was evaluated. The results are shown in Tables 3 and 4.
表3及び表4の結果より、実施例1〜10のパターン形成材料は、高透明の支持体を用い、かつ重合性化合物として分子中に重合性基を1つ有する化合物を添加しているため、比較例1及び2に比べて、パターン形成後の剥離性が良好であり、現像時間が変化してもレジストの線幅、プロファイルなどの変化が少なく(現像ラチチュードが広く)、線幅のバラツキが小さく、より高精細なパターンを形成可能であることが判った。 From the results of Tables 3 and 4, the pattern forming materials of Examples 1 to 10 use a highly transparent support and add a compound having one polymerizable group in the molecule as a polymerizable compound. Compared with Comparative Examples 1 and 2, the releasability after pattern formation is good, and even if the development time changes, there is little change in the resist line width, profile, etc. (wide development latitude), and line width variation It was found that a high-definition pattern can be formed.
本発明のパターン形成材料は、パターン形成後の剥離性が良好であり、現像時間が変化してもレジストの線幅、プロファイルなどの変化が少なく(現像ラチチュードが広く)、線幅のバラツキが小さく、より高精細なパターンを形成可能である。このため、各種パターンの形成、配線パターン等の永久パターンの形成、カラーフィルタ、柱材、リブ材、スペーサー、隔壁等の液晶構造部材の製造、ホログラム、マイクロマシン、プルーフの製造などに好適に用いることができ、特に高精細な配線パターンの形成に好適に用いることができる。
また、本発明のパターン形成装置は、本発明の前記パターン形成材料を備えているため、各種パターンの形成、配線パターン等の永久パターンの形成、カラーフィルタ、柱材、リブ材、スペーサー、隔壁等の液晶構造部材の製造、ホログラム、マイクロマシン、プルーフの製造などに好適に用いることができ、特に高精細な配線パターンの形成に好適に用いることができる。
また、本発明のパターン形成方法は、本発明の前記パターン形成材料を用いるため、各種パターンの形成、配線パターン等の永久パターンの形成、カラーフィルタ、柱材、リブ材、スペーサー、隔壁等の液晶構造部材の製造、ホログラム、マイクロマシン、プルーフの製造などに好適に用いることができ、特に高精細な配線パターンの形成に好適に使用することができる。
The pattern forming material of the present invention has good peelability after pattern formation, little change in resist line width, profile, etc. (wide development latitude) and small variations in line width even when the development time changes. Higher definition patterns can be formed. For this reason, it is suitable for use in the formation of various patterns, the formation of permanent patterns such as wiring patterns, the production of liquid crystal structural members such as color filters, pillar materials, rib materials, spacers, and partition walls, the production of holograms, micromachines, and proofs. In particular, it can be suitably used for forming a high-definition wiring pattern.
In addition, since the pattern forming apparatus of the present invention includes the pattern forming material of the present invention, various patterns are formed, permanent patterns such as wiring patterns are formed, color filters, pillar materials, rib materials, spacers, partition walls, etc. It can be suitably used for the production of liquid crystal structure members, holograms, micromachines, proofs, and the like, and can be particularly suitably used for the formation of high-definition wiring patterns.
In addition, since the pattern forming method of the present invention uses the pattern forming material of the present invention, liquid crystal such as various patterns, permanent patterns such as wiring patterns, color filters, pillar materials, rib materials, spacers, partition walls, etc. It can be suitably used for the production of structural members, the production of holograms, micromachines, proofs, and the like, and can be particularly suitably used for the formation of high-definition wiring patterns.
LD1〜LD7 GaN系半導体レーザ
10 ヒートブロック
11〜17 コリメータレンズ
20 集光レンズ
30〜31 マルチモード光ファイバ
44 コリメータレンズホルダー
45 集光レンズホルダー
46 ファイバホルダー
50 デジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)
52 レンズ系
53 反射光像(露光ビーム)
54 第2結像光学系のレンズ
55 マイクロレンズアレイ
56 被露光面(走査面)
55a マイクロレンズ
57 第2結像光学系のレンズ
58 第2結像光学系のレンズ
59 アパーチャアレイ
64 レーザモジュール
66 ファイバアレイ光源
67 レンズ系
68 レーザ出射部
69 ミラー
70 プリズム
71 集光レンズ
72 ロッドインテグレータ
73 組合せレンズ
74 結像レンズ
100 ヒートブロック
110 マルチキャビティレーザ
111 ヒートブロック
113 ロッドレンズ
120 集光レンズ
130 マルチモード光ファイバ
130a コア
140 レーザアレイ
144 光照射手段
150 パターン形成材料
152 ステージ
155a マイクロレンズ
156 設置台
158 ガイド
160 ゲート
162 スキャナ
164 センサ
166 露光ヘッド
168 露光エリア
170 露光済み領域
180 ヒートブロック
184 コリメートレンズアレイ
302 コントローラ
304 ステージ駆動装置
454 レンズ系
468 露光エリア
472 マイクロレンズアレイ
474 マイクロレンズ
476 アパーチャアレイ
478 アパーチャ
480 レンズ系
LD1-LD7 GaN-based semiconductor laser 10 Heat block 11-17 Collimator lens 20 Condensing lens 30-31 Multimode optical fiber 44 Collimator lens holder 45 Condensing lens holder 46 Fiber holder 50 Digital micromirror device (DMD)
52 Lens system 53 Reflected light image (exposure beam)
54 Lens of second imaging optical system 55 Micro lens array 56 Surface to be exposed (scanning surface)
55a Micro lens 57 Lens of second imaging optical system 58 Lens of second imaging optical system 59 Aperture array 64 Laser module 66 Fiber array light source 67 Lens system 68 Laser emitting unit 69 Mirror 70 Prism 71 Condensing lens 72 Rod integrator 73 Combination lens 74 Imaging lens 100 Heat block 110 Multi cavity laser 111 Heat block 113 Rod lens 120 Condensing lens 130 Multimode optical fiber 130a Core 140 Laser array 144 Light irradiation means 150 Pattern forming material 152 Stage 155a Micro lens 156 Installation base 158 Guide 160 Gate 162 Scanner 164 Sensor 166 Exposure head 168 Exposure area 170 Exposed area 180 Heat block 1 84 Collimating lens array 302 Controller 304 Stage driving device 454 Lens system 468 Exposure area 472 Micro lens array 474 Micro lens 476 Aperture array 478 Aperture 480 Lens system
Claims (20)
光を照射可能な光照射手段と、該光照射手段からの光を変調し、前記パターン形成材料における感光層に対して露光を行う光変調手段とを少なくとも有することを特徴とするパターン形成装置。 The pattern forming material according to claim 1 is provided,
A pattern forming apparatus comprising: a light irradiating means capable of irradiating light; and a light modulating means for modulating light from the light irradiating means and exposing the photosensitive layer in the pattern forming material.
The pattern forming method according to claim 19, wherein a permanent pattern is formed after the development.
Priority Applications (5)
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