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CN1673863A - 图形形成材料、以及图形形成装置和图形形成方法 - Google Patents

图形形成材料、以及图形形成装置和图形形成方法 Download PDF

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CN1673863A
CN1673863A CNA2005100594496A CN200510059449A CN1673863A CN 1673863 A CN1673863 A CN 1673863A CN A2005100594496 A CNA2005100594496 A CN A2005100594496A CN 200510059449 A CN200510059449 A CN 200510059449A CN 1673863 A CN1673863 A CN 1673863A
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CN
China
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methyl
light
multipolymer
methacrylic acid
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CNA2005100594496A
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高桥秀知
若田裕一
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Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
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Abstract

一种图形形成材料,其特征在于在支撑体上至少具有感光层,该感光层含有粘合剂、聚合性化合物和光聚合引发剂,该粘合剂的I/O值为0.300-0.650,而且玻璃化转变温度(Tg)为80℃以上。上述粘合剂含有共聚物,该共聚物优选具有来自苯乙烯和苯乙烯衍生物中的至少一种的结构单元。本发明还涉及具有上述图形形成材料的图形形成装置和使用上述图形形成材料的图形形成方法。在本发明中,通过使在感光层中含有的粘合剂的I/O值和玻璃化转变温度都在一定的数值范围内,可以提供分辨率和遮盖性优良且显影性也优良、而且可抑制熔边产生的图形形成材料、以及具有该图形形成材料的图形形成装置和使用该图形形成材料的图形形成方法。

Description

图形形成材料、以及图形形成装置和图形形成方法
技术领域
本发明涉及适于感光胶膜(DFR)等的图形形成材料、以及具备了该图形形成材料的图形形成装置和使用上述图形形成材料的图形形成方法。
背景技术
一直以来,当形成布线图等永久图形时,一般使用通过在支撑体上涂布、干燥感光性树脂组合物而使其形成感光层的图形形成材料。上述永久图形的制造方法例如为,在可形成上述永久图形的镀铜膜层叠板等基体上,层叠上述图形形成材料而形成层叠体,对该层叠体的上述感光层进行曝光,在该曝光后,使上述感光层显影而使其形成图形,然后进行蚀刻处理等使其形成为上述永久图形。
在上述图形形成材料的上述感光层中,通常含有粘合剂,但是关于下述方面技术没有任何公开,即着眼于该粘合剂的I/O值(有机概念图的无机性/有机性比)和玻璃化转变温度的组合,当该I/O值和玻璃化转变温度都在一定的数值范围内时,分辨率和遮盖性(strength of the tenting film)优良、显影性也优异,还可抑制熔边(edge fusion)的发生的特点没有任何公开。
因此,目前还没有出现由于上述感光层中含有的上述粘合剂的I/O值和玻璃化转变温度都在一定的数值范围内而具备优良的分辨率和遮盖性、并且显影性也优异而且可抑制熔边的发生的图形形成材料、以及具有该图形形成材料的图形形成装置和使用上述图形形成材料的图形形成方法,还需要进一步的研究和开发。
发明内容
本发明是鉴于该情况而提出的,并把解决以往的上述各种问题,实现以下目的作为课题。即,本发明的目的是通过使感光层中含有的粘合剂的I/O值和玻璃化转变温度都在一定的数值范围内,提供分辨率和遮盖性优良、显影性也优异而且可抑制熔边的产生的图形形成材料、以及具有该图形形成材料的图形形成装置和使用上述图形形成材料的图形形成方法。
作为用于解决上述课题的方法如下。即,
<1>一种图形形成材料,其特征在于在支撑体上至少具有感光层,该感光层含有粘合剂、聚合性化合物和光聚合引发剂,该粘合剂的I/O值为0.300-0.650,而且玻璃化转变温度为80℃以上。在该<1>中记载的图形形成材料中,由于上述感光层含有上述粘合剂、上述聚合性化合物和上述光聚合引发剂且该粘合剂的I/O值为0.300-0.650,而且玻璃化转变温度为80℃以上,可同时改善分辨率和遮盖性,而且,使该分辨率、遮盖性和显影性同时达到较高的水平,而且还可以抑制上述感光层的熔边的发生。
<2>上述<1>中记载的图形形成材料,其中粘合剂的I/O值为0.350-0.630。
<3>上述<1>-<2>的任何一项中记载的图形形成材料,其中粘合剂的玻璃化转变温度为100℃以上。
<4>上述<1>-<3>的任何一项中记载的图形形成材料,其中粘合剂的玻璃化转变温度为115℃以上。
<5>上述<1>-<4>的任何一项中记载的图形形成材料,其中粘合剂中含有共聚物,该共聚物具有来自苯乙烯和苯乙烯衍生物中中的至少一种的结构单元。
<6>上述<1>-<5>的任何一项中记载的图形形成材料,粘合剂具有酸性基团。
<7>上述<1>-<6>的任何一项中记载的图形形成材料,其中粘合剂中含有乙烯基共聚物。
<8>上述<1>-<7>的任何一项中记载的图形形成材料,其中粘合剂的酸值是100-250(mgKOH/g。
<9>上述<1>-<8>的任何一项中记载的图形形成材料,其中聚合性化合物包含具有尿烷基和芳基中的至少一种的单体。
<10>上述<1>-<9>的任何一项中记载的图形形成材料,其中光聚合引发剂含有选自卤化烃衍生物、六芳基二咪唑、肟衍生物、有机过氧化物、硫代化合物、酮化合物、芳香族鎓盐和芳环烯金属衍生物(metallocene)类中的至少一种。
<11>上述<1>-<10>的任何一项中记载的图形形成材料,其中感光层的厚度为1-100μm。
<12>上述<1>-<11>的任何一项中记载的图形形成材料,其中感光层含有30-90质量%粘合剂,5-60质量%聚合性化合物,0.1-30质量%光聚合引发剂。<13>上述<1>-<12>的任何一项中记载的图形形成材料,其中支撑体中含有合成树脂,而且是透明的。
<14>上述<1>-<13>的任何一项中记载的图形形成材料,其中支撑体为长条状。
<15>上述<1>-<14>的任何一项中记载的图形形成材料,图形形成材料为带状,而且被卷成滚筒状。
<16>上述<1>-<15>的任何一项中记载的图形形成材料,其中在图形形成材料的感光层上具有保护薄膜。
<17>一种图形形成装置,其特征在于具备上述<1>-<16>的任何一项中记载的图形形成材料,并且至少具有可以照射光的光照射机构,和调制来自该光照射机构的光而对上述图形形成材料中的感光层进行曝光的光调制机构。在该<17>中记载的图形形成装置中,上述光照射机构向上述光调制机构照射光。上述光调制机构对从上述光照射机构接收的光进行调制。由上述光调制机构调制的光对上述感光层进行曝光。例如,之后如果使上述感光层显影,可形成高精细的图形。
<18>上述<17>中记载的图形形成装置,其中光调制机构还具有根据形成的图形信息产生控制信号的图形信号产生机构,根据该图形信号产生机构产生的控制信号调制由光照射机构照射的光。在该<18>中记载的图形形成装置中,上述光调制机构通过具有上述图形信号产生机构,可根据该图形信号产生机构产生的控制信号调制由上述光照射机构照射的光。
<19>上述<17>-<18>的任何一项中记载的图形形成装置,其中光调制机构具有n个描素部(成像部,imagingpartion),可以根据形成的图形信息控制该n个描素部中连续设置的任意不足n个的上述描素部。在该<19>中记载的图形形成装置中,通过根据图形信息控制上述光调制机构中的n个描素部中连续设置的任意不足n个的描素部,可高速调制来自上述光照射机构的光。
<20>上述<17>-<19>的任何一项中记载的图形形成装置,其中光调制机构是空间光调制元件。
<21>上述<20>中记载的图形形成装置,其中空间光调制元件是数字·微型反射镜·装置(DMD)。
<22>上述<19>-<21>的任何一项中记载的图形形成装置,其中描素部是微型反射镜。
<23>上述<17>-<22>的任何一项中记载的图形形成装置,其中光照射机构可以合成二种以上的光后进行照射。在该<23>中记载的图形形成装置中,上述光照射机构可以合成二种以上的光进行照射,由此可用焦深较深的曝光光进行曝光。其结果,可以非常高精细地进行对上述图形形成材料的曝光。例如,之后如果使上述感光层显影,可形成非常高精细的图形。
<24>上述<17>-<23>的任何一项中记载的图形形成装置,其中光照射机构具有多个激光器、多模光纤和将由该多个激光器分别照射的激光聚光而使其结合于上述多模光纤的聚光系统。在该<24>中记载的图形形成装置中,用上述光照射机构中的聚光系统将由上述多个激光器分别照射的激光聚光,并可以结合于上述多模光纤,由此可用焦深较深的曝光光进行曝光。其结果,可以非常高精细地进行对上述图形形成材料的曝光。例如,之后如果使上述感光层显影,可形成非常高精细的图形。
<25>一种图形形成方法,其特征在于至少包括对上述<1>-<16>的任何一项中记载的图形形成材料中的该感光层进行曝光的步骤。在该<25>中记载的图形形成方法中,对上述图形形成材料进行曝光。例如,之后如果使上述感光层显影,可形成非常高精细的图形。
<26>上述<25>中记载的图形形成方法,其中,用具有n个接收来自光照射机构的光并射出的描素部的光调制机构,调制来自上述光照射机构的光,然后用通过了微透镜阵列的光对感光层进行曝光,其中所述微透镜阵列中排列有具有可以校正由上述描素部中射出面的变形产生的像差的非球面的微透镜。在该<26>中记载的图形形成方法中,用具有n个接收来自上述光照射机构的光并射出的描素部的上述光调制机构,调制来自该光照射机构的光,然后用通过了所述微透镜阵列的光对感光层进行曝光,其中所述微透镜阵列中排列有具有可以校正由上述描素部中射出面的变形产生的像差的非球面的微透镜,可以校正在上述描素部中由射出面的变形产生的像差,用能够抑制形成在上述图形形成材料上的图形变形的光进行曝光。其结果,由于上述图形形成材料进行高精细的曝光,之后通过使上述感光层显影,可形成高精细的图形。
<27>上述<25>-<26>的任何一项中记载的图形形成方法,其中在基体上层叠图形形成材料,进行曝光。
<28>上述<27>中记载的图形形成方法,其中基体是印刷电路布线形成用基板。
<29>上述<27>-<28>的任何一项中记载的图形形成方法,其中一边对图形形成材料进行加热和加压中的至少一种,一边层叠在基体上。
<30>上述<25>-<29>的任何一项中记载的图形形成方法,其中根据形成的图形信息进行曝光,以形成图形。
<31>上述<25>-<30>的任何一项中记载的图形形成方法,其中根据形成的图形信息产生控制信号,使用按照该控制信号调制的光进行曝光。在该<31>中记载的图形形成方法中,根据形成的图形信息产生控制信号,并按照该控制信号调制光。
<32>上述<25>-<31>的任何一项中记载的图形形成方法,其中进行曝光时,使用照射光的光照射机构和根据形成的图形信息调制由上述光照射机构照射的光的光调制机构。
<33>上述<32>中记载的图形形成方法,其中用光调制机构调制光之后,通过排列有微透镜的微透镜阵列之后进行曝光,其中上述微透镜具有可以校正在上述光调制机构中由描素部的射出面的变形产生的像差的非球面。在该<33>中记载的图形形成方法中,由上述光调制机构调制的光经过上述微透镜阵列中的上述非球面,由此可校正由上述描素部中的射出面的变形产生的像差。其结果,抑制了形成在图形形成材料的图形的变形,可以对该图形形成材料进行非常高精细的曝光。例如,之后如果使上述感光层显影,可形成非常高精细的图形。
<34>上述<33>中记载的图形形成方法,其中非球面是复曲(toric)面。在该<34>中记载的图形形成方法中,由于上述非球面是复曲面,可有效地校正由上述描素部中的射出面的变形产生的像差,有效地抑制形成在图形形成材料上的图形变形。其结果,可对上述图形形成材料非常高精细地进行曝光。例如,之后如果使上述感光层显影,可形成非常高精细的图形。
<35>上述<25>-<34>的任何一项中记载的图形形成方法,其中通过开口阵列(aperture array)后进行曝光。在该<35>中记载的图形形成方法中,通过上述开口阵列后进行曝光,由此可改善消光比。其结果,可非常高精细地进行曝光。例如,之后如果使上述感光层显影,可形成非常高精细的图形。
<36>上述<25>-<35>的任何一项中记载的图形形成方法,其中一边使曝光光和感光层相对移动,一边进行曝光。在该<36>中记载的图形形成方法中,通过一边使上述被调制的光和上述感光层相对移动一边进行曝光,可高速进行曝光。例如,之后如果使上述感光层显影,可形成非常高精细的图形。
<37>上述<25>-<36>的任何一项中记载的图形形成方法,其中对感光层的局部区域进行曝光。
<38>上述<25>-<37>的任何一项中记载的图形形成方法,其中进行曝光后,对感光层进行显影。在该<38>中记载的图形形成方法中,进行上述曝光后,通过使上述感光层显影,可形成非常高精细的图形。
<39>上述<25>-<38>的任何一项中记载的图形形成方法,其中进行显影后,形成永久图形。
<40>上述<39>中记载的图形形成方法,其中永久图形是布线图形,并且该永久图形的形成通过蚀刻处理和镀覆处理中的至少一种进行。
根据本发明,可以解决目前存在的问题,并且由于感光层中含有的粘合剂的I/O值和玻璃化转变温度都在一定的数值范围内,可以提供分辨率和遮盖性优良,并且显影性也优异,而且可抑制熔边的产生的图形形成材料、以及具有该图形形成材料的图形形成装置和使用上述图形形成材料的图形形成方法。
附图说明
图1是表示数字·微型反射镜·装置(DMD)的结构的局部放大图的一个例子。
图2(A)和(B)是用于说明DMD的操作的说明图的一个例子。
图3(A)和(B)是在不倾斜设置DMD和倾斜设置DMD的情况下,对曝光光束的设置和扫描线进行比较后示出的俯视图的一个例子。
图4(A)和(B)是表示DMD的使用区域的例子的图例。
图5是用于说明在用扫描器的一次扫描中使图形形成材料曝光的曝光方式的俯视图的一个例子。
图6(A)和(B)是用于说明在用扫描器的多次扫描中使图形形成材料曝光的曝光方式的俯视图的一个例子。
图7是表示图形形成装置的一个例子的外观的立体示意图的一个例子。
图8是表示图形形成装置的扫描器的结构的立体示意图的一个例子。
图9(A)是表示形成于图形形成材料的曝光完成区域的俯视图的一个例子,图9(B)表示由各曝光头形成的曝光区的排列图的一个例子。
图10是表示包含光调制机构的曝光头的大致结构的立体图的一个例子。
图11(A)是表示示于图10中的曝光头的结构的沿光轴副扫描方向的截面图的一个例子,图11(B)是(A)的侧视图的一个例子。
图12是根据图形信息进行DMD控制的控制器的一个例子。
图13(A)是表示聚光体系中的其它不同的曝光头的结构的沿光轴截面图的一个例子,图13(B)是表示不使用微透镜阵列等时投影于被曝光面的图形的俯视图的一个例子,图13(C)是表示使用微透镜阵列等时投影于被曝光面的图形的俯视图的一个例子。
图14是用等高线表示构成DMD的微型反射镜反射面的变形的图的一个例子。
图15是表示相对于该反射镜的两个对角线方向的上述微型反射镜反射面的变形的曲线的一个例子。
图16是用于图形形成装置的微透镜阵列的主视图(A)和侧视图(B)的一个例子。
图17是构成微透镜阵列的微透镜的主视图(A)和侧视图(B)的一个例子。
图18是在一个截面内(A)和另一个截面内(B)表示由微透镜产生的聚光状态的示意图的一个例子。
图19a是表示模拟了微透镜聚光位置附近的光束直径的结果的图的一个例子。
图19b是在另一个位置表示与图19a相同的模拟结果的图的一个例子。
图19c是在另一个位置表示与图19a相同的模拟结果的图的一个例子。
图19d是在另一个位置表示与图19a相同的模拟结果的图的一个例子。
图20a是表示在以往的图形形成方法中,模拟了微透镜聚光位置附近的光束直径的结果的图的一个例子。
图20b是在另一个位置表示与图20a相同的模拟结果的图的一个例子。
图20c是在另一个位置表示与图20a相同的模拟结果的图的一个例子。
图20d是在另一个位置表示与图20a相同的模拟结果的图的一个例子。
图21是表示复合波激光光源的其它结构的俯视图的一个例子。
图22是构成微透镜阵列的微透镜的主视图(A)和侧视图(B)的一个例子。
图23是在一个截面内(A)和另一个截面内(B)表示由图22的微透镜产生的聚光状态的示意图的一个例子。
图24是用于说明光量分布校正光学体系的校正概念的图的一个例子。
图25是表示光照射机构为高斯分布而且不进行光量分布校正时的光量分布的曲线的一个例子。
图26是表示用光量分布校正光学体系校正后的光量分布的曲线的一个例子。
图27a(A)是表示纤维阵列(fiber array)光源的结构的立体图,图27a(B)是(A)的局部放大图的一个例子,图27a(C)和(D)是表示激光射出部分中的发光点排列的俯视图的一个例子。
图27b是表示纤维阵列光源的激光射出部分中的发光点排列的主视图的一个例子。
图28是表示多模光纤的结构的图的一个例子。
图29是表示复合波激光光源的结构的俯视图的一个例子。
图30是表示激光模块结构的俯视图的一个例子。
图31是表示示于图30中的激光模块结构的侧视图的一个例子。
图32是表示示于图30中的激光模块结构的局部侧视图。
图33是表示激光阵列结构的立体图的一个例子。
图34(A)是表示多模穴(multi cavity)激光器结构的立体图的一个例子,图34(B)是使示于(A)中的多模穴激光器排列为阵列状的多模穴激光器阵列的立体图的一个例子。
图35是表示复合波激光光源的其它结构的俯视图的一个例子。
图36(A)是表示复合波激光光源的其它结构的俯视图的一个例子,图36(B)是(A)的沿光轴的截面图的一个例子。
图37(A)和(B)是表示以往的曝光装置中的焦深和采用本发明的图形形成方法(图形形成装置)的焦深的不同点的沿光轴的截面图的一个例子。
图中,
LD1-LD7  GaN系半导体激光器
10                加热块
11-17             准直透镜
20                聚光透镜
30-31             多模光纤
44                准直透镜夹持器(collimator lens holder)
45                聚光透镜夹持器
46                光纤夹持器
50                数字·微型反射镜·装置(DMD)
52                透镜体系
53                反射光图形(曝光光束)
54                第2成像光学体系的透镜
55                微透镜阵列
56                被曝光面(扫描面)
55a               微透镜
57                第2成像光学体系的透镜
58                第2成像光学体系的透镜
59                开口阵列
64                激光模块
66                纤维阵列光源
67                透镜体系
68                激光射出部分
69                反射镜
70                棱镜
71                聚光透镜
72                棒形积分器
73                组合透镜
74                成像透镜
100               加热块
110               多模穴激光器
111               加热块
113               棒形透镜
120               聚光透镜
130               多模光纤
130a              芯部
140               激光阵列
144               光照射机构
150               图形形成材料
152               平台
155a              微透镜
156               安装台
158               导杆
160               门
162               扫描器
164               传感器
166               曝光头
168               曝光区
170               曝光完成区域
180               加热块
184               准直透镜阵列
302               控制器
304               平台驱动装置
454               透镜体系
468               曝光区
472               微透镜阵列
474               微透镜
476               开口阵列
478               开口部
480               透镜体系
具体实施方式
(图形形成材料)
本发明的图形形成材料中,在支撑体上至少具有感光层,也可以具有适当选择的其它的层。
<感光层>
上述感光层只要含有粘合剂、聚合性化合物和聚合引发剂,就没有特别限制,也可以包含根据目的适当选择的其它的层。另外,上述感光层的层叠数可以是一层,也可以是二层以上。
—粘合剂—
作为上述粘合剂,只要I/O值为0.300-0.650,而且玻璃化转变温度为80℃以上,就没有特别的限制,可以根据目的适当选择。
另外,上述粘合剂含有共聚物,该共聚物优选具有来自苯乙烯和苯乙烯衍生物中的至少一种的结构单元。
作为上述I/O值的上限,例如,从进一步提高分辨率和遮盖性中的至少一种的观点来看,更优选0.630,特别优选0.600。
作为上述I/O值的下限,例如,从改善显影性的观点来看,更优选0.350,特别优选0.400。
作为调整上述粘合剂的I/O值的方法,可以通过适当选择构成共聚物的单体种类和使该单体聚合时的聚合比(含量)中的至少一种,调整为例如0.300-0.650的范围。
上述I/O值是按照有机概念表示可称为(无机性值)/(有机性值)的各种有机化合物的极性的值,是对各个官能团设定参数的官能团贡献法之一。对于上述I/O值,具体内容在有机概念图(甲田善生著,三共出版(1984));KUMAMOTO PHARMACEUTIUCAL BULLETIN,第1号,第1-16项(1954年);化学领域,第11卷,第10号,719-725项(1957年);フレグランスジヤ—ナル,第34号,第97-111项(1979年);フレグランスジヤ—ナル,第50号,第79-82项(1981年);等文献中进行了详细说明。
上述I/O值的概念中,把化合物的性质分为表示共价键性的有机性基团和表示离子键性的无机性基团,使所有的有机化合物分别位于叫做有机轴和无机轴的平行座标上的每一个点上来表示。
上述无机性值是将有机化合物所具有的各种取代基和键等对沸点影响力的大小以羟基为基准数值化的值。具体地讲,如果在碳原子数5左右时取直链醇的沸点曲线和直链石蜡的沸点曲线的距离,约为100℃,所以把1个羟基的影响力用数值规定为100,根据该数值,将各种取代基或者各种键等对沸点影响力数值化,该值就是有机化合物所具有的取代基的无机性值。例如,-COOH基的无机性值是150,双键的无机性值是2。因此,某种有机化合物的无机性值意味着该化合物所具有的各种取代基和键等的无机性值的总和。
上述有机性值是以分子内的亚甲基为单元,把代表该亚甲基的碳原子对沸点的影响力作为基准而规定的值。即,直链饱和烃化合物的碳原子数为5-10时,如果增加一个碳,则由此带来的沸点上升平均值是20℃,因而以此为基准,把一个碳原子的有机性值规定为20,把它作为基础,将各种取代基和键等对沸点的影响力数值化,该值就是有机性值。例如,硝基(-NO2)的有机性值是70。
上述I/O值越接近于0表明是非极性(疏水性、有机性较大)的有机化合物,越大表示是极性(亲水性、无机性较大)的有机化合物。
下面对上述I/O值的计算方法的一个例子进行说明。
甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(摩尔比):2/5/3)的I/O值,通过用以下方法计算该聚合物的无机性值和有机性值后计算下式(上述共聚物的无机性值)/(上述共聚物的有机性值)而求出。
上述共聚物的无机性值可通过求出上述甲基丙烯酸的无机性值×上述甲基丙烯酸的摩尔比、上述甲基丙烯酸甲酯的无机性值×上述甲基丙烯酸甲酯的摩尔比和上述苯乙烯的无机性值×上述苯乙烯的摩尔比的总合来确定。
由于上述甲基丙烯酸具有一个羧基,上述甲基丙烯酸甲酯具有一个酯基,上述苯乙烯具有一个芳香环,所以
上述甲基丙烯酸的无机性值是150(羧基的无机性值)×1(羧基的个数)=150,
上述甲基丙烯酸甲酯的无机性值是60(酯基的无机性值)×1(酯基的个数)=60,
上述苯乙烯的无机性值是15(芳香环的无机性值)×1(芳香环的个数)=15。
因此,上述共聚物的无机性值通过计算下式150×2(甲基丙烯酸的摩尔比)+60×5(甲基丙烯酸甲酯的摩尔比)+15×3(苯乙烯的摩尔比)求得,为645。
上述共聚物的有机性值可通过求出上述甲基丙烯酸的有机性值×上述甲基丙烯酸的摩尔比、上述甲基丙烯酸甲酯的有机性值×上述甲基丙烯酸甲酯的摩尔比和上述苯乙烯的有机性值×上述苯乙烯的摩尔比的总合来确定。
由于上述甲基丙烯酸具有4个碳原子,上述甲基丙烯酸甲酯具有5个碳原子,上述苯乙烯具有8个碳原子,所以
上述甲基丙烯酸的有机性值是20(碳原子的有机性值)×4(碳原子数)=80,
上述甲基丙烯酸甲酯的有机性值是20(碳原子的有机性值)×5(碳原子数)=100,
上述苯乙烯的有机性值是20(碳原子的有机性值)×8(碳原子数)=160。
因此,上述共聚物的有机性值可通过计算下式80×2(上述甲基丙烯酸的摩尔比)+100×5(上述甲基丙烯酸甲酯的摩尔比)+160×3(上述苯乙烯的摩尔比)求得,为1140。
因此,上述共聚物的I/O值可确定为645(上述共聚物的无机性值)/1140(上述共聚物的有机性值)=0.566。
当上述粘合剂是具有玻璃化转变温度的物质时,作为该玻璃化转变温度,如果是80℃以上,就没有特别的限制,可以根据目的适当选择,但是更优选100℃以上,特别优选115℃以上。
上述玻璃化转变温度如果不足80℃,则有时上述图形形成材料的粘性会增加,有时上述支撑体的剥离性会变差,另外,将上述图形形成材料在室温下保存时有时会产生熔边。
作为上述I/O值为0.300-0.650而且上述玻璃化转变温度为80℃以上的上述粘合剂,可列举如甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/8/30/37)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比):23/8/15/54)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比):29/16/35/20)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/25/39/11)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/25/45/5)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/10/45/20)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸环己酯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/70/5)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸环己酯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚物组成(质量比):23/70/7)、甲基丙烯酸/苯乙烯/丙烯酸甲酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/60/15)、甲基丙烯酸/苯乙烯/丙烯酸甲酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/50/25)、甲基丙烯酸/苯乙烯/丙烯酸甲酯共聚物(共聚物组成(质量比):29/61/10)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):23/60/17)、甲基丙烯酸/苯乙烯/丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):29/61/10)、甲基丙烯酸/苯乙烯/丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/70/5)、甲基丙烯酸/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):20/80)、甲基丙烯酸/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):28/72)、甲基丙烯酸/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):32/68)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/65/10)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚物组成(质量比):30/61/9)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚物组成(质量比):29/60/11)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚物组成(质量比):29/47/24)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/22/40/13)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚物组成(质量比):29/15/47/9)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚物组成(质量比):29/18/50/3)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/15/40/20)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/15/35/25)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸环己酯共聚物(共聚物组成(质量比):31/64/5)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸环己酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/15/60)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸丁酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/27/46/2)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸丁酯共聚物(共聚物组成(质量比):29/15/50/6)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸丁酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/27/36/12)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸丁酯共聚物(共聚物组成(质量比):29/13/38/20)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸丁酯共聚物(共聚物组成(质量比):29/5/31/35)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):25/29/46)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):20/53/27)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):29/19/52)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):30/13/57)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):28/13/59)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):32/8/60)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):29/31/40)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):25/41/34)、和甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):20/56/24)等,
其中优选甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/8/30/37)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比):29/16/35/20)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/25/39/11)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/25/45/5)、甲基丙烯酸/苯乙烯/丙烯酸甲酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/60/15)、甲基丙烯酸/苯乙烯/丙烯酸甲酯共聚物(共聚物组成(质量比):29/61/10)、甲基丙烯酸/苯乙烯/丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):29/61/10)、甲基丙烯酸/苯乙烯/丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/70/5)、甲基丙烯酸/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):20/80)、甲基丙烯酸/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):28/72)、甲基丙烯酸/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):32/68)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/65/10)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚物组成(质量比):30/61/9)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚物组成(质量比):29/60/11)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/22/40/13)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚物组成(质量比):29/15/47/9)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚物组成(质量比):29/18/50/3)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸环己酯共聚物(共聚物组成(质量比):31/64/5)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸环己酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/15/60)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸丁酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/27/46/2)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸丁酯共聚物(共聚物组成(质量比):29/15/50/6)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸丁酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/27/36/12)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸丁酯共聚物(共聚物组成(质量比):29/13/38/20)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):25/29/46)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):20/53/27)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):29/19/52)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):30/13/57)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):28/13/59)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):32/8/60)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):29/31/40)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):25/41/34),
特别优选甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比):29/16/35/20)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/25/45/5)、甲基丙烯酸/苯乙烯/丙烯酸甲酯共聚物(共聚物组成(质量比):29/61/10)、甲基丙烯酸/苯乙烯/丙烯酸乙酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/70/5)、甲基丙烯酸/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):32/68)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚物组成(质量比):30/61/9)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚物组成(质量比):29/60/11)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚物组成(质量比):29/15/47/9)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚物组成(质量比):29/18/50/3)、甲基丙烯酸/苯乙烯/甲基丙烯酸环己酯共聚物(共聚物组成(质量比):31/64/5)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸丁酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/27/46/2)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸丁酯共聚物(共聚物组成(质量比):29/15/50/6)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):25/29/46)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):20/53/27)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):29/19/52)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):30/13/57)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):28/13/59)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):32/8/60)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):29/31/40)、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):25/41/34)。
上述粘合剂只要上述I/O值和上述玻璃化转变温度在上述数值范围,就没有特别的限制,可以根据目的适当选择,例如,也可以具有酸性基团。
作为上述粘合剂的酸值(酸性基团的含量)只要上述I/O值是上述数值范围,就没有特别的限制,可以根据目的适当选择,例如,优选100-250(mgKOH/g),更优选120-220(mgKOH/g),特别优选150-220(mgKOH/g)。
上述酸值如果不足100(mgKOH/g),则有时显影性不足,或者分辨率差,不能获得高精细布线图案等永久图案,而如果超过250(mgKOH/g),则有时图形的耐显影液性和粘合性中的至少一种会劣化,不能获得高精细布线图案等永久图案。
作为上述酸性基团,没有特别的限制,可以根据目的适当选择,可列举例如羧基、磺酸基、磷酸基等,其中优选羧基。
作为具有羧基的粘合剂,可列举例如具有羧基的乙烯基共聚物、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、改性环氧树脂等,其中,从对涂布溶剂的溶解性、对碱性显影液的溶解性、适于合成性、膜物性的容易调整等观点来看,优选具有羧基的乙烯基共聚物。
上述具有羧基的乙烯基共聚物至少可以通过(1)具有羧基的乙烯基单体、和(2)与这些可以共聚的单体的共聚获得。
作为上述具有羧基的乙烯基单体,可列举例如(甲基)丙烯酸、乙烯基苯甲酸、马来酸、马来酸一烷基酯、富马酸、衣康酸、巴豆酸、肉硅酸、丙烯酸二聚物、具有羟基的单体(例如,(甲基)丙烯酸2-羟乙酯等)和环状酸酐(例如,马来酸酐或酞酸酐、环己烷二羧酸酐)的加成产物、ω-羧基-聚己内酯一(甲基)丙烯酸酯等。其中,从共聚性和成本、溶解性等观点来看,特别优选(甲基)丙烯酸。
另外,作为羧基的前体,也可以使用具有马来酸酐、衣康酸酐、柠康酸酐等酸酐的单体。
作为上述其它可以共聚的单体,没有特别的限制,可以根据目的适当选择,可列举例如(甲基)丙烯酸酯类、巴豆酸酯类、乙烯基酯类、马来酸二酯类、富马酸二酯类、衣康酸二酯类、(甲基)丙烯酰胺类、乙烯醚类、乙烯醇的酯类、苯乙烯类(例如苯乙烯、苯乙烯衍生物)、(甲基)丙烯腈、乙烯基取代的杂环基(例如,乙烯基吡啶、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基咔唑等)、N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基咪唑、乙烯基己内酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、磷酸-(2-丙烯酰氧基乙基酯)、磷酸-(1-甲基-2-丙烯酰氧基乙基酯)、具有官能团(例如,尿烷基、脲基、磺酰胺基、酚基、酰亚胺基)的乙烯基单体等。其中,从可以降低上述粘合剂的上述I/O值,形成高精细布线图形等永久图形的观点,以及可以使上述遮盖性的观点来看,优选上述苯乙烯和苯乙烯衍生物。
作为上述(甲基)丙烯酸酯类,可列举例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸叔丁基环己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸叔辛酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸乙酰氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、2-(2-甲氧基乙氧基)乙基(甲基)丙烯酸酯、3-苯氧基-2-羟基丙基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸苄酯、二甘醇一甲醚(甲基)丙烯酸酯、二甘醇一乙醚(甲基)丙烯酸酯、二甘醇一苯醚(甲基)丙烯酸酯、三甘醇一甲醚(甲基)丙烯酸酯、三甘醇一乙醚(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇一甲醚(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇一乙醚(甲基)丙烯酸酯、β-苯氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、壬基苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、二环戊基(甲基)丙烯酸酯、二环戊烯基(甲基)丙烯酸酯、二环戊烯基氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、三氟乙基(甲基)丙烯酸酯、八氟戊基(甲基)丙烯酸酯、全氟辛基乙基(甲基)丙烯酸酯、三溴苯基(甲基)丙烯酸酯、三溴苯基氧基乙基(甲基)丙烯酸酯等。
作为上述巴豆酸酯类,可列举例如巴豆酸丁酯、巴豆酸己酯等。
作为上述乙烯酯类,可列举例如醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、乙烯基甲氧基乙酸酯、苯甲酸乙烯酯等。
作为上述马来酸二酯类,可列举例如马来酸二甲酯、马来酸二乙酯、马来酸二丁酯等。
作为上述富马酸二酯类,可列举例如富马酸二甲酯、富马酸二乙酯、富马酸二丁酯等。
作为上述衣康酸二酯类,可列举例如衣康酸二甲酯、衣康酸二乙酯、衣康酸二丁酯等。
作为上述(甲基)丙烯酰胺类,可列举例如(甲基)丙烯酰胺、N-甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙基(甲基)丙烯酰胺、N-丙基(甲基)丙烯酰胺、N-异丙基(甲基)丙烯酰胺、N-正丁基(甲基)丙烯酰胺、N-叔丁基(甲基)丙烯酰胺、N-环己基(甲基)丙烯酰胺、N-(2-甲氧基乙基)(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯酰胺、N-苯基(甲基)丙烯酰胺、N-苄基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰基吗啉、二丙酮丙烯酰胺等。
作为上述苯乙烯类,可列举例如上述苯乙烯、上述苯乙烯衍生物(例如,甲基苯乙烯、二甲基苯乙烯、三甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、异丙基苯乙烯、丁基苯乙烯、羟基苯乙烯、甲氧基苯乙烯、丁氧基苯乙烯、乙酰氧基苯乙烯、氯苯乙烯、二氯苯乙烯、氯甲基苯乙烯、溴苯乙烯、被可用酸性物质脱保护的基团(例如t-Boc等)保护的羟基苯乙烯、乙烯基苯甲酸甲酯、α-甲基苯乙烯等)等。
作为上述乙烯醚类,可列举例如甲基乙烯醚、丁基乙烯醚、己基乙烯醚、甲氧基乙基乙烯醚等。
作为将尿烷基或者脲基作为上述官能团的乙烯基单体的合成方法,可列举例如异氰酸酯基和羟基或者氨基的加成反应,具体,可列举具有异氰酸酯基的单体和具有一个羟基的化合物或者具有一个一级或者二级氨基的化合物的加成反应、具有羟基的单体或者具有一级或者二级氨基的单体和一异氰酸酯的加成反应。
作为上述具有异氰酸酯基的单体,可列举例如用下述结构式(1)-(3)表示的化合物。
Figure A20051005944900252
其中,上述结构式(1)-(3)中,R1表示氢原子或者甲基。
作为上述一异氰酸酯,可列举例如异氰酸环己酯、异氰酸正丁酯、异氰酸甲苯酯、异氰酸苄酯、异氰酸苯酯等。
作为上述具有羟基的单体,可列举例如用下述结构式(4)-(12)表示的化合物。
Figure A20051005944900261
Figure A20051005944900262
Figure A20051005944900263
Figure A20051005944900271
其中,上述结构式(4)-(12)中,R1表示氢原子或者甲基,n、n1和n2表示1以上的整数。
作为上述具有一个羟基的化合物,可列举例如醇类(例如,甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正己醇、2-乙基己醇、正癸醇、正十二烷醇、正十八烷醇、环戊醇、环己醇、苄醇、苯乙醇等)、酚类(例如,苯酚、甲酚、萘酚等)、以及作为含有取代基的化合物的氟代乙醇、三氟乙醇、甲氧基乙醇、苯氧基乙醇、氯苯酚、二氯苯酚、甲氧基苯酚、乙酰氧基苯酚等。
作为上述具有一级或者二级氨基的单体,可列举例如乙烯基苄胺等。
作为上述含有一个一级或者二级氨基的化合物,可列举例如烷基胺(例如,甲胺、乙胺、正丙胺、异丙胺、正丁胺、仲丁胺、叔丁胺、己胺、2-乙基己胺、癸胺、十二烷胺、十八烷胺、二甲胺、二乙胺、二丁胺、二辛胺)、环状烷基胺(环戊胺、环己胺等)、芳烷基胺(苄胺、苯乙胺等)、芳基胺(苯胺、甲苯胺、二甲苯胺、萘胺等)、以及这些的组合(N-甲基-N-苄胺等)、以及含有取代基的胺(三氟乙胺、六氟异丙胺、甲氧基苯胺、甲氧基丙胺等)等。
另外,作为上述以外的上述其它可以共聚的单体,可适当列举例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯等。
上述其它可以共聚的单体可以单独使用一种,也可以二种以上组合使用。
上述乙烯基共聚物可以通过公知的方法按照常规方法使各自相应的单体共聚而调制。例如,可以通过使上述单体溶解于适当的溶剂中后向其中加入自由基聚合引发剂而在溶液中使其共聚的方法(溶液聚合法)进行调制。另外,可以通过在使上述单体分散于水性介质中的状态下进行所谓的乳液聚合等完成调制。
作为用于上述溶液聚合法的适当的溶剂,没有特别的限制,可以根据使用的单体和产生的共聚物的溶解性等适当选择。可列举例如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、甲氧基丙基乙酸酯、乳酸乙酯、醋酸乙酯、乙腈、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、氯仿、甲苯等。这些溶剂既可以单独使用一种,也可以二种以上组合使用。
作为上述自由基聚合引发剂,没有特别的限制,可列举例如2,2’-偶氮二(异丁腈)(AIBN)、2,2’-偶氮二-(2,4’-二甲基戊腈)等偶氮化合物;过氧苯甲酰等过氧化物;过硫酸钠、过硫酸铵等过硫酸盐等。
作为上述乙烯基共聚物中具有羧基的聚合性化合物的含量,只要上述I/O值在上述数值范围内,就没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如,优选5-50摩尔%,更优选10-40摩尔%,特别优选15-35摩尔%。
上述含量如果不足5摩尔%,则有时对碱性水的显影性不足,而如果超过50摩尔%,则有时固化部分(图象部分)的耐显影液性不足。
作为上述具有羧基的粘合剂的分子量,没有特别的限制,可以根据目的适当选择,例如,作为重均分子量,优选2000-300000,更优选4000-150000。
上述重均分子量如果不足2000,则有时膜的强度易于变得不足,另外很难稳定地制造,而如果超过300000,则有时显影性会下降。
上述具有羧基的粘合剂可以单独使用一种,也可以二种以上组合使用。作为将二种以上上述粘合剂组合使用的情况,可列举如由不同共聚成分组成的二种以上的粘合剂、不同重均分子量的二种以上的粘合剂、不同分散度的二种以上的粘合剂等组合。
上述具有羧基的粘合剂,其羧基的一部分或者全部也可以被碱性物质所中和。另外,上述粘合剂也可以进一步组合使用聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚乙烯醇、明胶等结构不同的树脂。
另外,也可以组合使用记载于特许2873889号等的可溶于碱性溶液中的树脂等。当组合使用这些树脂时,上述粘合剂相对于上述感光层中含有的粘合剂总量的含量可以根据目的适当选择,例如,优选50质量%以上,更优选70质量%以上,特别优选90质量%以上。
作为上述感光层中的上述粘合剂的含量,没有特别的限制,可以根据目的适当选择,例如,优选10-90质量%以上,更优选20-80质量%以上,特别优选40-80质量%以上。
上述含量如果不足10质量%,则有时碱性显影性或与印刷电路布线板形成用基板(例如,镀铜膜层叠板)的粘合性会下降,而如果超过90质量%,则有时对于显影时间的稳定性和固化膜(遮盖膜)的强度会下降。还有,上述含量也可以是上述粘合剂和根据需要组合使用的高分子结合剂的总含量。
—聚合性化合物—
作为上述聚合性化合物,没有特别的限制,可以根据目的适当选择,可适当列举例如具有尿烷基和芳基中的至少一种的单体或者低聚物。另外,这些优选具有二种以上聚合性基团。
作为上述聚合性基团,可列举例如乙烯性不饱和键(例如,(甲基)丙烯酰基、(甲基)丙烯酰胺基、苯乙烯基、乙烯酯或乙烯醚等乙烯基、烯丙基醚或烯丙基酯等烯丙基等)、可以聚合的环状醚基(例如,环氧基、氧杂环丁烷基等)等,其中优选乙烯性不饱和键。
——具有尿烷基的单体——
作为上述具有尿烷基的单体,只要具有尿烷基,就没有特别限制,可以根据目的适当选择,但是可适当列举例如在特公昭48-41708、特开昭51-37193、特公平5-50737、特公平7-7208、特开2001-154346、特开2001-356476号公报等中记载的化合物等,例如,可举出在分子中具有二个以上异氰酸酯基的聚异氰酸酯化合物和在分子中具有羟基的乙烯基单体的加成物等。
作为上述在分子中具有二个以上异氰酸酯基的聚异氰酸酯化合物,可列举例如六亚甲基二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、苯二甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、苯撑二异氰酸酯、降冰片烯二异氰酸酯、二苯基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、3,3’-二甲基-4,4’-二苯基二异氰酸酯等二异氰酸酯;该二异氰酸酯与两官能醇的加聚物(此时两末端也是异氰酸酯基);该二异氰酸酯的缩二脲体或三聚异氰酸酯等三聚物;该二异氰酸酯或者二异氰酸酯类与三羟甲基丙烷、季戊四醇、甘油等多官能醇、或者这些的环氧乙烷加成物等其它官能醇的加成物等。
作为上述在分子中具有羟基的乙烯基单体,可列举例如(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟丁酯、二甘醇一(甲基)丙烯酸酯、三甘醇一(甲基)丙烯酸酯、四甘醇一(甲基)丙烯酸酯、八甘醇一(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇一(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇一(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇一(甲基)丙烯酸酯、四丙二醇一(甲基)丙烯酸酯、八丙二醇一(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇一(甲基)丙烯酸酯、二丁二醇一(甲基)丙烯酸酯、三丁二醇一(甲基)丙烯酸酯、四丁二醇一(甲基)丙烯酸酯、八丁二醇一(甲基)丙烯酸酯、聚丁二醇一(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯等。还可列举环氧乙烷和环氧丙烷的共聚物(无规、嵌段等)等具有不同的环氧烷部分的二醇体的一个末端(甲基)丙烯酸酯体等。
另外,作为上述具有尿烷基的单体,可列举三((甲基)丙烯酰氧基乙基)三聚异氰酸酯、二(甲基)丙烯化三聚异氰酸酯、环氧乙烷改性三聚异氰酸的三(甲基)丙烯酸酯等具有三聚异氰酸酯环的化合物。其中,优选用下述结构式(13)、或者结构式(14)表示的化合物,从遮盖性的观点来看,特别优选至少含有上述用结构式(14)表示的化合物。另外,这些化合物可以单独使用一种,也可以二种以上组合使用。
上述结构式(13)和(14)中,R1-R3分别表示氢原子或者甲基。X1-X3表示环氧烷基,可以单独使用一种,也可以二种以上组合使用。
作为上述环氧烷基,可适当列举例如环氧乙烷基、环氧丙烷基、环氧丁烷基、环氧戊烷基、环氧己烷基、使这些组合的基团(可以是无规、嵌段中的任何一种组合)等,其中,优选环氧乙烷基、环氧丙烷基、环氧丁烷基、或者组合这些的基团,更加优选环氧乙烷基、环氧丙烷基。
上述结构式(13)和(14)中,m1-m3表示1-60的整数,优选2-30,更优选4-15。
上述结构式(13)和(14)中,Y1-Y2表示碳原子数2-30的二价有机基团,可适当列举例如亚烷基、亚芳基、亚烯基、亚炔基、羰基(-CO-)、氧原子(-O-)、硫原子(-S-)、亚氨基(-NH-)、亚氨基的氢原子被一价烃基取代的取代亚氨基、磺酰基(-SO2-)或者组合这些的基团等,其中,优选亚烷基、亚芳基、或者组合这些的基团。
上述亚烷基也可以具有支链结构或者环状结构,可适当列举例如亚甲基、亚乙基、亚丙基、异亚丙基、亚丁基、异亚丁基、亚戊基、亚新戊基、亚己基、三甲基亚己基、环亚己基、亚庚基、亚辛基、2-乙基亚己基、亚壬基、亚癸基、亚十二烷基、亚十八烷基或者下述所示的任何基团等。
Figure A20051005944900321
作为上述亚芳基,也可以用烃基取代和基团,可适当列举例如亚苯基、苯亚甲基、二亚苯基、亚萘基或者下述所示的基团等。
Figure A20051005944900322
作为上述组合这些的基团,可列举例如苯二甲基等。
作为上述亚烷基、亚芳基、或者组合这些的基团,也可以另外具有取代基,作为该取代基,可列举例如卤原子(例如,氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、芳基、烷氧基(例如,甲氧基、乙氧基、2-乙氧基乙氧基)、芳氧基(例如,苯氧基)、酰基(例如,乙酰基、丙酰基)、酰氧基(例如,乙酰氧基、丁酰氧基)、烷氧基羰基(例如,甲氧基羰基、乙氧基羰基)、芳氧基羰基(例如,苯氧基羰基)等。
上述结构式(13)和(14)中,n表示3-6的整数,从用于合成聚合性单体的原料供给性等观点来看,优选3、4或者6。
上述结构式(13)和(14)中,Z表示n价(3价-6价)的连接基团,可列举例如下述所示的任何基团等。
Figure A20051005944900331
其中,X4表示环氧烷。m4表示1-20的整数。n表示3-6的整数。A表示n价(3价-6价)的有机基团。
作为上述A,例如优选n价的脂肪族基、n价的芳香族基、或者将这些与亚烷基、亚芳基、亚烯基、亚炔基、羰基、氧原子、硫原子、亚氨基、亚氨基的氢原子被一价烃基取代的取代亚氨基或者磺酰基组合的基团,更优选n价的脂肪族基、n价的芳香族基、或者将这些与亚烷基、亚芳基、氧原子组合的基团,特别优选n价的脂肪族基、将n价的脂肪族基与亚烷基、氧原子组合的基团。
作为上述A的碳原子数,例如优选1-100的整数,更优选1-50的整数,特别优选3-30的整数。
上述n价的脂肪族基,也可以具有支链结构或者环状结构。
作为上述脂肪族基的碳原子数,例如优选1-30的整数,更优选1-20的整数,特别优选3-10的整数。
作为上述芳香族基的碳原子数,例如优选6-100的整数,更优选6-50的整数,特别优选6-30的整数。
上述n价的脂肪族基、或者芳香族基也可以进一步具有取代基,作为该取代基,可列举例如羟基、卤原子(例如,氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、芳基、烷氧基(例如,甲氧基、乙氧基、2-乙氧基乙氧基)、芳氧基(例如,苯氧基)、酰基(例如,乙酰基、丙酰基)、酰氧基(例如,乙酰氧基、丁酰氧基)、烷氧基羰基(例如,甲氧基羰基、乙氧基羰基)、芳氧基羰基(例如,苯氧基羰基)等。
上述亚烷基,也可以具有支链结构或者环状结构。
作为上述亚烷基的碳原子数,例如优选1-18的整数,更优选1-10的整数。
上述亚芳基也可以再用烃基取代。
作为上述亚芳基的碳原子数,优选6-18的整数,更优选6-10的整数。
作为上述取代亚氨基的1价烃基的碳原子数,优选1-18的整数,更优选1-10的整数。
上述A的优选的例子如下。
作为上述用结构式(13)和(14)表示的化合物,可列举例如用下述结构式(15)-(37)表示的化合物等。
Figure A20051005944900351
Figure A20051005944900352
【化21】
Figure A20051005944900361
【化22】
【化23】
Figure A20051005944900363
【化24】
【化25】
Figure A20051005944900365
【化26】
【化27】
【化28】
Figure A20051005944900372
【化29】
Figure A20051005944900373
【化30】
【化31】
【化32】
【化33】
【化34】
【化35】
Figure A20051005944900384
【化36】
Figure A20051005944900391
【化37】
【化38】
Figure A20051005944900393
【化39】
Figure A20051005944900394
Figure A20051005944900401
Figure A20051005944900402
其中上述结构式(15)-(37)中,n、n1、n2和m意味着1-60,1意味着1-20,R表示氢原子或者甲基。
——具有芳基的单体——
作为上述具有芳基的单体,只要具有芳基,就没有特别限制,可以根据目的适当选择,但是可列举例如具有芳基的多元醇化合物、多元胺化合物和多元氨基醇化合物中的至少一种和不饱和羧酸的酯或者酰胺等。
作为上述具有芳基的多元醇化合物、多元胺化合物和多元氨基醇化合物,可列举例如聚苯乙烯氧化物、苯二甲基二醇、二-(β-羟基乙氧基)苯、1,5-二羟基-1,2,3,4-四氢化萘、2,2-二苯基-1,3-丙二醇、羟基苄醇、羟乙基间苯二酚、1-苯基-1,2-乙二醇、2,3,5,6-四甲基-对-二甲苯-α,α’-二醇、1,1,4,4-四苯基-1,4-丁二醇、1,1,4,4-2-丁炔-1,4-二醇、1,1’-联-2-萘酚、二羟基萘、1,1’-亚甲基-二-2-萘酚、1,2,4-苯三醇、联苯酚、2,2’-双(4-羟基苯基)丁烷、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、双(羟基苯基)甲烷、邻苯二酚、4-氯间苯二酚、氢醌、羟基苄醇、甲基氢醌、亚甲基-2,4,6-三羟基苯甲酸酯、氟代间苯二酚、连苯三酚、间苯二酚、α-(1-氨基乙基)-对-羟基苄醇、α-(1-氨基乙基)-对-烷基苄醇、3-氨基-4-羟基苯基砜等。另外,除此之外还可列举苯二甲基双(甲基)丙烯酰胺、使α,β-不饱和羧酸与酚醛清漆型环氧树脂或双酚A二缩水甘油醚等缩水甘油基化合物加成得到的化合物、由酞酸或偏苯三酸等在分子中具有羟基的乙烯单体得到的酯化物、酞酸二烯丙酯、偏苯三酸三烯丙酯、苯二磺酸二烯丙酯、作为聚合性单体的阳离子聚合性的二乙烯醚类(例如,双酚A二乙烯醚)、环氧化合物(例如,酚醛清漆型环氧树脂、双酚A二缩水甘油醚等)、乙烯酯类(例如,邻苯二甲酸二乙烯酯、对苯二甲酸二乙烯酯、二乙烯苯-1,3-二磺酸酯等)、苯乙烯化合物(例如,二乙烯苯、对烯丙基苯乙烯、对异丙烯苯乙烯等)。其中优选用下述结构式(38)表示的化合物。
Figure A20051005944900411
上述结构式(38)中,R4、R5表示氢原子或者烷基。
上述结构式(38)中,X5和X6表示环氧烷基,可以单独使用一种,也可以二种以上组合使用。作为该环氧烷基,可适当列举例如环氧乙烷基、环氧丙烷基、环氧丁烷基、环氧戊烷基、环氧己烷基、使这些组合的基团(也可以用无规、嵌段中的任何一种组合)等,其中,优选环氧乙烷基、环氧丙烷基、环氧丁烷基、或者这些的组合基团,更加优选环氧乙烷基、环氧丙烷基。
上述结构式(38)中,m5、m6优选1-60的整数,更优选2-30,特别优选4-15。
上述结构式(38)中,T表示二价的连接基团,可列举例如亚甲基、亚乙基、MeCMe、CF3CCF3、CO、SO2等。
上述结构式(38)中,Ar1、Ar2表示可以具有取代基的芳基,可列举例如苯撑、萘撑等。作为上述取代基,可列举例如烷基、芳基、芳烷基、卤素基、烷氧基、或者这些的组合等。
作为上述具有芳基的单体的具体例子,可列举例如2,2-双[4-(3-(甲基)丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-((甲基)丙烯酰氧基乙氧基)苯基]丙烷、被一个酚性OH基取代的乙氧基数为2-20的2,2-双[4-((甲基)丙烯酰氧基聚乙氧基)苯基]丙烷(例如,2,2-双[4-((甲基)丙烯酰氧基二乙氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-((甲基)丙烯酰氧基四乙氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-((甲基)丙烯酰氧基五乙氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-((甲基)丙烯酰氧基十乙氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-((甲基)丙烯酰氧基十五乙氧基)苯基]丙烷等)、2,2-双[4-((甲基)丙烯酰氧基丙氧基)苯基]丙烷、被一个酚性OH基取代的乙氧基数为2-20的2,2-双[4-((甲基)丙烯酰氧基聚丙氧基)苯基]丙烷(例如,2,2-双[4-((甲基)丙烯酰氧基二丙氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-((甲基)丙烯酰氧基四丙氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-((甲基)丙烯酰氧基五丙氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-((甲基)丙烯酰氧基十丙氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-((甲基)丙烯酰氧基十五丙氧基)苯基]丙烷等)、或者作为这些化合物的聚醚部位在同一分子中含有聚环氧乙烷骨架和聚环氧丙烷骨架二者的化合物(例如,在WO01/98832号公报中记载的化合物等,或者作为市售品有新中村化学工业社制的BPE-200、BPE-500、BPE-1000)、具有双酚骨架和尿烷基的聚合性化合物等。还有,这些也可以是将来自双酚A骨架的部分变为双酚F或者双酚S等的化合物。
作为上述具有双酚骨架和尿烷基的聚合性化合物,可列举例如双酚和环氧乙烷或者环氧丙烷等的加成物、作为加聚物得到的在末端具有羟基的化合物中具有异氰酸酯基和聚合性基团的化合物(例如,2-异氰酸乙酯(甲基)丙烯酸酯、α,α-二甲基-乙烯基苄基异氰酸酯等)等。
——其它聚合性单体——
本发明的图形形成材料中也可以使用除上述具有尿烷基的单体和上述具有芳基的单体以外的聚合性单体。
作为除了上述具有尿烷基的单体和上述具有芳香环的单体以外的聚合性单体,可列举例如不饱和羧酸(例如,丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、丁烯酸、异丁烯酸、马来酸等)和脂肪族多元醇化合物的酯、不饱和羧酸和多元胺化合物的酰胺等。
作为上述不饱和羧酸和脂肪族多元醇化合物的酯的单体,例如,作为(甲基)丙烯酸酯,可列举乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、亚乙基的数为2-1 8的聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯(例如,二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、三甘醇二(甲基)丙烯酸酯、四甘醇二(甲基)丙烯酸酯、壬甘醇二(甲基)丙烯酸酯、十二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、十四甘醇二(甲基)丙烯酸酯等)、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、亚丙基的数为2-18的聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯(例如,二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、十二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯等)、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷改性新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烷改性新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三((甲基)丙烯酰氧基丙基)醚、三羟甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、1,3-丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、四亚甲基二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-环己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,2,4-丁三醇三(甲基)丙烯酸酯、1,5-戊二醇(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、山梨糖醇三(甲基)丙烯酸酯、山梨糖醇四(甲基)丙烯酸酯、山梨糖醇五(甲基)丙烯酸酯、山梨糖醇六(甲基)丙烯酸酯、二羟甲基二环戊烷二(甲基)丙烯酸酯、三环癸烷二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇改性三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、至少分别具有一个乙二醇链/丙二醇链的烷撑二醇链的二(甲基)丙烯酸酯(例如,在WO01/98832号公报中记载的化合物等)、加成了环氧乙烷和环氧丙烷中的至少一个的三羟甲基丙烷的三(甲基)丙烯酸酯、聚丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙三醇二(甲基)丙烯酸酯、丙三醇三(甲基)丙烯酸酯、二甲苯酚二(甲基)丙烯酸酯等。
在上述(甲基)丙烯酸酯类中,从其易于获得等观点来看,优选乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、至少分别具有一个乙二醇链/丙二醇链的烷撑二醇链的二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、丙三醇三(甲基)丙烯酸酯、二丙三醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,2,4-丁三醇三(甲基)丙烯酸酯、1,4-环己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,5-戊二醇(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、加成了环氧乙烷的三羟甲基丙烷的三(甲基)丙烯酸酯等。
作为上述衣康酸和上述脂肪族多元醇化合物的酯(衣康酸酯),可列举例如乙二醇二衣康酸酯、丙二醇二衣康酸酯、1,3-丁二醇二衣康酸酯、1,4-丁二醇二衣康酸酯、四亚甲基二醇二衣康酸酯、季戊四醇二衣康酸酯和山梨糖醇四衣康酸酯等。
作为上述丁烯酸和上述脂肪族多元醇化合物的酯(丁烯酸酯),可列举例如乙二醇二丁烯酸酯、四亚甲基二醇二丁烯酸酯、季戊四醇二丁烯酸酯、山梨糖醇四丁烯酸酯等。
作为上述异丁烯酸和上述脂肪族多元醇化合物的酯(异丁烯酸酯),可列举例如乙二醇二异丁烯酸酯、季戊四醇二异丁烯酸酯、山梨糖醇四异丁烯酸酯等。
作为上述马来酸和上述脂肪族多元醇化合物的酯(马来酸酯),可列举例如乙二醇二马来酸酯、三甘醇二马来酸酯、季戊四醇二马来酸酯、山梨糖醇四马来酸酯等。
作为由上述多元胺化合物和上述不饱和羧酸类衍生出的酰胺,可列举例如亚甲基双(甲基)丙烯酰胺、亚乙基双(甲基)丙烯酰胺、1,6-六亚甲基双(甲基)丙烯酰胺、八亚甲基双(甲基)丙烯酰胺、二乙撑三胺三(甲基)丙烯酰胺、二乙撑三胺双(甲基)丙烯酰胺等。
另外,除了上述以外,作为上述聚合性单体,还可列举例如使α,β-不饱和羧酸与丁二醇-1,4-二缩水甘油醚、环己二甲醇缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、二甘醇二缩水甘油醚、二丙二醇二缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、季戊四醇四缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚等含有缩水甘油醚基的化合物加成而得到的化合物;如在特开昭48-64183号、特公昭49-43191号、特公昭52-30490号各公报中记载的聚酯丙烯酸酯或聚酯甲基丙烯酸酯低聚物类;使环氧化合物(例如,丁二醇-1,4-二缩水甘油醚、环己二甲醇缩水甘油醚、二甘醇二缩水甘油醚、二丙二醇二缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、季戊四醇四缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚等)和(甲基)丙烯酸反应得到的环氧丙烯酸酯类等多官能丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯;在日本接着协会志vol.20、No.7、300-308页(1984年)中记载的光固化性单体和低聚物;烯丙酯(例如,酞酸二烯丙酯、己二酸二烯丙酯、丙二酸二烯丙酯、二烯丙基酰胺(例如,二烯丙基乙酰胺等)、阳离子聚合性的二乙烯醚类(例如,丁二醇-1,4-二乙烯醚、环己二甲醇二乙烯醚、乙二醇二乙烯醚、二甘醇二乙烯醚、二丙二醇二乙烯醚、己二醇二乙烯醚、三羟甲基丙烷三乙烯醚、季戊四醇四乙烯醚、丙三醇三乙烯醚等)、环氧化合物(例如,丁二醇-1,4-二缩水甘油醚、环己二甲醇缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、二甘醇二缩水甘油醚、二丙二醇二缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、季戊四醇四缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚等)、氧杂环丁烷类(例如,1,4-双[(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲氧基)甲基]苯等)、环氧化合物、氧杂环丁烷类(例如,在WO01/22165号公报中记载的化合物)、N-β-羟基乙基-β-(甲基丙烯酰胺)乙基丙烯酸酯、N,N-双(β-甲基丙烯酰氧基乙基)丙烯酰胺、甲基丙烯酸烯丙酯等具有二个以上不同的乙烯性不饱和双键的化合物等。
作为上述乙烯酯类,可列举例如琥珀酸二乙烯酯、己二酸二乙烯酯等。
这些多官能单体或者低聚物可以单独使用一种,也可以二种以上组合使用。
上述聚合性单体也可以根据需要组合使用在分子内含有一个聚合性基团的聚合性化合物(单官能单体)。
作为上述多官能单体,可列举例如作为上述粘合剂原料所列举的化合物、在特开平6-236031号公报中记载的二元的单((甲基)丙烯酰氧基烷基酯)-(卤代羟基烷基酯)等单官能单体(例如,γ-氯-β-羟基丙基-β’-甲基丙烯酰氧基乙基-o-酞酸酯等)、在特许2744643号公报、WO00/52529号公报、特许2548016号公报等中记载的化合物。
作为上述感光层中的聚合性化合物的含量,例如,优选5-90质量%,更优选15-60质量%,特别优选20-50质量%。
上述含量如果是5质量%,则有时遮盖膜的强度下降,而如果超过90质量%,则有时保存时的熔边(由滚筒端部开始的熔化故障)恶化。
另外,作为在聚合性化合物中上述具有二个以上聚合性基团的多官能单体的含量,优选5-100质量%,更优选20-100质量%,特别优选40-100质量%。
——光聚合引发剂——
作为上述光聚合引发剂,只要具有能引发上述聚合性化合物的聚合的能力,就没有特别限制,可以适当选自公知的光聚合引发剂,例如优选对紫外线区域至可见光线具有感光性的物质,可以是与被光激发的增感剂发生某些作用并产生活性自由基的活性剂,也可以是根据单体种类引发阳离子聚合的引发剂。
另外,上述光聚合引发剂优选至少含有一种在约300-800nm(更优选330-500nm)的范围内至少具有约50的分子吸光系数的成分。
作为上述光聚合引发剂,可列举例如卤化烃衍生物(例如,具有三嗪骨架的物质、具有噁二唑骨架的物质等)、六芳基联二咪唑、肟衍生物、有机过氧化物、硫化合物、酮化合物、芳香族鎓盐、芳环烯金属衍生物类等。其中,从感光层的感光度、保存性、和感光层与印刷电路基板形成用基板的粘合性等观点来看,优选具有三嗪骨架的卤化烃、肟衍生物、酮化合物、六芳基联二咪唑系化合物。
作为上述六芳基联二咪唑,可列举例如2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联二咪唑、2,2’-双(邻-氟苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联二咪唑、2,2’-双(2-溴苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联二咪唑、2,2’-双(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联二咪唑、2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四(3-甲氧基苯基)联二咪唑、2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四(4-甲氧基苯基)联二咪唑、2,2’-双(4-甲氧基苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联二咪唑、2,2’-双(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联二咪唑、2,2’-双(2-硝基苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联二咪唑、2,2’-双(2-甲基苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联二咪唑、2,2’-双(2-三氟甲基苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联二咪唑、在WO00/52529号公报中记载的化合物等。
上述联二咪唑类,可以容易地用例如公开于Bull.Chem.Soc.Japan,33,565(1960),和J.Org.Chem,36(16)2262(1971)中的方法合成。
作为具有三嗪骨架的卤化烃化合物,可列举例如若林等著的Bull.Chem.Soc.Japan,42,2924(1969)记载的化合物;英国专利1388492号说明书记载的化合物;特开昭53-133428号公报记载的化合物;德国专利3337024号说明书记载的化合物;根据F.C.Schaefer等的J.Org.Chem.;29,1527(1964)记载的化合物;特开昭62-58241号公报记载的化合物;特开平5-281728号公报记载的化合物;特开平5-34920号公报记载的化合物;美国专利第4212976号说明书中记载的化合物等。
作为上述若林等著的Bull.Chem.Soc.Japan,42,2924(1969)记载的化合物,可列举例如2-苯基-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-氯苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(2,4-二氯苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-甲基-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-正壬基-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪和2-(α,α,β-三氯乙基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪等。
作为上述英国专利1388492号说明书记载的化合物,可列举例如2-苯乙烯基-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲氧基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲氧基苯乙烯基)-4-氨基-6-三氯甲基-1,3,5-三嗪等。
作为上述特开昭53-133428号公报记载的化合物,可列举例如2-(4-甲氧基-萘并-1-基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-乙氧基-萘并-1-基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-[4-(2-乙氧基乙基)-萘并-1-基]-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4,7-二甲氧基-萘并-1-基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪和2-(苊并-5-基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪等。
作为上述德国专利3337024号说明书记载的化合物,可列举例如2-(4-苯乙烯基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-(4-甲氧基苯乙烯基)苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(1-萘基乙烯撑苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-氯苯乙烯基苯基-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-噻吩-2-乙烯撑苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-噻吩-3-乙烯撑苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-呋喃-2-乙烯撑苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪和2-(4-苯并呋喃-2-乙烯撑苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪等。
作为上述根据F.C.Schaefer等的J.Org.Chem.;29,1527(1964)记载的化合物,可列举例如2-甲基-4,6-双(三溴甲基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(三溴甲基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(二溴甲基)-1,3,5-三嗪、2-氨基-4-甲基-6-三(溴甲基)-1,3,5-三嗪和2-甲氧基-4-甲基-6-三氯甲基-1,3,5-三嗪等。
作为上述特开昭62-58241号公报记载化合物,可列举例如2-(4-苯基乙炔基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-萘基-1-乙炔基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-(4-甲苯基乙炔基)苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-(4-甲氧基苯基)乙炔基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-(4-异丙基苯基乙炔基)苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-(4-乙基苯基乙炔基)苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪等。
作为上述特开平5-281728号公报记载的化合物,可列举例如2-(4-三氟甲基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(2,6-二氟苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(2,6-二氯苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(2,6-二溴苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪等。
作为上述特开平5-34920号公报记载的化合物,可列举例如2,4-双(三氯甲基)-6-[4-(N,N-二乙氧基羰基甲基氨基)-3-溴苯基]-1,3,5-三嗪、在美国专利第4239850号说明书中记载的三卤代甲基-s-三嗪化合物、以及2,4,6-三(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-氯苯基)-4,6-双(三溴甲基)-s-三嗪等。
作为上述在美国专利第4212976号说明书中记载的化合物,可列举例如具有噁二唑骨架的化合物(例如,2-三氯甲基-5-苯基-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(4-氯苯基)-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(1-萘基)-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(2-萘基)-1,3,4-噁二唑、2-三溴甲基-5-苯基-1,3,4-噁二唑、2-三溴甲基-5-(2-萘基)-1,3,4-噁二唑;2-三氯甲基-5-苯乙烯基-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(4-氯苯乙烯基)-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(4-甲氧基苯乙烯基)-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(1-萘基)-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(4-n-丁氧基苯乙烯基)-1,3,4-噁二唑、2-三溴甲基-5-苯乙烯基-1,3,4-噁二唑等)等。
作为本发明中适于使用的肟衍生物,可列举例如用下述结构式(39)-(72)表示的化合物。
【化43】
【化44】
Figure A20051005944900511
【化45】
Figure A20051005944900531
Figure A20051005944900532
    R
结构式(67)n-C3H7结构式(68)n-C8H17结构式(69)樟脑结构式(70)p-CH3C6H4
Figure A20051005944900533
R
结构式(71)n-C3H7结构式(72)p-CH3C6H4
作为上述酮化合物,可列举例如二苯甲酮、2-甲基二苯甲酮、3-甲基二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮、4-甲氧基二苯甲酮、2-氯二苯甲酮、4-氯二苯甲酮、4-溴二苯甲酮、2-羧基二苯甲酮、2-乙氧基羰基二苯甲酮、二苯甲酮四羧酸或者其四甲酯、4,4’-双(二烷基氨基)二苯甲酮类(例如,4,4’-双(二甲基氨基)二苯甲酮、4,4’-双二环己基氨基)二苯甲酮、4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮、4,4’-双(二羟基乙基氨基)二苯甲酮、4-甲氧基-4’-二甲基氨基二苯甲酮、4,4’-二甲氧基二苯甲酮、4-二甲基氨基二苯甲酮、4-二甲基氨基苯乙酮、二苯基乙二酮、蒽醌、2-叔丁基蒽醌、2-甲基蒽醌、菲醌、氧杂蒽酮、噻吨酮、2-氯-噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、芴酮、2-苄基-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代-1-丙酮、2-羟基-2-甲基-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙醇低聚物、苯偶姻、苯偶姻醚类(例如,苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻丙醚、苯偶姻异丙醚、苯偶姻苯醚、苄基二甲基缩酮)、吖啶酮、氯代吖啶酮、N-甲基吖啶酮、N-丁基吖啶酮、N-丁基-氯吖啶酮等。
作为上述芳环烯金属衍生物类,可列举例如双(η5-2,4-环戊二烯-1-基)-双(2,6-二氟-3-(1H-吡咯-1-基)-苯基)钛、η5-环戊二烯基-η6-枯烯基-铁(1+)-六氟磷酸酯(1-)、在特开昭53-133428号公报、特公昭57-1819号公报、特公昭57-6096号公报和美国专利第3615455号说明书中记载的化合物等。
另外,作为上述以外的光聚合引发剂,可列举吖啶衍生物(例如,9-苯基吖啶、1,7-双(9,9’-吖啶基)庚烷等)、N-苯基氨基乙酸等、多卤化物(例如,四溴化碳、苯基三溴甲基砜、苯基三氯甲基酮等)、香豆素类(例如,3-(2-苯并呋喃甲酰基)-7-二乙基氨基香豆素、3-(2-苯并呋喃甲酰基)-7-(1-吡咯烷基)香豆素、3-苯甲酰-7-二乙基氨基香豆素、3-(2-甲氧基苯甲酰)-7-二乙基氨基香豆素、3-(4-二甲基氨基苯甲酰)-7-二乙基氨基香豆素、3,3’-羰基双(5,7-二-n-丙氧基香豆素)、3,3’-羰基双(7-二乙基氨基香豆素)、3-苯甲酰-7-甲氧基香豆素、3-(2-呋喃甲酰基)-7-二乙基氨基香豆素、3-(4-二乙基氨基肉桂酰基)-7-二乙基氨基香豆素、7-甲氧基-3-(3-吡啶基羰基)香豆素、3-苯甲酰-5,7-二丙氧基香豆素、7-苯并三唑-2-基香豆素、以及在特开平5-19475号、特开平7-271028号、特开2002-363206号、特开2002-363207号、特开2002-363208号、特开2002-363209号公报等中记载的香豆素化合物等)、胺类(例如,4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸正丁酯、4-二甲基氨基苯甲酸苯乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸2-酞酰亚氨基乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸2-甲基丙烯酰氧基乙酯、五亚甲基双(4-二甲基氨基苯甲酸酯)、3-二甲基氨基苯甲酸的苯乙基、五亚甲基酯、4-二甲基氨基苯甲醛、2-氯-4-二甲基氨基苯甲醛、4-二甲基氨基苄醇、乙基(4-二甲基氨基苯甲酰)乙酸酯、4-哌啶基苯乙酮、4-二甲基氨基苯偶姻、N,N-二甲基-4-甲苯胺、N,N-二乙基-3-氨基苯乙醚、三苄胺、二苄基苯基胺、N-甲基-N-苯基苄胺、4-溴-N,N-二甲基苯胺、三十二烷基胺、氨基荧烃类(ODB,ODBII等)、龙胆紫内酯、白色龙胆紫等)、酰基氧化膦类(例如,双(2,4,6-三甲基苯甲酰)-苯基氧化膦、双(2,6-二甲氧基苯甲酰)-2,4,4-三甲基-戊基苯基氧化膦、LucirinTPO等)等。
此外,可列举在美国专利第2367660号说明书中记载的连聚缩酮醛基化合物、美国专利第2448828号说明书中记载的偶姻醚化合物、美国专利第2722512号说明书中记载的用α-烃基取代的芳香族偶姻化合物、美国专利第3046127号说明书和第2951758号说明书中记载的多核醌化合物、在特开2002-229194号公报中记载的有机硼化合物、自由基产生剂、三芳基锍盐(例如,六氟锑或六氟磷酸酯的盐)、鏻盐化合物(例如,(苯基硫代苯基)二苯基鏻盐等)(适于作为阳离子聚合引发剂)、在WO01/71428号公报记载的鎓盐化合物等。
上述光聚合引发剂可以单独使用一种,也可以二种以上组合使用。作为二种以上的组合,可列举例如在美国专利第3549367号说明书中记载的六芳基联二咪唑和4-氨基酮类的组合、在特公昭51-48516号公报中记载的苯并噻唑化合物和三卤代甲基-s-三嗪化合物的组合、以及芳香族酮化合物(例如,噻吨酮等)和氢供体(例如,含二烷基氨基的化合物、酚化合物等)的组合、六芳基联二咪唑和二茂铁的组合、香豆素类和二茂铁和苯基氨基乙酸类的组合等。
作为上述感光层中的光聚合引发剂的含量,优选为0.1-30质量%,更优选0.5-20质量%,特别优选0.5-15质量%。
—其它成分—
作为上述其它成分,可列举例如增感剂、热聚合抑制剂、增塑剂、显色剂、着色剂等,另外也可以组合使用对基体表面的粘合促进剂和其它的助剂类(例如,颜料、导电性粒子、填充剂、消泡剂、阻燃剂、涂平剂、剥离促进剂、抗氧化剂、香料、热交联剂、表面张力调整剂、链转移剂等)。通过使其适当含有这些成分,可以调整作为目标的图形形成材料的稳定性、摄影性、烘干性、膜物性等性质。
——增感剂——
上述增感剂可以根据后述的作为光照射机构的可见光线和紫外光-可见光激光等适当选择。
上述增感剂经活性能量线的作用后处于激发状态,通过与其它物质(例如,自由基产生剂、酸产生剂等)相互作用(例如,能量移动、电子移动等),产生自由基或酸等有用的基团。
作为上述增感剂,没有特别限制,可以适当选自公知的增感剂,可列举例如公知的多核芳香族类(例如,芘、苝、三邻亚苯)、氧杂蒽类(例如,荧光素、曙红、赤鲜红、罗丹明B、二碘曙红)、花青类(例如,印度羰花青、硫杂羰花青、氧杂羰花青)、部花青类(例如,部花青、羰部花青)、噻嗪类(例如,硫堇、亚甲蓝、甲苯胺蓝)、吖啶类(例如,吖啶橙、氯黄素、吖啶黄)、蒽醌类(例如,蒽醌)、squalirium类(例如,squalirium)、吖啶酮类(例如,吖啶酮、氯代吖啶酮、N-甲基吖啶酮、N-丁基吖啶酮、N-丁基-氯吖啶酮等)、香豆素类(例如,3-(2-苯并呋喃甲酰基)-7-二乙基氨基香豆素、3-(2-苯并呋喃甲酰基)-7-(1-吡咯烷基)香豆素、3-苯甲酰-7-二乙基氨基香豆素、3-(2-甲氧基苯甲酰)-7-二乙基氨基香豆素、3-(4-二甲基氨基苯甲酰)-7-二乙基氨基香豆素、3,3’-羰基双(5,7-二-n-丙氧基香豆素)、3,3’-羰基双(7-二乙基氨基香豆素)、3-苯甲酰-7-甲氧基香豆素、3-(2-呋喃甲酰基)-7-二乙基氨基香豆素、3-(4-二乙基氨基肉桂酰)-7-二乙基氨基香豆素、7-甲氧基-3-(3-吡啶基羰基)香豆素、3-苯甲酰-5,7-二丙氧基香豆素等、以及在特开平5-19475号、特开平7-271028号、特开2002-363206号、特开2002-363207号、特开2002-363208号、特开2002-363209号等各公报中记载的香豆素化合物等)。
作为上述光聚合引发剂和上述增感剂的组合,可列举例如在特开2001-305734号公报中记载的电子移动型引发体系[(1)电子给与型引发剂和增感色素、(2)电子接受型引发剂和增感色素、(3)电子给与型引发剂、增感色素和电子接受型引发剂(三元引发体系)]等组合。
作为上述增感剂的含量,相对于感光性树脂组合物的所有成分,优选0.05-30质量%,更优选0.1-20质量%,特别优选0.2-10质量%。
上述含量如果不足0.05质量%,则有时对活性能量线的感光度下降,在曝光工艺中花费时间,生产效率下降,而如果超过30质量%,则有时保存时会从上述感光层中析出。
——热聚合抑制剂——
上述热聚合抑制剂也可以为了防止在上述感光层中上述聚合性化合物热聚合或者时效聚合(随时间的推移发生的聚合)而加入。
作为上述热聚合抑制剂,可列举例如4-甲氧基苯酚、氢醌、烷基或者芳基取代氢醌、叔丁基邻苯二酚、连苯三酚、2-羟基二苯甲酮、4-甲氧基-2-羟基二苯甲酮、氯化亚铜、吩噻嗪、氯醌、萘胺、β-萘酚、2,6-二叔丁基-4-甲酚、2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、吡啶、硝基苯、二硝基苯、苦味酸、4-甲苯胺、亚甲蓝、铜和有机螯合剂反应物、水杨酸甲酯、吩噻嗪、亚硝基化合物、亚硝基化合物和A1的螯合物等。
作为上述热聚合抑制剂的含量,相对于上述感光层的上述聚合性化合物优选0.001-5质量%,更优选0.005-2质量%,特别优选0.01-1质量%。
上述含量如果不足0.001质量%,则有时保存时的稳定性下降,而如果超过5质量%,则有时对于活性能量线的感光度下降。
——增塑剂——
上述增塑剂也可以为了控制上述感光层的膜物性(挠性)而加入。
作为上述增塑剂,可列举例如酞酸二甲酯、酞酸二丁酯、酞酸二异丁酯、酞酸二庚酯、酞酸二辛酯、酞酸二环己酯、酞酸二(十三烷基)酯、酞酸丁基苄酯、酞酸二异癸酯、酞酸二苯酯、酞酸二烯丙酯、酞酸辛基辛酰基酯等酞酸酯类;三甘醇二乙酸酯、四乙二醇二乙酸酯、二甲基葡萄糖酞酸酯、乙基酞酰乙基乙醇酸酯、甲基酞酰乙基乙醇酸酯、丁基酞酰丁基乙醇酸酯、三甘醇二辛酸酯等乙醇酸酯类;三甲苯基磷酸酯、三苯基磷酸酯等磷酸酯类;4-甲苯磺酰胺、苯磺酰胺、N-正丁基苯磺酰胺、N-正丁基乙酰胺等酰胺类;己二酸二异丁酯、己二酸二辛酯、癸二酸二甲酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯、壬二酸二辛酯、马来酸二丁酯等脂肪族二元酸酯类;柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、丙三醇三乙酰酯、月硅酸丁酯、4,5-二乙氧基环己烷-1,2-二羧酸二辛酯等、聚乙二醇、聚丙二醇等二元醇类。
作为上述增塑剂的含量,相对于上述感光层的所有成分优选0.1-50质量%,更优选0.5-40质量%,特别优选1-30质量%。
——显色剂——
上述显色剂也可以为了曝光后向上述感光层赋予可视图形(烘干性能)而加入。
作为上述显色剂,可列举例如三(4-二甲基氨基苯基)甲烷(白色龙胆紫)、三(4-二乙基氨基苯基)甲烷、三(4-二甲基氨基-2-甲基苯基)甲烷、三(4-二乙基氨基-2-甲基苯基)甲烷、双(4-二丁基氨基苯基)-[4-(2-氰基乙基)甲基氨基苯基]甲烷、双(4-二甲基氨基苯基)-2-喹啉基甲烷、三(4-二丙基氨基苯基)甲烷等氨基三芳基甲烷类;3,6-双(二甲基氨基)-9-苯基黄嘌呤、3-氨基-6-二甲基氨基-2-甲基-9-(2-氯苯基)黄嘌呤等氨基黄嘌呤类;3,6-双(二乙基氨基)-9-(2-乙氧基羰基苯基)噻吨、3,6-双(二甲基氨基)噻吨等氨基噻吨类;3,6-双(二乙基氨基)-9,10-二氢-9-苯基吖啶、3,6-双(苄基氨基)-9,10-二氢-9-甲基吖啶等氨基-9,10-二氢吖啶类;3,7-双(二乙基氨基)吩噁嗪等氨基吩噁嗪类;3,7-双(乙基氨基)吩噻嗪酮等氨基吩噻嗪酮类;3,7-双(乙基氨基)-5-己基-5,10-二氢吩嗪等氨基二氢吩嗪类;双(4-二甲基氨基苯基)苯胺基甲烷等氨基苯基甲烷类;4-氨基-4’-二甲基氨基二苯基胺、4-氨基-α,β-二氰基氢化肉桂酸甲酯等氨基氢化肉桂酸类;1-(2-萘基)-2-苯肼等肼类;1,4-双(乙基氨基)-2,3-二氢蒽醌类的氨基-2,3-二氢蒽醌类;N,N-二乙基-4-苯乙基苯胺等苯乙基苯胺类;10-乙酰基-3,7-双(二甲基氨基)吩噻嗪等含碱性NH的白色色素的酰基衍生物;三(4-二乙基氨基-2-甲苯基)乙氧基羰基孟烷等不具有可以氧化的氢但可以氧化为显色化合物的白色样化合物;白色靛色素;如在美国专利3042515号和美国专利第3042517号中记载的可以氧化为显色形式的有机胺类(例如,4,4’-乙二胺、二苯基胺、N,N-二甲基苯胺、4,4’-亚甲基二胺三苯基胺、N-乙烯基咔唑),其中,优选白色龙胆紫等三芳基甲烷系化合物。
另外,通常将上述显色剂与卤素化合物组合使用,以便使上述白色体显色。
作为上述卤素化合物,可列举例如卤化烃(例如,四溴化碳、碘仿、溴化乙烯、甲叉二溴、戊基溴、异戊基溴、戊基碘、溴化异丁烯、丁基碘、二苯基甲基溴、六氯乙烷、1,2-二溴乙烷、1,1,2,2-四溴乙烷、1,2-二溴-1,1,2-三氯乙烷、1,2,3-三溴丙烷、1-溴-4-氯丁烷、1,2,3,4-四溴丁烷、四氯环丙烯、六氯环戊二烯、二溴环己烷、1,1,1-三氯-2,2-双(4-氯苯基)乙烷等);卤化醇化合物(例如,2,2,2-三氯乙醇、三溴乙醇、1,3-二氯-2-丙醇、1,1,1-三氯-2-丙醇、二(碘代六亚甲基)氨基异丙醇、三溴叔丁醇、2,2,3-三氯丁烷-1,4-二醇等);卤化羰基化合物(例如1,1-二氯丙酮、1,3-二氯丙酮、六氯丙酮、六溴丙酮、1,1,3,3-四氯丙酮、1,1,1-三氯丙酮、3,4-二溴-2-丁酮、1,4-二氯-2-丁酮-二溴环己酮等);卤化醚化合物(例如2-溴乙基甲基醚、2-溴乙基乙基醚、二(2-溴乙基)醚、1,2-二氯乙基乙基醚等);卤化酯化合物(例如,醋酸溴乙酯、三氯乙酸乙酯、三氯乙酸三氯乙酯、2,3-二溴丙基丙烯酸酯的均聚物和共聚物、二溴丙酸三氯乙酯、α,β-二氯丙烯酸乙酯等);卤化酰胺化合物(例如,氯乙酰胺、溴乙酰胺、二氯乙酰胺、三氯乙酰胺、三溴乙酰胺、三氯乙基三氯乙酰胺、2-溴异丙酰胺、2,2,2-三氯丙酰胺、N-氯琥珀酰亚胺、N-溴琥珀酰亚胺等);具有硫和磷的化合物(例如,三溴甲基苯基砜、4-硝基苯基三溴甲基砜、4-氯苯基三溴甲基砜、三(2,3-二溴丙基)磷酸酯等)、2,4-双(三氯甲基)-6-苯基三唑等。就有机卤化物来说,优选具有在同一碳原子中结合的两个以上卤原子的卤化物,更优选在一个碳原子中具有三个以上卤原子的卤化物。上述有机卤化物可以单独使用一种,也可以二种以上组合使用。其中,优选三溴甲基苯基砜、2,4-双(三氯甲基)-6-苯基三唑。
作为上述显色剂的含量,相对于上述感光层的所有成分优选为0.01-20质量%,更优选0.05-10质量%,特别优选0.1-5质量%。另外,作为上述卤化物的含量,相对于上述感光层的所有成分优选为0.001-5质量%,更优选0.005-1质量%。
——着色剂——
作为上述着色剂,没有特别的限制,可以根据目的适当选择,但是可列举例如红色、绿色、蓝色、黄色、紫色、品红色、青色、黑色等公知的颜料或者染料,具体地,可列举维多利亚·纯蓝BO(C.I.42595)、盐基黄(C.I.41000)、可溶性·黑HB(C.I.26150)、モノライト·黄GT(C.I.颜料·黄12)、永久·黄GR(C.I.颜料·黄17)、永久·黄HR(C.I.颜料·黄83)、永久·胭脂红FBB(C.I.颜料·红146)、ホスタ—バ—ム红ESB(C.I.颜料·紫罗兰19)、永久·深红色FBH(C.I.颜料·红11)、フアステル·粉红色Bスプラ(C.I.颜料·红81)、モナストラル·第一·蓝(C.I.颜料·蓝15)、モノライト·第一·黑B(C.I.颜料·黑1)、碳黑。
另外,作为适于滤色器制作的上述着色剂,可列举例如C.I.颜料·红97、C.I.颜料·红122、C.I.颜料·红149、C.I.颜料·红168、C.I.颜料·红177、C.I.颜料·红180、C.I.颜料·红192、C.I.颜料·红215、C.I.颜料·绿7、C.I.颜料·绿36、C.I.颜料·蓝15:1、C.I.颜料·蓝15:4、C.I.颜料·蓝15:6、C.I.颜料·蓝22、C.I.颜料·蓝60、C.I.颜料·蓝64、C.I.颜料·黄139、C.I.颜料·黄83、C.I.颜料·紫罗兰23、在特开2002-162752号公报的(0138)-(0141)中记载的着色剂等。作为上述着色剂的平均粒径,没有特别的限制,可以根据目的适当选择,例如,优选5μm以下,更优选1μm以下。另外,制作滤色器时,作为上述平均粒径,优选0.5μm以下。
——染料——
在上述感光层中可以使用染料,以便使感光性树脂组合物着色而改善操作性,或者附加保存稳定性。
作为上述染料,可以举例为亮绿(例如,其硫酸盐)、曙红、乙基紫、赤鲜红B、甲基绿、龙胆紫、碱性品红、酚酞、1,3-二苯基三嗪、茜素红S、百里酚酞、甲基紫2B、喹哪啶红、二碘曙红、酸性间苯胺黄、麝香草脑砜酞、二甲苯酚蓝、甲基橙、橙IV、ジフエニルチロカルバゾン、2,7-二氯荧光素、副甲基红、刚果红、苯并红紫4B、α-萘基红、尼罗蓝A、フエナセタリン、甲基紫、孔雀石绿、副品红、油蓝#603(オリエント化学工业社制)、罗丹明B、罗丹明6G、维多利亚·纯蓝BOH等,其中优选阳离子染料(例如,孔雀石绿草酸盐、孔雀石绿硫酸盐等)。作为该阳离子染料的平衡阴离子,可以是有机酸或者无机酸的残基,可列举例如溴酸、碘酸、硫酸、磷酸、草酸、甲磺酸、甲苯磺酸等的残基(阴离子)等。
作为上述染料的含量,相对于上述感光层的所有成分优选为0.001-10质量%,更优选0.01-5质量%,特别优选0.1-2质量%。
——粘合促进剂——
为了改善各层间的粘合性、或者图形形成材料和基体间的粘合性,可以在各层中使用公知的粘合促进剂。
作为上述粘合促进剂,可适当列举例如在特开平5-11439号公报、特开平5-341532号公报和特开平6-43638号公报等中记载的粘合促进剂。具体地讲,可列举苯并咪唑、苯并噁唑、苯并噻唑、2-巯基苯并咪唑、2-巯基苯并噁唑、2-巯基苯并噻唑、3-吗啉代甲基-1-苯基-三唑-2-硫羰、3-吗啉代甲基-5-苯基-噁二唑-2-硫羰、5-氨基-3-吗啉代甲基-噻二唑-2-硫羰、和2-吗啉代-5-甲基硫-噻二唑、三唑、四唑、苯并三唑、羧基苯并三唑、含氨基的苯并三唑、硅烷偶合剂等。
作为粘合促进剂的含量,相对于上述感光层的所有成分优选为0.001-20质量%,更优选0.01-10质量%,特别优选0.1-5质量%。
上述感光层也可以含有例如如J.コ—サ—著的“ライトセンシテイブシステムズ”第5章中记载的有机硫化合物、过氧化物、氧化还原化合物、偶氮或者重氮化合物、光还原性色素、有机卤化物等。
作为上述有机硫化合物,可列举例如二正丁基二硫化物、二苄基二二硫化物、2-巯基苯并噻唑、2-巯基苯并噁唑、苯硫酚、乙基三氯甲烷磺酸盐、2-巯基苯并咪唑等。
作为上述过氧化物,可以举例为例如二叔丁基过氧化物、过氧化苯甲酰、甲乙酮过氧化物。
上述氧化还原化合物是由过氧化物和还原剂的组合组成的化合物,可以举例为二价铁离子和过硫酸离子、三价铁离子和过氧化物等。
作为上述偶氮和重氮化合物,可列举例如α,α’-偶氮二异丁腈、2-偶氮-2-甲基丁腈、4-氨基二苯胺的重氮鎓类。
作为上述光还原性色素,可列举例如二碘曙红、赤鲜红、曙红、吖啶黄、核黄素(リポフラビン)、硫堇。
——表面活性剂——
为了改善在制造本发明的上述图形形成材料时产生的表面形状的不均匀,可以组合使用公知的表面活性剂。
作为上述表面活性剂,例如可以适当选自阴离子系表面活性剂、阳离子系表面活性剂、非离子系表面活性剂、两性表面活性剂、含氟的表面活性剂等。
作为上述表面活性剂的含量,相对于感光性树脂组合物的固体成分,优选0.001-10质量%。
上述含量如果不足0.001质量%,则有时不能获得改善表面形状的效果,而如果超过10质量%,则有时粘合性下降。
作为上述感光层的厚度,没有特别的限制,可以根据目的适当选择,例如优选1-100μm,更优选2-50μm,特别优选4-30μm。
<支撑体和保护薄膜>
作为上述支撑体,没有特别的限制,可以根据目的适当选择,优选可以剥离上述感光层而且光透过性好的材料,另外更优选表面平滑性好的材料。
上述支撑体优选为合成树脂制的材料,而且是透明的,可列举例如聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚乙烯、三醋酸纤维素、二醋酸纤维素、聚(甲基)丙烯酸烷基酯、聚(甲基)丙烯酸酯共聚物、聚氯乙稀、聚乙烯醇、聚碳酸酯、聚苯乙烯、玻璃纸、聚偏氯乙烯共聚物、聚酰胺、聚酰亚胺、氯乙烯·醋酸乙烯酯共聚物、聚四氟乙烯、聚三氟乙烯、纤维素系薄膜、尼龙薄膜等各种塑料薄膜,其中,特别优选聚对苯二甲酸乙二酯。这些可以单独使用一种,也可以二种以上组合使用。
作为上述支撑体的厚度,没有特别的限制,可以根据目的适当选择,例如优选2-150μm,更优选5-100μm,特别优选8-50μm。
作为上述支撑体的形状,没有特别的限制,可以根据目的适当选择,优选长条状。作为上述长条状支撑体的长度,没有特别的限制,可列举例如10m-20000m长的支撑体。
上述图形形成材料中,也可以在上述感光层上形成保护薄膜。
作为上述保护薄膜,可列举例如用于上述支撑体的膜、纸、层叠了聚乙烯、聚丙烯的纸等,其中,优选聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜。
作为上述保护薄膜的厚度,没有特别的限制,可以根据目的适当选择,例如优选5-100μm,更优选8-50μm,特别优选10-30μm。
作为上述支撑体和保护薄膜的组合(支撑体/保护薄膜),可列举例如聚对苯二甲酸乙二酯/聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯/聚乙烯、聚氯乙稀/玻璃纸、聚酰亚胺/聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯/聚对苯二甲酸乙二酯等。另外,通过对支撑体和保护薄膜中的至少一种进行表面处理,可以满足如上所述粘合力的关系。上述支撑体的表面处理也可以用于提高与上述感光层的粘合力,可以举例为例如底涂层的涂布设置、电晕放电处理、火焰处理、紫外线照射处理、高频照射处理、辉光放电照射处理、活性等离子体照射处理、激光光线照射处理等。
另外,作为上述支撑体和上述保护薄膜的静摩擦系数,优选0.3-1.4,更优选0.5-1.2。
上述静摩擦系数如果不足0.3,则有时由于过滑,卷成辊状时会发生错位,而如果超过1.4,则有时难以卷成良好的辊状。
上述图形形成材料,例如优选卷绕在圆筒状的卷芯上,以将长条状卷为辊状的形式进行保管。作为上述长条状图形形成材料的长度,没有特别的限制,例如可以适当选自10m-20000m的范围。另外,也可以进行切割加工,将100m-1000m范围的长条状体卷为辊状,以便用户易于使用。还有,在这中情况下优选卷成上述支撑体位于最外侧。另外,也可以将上述辊状的图形形成材料切割为片状。保管时,从保护端面、防止熔边的观点来看,优选在端面设置隔片(特别是防湿性的隔片、加入了干燥剂的隔片),另外捆装时也优选使用透湿性低的材料。
为了调整上述保护薄膜和上述感光层的粘合性,也可以对上述保护薄膜进行表面处理。作为上述表面处理,例如可举出在上述保护薄膜的表面上形成由聚有机硅氧烷、氟化聚烯烃、聚氟乙烯、聚乙烯醇等聚合物组成的底涂层的方法。该底涂层可以通过在上述保护薄膜的表面上涂布上述聚合物的涂布液后在30-150℃(特别是50-120℃)下干燥1-30分钟而形成。
<其它的层>
作为上述其它的层,没有特别限制,可以根据目的适当选择,可列举例如缓冲层、阻挡层、剥离层、粘接层、光吸收层、表面保护层等层。上述图形形成材料可以单独具有一种这些层,也可以具有二种以上,另外,也可以具有二层以上同种层。
上述本发明的图形形成材料中的上述感光层,优选用具有n个接收来自光照射机构的光并射出的描素部的光调制机构,调制来自上述光照射机构的光之后,用通过了排列有微透镜的微透镜阵列的光,进行曝光,其中所述微透镜具有可以校正由上述描素部中的射出面的变形产生的像差的非球面。对上述光照射机构、上述描素部、上述光调制机构、上述非球面、上述微透镜、和上述微透镜阵列的详细内容请见后述。
[图形形成材料的制造方法]
上述图形形成材料例如可以通过以下方法进行制造。
首先,使上述感光层和其它层中含有的材料溶解、乳化或者分散于水或者溶剂中,调制涂布液。
作为上述涂布液的溶剂,没有特别的限制,可以根据目的适当选择,可列举例如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、正己醇等醇类;丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮、二异丁酮等酮类;醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸正戊酯、硫酸甲酯、丙酸乙酯、酞酸二甲酯、苯甲酸乙酯、和甲氧基丙基乙酸酯等酯类;甲苯、二甲苯、苯、乙苯等芳香族烃类;四氯化碳、三氯乙烯、氯仿、1,1,1-三氯乙烷、二氯甲烷、一氯苯等卤化烃类;四氢呋喃、二乙醚、乙二醇一甲醚、乙二醇一乙醚、1-甲氧基-2-丙醇等醚类;二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、环丁砜等。这些可以单独使用一种,也可以二种以上组合使用。另外,也可以加入公知的表面活性剂。
接着,可以通过在上述支撑体上涂布上述涂布液,使其干燥形成各层,制造图形形成材料。例如,可以通过将使上述感光层的成分溶解、乳化或者分散的感光性树脂组合物溶液涂布于支撑体上,使其干燥,形成感光层,在其上形成保护薄膜,并由此制造图形形成材料。
作为上述涂布液的涂布方法,没有特别的限制,可以根据目的适当选择,但是可列举例如喷涂法、辊涂法、旋涂法、狭缝涂布法、挤压涂布法、幕式涂布法、模具涂布法、照相凹版式涂布法、拉丝锭涂布法、刮涂法等各种涂布方法。
作为上述干燥条件,也随各成分、溶剂的种类、使用比例的不同而不同,但是通常在60-110℃的温度下干燥约30秒-15分钟。
本发明的图形形成材料由于分辨率和遮盖性优良且显影性优异,而且可抑制熔边的产生,可以适用于各种图形的形成、布线图形等永久图形的形成、滤色器、柱材、带筋型材、隔板、隔膜等液晶结构元件的制造、全息照相、微型电机、校样(proof)等的图形的形成等,特别适合用于高精细的布线图形的形成。另外,可以适用于本发明的图形形成方法和图形形成装置。
(图形形成装置和图形形成方法)
本发明的图形形成装置具备本发明的上述图形形成材料,至少具有光照射机构和光调制机构。
本发明的图形形成方法至少包含曝光工序,并包含适当选择的其它工序。
另外,通过对本发明的上述图形形成方法的说明,可以更清楚地了解本发明的上述图形形成装置。
[曝光工序]
上述曝光工序是对本发明的图形形成材料中的感光层进行曝光的工序。关于本发明的上述图形形成材料如上所述。
作为上述曝光的对象,只要是上述图形形成材料中的感光层,就没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如优选对在基体上形成有上述图形形成材料的层叠体进行曝光。
作为上述基体,没有特别限制,可以由公知的材料中从表面平滑性高的一直到具有凹凸表面的材料中适当选择,优选板状的基体(基板),具体地讲,可列举公知的印刷电路布线板形成用基板(例如,铜镀膜层叠板)、玻璃板(例如,钠钙玻璃板等)、合成树脂性的薄膜、纸、金属板等,其中,从对含铜材料的粘合性优良的观点来看,优选上述铜镀膜层叠板。
作为上述层叠板的形成方法,没有特别限制,可以根据目的适当选择,优选一边在上述基体上对上述图形形成材料进行加热和加压中的至少一种,一边进行层叠。
作为上述加热温度,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如优选15-180℃,更优选60-140℃。
作为上述加压的压力,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如优选0.1-1.0MPa,更优选0.2-0.8MPa。
作为进行上述加热和加压中的至少一种的装置,没有特别限制,可以根据目的适当选择,可适当列举例如层叠装置、真空层叠装置。
作为进行上述加热和加压中的至少一种的装置,没有特别限制,可以根据目的适当选择,可适当列举例如层叠装置(例如,大成ラミネ—タ社制,VP-II)等。
作为上述曝光,没有特别限制,可以根据目的适当选择,可列举数字曝光、模拟曝光等,其中优选数字曝光。
作为上述数字曝光,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如优选使用根据形成的图形形成信息产生控制信号后按照该控制信号调制的光进行。
作为上述数字曝光的机构,没有特别限制,可以根据目的适当选择,可列举例如照射光的光照射机构、根据形成的图形形成信息调制来自该光照射机构的光的光调制机构等。
<光调制机构>
作为上述光调制机构,只要可以调制光,就没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如优选具有n个描素部。
作为上述具有n个描素部的光调制机构,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如优选空间光调制元件。
作为上述空间光调制元件,可适当列举例如数字·微型反射镜·装置(DMD)、MEMS(Miro Electro Mechanical Systems)型空间光调制元件(SLM;Special Light Modulator)、通过电光学效果调制透射光的光学元件(PLZT元件)、液晶光栅(FLC)等,其中优选DMD。
另外,上述光调制机构优选具有根据形成的图形信息产生控制信号的图形信号产生机构。这时,上述光调制机构根据由上述图形信息产生机构产生的控制信号调制光。
作为上述控制信号,没有特别限制,可以根据目的适当选择,可适当列举例如数字信号。
下面,参照附图对上述光调制机构的一个例子进行说明。
DMD50如图1中所示,是在SRAM单元(存储单元)60上,构成各个描素(像素)的多个(例如,1024个×768个)微小反射镜(微型反射镜)62按照格子状排列而形成的反射镜装置。在各个像素中,在最上部设置了用支柱支撑的微型反射镜62,在微型反射镜62的表面上蒸镀有铝等反射率高的材料。还有,微型反射镜62的反射率是90%以上,其排列间距在纵向、横向作为一个例子都是13.7μm。另外,在微型反射镜62的正下方,通过介入含铰链和轭铁(yoke)的支柱排列有由普通的半导体存储器制造线制造的硅栅的CMOS的SRAM单元60,整体由单片构成。
如果在DMD50的SRAM单元60上写入数字信号,则被支柱支撑的微型反射镜62以对角线为中心相对于排列有DMD50的基板侧倾斜±α度(例如±12度)的范围。图2(A)表示微型反射镜62导通状态下倾斜+α度的状态,图2(B)表示微型反射镜62断开状态下倾斜-α度的状态。因此,通过如图1所示根据图形信息来控制DMD50各像素中的微型反射镜62的斜度,可使向DMD50入射的激光B向各微型反射镜62的倾斜方向反射。
还有,图1表示将DMD50的局部放大并将微型反射镜62控制为+α度或者-α度状态的一个例子。各微型反射镜62的开关控制用与DMD50连接的控制器302(参考图12)来进行。另外,在用断开状态的微型反射镜62反射的激光B前进的方向上设置有光吸收体(未示出)。
另外,优选将DMD50稍微倾斜设置,以便其短边与副扫描方向形成规定角度θ(例如,0.1°~5°)。图3(A)表示不使DMD50倾斜时由各微型反射镜产生的反射光像(曝光光束)53的扫描轨迹,图3(B)表示使DMD50倾斜时曝光光束53的扫描轨迹。
在DMD50中,纵向排列有多个(例如,1024个)微型反射镜的微型反射镜列在横向排列有多个组(例如,756组),如图3(B)中所示,通过使DMD50倾斜,由各微型反射镜产生的曝光光束53的扫描轨迹(扫描线)的间距P2比不使DMD50倾斜时扫描线的间距P1窄,从而可以大幅度地改善分辨率。另一方面,由于DMD50的倾斜角细小,所以使DMD50倾斜时的扫描宽度W2和不使DMD50倾斜时的扫描宽度W1大致相同。
下面,对加快上述光调制机构中的调制速度的方法(以下称为“高速调制”)进行说明。
上述光调制机构优选可以根据图形信息控制上述n个图形中连续配置的任意不足n个的上述图象部分。上述光调制机构的数据处理速度有一定的极限值,且每一个线的调制速度与使用的描素数成比例,所以通过仅仅使用连续排列的任意不足n个的描素部就可加快每一个线的调制速度。
下面,参考附图进一步说明上述高速调制。
如果由纤维阵列光源66向DMD50照射激光B,则当DMD50的微型反射镜处于导通状态时反射的激光通过透镜体系54、58在图形形成材料150上成像。这样一来,由纤维阵列光源66射出的激光在每个像素上被开或关,图形形成材料150在与DMD50的使用描素数大致相同数量的描素单元(曝光区168)进行曝光。另外,通过使图形形成材料150与平台152一起以一定速度进行移动,扫描器162在与平台移动方向相反的方向上对图形形成材料150进行副扫描,针对每个曝光头166形成带状的曝光完成区域170。
还有在本例中,如图4(A)和(B)中所示,在DMD50中,在主扫描方向上排列有1024个微型反射镜的微型反射镜列在副扫描方向排列有768组,但是在本例中,通过用上述控制器302(参考图12)进行控制,可以只驱动一部分微型反射镜列(例如,1024个×256列)。
这时,如图4(A)中所示,可以使用在DMD50的中央部分设置的微型反射镜列,也可以如图4(B)中所示使用在DMD50的端部设置的微型反射镜列。另外,可以根据情况适当改变使用的微型反射镜列,例如当在一部分微型反射镜上产生缺陷时,可以使用未产生缺陷的微型反射镜列等。
DM50的数据处理速度有一定极限,且每一个线的调制速度与使用的描素数成比例,所以仅仅使用一部分微型反射镜列就可使每一个管线的调制速度提高。另一方面,在采用连续地使曝光头相对于曝光面相对移动的曝光方式的情况下,没有必要使用全部的副扫描方向的描素。
利用扫描器162结束对图形形成材料150的副扫描并用传感器164检测出图形形成材料150的后端之后,平台152被平台驱动装置304沿导杆158复原到位于门(gate)160最上游侧的原点,再次沿导杆158由门160的上游侧向下游侧以一定速度移动。
例如,当仅仅使用768组微型反射镜列中的384组时,与768组全部使用的情况相比,每个线可以以二倍速度进行调制。另外,当仅仅使用768组微型反射镜列中的256组时,与768组全部使用的情况相比,每个线可以以三倍速度进行调制。
如上所述,根据本发明的图形形成方法,具有在主扫描方向上排列有1024个微型反射镜的微型反射镜列在副扫描方向上排列有768组的DMD,但通过用控制器进行控制,仅仅驱动一部分微型反射镜列,与驱动全部的微型反射镜列的情况相比,可以提高每个线的调制速度。
此外,上面对局部驱动DMD的微型反射镜的例子进行了说明,但是使用下述的DMD时由于控制反射面角度的微型反射镜的个数变少,同样可以提高调制速度,所述DMD为在对应于规定方向的方向的长度比与上述规定方向交叉的方向的长度长的基板上,根据各个控制信号可以改变反射面角度的多个微型反射镜二维排列的细长的DMD。
另外,作为上述曝光方法,优选一边使曝光光和上述感光层相对移动一边进行曝光,这时,优选与上述高速调制组合使用。由此,可以在短时间内进行高速的曝光。
另外,如图5中所示,既可以在用扫描器162进行的X方向的一次扫描中使图形形成材料150的整个表面曝光,也可以如图6(A)和(B)中所示,用扫描器162对图形形成材料150向X方向进行扫描后,将扫描器162沿Y方向移动一个间隔,向X方向进行扫描,通过这样重复扫描和移动,通过多次扫描使图形形成材料150的整个表面曝光。还有,在该例中,扫描器162具有18个曝光头166。还有,曝光头至少具有上述光照射机构和上述光调制机构。
上述曝光中对上述感光层的局部区域进行,从而使该局部区域固化,在后述的显影工序中,除去上述固化的局部区域以外的未固化区域,并由此形成图形。
下面,对含上述光调制机构的图形形成装置的一个例子一边参考附图一边进行说明。
上述含光调制机构的图形形成装置如图7所示,具有在表面上吸附并保持片状的图形形成材料150的平板状的平台152。
在用四根支架154支撑的厚板状的安装台156的上面,设置有沿平台移动方向延伸的两根导杆158。平台152被配置成其纵向朝向平台移动方向,同时被导杆158支撑为可以来回移动。还有,在上述图形形成装置中,具有用于沿导杆158驱动平台152的未图示的驱动装置。
在安装台156的中央部分,设有コ字状的门160,以便跨过平台152的移动路线。将コ字状的门160的每个端部固定在安装台156的两侧。夹着该门160在一侧设置有扫描器162,在另一侧设置有检测图形形成材料150前端和后端的多个(例如2个)检测传感器164。扫描器162和检测传感器164分别安装在门160上,并固定设置在平台152的移动路线的上方。还有,扫描器162和检测传感器164与控制这些的未图示的控制器相连接。
如图8和图9(B)中所示,扫描器162具有排列为m行n列(例如,3行5列)的大致矩阵状的多个(例如,14个)曝光头166。在该例中,考虑与图形形成材料150的宽度的关系,在第3行设置了4个曝光头166。还有,当表示排列在第m行的第n列的每个曝光头时,可表示为曝光头166mn
由曝光头166形成的曝光区168是把副扫描方向作为短边的矩阵状。因此,随着平台152的移动,在图形形成材料150上由每个曝光头166形成带状的曝光完成区域170。还有,当表示由排列在第m行的第n列的每个曝光头产生的曝光区时,可表示为曝光区168mn
另外,如图9(A)和图9(B)中所示,为了使带状的曝光完成区域170沿与副扫描方向正交的方向无间隙地排列,将排列为线状的各行的曝光头分别在排列方向上错开规定间隔(曝光区长边的整数倍,在本例中是2倍)进行设置。因此,第一行的曝光区16811和曝光区16812之间不能曝光的部分可以通过第二行的曝光区16821和第三行的曝光区16831进行曝光。
如图10和图11所示,曝光头16811~168mn分别具有把入射的光束根据图形信息调制的作为上述光调制机构(对每个图形进行调制的空间光调制元件)的美国テキサス·インスツルメンツ社制的数字·微型反射镜·装置(DMD)50。DMD50与具有数据处理部分和反射镜驱动控制部分的上述控制器302(参考图12)连接。在该控制器302的数据处理部分,根据输入的图形信息,产生驱动并控制每个曝光头166中DMD50应该控制的区域内的各微型反射镜的控制信号。还有,对于应该控制的区域进行后述。另外,在反射镜驱动控制部分,根据由图形信息处理部分产生的控制信号,控制各曝光头166中DMD50的各个微型反射镜的反射面角度。还有,对反射面角度的控制进行后述。
在DMD50的光入射侧依次设有具有光纤的射出端部(发光点)沿与曝光区168长边方向对应的方向排列为一列的激光射出部分的纤维阵列光源66、校正由纤维阵列光源66射出的激光并使其聚光在DMD上的透镜体系67、将透过了透镜体系67的激光向DMD50反射的反射镜69。还有,在图10中,大致示出了透镜体系67。
透镜体系67如在图11中详细表示,由将作为从纤维阵列光源66射出的照明光的激光B聚光的聚光透镜71、插入在通过了聚光透镜71的光的光路上的棒状光学积分器(以下有时称为棒形积分器)72、和设置在棒形积分器72的前方即反射镜69侧的成像透镜74组成。聚光透镜71、棒形积分器72和成像透镜74使从纤维阵列光源66射出的激光作为接近平行光而且光束截面内强度均匀化的光束射入DMD50中。对于该棒形积分器72的形状和作用以后进行详细说明。
由透镜体系67射出的激光B在反射镜69进行反射,通过TIR(全反射)棱镜70照射在DMD50上。还有,在图10中,省略了该TIR棱镜70。
另外,在DMD50的光反射侧,设置有使由DMD50反射的激光B在图形形成材料150上进行成像的成像光学体系51。在图10中大致示出了该成像光学体系51,如在图11中所示,其具体由:由透镜体系52、54组成的第一成像光学体系、由透镜体系57,58组成的第二成像光学体系、插入在这些成像光学体系之间的微透镜阵列55和开口阵列59组成。
微透镜阵列55是将相应于DMD50各描素的多个微透镜55a排列为二维形状而形成的。在本例中,如下所述,由于在DMD50的1024个×768列的微透镜中仅仅驱动1024个×256列,所以与其相应地设置1024个×256列微透镜55a。另外微透镜55a的设置间距在纵向、横向都是41μm。作为一个例子,该微透镜55a的焦距为0.19mm,NA(数值孔径)是0.11,由光学玻璃BK7形成。还有对于微透镜55a的形状,以后进行详细说明。
于是,在各微透镜55a的位置中的激光B的光束直径是41μm。
另外,开口阵列59是通过形成与微透镜阵列55的各微透镜55a对应的多个开口59a形成的。开口59a的直径是例如10μm。
上述第一成像光学体系将由DMD50产生的图形放大3倍而成像在微透镜阵列55上。然后,上述第二成像光学体系将经过微透镜阵列55的图形放大1.6倍而成像、投影在图形形成材料150上。因此就整体来说,等于把由DMD50产生的图形放大4.8倍而成像、投影在图形形成材料150上。
还有,在上述第二成像光学体系和图形形成材料150之间设有一对棱镜73,通过使该一对棱镜73在图11中沿上下方向移动,可以调节在图形形成材料150上的图形的中心。而且在该图中,图形形成材料150沿箭头方向进行副扫描。
作为上述描素部,只要可以接受并射出来自上述光照射机构的光,就没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如,在由本发明的图形形成方法形成的图形是图像图形时是像素,在上述光调制机构含有DMD时是微型反射镜。
作为所述光调制元件具有的描素部的个数(所述n)没有特别限制,可以根据目的适当选择。
作为上述光调制元件中描素部的排列没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如,优选排列为二维形状,更优选排列为格子状。
<光照射机构>
作为上述光照射机构,没有特别限制,可以根据目的适当选择,可列举例如(超)高压汞灯、氙灯、碳弧灯、卤灯、复印机用等萤光管、LED、半导体激光等公知光源、或者合成二种以上的光而可以照射的机构,其中优选合成二种以上的光而可以照射的机构。
作为由上述光照射机构照射的光,例如,在通过支撑体进行光照射时,可列举透过该支撑体而且使所用的光聚合引发剂和增感剂活性化的电磁波、由紫外至可见光线、电子射线、X射线、激光等,其中优选激光,更优选合成二种以上光的激光(以下有时称为“复合波激光”)。另外即使在剥离支撑体之后进行光照射的情况下,也可以使用同样的光。
作为上述紫外至可见光线的波长,例如,优选300-1500nm,更优选320-800nm,特别优选330nm-650nm。
作为上述激光的波长,例如,优选200-1500nm,更优选300-800nm,进一步优选330nm-500nm,特别优选400nm-450nm。
作为上述可以照射复合波激光的机构,例如,优选具有多个激光器、多模光纤和将由该多个激光器分别照射的激光聚光而使其结合于上述多模光纤的集合光学体系的机构。
下面,对可以照射上述复合波激光的机构(纤维阵列光源)一边参考图一边进行说明。
如在图27a中所示,纤维阵列光源66具有多个(例如,14个)激光模块64,各激光模块64上结合有多模光纤30的一端。在多模光纤30的另一端,结合有芯径与多模光纤30相同而且包层直径小于多模光纤30的光纤31。如在图27b中所详示,多模光纤31的与光纤30相反侧的端部沿与副扫描方向正交的主扫描方向并列排列7个,通过将其排列为2列构成激光射出部分68。
由多模光纤31的端部构成的激光射出部分68如在图27b中所示,被两块表面平坦的支撑板65夹持固定。另外,在多模光纤31的光射出端面,最好设置玻璃等透明的保护板,以便保护它。多模光纤31的光射出端面虽然由于光密度高而易于吸尘、劣化,但是通过设置如上所述的保护板,可以防止端面吸附尘埃,还可以延迟劣化。
在该例中,为了将包层直径小的光纤31的射出端无间隙地排列为一列,如下所述地进行排列,在包层直径大的部分相邻的两根多模光纤30之间累积多模光纤30,并使结合于累积的多模光纤30的光纤31的射出端夹持于在包层直径大的部分相邻的两根多模光纤30上连接的光纤31的两个射出端之间。
例如,如在图28中所示,这样的光纤可以通过在包层直径大的多模光纤30的激光射出侧的前端部分,同轴结合长1-30cm的包层直径小的光纤31而获得。两根光纤融着结合成光纤31的入射端面在多模光纤30的射出端面且两光纤的中心轴一致。如上所述,光纤31的芯31a的直径与多模光纤30的芯30a的直径具有相同大小。
另外,也可以将在长度短且包层直径大的光纤上融着了包层直径小的光纤而得到的短尺寸光纤通过套圈和光连接器与多模光纤30的射出端连接。由于使用连接器可以离合地进行连接,所以在包层直径小的光纤破损等情况下前端部分的更换变得容易,可以降低曝光头维修所需要的成本。还有,下面有时把光纤31称为多模光纤30的射出端部分。
作为多模光纤30和光纤31,也可以是阶梯折射率型光纤、折射率渐变型光纤和复合型光纤中的任何一种。例如,可以使用三菱电线工业株式会社制的阶梯折射率型光纤。在本实施方式中,多模光纤30和光纤31是阶梯折射率型光纤,多模光纤30的包层直径=125μm,芯径=25μm,NA=0.2,入射端面涂层的透射比=99.5%以上,光纤31的包层直径=60μm,芯径=25μm,NA=0.2。
一般地,就红外区域的激光来说,如果使光纤的包层直径变小,则传播损失会增加。因此,根据激光的波长区域决定适当的包层直径。但是,波长越短传播损失变得越少,就由GaN系半导体激光器射出的波长405nm的激光来说,即使使包层直径的厚度{(包层直径—芯径)/2}变为传播800nm波长区域的红外光时的约1/2、传播通信用的1.5μm波长区域的红外光时的约1/4,传播损失也几乎不会增加。因此,可以使包层直径缩小至60μm。
但是,光纤31的包层直径并不限于60μm。以往用于纤维阵列光源的光纤的包层直径是125μm,但是由于包层直径变得越小焦深变得越深,多模光纤的包层直径优选80μm以下,更优选60μm以下,进一步优选为40μm以下。另一方面,芯径需要至少3-4μm,所以光纤31的包层直径优选10μm以上。
激光模块64由示于图29中的复合波激光光源(纤维阵列光源)构成。该复合波激光光源由:在加热块10上排列固定的多个(例如7个)芯片状横向多模或者单模的GaN系半导体激光器LD1、LD2、LD3、LD4、LD5、LD6以及LD7;分别对应于GaN系半导体激光器LD1-LD7设置的准直透镜11、12、13、14、15、16以及17;一个聚光透镜20和一束多模光纤30构成。还有,半导体激光器的个数并不限于7个。例如,在包层直径=60μm、芯径=50μm、NA=0.2的多模光纤中,也可以入射20束半导体激光,实现曝光头的必要光量,可以进一步地减少光纤根数。
GaN系半导体激光器LD1-LD7振荡波长全部是共同的(例如,405nm),最大功率也全部是共同的(例如,就多模激光器来说是100mW,就单模激光器来说是30mW)。还有,作为GaN系半导体激光器LD1-LD7,也可以使用在350nm-450nm的波长范围内具有上述405nm以外的振荡波长的激光器。
上述复合波激光光源如在图30和图31中所示,与其它的光学元件一起,被收集在上方开口的箱状的封装(package)40内。封装40具有做成封闭其开口的封装盖41,在抽气处理后导入密封气体,并用封装盖41封闭封装40的开口,由此在由封装40和封装盖41形成的密闭空间(封闭空间)内将上述复合波激光光源气体密封。
在封装40的底面固定有基板42,在该基板42的上面安装有上述加热块10、保持聚光透镜20的聚光透镜夹持器45和保持多模光纤30的入射端部分的光纤夹持器46。多模光纤30的射出端部分由形成在封装40的壁面的开口引出到封装外。
另外,在加热块10的侧面安装有准直透镜夹持器44,保持准直透镜11-17。在封装40的横壁面形成有开口,通过该开口将向GaN系半导体激光器LD1-LD7供给驱动电流的布线引出到封装外。
还有,在图31中,为了避免图的复杂化,在多个GaN系半导体激光器之中只对GaN系半导体激光器LD7附加了符号,在多个准直透镜中只对准直透镜17附加了符号。
图32表示上述准直透镜11-17的安装部分的正面形状。准直透镜11-17分别形成为以平行的平面细长地切割含有具有非球面的圆形透镜的光轴的区域的形状。该细长形状的准直透镜可以通过将例如树脂或者光学玻璃的模塑成形来形成。准直透镜11-17在发光点的排列方向密接设置,以便长度方向与GaN系半导体激光器LD1-LD7的上述发光点的排列方向(图32的左右方向)正交。
另一方面,作为GaN系半导体激光器LD1-LD7,使用的是具有发光宽度为2μm的活性层且在与活性层平行方向、正交方向的扩展角分别为10°、30°的状态下发散各激光B1-B7的激光器。这些GaN系半导体激光器LD1-LD7被设置成发光点在与活性层平行的方向排成一列。
因此,由各发光点发出的激光B1-B7相对于如上所述细长形状的各准直透镜11-17,在扩展角度大的方向与长度方向一致且扩展角度小的方向与宽度方向(与长度方向正交的方向)一致的状态下入射。即,各准直透镜11-17的宽度为1.1mm、长度为4.6mm,入射至其中的激光B1-B7的水平方向、垂直方向的光束直径分别是0.9mm、2.6mm。另外,准直透镜11-17各焦点距离f1=3mm、NA=0.6、透镜设置间距=1.25mm。
聚光透镜20通过以平行的平面细长地切割含有具有非球面的圆形透镜的光轴的区域的形状,形成准直透镜11-17的排列方向、即水平方向长、与其正交的方向短的形状。该聚光透镜20的焦点距离f2=23mm,NA=0.2。该聚光透镜20也通过将例如树脂或者光学玻璃模塑成形来形成。
另外,在照明DMD的光照射机构中,由于使用将复合波激光光源的光纤的射出端部排列为阵列状的高亮度的纤维阵列光源,所以可以实现具有高功率而且深的焦深的图形形成装置。另外,由于各纤维阵列光源的功率变大,用于获得所需功率的纤维阵列光源数变少,使得图形形成装置低成本化。
另外,由于使光纤射出端的包层直径小于入射端的包层直径,所以发光部分直径变得更小,使得纤维阵列光源高亮度化。因此,可以实现具有更深焦深的图形形成装置。例如,即使在光束直径1μm以下、分辨率在0.1μm以下的超高分辨率曝光的情况下,也可以获得深的焦深,可以进行高速而且高精细的曝光。因此,可适用于需要高分辨率的薄膜晶体管(TFT)的曝光工序。
另外,作为上述光照射机构,并不限于上述具有多个复合波激光光源的纤维阵列光源,例如,可以使用将具有一根光纤的纤维光源阵列化的纤维阵列光源,所述光纤可射出由具有一个发光点的单一半导体激光器入射的激光。
另外,作为具有多个发光点的光照射机构,例如,如在图33中所示,可以使用在加热块100上排列多个(例如,7个)芯片状的半导体激光器LD1-LD7的激光阵列。还已知在图34(A)中所示的多个(例如,5个)发光点110a按规定方向排列的芯片状的多模穴激光器110。多模穴激光器110与排列芯片状的半导体激光器的情况相比,由于可以位置精度良好地排列发光点,所以由各发光点射出的激光易于形成复合波。但是,如果发光点变多,则由于在制造激光器时多模穴激光器110易于产生弯曲,所以优选发光点110a的个数为5个以下。
作为上述光照射机构,可以将多模穴激光器110或图34(B)中所示的在加热块100上多个多模穴激光器110在与各芯片发光点110a的排列方向相同方向排列的多模穴激光阵列用作激光光源。
另外,复合波激光光源并不限于使由多个芯片状的半导体激光器射出的激光形成复合波的光源。例如,如在图21中所示,可以使用具备具有多个(例如,3个)发光点110a的芯片状多模穴激光器110的复合波激光光源。该复合波激光光源具有多模穴激光器110、一根多模光纤130和聚光透镜120。多模穴激光器110可以由例如振荡波长为405nm的GaN系激光二极管构成。
在上述结构中,由多模穴激光器110的多个发光点110a分别射出的激光B分别被聚光透镜120聚光,射入多模光纤130的芯部130a。射入芯部130a的激光在光纤内传播,形成一束复合波射出。
在与上述多模光纤130的芯径大致相等的宽度内并列设置多模穴激光器110的多个发光点110a,同时使用焦点距离与多模光纤130的芯径大致相等的凸透镜或将来自多模穴激光器110的射出光束只在垂直于该活性层的面内校准的棒形透镜作为聚光透镜120,可以提高激光B向多模光纤130的结合效率。
另外,如在图35中所示,可以使用具有在加热块111上多个(例如,9个)多模穴激光器110互相以等间隔排列的激光阵列140的复合波激光光源,该多模穴激光器110具有多个(例如,3个)发光点。多个多模穴激光器110在与各芯片发光点110a排列方向相同方向上被排列固定。
该复合波激光光源具有激光阵列140、与各多模穴激光器110对应设置的多个透镜阵列114、在激光阵列140和多个透镜阵列114之间设置的一个棒形透镜113、一根多模光纤130和聚光透镜120。透镜阵列114具有对应于多模穴激光器110的发光点的多个微透镜。
在上述结构中,由多个多模穴激光器110的多个发光点10a各自射出的激光B分别通过棒形透镜113在规定方向进行聚光,然后,通过透镜阵列114的各微透镜进行平行光化。经平行光化的激光L通过聚光透镜120进行聚光,射入多模光纤130的芯部130a。射入芯部130a的激光在光纤内传播,形成一束复合波射出。
还示出了其它复合波激光光源的例子。该复合波激光光源如在图36(A)和(B)中所示,在大致矩形形状的加热块180上装载光轴方向的截面为L字状的加热块182,在两个加热块间形成有接收空间。在L字状的加热块182的上面,多个发光点(例如,5个)排列为阵列状的多个(例如,2个)多模穴激光器110在与各芯片发光点110a排列方向相同方向上以等间隔被排列固定。
在大致矩形形状的加热块180上形成有凹陷部分,在加热块180的空间侧上面,设置有多个发光点(例如,5个)排列为阵列状的多个(例如,2个)多模穴激光器110,其中该发光点与设置在加热块182上面的激光芯片的发光点位于同一垂直面上。
在多模穴激光器110的激光射出侧,配置有与各芯片的发光点110a对应排列的准直透镜的准直透镜阵列184。该准直透镜阵列184被设置为,各准直透镜的长度方向和激光扩展角大的方向(快轴方向)一致,各准直透镜的宽度方向和激光扩展角小的方向(慢轴方向)一致。这样一来,通过将准直透镜阵列化而进行一体化,提高了激光的空间利用效率,使复合波激光光源高功率化,同时可以减少元件个数,达到低成本化。
另外,在准直透镜阵列184的激光射出侧,设置有一根多模光纤130和使激光在该多模光纤130的入射端聚光并结合的聚光透镜120。
在上述结构中,由设置在激光模块180、182上的多个多模穴激光器110的多个发光点10a分别射出的激光B分别通过准直透镜阵列184平行光化,通过聚光透镜120进行聚光,射入多模光纤130的芯部130a。射入芯部130a的激光在光纤内传播,形成一束复合波射出。
上述复合波激光光源如上所述,通过多模穴激光器的多级配置和准直透镜的阵列化,可以达到高功率化。通过使用该复合波激光光源,可以构成更高亮度的纤维阵列光源或纤维束(bundle fiber)光源,所以特别适合作为构成本发明图形形成装置的激光光源的纤维光源。
还有,可以将上述各复合波激光光源收集在箱内,构成由该箱引出多模光纤130的射出端部分的激光模块。
还对于在复合波激光光源的多模光纤的射出端通过结合芯部直径与多模光纤相同而且包层直径小于多模光纤的其它光纤使得纤维阵列光源高亮度化的例子进行了说明,但是也可以在射出端不结合其它光纤而使用包层直径为125μm、80μm、60μm的多模光纤。
在这里,对本发明的上述图形形成方法进行进一步说明。
在扫描器162的各曝光头166中,由构成纤维阵列光源66的复合波激光光源的GaN系半导体激光器LD1-LD7分别在发散状态下射出的激光B1、B2、B3、B4、B5、B6和B7分别通过对应的准直透镜11-17平行光化。平行光化的激光B1-B7通过聚光透镜20聚光,收敛于多模光纤30的芯部30a的入射端面。
在本例中,由准直透镜11-17和聚光透镜20构成聚光光学体系,由该聚光光学体系和多模光纤30构成复合波光学体系。即,由聚光透镜如上所述地聚光的激光B1-B7射入该多模光纤30的芯部30a而在光纤内传播,通过复合为一束激光B由结合在多模光纤30的射出端部分的光纤31射出。
在各激光模块中,在激光B1-B7向多模光纤30的结合效率为0.85、GaN系半导体激光器LD1-LD7各功率为30mW的情况下,对于各个排列为阵列状的光纤31,可以获得功率180mW(=30mW×0.85×7)的复合波激光B。因此,6束光纤31在排列为阵列状的激光射出端部68的功率为约1W(=180mW×6)。
在纤维阵列光源66的激光射出端部68上,如此高亮度的发光点沿主扫描方向排列为一列。由于使来自单个半导体激光器的激光结合为一根光纤的以往纤维光源功率低,所以如果不排列为多个数列就不能获得所希望的功率,但是由于上述复合波激光光源功率高,所以即使数列少,例如1列也可以获得所希望的功率。
例如,就使半导体激光器和光纤1对1结合的以往的光纤光源来说,由于作为半导体激光器通常使用功率约30mW(毫瓦)的激光器,作为光纤使用芯部直径50μm、包层直径125μm、NA(数值孔径)0.2的多模光纤,所以如果要想获得约1W(瓦)的功率,就必须捆扎48根(8×6)多模光纤,由于发光区域的面积是0.62mm2(0.675mm×0.925mm),所以在激光射出部分68的亮度是1.6×106(W/m2),每一根光纤的亮度是3.2×106(W/m2)。
与此相反,当上述光照射机构是可以照射复合波激光的机构时,可以用6束多模光纤获得约1W的功率,在激光射出部分68的发光区域的面积是0.0081mm2(0.325mm×0.025mm),所以在激光射出部分68的亮度是123×106(W/m2),可以将亮度比以往提高约80倍。另外,每一束光纤的亮度是90×106(W/m2),可以将亮度比以往提高约28倍。
在这里,参考图37(A)和(B),对以往曝光头和本实施方式曝光头的焦深的不同进行说明。以往曝光头的束状光纤光源的发光区域的副扫描方向的直径是0.675mm,曝光头的纤维阵列光源的发光区域的副扫描方向的直径是0.025mm。如图37(A)中所示,就以往曝光头来说,由于光照射机构(束状光纤光源)1的发光区域大,所以向DMD3入射的光束的角度变大,结果向扫描面5入射的光束的角度变大。因此,光束直径容易相对于聚光方向(焦点方向的偏移)变粗。
另一方面,如图37(B)中所示,就本发明图形形成装置中的曝光头来说,由于纤维阵列光源66的发光区域的副扫描方向的直径小,所以通过透镜体系67向DMD50入射的光束的角度变小,结果向扫描面56入射的光束的角度变小。即,焦深变深。在该例中,发光区域的副扫描方向的直径是以往的约30倍,可以获得大致相当于衍射极限的焦深。因此,适合于微小部位的曝光。对该焦深的效果,曝光头的必要光量越大越显著,越有效。在该例中,投影于曝光面的1描素的尺寸是10μm×10μm。还有,虽然DMD是反射型的空间光调制元件,但是为了说明光学关系,图37(A)和(B)中表示的是展开图。
将对应于曝光图形的图形信息输入至与DMD50连接的未图示的控制器,先存储在控制器内的帧(frame)存储器中。该图形信息是用2进值(圆点记录的有无)表示了构成图像的各描素浓度的数据。
在表面吸附有图形形成材料150的平台152通过未图示的驱动装置,沿导杆158由门160的上游侧向下游侧以一定速度移动。当平台152通过门160时,如果用安装在门160上的检测传感器164检测出图形形成材料150的前端,则存储在帧存储器中的图形信息以多个线为单位依次被读出,并根据在数据处理部分读出的图形信息产生控制各个曝光头166的信号。然后,通过反射镜驱动控制部分,根据产生的控制信号在每个曝光头166中对各个DMD50的微型反射镜进行开关控制。
如果由纤维阵列光源66向DMD50照射激光,则DMD50的微型反射镜处于断开状态时反射的激光通过透镜体系54、58成像在图形形成材料150的被曝光面56上。这样一来,由纤维阵列光源66射出的激光在每个像素被开或关,图形形成材料150在与DMD50的使用描素数大致相同数量的描素单元(曝光区168)上被予以曝光。另外,通过使图形形成材料150与平台152一起按照一定速度移动,用扫描器162沿与平台移动方向相反的方向对图形形成材料150进行副扫描,针对于每个曝光头166形成带状的曝光完成区域170。
<微透镜阵列>
上述曝光优选使上述经调制的光通过微透镜阵列来进行,另外也可以通过开口阵列、成像光学体系等进行。
作为上述微透镜阵列,没有特别的限制,可以根据目的适当选择,但是可适当地举出例如将微透镜进行排列所形成的微透镜阵列,上述微透镜具有可以校正由上述描素部的射出面的变形产生的像差的非球面。
作为上述非球面,没有特别的限制,可以根据目的适当选择,例如优选复曲面。
下面,对上述微透镜阵列、上述开口阵列和上述成像光学体系等一边参考附图一边进行说明。
图13(A)表示由DMD50,向DMD50照射激光的光照射机构144,将由DMD50反射的激光放大并成像的透镜体系(成像光学体系)454、458,相应于DMD50的各描素部分而设置了多个微透镜474的微透镜阵列472,相应于微透镜阵列472的各微透镜而设置了多个开口478的开口阵列(aperture array)476,使通过了开口的激光成像在被曝光面56上的透镜体系(成像光学体系)480、482构成的曝光头。
其中在图14中,示出了测量构成DMD50的微型反射镜62反射面平面度的结果。在该图中,用等高线连接并表示反射面的高度相同的位置,等高线的间距是5nm。而且在该图中示出的x方向和y方向是微型反射镜62的两个对角线方向,使微型反射镜62以向y方向延伸的旋转轴为中心如上所述地进行旋转。另外,图15的(A)和(B)分别表示沿上述x方向、y方向的微型反射镜62的反射面的高度位置的位移。
如在图14和图15中所示,在微型反射镜62的反射面上存在变形,而且特别是在反射镜中央部分,一个对角线方向(y方向)的变形大于另一个对角线方向(x方向)的变形。因此,会产生用微透镜阵列55的微透镜55a聚光的激光B在聚光位置的形状变形的问题。
在本发明的图形形成方法中为了防止上述问题,而使微透镜阵列55的微透镜55a形成为不同于以往的特殊形状。下面,对此进行详细说明。
图16(A)和(B)分别详细地表示微透镜阵列55整体的正面形状和侧面形状。在这些图中也记入了微透镜阵列55各部分的尺寸,其单位是mm。在本发明的图形形成方法中,如上面参考图4进行的说明,驱动DMD50的1024个×256列的微型反射镜62,与此相应地,微透镜阵列55构成为横向排列有1024个微透镜55a的列在纵向并列设置256列的结构。还有,在该图(A)中,将微透镜阵列55排列顺序在横向用j表示,纵向用k表示。
另外,图17(A)和(B)分别表示在微透镜阵列55中一个微透镜55a的正面形状和侧面形状。而且该图(A)中还同时表示了微透镜55a的等高线。各微透镜55a光射出侧的端面形成为可校正由微型反射镜62反射面的变形产生的像差的非球面形状。更加具体地讲,微透镜55a为复曲透镜,与上述x方向光学对应的方向的曲率半径Rx=-0.125mm,与上述y方向对应的方向的曲率半径Ry=-0.1mm。
因此,在与上述x方向和y方向平行的截面内激光B的聚光状态大致如分别在图18(A)和(B)中所示。即,如果比较与x方向平行的截面内和与y方向平行的截面内时,后者截面内微透镜55a的曲率半径更小,焦点距离变得更短。
用计算机模拟使微透镜55a成为上述形状时的、该微透镜55a的聚光位置(焦点位置)附近的光束直径的结果示于图19a、b、c和d中。另外为了比较,对于微透镜55a为曲率半径Rx=Ry=-0.1mm的球面形状的情况,在图20a、b、c和d中示出了进行同样模拟的结果。还有,各图中的z值是用离微透镜55a的光束射出面的距离表示的微透镜55a的焦点方向的评价位置。
另外,上述用于模拟的微透镜55a的面形状可用下述计算式计算。
[数学式1]
Z = C x 2 X 2 + C y 2 Y 2 1 + SQRT ( 1 - C x 2 X 2 - C y 2 Y 2 )
其中,在上述计算式中,Cx意味着x方向的曲率(=1/Rx),Cy意味着y方向的曲率(=1/Ry),X意味着在x方向上离透镜光轴的距离,Y意味着在y方向上离透镜光轴的距离。
比较图19a-d和图20a-d就可知,在本发明的图形形成方法中通过把微透镜55a设为与y方向平行的截面内的焦点距离小于与x方向平行的截面内的焦点距离的复曲透镜,可抑制其聚光位置附近的光束形状变形。如果这样,就可以在图形形成材料150上曝光没有变形的更加高精细的图像。另外,可知示于图21a-d中的本实施方式的光束直径小的区域更广,即焦深更大。
还有,当微型反射镜62的x方向和y方向上的中央部分变形的大小关系与上述相反时,如果由与x方向平行的截面内的焦点距离小于与y方向平行的截面内的焦点距离的复曲透镜构成微透镜,则同样地可以在图形形成材料150上曝光没有变形的更加高精细的图像。
另外,设置在微透镜阵列55的聚光位置附近的开口阵列59,被设为向其各开口59a中只射入经过了与其对应的微透镜55a的光。即,通过设置该开口阵列59,可防止向各开口59a中射入来自不与其对应的相邻微透镜55a的光,从而可提高消光比。
原来,如果使为了上述目的设置的开口阵列59的开口59a的直径减小一定程度,则也可以获得抑制微透镜55a聚光位置的光束形状变形的效果。但是当实际实施时,被开口阵列59遮断的光量变得更多,光利用效率下降。与此相反,当把微透镜55a作为非球面形状时,由于没有遮断光,所以也较高地保持了光利用效率。
另外,在本发明的图形形成方法中,微透镜55a既可以是二次的非球面形状,也可以是更高次(四次、六次……)的非球面形状。通过采用上述高次的非球面形状,可以使光束形状变得更加精细。
另外,虽然在以上说明的实施方式中,微透镜55a的光射出侧的端面为非球面(复曲面),但是由使两个光通过端面的一方为球面而另一方为圆柱形的面的微透镜构成微透镜阵列,也可以获得与上述实施方式相同的效果。
另外,在以上说明的实施方式中,虽然微透镜阵列55的微透镜55a为可以校正由微型反射镜62反射面的变形产生的像差的非球面形状,但是使构成微透镜阵列的各微透镜具有可以校正由微型反射镜62反射面的变形产生的像差的折射率分布来代替采用这样的非球面形状,也可以获得同样的效果。
这样的微透镜155a的一个例子示于图22中。该图的(A)和(B)分别表示该微透镜155a的正面形状和侧面形状,如图所示,该微透镜155a的外形形状是平行平板状。还有,在该图中x、y方向如上所述。
另外,图23的(A)和(B)大致表示由微透镜155a形成的与上述x方向和y方向平行的截面内激光B的聚光状态。该微透镜155a具有由光轴O向外逐渐增大的折射率分布,在该图中,示于微透镜155a内的虚线表示其折射率由光轴O以规定的等间距变化的位置。如图所示,如果比较与x方向平行的截面内和与y方向平行的截面内,则后者截面内微透镜155a的折射率变化的比例更大,焦点距离变得更短。使用由这种折射率分布型透镜构成的微透镜阵列,也可以获得与使用上述微透镜阵列55时同样的效果。
还有,如上述图17和图18中所示的微透镜55a,使面形状成为非球面的微透镜中,通过同时给予如上所述的折射率分布,利用面形状和折射率分布着两者,可以校正由微型反射镜62反射面的变形产生的像差。
另外,在上述的实施方式中,可以校正由构成DMD50的微型反射镜62反射面的变形产生的像差,但是即使在使用DMD以外的空间光调制元件的本发明的图形形成方法中,当该空间光调制元件的描素部的表面上存在变形时,通过适用本发明也可以校正由其变形产生的像差,防止光束形状产生变形。
下面,对上述成像光学体系进一步进行说明。
在上述曝光头中,如果由光照射机构144照射激光,则被DMD50沿导通方向反射的光束线的截面面积通过透镜体系454、458放大为数倍(例如,2倍)。放大的激光通过微透镜阵列472的各个微透镜而相应于DMD50的各描素部分进行聚光,通过对应于开口阵列476的开口。通过开口的激光由透镜体系480、482成像在被曝光面56上。
在该成像光学体系中,由于由DMD50反射的激光通过放大透镜454、458放大为数倍而投影在被曝光面56上,所以整个图形区域变大。这时,如果不设置微透镜阵列472和开口阵列476,则如在图13(B)中所示,投影在被曝光面56上的各光束点BS的1描素尺寸(光点直径)相对于曝光区468的尺寸较大,表示曝光区468的清晰度的MTF(ModulationTrandfer Function)特性下降。
另一方面,设置有微透镜阵列472和开口阵列476时,由DMD50反射的激光通过微透镜阵列472的各个微透镜,对应于DMD50的各描素部进行聚光。由此,如在图13(C)中所示,即使在曝光区被放大的情况下,也可以使各光束点BS的光点直径缩小为所希望的大小(例如,10μm×10μm),可以防止MTF特性下降而进行高精细的曝光。还有,曝光区468倾斜是为了消除描素间间隙而倾斜设置DMD的缘故。
另外,即使有时由微透镜的像差产生的光束较粗,也可以通过开口阵列调整光束,以便被曝光面56上的光点尺寸变为规定的大小,同时通过使其经过对应于各描素设置的开口阵列,可以防止相邻的图形间的交调失真。
另外,由于在光照射机构144中使用后述的高亮度光源,由透镜458向微透镜阵列472的各个微透镜射入的光束角度变小,所以可以防止入射一部分相邻描素的光束。即,可以实现高消光比。
<其它光学体系>
在本发明的图形形成方法中,也可以同时使用适当选自公知的光学体系中的其它的光学体系,可列举例如由一对组合透镜组成的光量分布校正光学体系。
上述光量分布校正光学体系中,通过改变各射出位置的光束宽度,使相对于接近光轴中心部分的光束宽的周边部分的光束宽的比值,在射出侧小于入射侧,向DMD照射来自光照射机构的平行光束时,校正为被照射面的光量分布大致均匀。下面,对上述光量分布校正光学体系一边参考附图一边进行说明。
首先,如在图23(A)中所示,对于在入射光束和射出光束中其整体的光束宽(全光束宽)H0、H1相同的情况进行说明。还有,在图23(A)中,用符号51、52表示的部分是虚拟地表示上述光量分布校正光学体系中入射面和射出面的部分。
在上述光量分布校正光学体系中,向接近光轴Z1的中心部分射入的光束和向周边部分射入的光束的各自的光束宽h0、h1相同(h0=h1)。上述光量分布校正光学体系中,对于在入射侧相同光束宽h0,h1的光,对中心部分的入射光束,实施使该光束宽h0放大的作用,相反,对周边部分的入射光束进行使该光束宽h1缩小的作用。即,对于中心部分的射出光束宽h10和周边部分的射出光束宽h11,设法使h11<h10。如果用光束宽的比率表示,则射出侧的周边部分的光束宽对中心部分的光束宽的比“h11/h10”与入射侧的比(h1/h0=1)相比有所减小((h11/h10)<1)。
通过这样改变光束宽,通常可以使光量分布变大的中央部分的光束有效利用于光量不足的周边部分,从而可以在避免整体的光的利用效率下降的条件下,将被照射面的光量分布大致均一化。均一化的程度例如可设为有效区域内的光量不均在30%以内,优选20%以内。
根据上述光量分布校正光学体系的作用、效果,在入射侧和射出侧,即使在改变整体的光束宽的情况(图24(B),(C))下也是相同的。
图24(B)表示将入射侧整体的光束宽H0缩小为宽H2射出的情况(H0>H2)。即使在这样的情况下,上述光量分布校正光学体系也可以将在入射侧相同光束宽h0、h1的光在射出侧使中央部分的光束宽h10大于周边部分,相反,周边部分的光束宽h11小于中心部分。如果考虑用光束的缩小率表示,则使相对于中心部分入射光束的缩小率小于周边部分,相对于周边部分入射光束的缩小率大于中心部分。即使在这种情况下,周边部分的光束宽对中心部分的光束宽的比“H11/H10”也比入射侧的比(h1/h0=1)小((h11/h10)<1)。
图24(C)表示使入射侧整体的光束宽H0放大为宽H3而射出的情况(H0<H3=。即使在这样的情况下,上述光量分布校正光学体系也可以将在入射侧相同光束宽h0、h1的光在射出侧使中央部分的光束宽h10大于周边部分,相反,周边部分的光束宽h11小于中心部分。如果考虑用光束的放大率表示,则使相对于中心部分入射光束的放大率大于周边部分,相对于周边部分入射光束的放大率小于中心部分。即使在该情况下,周边部分的光束宽对中心部分的光束宽的比“H11/H10”也比入射侧的比(h1/h0=1)小((h11/h10)<1)。
如上所述,由于上述光量分布校正光学体系改变了各射出位置的光束宽,使周边部分的光束宽对接近光轴Z1的中心部分的光束宽的比在射出侧变得比入射侧小,所以在入射侧相同光束宽的光,在射出侧,中央部分的光束宽大于周边部分,周边部分的光束宽小于中心部分。由此,可以将中央部分的光束有效利用于周边部分,在可避免作为光学体系整体的光的利用效率下降的条件下,能够形成光量分布大致均一化的光束截面。
下面,表示用作上述光量分布校正光学体系的一对组合透镜的具体的透镜数据。在该例中,如同上述光照射机构为激光阵列光源的情况,表示射出光束截面的光量分布为高斯分布时的透镜数据。还有,当单模光纤的入射端连接一个半导体激光器时,来自光纤的射出光束的光量分布是高斯分布。就本发明的图形形成方法来说,这种情况也可以适用。另外,也可以适用通过使多模光纤的芯部直径变小而接近于单模光纤的结构使接近光轴的中心部分的光量大于周边部分的光量的情况。
在下述表1中表示基本透镜数据。
[表1]
    基本透镜数据
  Si(面序号)   ri(曲率半径)   di(面间隔)   Ni(折射率)
  01020304   非球面∞∞非球面   5.00050.0007.000   1.528111.52811
由表1可知,一对组合透镜由旋转对称的两个非球面透镜组成。如果把设置在光入射侧的第1透镜的光入射侧的面作为第1面,把光射出侧的面作为第2面,则第1面是非球面形状。另外,如果把设置在光射出侧的第2透镜的光入射侧的面作为第3面,把光射出侧的面作为第4面,则第4面是非球面形状。
在表1中,面序号Si表示第i号(i=1-4)的面的序号,曲率半径ri表示第i号的面的曲率半径,面间隔di表示第i号面和第i+1号面在光轴上的面间隔。面间隔di的单位是毫米(mm)。折射率Ni表示具有第i号面的光学元件对波长405nm的折射率值。
在下述表2中,表示了第1面和第4面的非球面数据。
[表2]
             非球面数据
第1面 第4面
 CKa3a4a5a6a7a8a9a10 -1.4098E-02-4.2192E+00-1.0027E-043.0591E-05-4.5115E-07-8.2819E-094.1020E-121.2231E-135.3753E-161.6315E-18 -9.8506E-03-3.6253E+01-8.9980E-052.3060E-05-2.2860E-068.7661E-084.4028E-101.3624E-123.3965E-157.4823E-18
上述的非球面数据是用表示非球面形状的下述式(A)中的系数表示的。
[数学式2]
Z = C &CenterDot; &rho; 2 1 + 1 - K &CenterDot; ( C &CenterDot; &rho; ) 2 + &Sigma; i = 3 10 ai &CenterDot; &rho; i &CenterDot; &CenterDot; &CenterDot; &CenterDot; &CenterDot; ( A )
在上述式(A)中如下定义各系数。
Z:由位于离光轴高ρ的位置的非球面上的点到非球面的顶点的节平面(垂直于光轴的平面)的垂直线长度(mm)
ρ:离光轴的距离(mm)
K:圆锥系数
C:近轴曲率(1/r、r:近轴曲率半径)
ai:第i次(i=3-10)的非球面系数
在表2中示出的数值中,符号“E”表示与其后面连着的数值是以10为底的“指数”,用把该10作为底的指数函数表示的数值表示与“E”前的数值相乘得到的数值。例如,如果是“1.0E-02”,则表示“1.0×10-2”。
图26表示由示于上述表1和表2中的一对组合透镜得到的照明光的光量分布。横轴表示由光轴开始的座标,纵轴表示光量比(%)。还有,为了比较,在图25中,示出了未进行校正时的照明光的光量分布(高斯分布)。由图25和图26可知,通过用光量分布校正光学体系进行校正,与不进行校正的情况相比,可获得大致均一化的光量分布。由此,可以不使光的利用效率下降的条件下,用均一的激光进行均匀曝光。
[其它的工序]
作为上述其它工序,没有特别限制,可列举适当选自公知的图形形成中的工序,例如可举出显影工序、蚀刻工序、镀覆工序等。这些可以单独使用一种,也可以二种以上组合使用。
上述显影工序是经上述曝光工序对上述图形形成材料中的感光层进行曝光,使该感光层曝光的区域固化后,通过除去未固化区域而进行显影,从而形成图形的工序。
上述显影工序例如可以用显影机构适当进行。
作为上述显影机构,只要能使用显影液进行显影就没有特别的限制,可以根据目的适当选择,可列举例如喷洒上述显影液的机构、涂布上述显影液的机构、使其浸渍于上述显影液中的机构等。这些可以单独使用一种,也可以二种以上组合使用。
另外,上述显影机构也可以具有替换上述显影液的显影液替换机构、供给上述显影液的显影液供给机构等。
作为上述显影液,没有特别的限制,可以根据目的适当选择,可列举如碱性液、水系显影液、有机溶剂等,其中优选弱碱性的水溶液。作为该弱碱性液的碱成分,可列举例如氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢锂、碳酸氢钠、碳酸氢钾、磷酸钠、磷酸钾、焦磷酸钠、焦磷酸钾、硼砂等。
作为上述弱碱性的水溶液的pH,例如,优选约8-12,更优选约9-11。作为上述弱碱性的水溶液,可列举例如0.1-5质量%的碳酸钠水溶液或者碳酸钾水溶液等。
作为上述显影液的温度,可以结合上述感光层的显影性适当选择,例如,优选约25-40℃。
上述显影液也可以与表面活性剂、灭泡剂、有机碱(例如,乙二胺、乙醇胺、氢氧化四甲基铵、二乙撑三胺、三乙撑戊胺、吗啉、三乙醇胺等)和用于促进显影的有机溶剂(例如,醇类、酮类、酯类、醚类、酰胺类、内酯类等)等组合使用。另外,上述显影液可以是混合了水或者碱性水溶液和有机溶剂的水系显影液,也可以是单独的有机溶剂。
作为上述蚀刻工序,可以用适当选自公知的蚀刻处理方法中的方法进行。
作为用于上述蚀刻处理的蚀刻溶液,没有特别的限制,可以根据目的适当选择,例如,在上述金属层由铜形成时,可列举氯化铜溶液、氯化铁溶液、碱性蚀刻溶液、过氧化氢系蚀刻溶液等,其中,从蚀刻要素的观点来看,优选氯化铁溶液。
通过在由上述蚀刻工序进行蚀刻处理后除去上述图形,可以在上述基体的表面形成永久图形。
作为上述永久图形,没有特别的限制,可以根据目的适当选择,但是可适当列举例如布线图形等。
作为上述镀覆工序,可以用适当选自公知的镀覆处理中的方法进行。
作为上述镀覆处理,可列举例如硫酸铜镀覆、焦磷酸铜镀覆等铜镀覆;ハイスロ—焊锡镀覆等焊锡镀覆;瓦特浴(硫酸镍—氯化镍)镀覆、氨基磺酸镍等镍镀覆;硬金镀覆、软金镀覆等金镀覆等处理。
通过在由上述镀覆工序实施镀覆处理后除去上述图形,再进一步根据需要经蚀刻处理等除去不需要部分,可以在上述基体的表面形成永久图形。
[印刷电路布线板和滤色器的制造方法]
本发明的上述图形形成方法可以适用于印刷电路布线板的制造、特别是具有通孔或者(via hole)等孔部分的印刷电路布线板的制造和滤色器的制造。下面,对使用了本发明的图形形成方法的印刷电路布线板的制造方法和滤色器的制造方法的一个例子进行说明。
—印刷电路布线板的制造方法—
特别是,作为具有通孔或者辅助孔等孔部分的印刷电路布线板的制造方法,可以通过(1)在作为上述基体的有孔部分的印刷电路布线板形成用基板上,以该感光层位于上述基体侧的位置关系层叠上述图形形成材料而形成层叠体,(2)从与上述层叠体的上述基体的相反侧,在所希望的区域进行光照射使感光层固化,(3)从上述层叠体中除去上述图形形成材料中的支撑体、缓冲层和阻挡层,(4)使上述层叠体中的感光层显影,除去该层叠体中的未固化部分,从而可以形成图形。
还有,上述(3)中上述支撑体的除去也可以在上述(1)和上述(2)之间进行,来代替在上述(2)和上述(4)之间进行的方式。
然后,若要获得印刷电路布线板,则使用上述形成的图形,通过对上述印刷电路布线板形成用基板进行蚀刻处理或者镀覆处理的方法(例如,公知的减法或者加法(例如,半加法、全加法))进行处理即可。其中,优选上述减法,以便用有利于工业的遮盖法(tenting)形成印刷电路布线板。经上述处理后,剥离在印刷电路布线板形成用基板上残存的固化树脂,另外,上述半加法的情况下,可以通过剥离后再对铜薄膜部分进行蚀刻的方法,制造所希望的印刷电路布线板。另外,多层印刷电路布线板也可以按照与上述印刷电路布线板的制造方法相同的方法制造。
下面,对使用了上述图形形成材料的具有通孔的印刷电路布线板的制造方法进行进一步说明。
首先准备具有通孔且表面用金属镀覆层覆盖的印刷电路布线板形成用基板。作为上述印刷电路布线板形成用基板,可以使用例如镀铜的层叠基板和在玻璃—环氧等绝缘材料上形成了铜镀覆层的基板、或者在这些基板上层叠层间绝缘膜后形成了铜镀覆层的基板(层叠基板)。
接着,在上述图形形成材料上具有保护薄膜的情况下,剥离该保护薄膜,使用加压辊进行压接,使上述图形形成材料中的感光层与上述印刷电路布线板形成用基板的表面接触(层叠工序)。由此,获得了依次具有上述印刷电路布线板形成用基板和上述层叠体的层叠体。
作为上述图形形成材料的层叠温度,没有特别限制,可列举例如室温(15-30℃)、或者加热条件(30-180℃),其中优选加热条件(60-140℃)。
作为上述压接辊的辊压,没有特别限制,例如,优选0.1-1MPa。
作为上述压接的速度,没有特别限制,优选1-3m/分钟。
另外,可以将上述印刷电路布线板形成用基板预先加热,也可以在减压下进行层叠。
形成上述层叠体时,可以在上述印刷电路布线板形成用基板上层叠上述图形形成材料,也可以将上述图形形成材料制造用的感光性树脂组合物溶液等直接涂布在上述印刷电路布线板形成用基板的表面上,通过使其干燥在上述印刷电路布线板形成用基板上层叠感光层、阻挡层、缓冲层和支撑体。
然后,通过从与上述层叠体的基体相反侧的表面,照射光使感光层固化。而且此时,也可以根据需要(例如,在支撑体的光透过性不足的情况下)剥离上述支撑体、缓冲层和阻挡层之后进行曝光。
这时,在还未剥离上述支撑体、缓冲层和阻挡层时,将上述支撑体、缓冲层和阻挡层从上述层叠体剥离(剥离工序)。
接着,通过将上述印刷电路布线板形成用基板上的感光层的未固化区域用适当的显影液溶解除去,形成布线图形形成用的固化层和通孔的金属层保护用固化层的图形,使上述印刷电路布线板形成用基板的表面露出金属层(显影工序)。
另外,也可以在显影后根据需要通过后加热处理和后曝光处理,进行进一步促进固化部分的固化反应的处理。显影可以是如上所述的湿式显影法,也可以是干式显影法。
接着,将在上述印刷电路布线板形成用基板的表面上露出的金属层用蚀刻液溶解除去(蚀刻工序)。由于用固化树脂组合物(遮盖膜)覆盖通孔的开口部分,所以蚀刻液不会进入通孔内而腐蚀通孔内的金属镀覆层,可按照规定的形状保留通孔的金属镀覆层。由此,可在上述印刷电路布线板形成用基板上形成布线图形。
作为上述蚀刻溶液,没有特别的限制,可以根据目的适当选择,例如,在用铜形成上述金属层时,可列举氯化铜溶液、氯化铁溶液、碱性蚀刻溶液、过氧化氢系蚀刻溶液等,其中,从蚀刻要素的观点来看,优选氯化铁溶液。
接着,用强碱性水溶液等,把上述固化层作为剥离片从上述印刷电路布线板形成用基板上除去(固化物除去工序)。
作为上述强碱性水溶液中的碱成分,没有特别限制,可列举例如氢氧化钠、氢氧化钾等。
作为上述强碱性水溶液的pH,例如,优选约12-14,更优选约13-14。
作为上述强碱性水溶液,没有特别限制,可列举例如1-10质量%的氢氧化钠水溶液或者氢氧化钾水溶液等。
另外,印刷电路布线板也可以是多层结构的印刷电路布线板。
还有,上述图形形成材料并不仅用于上述的蚀刻工艺,也可以用于镀覆工艺。作为上述镀覆法,可列举例如硫酸铜镀覆、焦磷酸铜镀覆等铜镀覆;ハイスロ—焊锡镀覆等焊锡镀覆;瓦特浴(硫酸镍—氯化镍)镀覆、氨基磺酸镍等镍镀覆;硬金镀覆、软金镀覆等金镀覆等。
—滤色器的制造方法—
在玻璃基板等基体上粘合本发明上述图形形成材料中的感光层,并将支撑体、缓冲层和阻挡层从该图形形成材料剥离时,有时带电的上述支撑体(薄膜)和人体会发生不愉快的电击,或者使带电的支撑体附着尘土等。因此,优选在上述支撑体上设置导电层,或者向上述支撑体本身进行附加导电性的处理。另外,当在与缓冲层相反侧的上述支撑体上设置上述导电层时,优选设置用于改善耐伤性的疏水性聚合物层。
接着,调制将上述感光层分别着色为红、绿、蓝、黑的具有红色感光层的图形形成材料、具有绿色感光层的图形形成材料、具有蓝色感光层的图形形成材料、和具有黑色感光层的图形形成材料。使用具有红色像素用的上述红色感光层的图形形成材料,在上述基体表面上层叠红色感光层而形成层叠体,然后经曝光、显影形成为图形状,从而形成红色像素。形成红色像素后,通过加热上述层叠体使未固化部分固化。即使对于绿色、蓝色的像素也可以同样地进行上述操作,形成各像素。
形成上述层叠体时,可以在上述玻璃基板上层叠上述图形形成材料,也可以将上述图形形成材料制造用的感光性树脂组合物溶液等直接涂布在上述玻璃基板的表面上,通过使其干燥在上述玻璃基板上层叠感光层、阻挡层、缓冲层和支撑体。另外,当配置红、绿、蓝三种像素时,也可以是嵌镶型、三角型、四像素配置型等中的任一种方式。
在形成上述像素的表面上层叠具有上述黑色感光层的图形形成材料,由未形成像素侧进行背面曝光、显影而形成黑底(black matrix)。通过加热形成有该黑底的层叠体,使未固化部分固化,可以制造滤色器。
本发明的上述图形形成方法由于使用了本发明的上述图形形成材料,可以适用于各种图形的形成、布线图形等永久图形的形成、滤色器、柱材、带筋型材、隔板、隔膜等液晶结构元件的制造、全息照相、微型电机、校样等的制造,特别适合用于高精细的布线图形的形成。本发明的图形形成装置由于具有本发明的上述图形形成材料,可以适用于各种图形的形成、布线图形等永久图形的形成、滤色器、柱材、带筋型材、隔板、隔膜等液晶结构元件的制造、全息照相、微型电机、校样等的制造,特别适合用于高精细的布线图形的形成。
实施例
下面,通过实施例对本发明进行更加具体的说明,但是本发明并不限于这些。
(实施例1)
在作为上述支撑体的20μm厚的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜上,涂布由下述组成组成的感光性树脂组合物溶液并使其干燥,形成15μm厚的感光层,从而制造上述图形形成材料。
[感光性树脂组合物溶液的组成]
·甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/8/30/37,重均分子量:68800,Tg:105℃)
                                           15质量份
·用下述结构式(73)表示的聚合性单体         7.0质量份
·六亚甲基二异氰酸酯和四环氧乙烷一甲基丙烯酸酯的1/2摩尔比加成物                                           7.0质量份
·N-甲基吖啶酮                             0.11质量份
·2,2-双(邻氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联二咪唑
                                           2.17质量份
·2-巯基苯并咪唑                           0.23质量份
·孔雀石绿草酸盐                           0.02质量份
·白色龙胆紫                     0.26质量份
·甲乙酮                         40质量份
·1-甲氧基-2-丙醇                20质量份
还有,作为上述粘合剂的甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/8/30/37)的I/O值如果如上所述地进行计算,则是0.554。
[化学式47]
结构式(73)
其中,结构式(73)中,m+n表示10。还有,结构式(73)是用上述结构式(38)表示的化合物的一个例子。
在上述图形形成材料的感光层上层叠20μm厚的聚乙烯薄膜作为上述保护薄膜。接着,作为上述基体,在对表面进行研磨、水洗、干燥的镀铜膜层叠板(没有通孔,铜厚12μm)的表面上,边剥掉上述图形形成材料的保护薄膜,边使用层叠装置(MODEL8B-720-PH,大成ラミネ—タ—(株)制)进行压接,使该图形形成材料的感光层与上述镀铜膜层叠板接触,从而调制依次层叠有上述镀铜膜层叠板、上述感光层和上述聚对苯二甲酸乙二酯薄膜(支撑体)的层叠体。
压接条件是压接辊温度为105℃,压接辊压力为0.3MPa,层叠速度为1m/min。
对上述所制造的上述层叠体,进行显影性、分辨率、蚀刻性、遮盖性和曝光速度的评价。另外,对上述图形形成材料,评价有无熔边产生。结果示于表3中。
<显影性>
从上述层叠体剥离聚对苯二甲酸乙二酯薄膜(支撑体),向镀铜膜层叠板上的上述感光层的整个面上,在0.15MPa的压力下喷洒30℃的1质量%碳酸钠水溶液,测量从喷洒碳酸钠水溶液开始至溶解除去镀铜膜层叠板上的感光层所需要的时间,把该时间作为最短显影时间。该最短显影时间越短,显影性越好。
其结果,上述最短显影时间是10秒。
<分辨率>
(1)感光度的测量
对上述层叠体中的图形形成材料的感光层,从聚对苯二甲酸乙二酯薄膜(支撑体)侧,使用具有作为上述光照射机构的405nm的激光光源的图形形成装置,照射0.1mJ/cm2至100mJ/cm2的21/2倍间隔的光能量的不同的光进行曝光,使上述感光层的一部分区域固化。在室温下静置10分钟,然后将聚对苯二甲酸乙二酯薄膜(支撑体)剥离上述层叠体,之后向镀铜膜层叠板上的感光层的整个面上以0.15Mpa的喷洒压力,在由上述显影性评价中求出的最短显影时间的2倍的时间内,喷洒碳酸钠水溶液(30℃,1质量%),溶解除去未固化的区域,并测量残留的固化区域的厚度。接着,根据光照射量和固化层厚度的关系进行作图而获得感光度曲线。由上得到的感光度曲线中,把固化区域的厚度达到15μm时的光能量视为使感光层固化所需要的光能量。其结果,使上述感光层固化所需要的光能量是3mJ/cm2。还有,上述图形形成装置具有由上述DMD组成的光调制机构,并具备上述图形形成材料。
(2)分辨率的测量
在与上述显影性的评价相同方法和条件下制作上述层叠体,在室温(23℃,55%RH)下静置10分钟。从得到的层叠体的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜(支撑体)侧,使用上述图形形成装置在行/间隔(line/space)=1/1的条件下,以1μm为间隔从行宽5μm-20μm进行各线宽的曝光,之后以5μm为间隔从行宽20μm-50μm进行各线宽的曝光。此时的曝光量是用于使上述(2)中测量的固化上述图形形成材料的感光层所需要的光能量。在室温下静置10分钟,然后将聚对苯二甲酸乙二酯薄膜(支撑体)剥离上述层叠体。向镀铜膜层叠板上的感光层的整个面上以0.15Mpa的喷洒压力,在由上述(1)求出的最短显影时间的2倍的时间内,喷洒作为上述显影液的碳酸钠水溶液(30℃,1质量%),溶解除去未固化的区域。用光学显微镜观察经过以上得到的带有固化树脂图形的镀铜膜层叠板的表面,对固化树脂图形的行测量没有阻塞、卷曲等异常的最小的行宽,并把它作为分辨率。该分辨率数值越小越好。
<蚀刻性>
使用具有在上述分辨率的测量中形成的图形的层叠体,向该层叠体中露出的镀铜膜层叠板的表面上,在0.25MPa下喷洒氯化铁エツチヤント(含有氯化铁的蚀刻溶液,40°波美,液温40℃)36秒,溶解除去未被固化层覆盖的露出区域的铜层,进行蚀刻处理。接着,通过喷洒2质量%的氢氧化钠水溶液,除去上述形成的图形,从而调制在表面上作为上述永久图形具有铜层布线图形的印刷电路布线板。用光学显微镜观察该印刷电路布线板上的布线图形,测量该布线图形的最小行宽。该最小行宽越小越可以获得高精细的布线图形,意味着蚀刻性优异。
<遮盖性>
除了将上述层叠体中的镀铜膜层叠板代替为具有200个直径2mm的通孔的镀铜膜层叠板以外,与上述层叠体相同地调制遮盖性评价用层叠体,在室温(23℃,相对湿度55%)的条件下静置10分钟。接着,由上述调制的层叠体的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜(支撑体)侧,使用上述图形形成装置,对该层叠体中感光层的整个面进行曝光。此时的曝光量是上述分辨率的评价中的(2)中测量的固化上述图形形成材料的感光层所需要的光能量。在室温下静置10分钟,然后将聚对苯二甲酸乙二酯薄膜(支撑体)剥离上述层叠体。向上述镀铜膜层叠板上的感光层的整个面上以0.15Mpa的喷洒压力,在由上述分辨率评价中的(1)求出的最短显影时间的2倍的时间内,喷洒作为上述显影液的碳酸钠水溶液(30℃,1质量%)。用显微镜观察通过以上得到的上述镀铜膜层叠板中通孔开口部分上形成的固化层(遮盖膜)有无剥落和破裂等缺陷,计算缺陷的发生率。
<曝光速度>
使用上述图形形成装置,改变使曝光光和上述感光层相对移动的速度,求出形成一般的布线图形的速度。曝光时,对上述调制的层叠体中的图形形成材料的感光层,从聚对苯二甲酸乙二酯薄膜(支撑体)侧进行。还有,该设定速度快的一方可以有效地形成图形。
<熔边>
将上述图形形成材料切割为510mm宽,以16kg/m的拉力在外形83mmφ、长550mm的ABS树脂制的卷芯上卷绕90m,以使上述图形形成材料大致成为中心。将通过以上被卷成辊状的上述图形形成材料,在遮光下、温度25℃、湿度65%的环境下保管。
观察因由辊端面渗出的感光层成分产生的光泽,按照以下的评价标准进行评价。
—评价标准—
○…经过60天后,没有光泽(60天,没有产生熔边)
△…经过30天后,没有光泽(30天,没有产生熔边)
×…经过30天后,有光泽(30天时,产生熔边)
(实施例2)
除了在实施例1中,将作为上述粘合剂的上述感光性树脂组合物溶液中的甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/8/30/37)代替为甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/15/40/20,重均分子量:130000,Tg:93℃)以外,与实施例1相同地制造图形形成材料和层叠体。
使用制造的图形形成材料和层叠体对显影性、分辨率、蚀刻性、遮盖性、曝光速度和有无熔边产生进行评价。结果示于表3中。
还有,作为上述粘合剂的上述甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/15/40/20)的I/O值如果如上所述地进行计算,则是0.520,最短显影时间是10秒,使感光层固化所需要的光能量是3mJ/cm2
(实施例3)
除了在实施例1中,将作为上述粘合剂的上述感光性树脂组合物溶液中的甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/8/30/37)代替为甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):25/29/46,重均分子量:43000,Tg:127℃)以外,与实施例1相同地制造图形形成材料。
使用制造的图形形成材料和层叠体对显影性、分辨率、蚀刻性、遮盖性、曝光速度和有无熔边产生进行评价。结果示于表3中。
还有,作为上述粘合剂的上述甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):25/29/46)的I/O值如果如上所述地进行计算,则是0.550,最短显影时间是10秒,使感光层固化所需要的光能量是3mJ/cm2
(实施例4)
除了在实施例1中,将作为上述粘合剂的上述感光性树脂组合物溶液中的甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/8/30/37)代替为甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):20/56/24,重均分子量:75000,Tg:123℃)以外,与实施例1相同地制造图形形成材料。
使用制造的图形形成材料和层叠体对显影性、分辨率、蚀刻性、遮盖性、曝光速度和有无熔边产生进行评价。结果示于表3中。
还有,作为上述粘合剂的上述甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):20/56/24)的I/O值如果如上所述地进行计算,则是0.645,最短显影时间是10秒,使感光层固化所需要的光能量是3mJ/cm2
(实施例5)
除了在实施例1中,将作为上述粘合剂的上述感光性树脂组合物溶液中的甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/8/30/37)代替为甲基丙烯酸/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):28/72,重均分子量:53100,Tg:129℃)以外,与实施例1相同地制造图形形成材料和层叠体。
使用制造的图形形成材料和层叠体对显影性、分辨率、蚀刻性、遮盖性、曝光速度和有无熔边产生进行评价。结果示于表3中。
还有,作为上述粘合剂的上述甲基丙烯酸/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):28/72)的I/O值如果如上所述地进行计算,则是0.433,最短显影时间是13秒,使感光层固化所需要的光能量是3mJ/cm2
(实施例6)
除了在实施例1中,将作为上述粘合剂的上述感光性树脂组合物溶液中的甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/8/30/37)代替为甲基丙烯酸/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):20/80,重均分子量:43700,Tg:120℃)以外,与实施例1相同地制造图形形成材料和层叠体。
使用制造的图形形成材料和层叠体对显影性、分辨率、蚀刻性、遮盖性、曝光速度和有无熔边产生进行评价。结果示于表3中。
还有,作为上述粘合剂的上述甲基丙烯酸/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):20/80)的I/O值如果如上所述地进行计算,则是0.328,最短显影时间是20秒,使感光层固化所需要的光能量是3mJ/cm2
(实施例7)
除了在实施例1中,将作为上述粘合剂的上述感光性树脂组合物溶液中的甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/8/30/37)代替为甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/22/40/13,重均分子量:55000,Tg:105℃)以外,与实施例1相同地制造图形形成材料和层叠体。
使用制造的图形形成材料和层叠体对显影性、分辨率、蚀刻性、遮盖性、曝光速度和有无熔边产生进行评价。结果示于表3中。
还有,作为上述粘合剂的上述甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/22/40/13)的I/O值如果如上所述地进行计算,则是0.543,最短显影时间是10秒,使感光层固化所需要的光能量是3mJ/cm2
(实施例8)
除了在实施例1中,将作为上述粘合剂的上述感光性树脂组合物溶液中的甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/8/30/37)代替为甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):29/19/52,重均分子量:49900,Tg:131℃)以外,与实施例1相同地制造图形形成材料和层叠体。
使用制造的图形形成材料和层叠体对显影性、分辨率、蚀刻性、遮盖性、曝光速度和有无熔边产生进行评价。结果示于表3中。
还有,作为上述粘合剂的上述甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):29/19/52)的I/O值如果如上所述地进行计算,则是0.552,最短显影时间是10秒,使感光层固化所需要的光能量是3mJ/cm2
(实施例9)
除了在实施例1中,将作为上述粘合剂的上述感光性树脂组合物溶液中的甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/8/30/37)代替为甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):29/31/40,重均分子量:60500,Tg:132℃)以外,与实施例1相同地制造图形形成材料和层叠体。
使用制造的图形形成材料和层叠体对显影性、分辨率、蚀刻性、遮盖性、曝光速度和有无熔边产生进行评价。结果示于表3中。
还有,作为上述粘合剂的上述甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):29/31/40)的I/O值如果如上所述地进行计算,则是0.627,最短显影时间是9秒,使感光层固化所需要的光能量是3mJ/cm2
(实施例10)
除了在实施例1中,将作为上述粘合剂的上述感光性树脂组合物溶液中的甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/8/30/37)代替为甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):25/41/34,重均分子量:58500,Tg:128℃)以外,与实施例1相同地制造图形形成材料和层叠体。
使用制造的图形形成材料和层叠体对显影性、分辨率、蚀刻性、遮盖性、曝光速度和有无熔边产生进行评价。结果示于表3中。
还有,作为上述粘合剂的上述甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):25/41/34)的I/O值如果如上所述地进行计算,则是0.627,最短显影时间是9秒,使感光层固化所需要的光能量是3mJ/cm2
(实施例11)
除了在实施例3中,使用下述说明的图形形成装置代替上述图形形成装置以外,使用与实施例3相同地制造的图形形成材料和层叠体对显影性、分辨率、蚀刻性、遮盖性、曝光速度和有无熔边产生进行评价。结果示于表3中。
还有,作为上述粘合剂的上述甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):25/29/46)的I/O值如实施例3中所示,是0.550,最短显影时间是10秒,使感光层固化所需要的光能量是3mJ/cm2
《图形形成装置》
使用了具有:作为上述光照射机构的示于图27-32中的复合波激光光源;作为上述光调制机构的示于图4中的微型反射镜沿主扫描方向排列1024个的微型反射镜列在副扫描方向排列的768组中,只驱动控制1024个×256列的DMD50;将示于图13中的一个面为复曲面的微透镜474排列为阵列状的微透镜阵列472和将通过了该微透镜阵列的光成像在上述图形形成材料上的光学体系480、482;和上述图形形成材料的图形形成装置。DMD50与示于图12中的具有数据处理部分和反射镜驱动控制部分的控制器302连接。在控制器302的数据处理部分,可以根据输入的图形信息,产生驱动控制针对每个曝光头166中DMD50的应控制的区域内的各微型反射镜的控制信号,另外,在上述反射镜驱动控制部分,可以根据由图形信息处理部分产生的控制信号,针对每个曝光头166的DMD50的各个微型反射镜控制反射面角度。
还有,上述图形形成装置中的曝光是在使曝光光和上述图形形成材料中的感光层相对移动的条件下进行的。
另外,上述微透镜中的复曲面使用以下说明的。
首先,为了校正作为DMD50的上述描素部分的微透镜474在射出面的变形,而测量该射出面的变形。结果示于图14中。在图14中,用等高线连接并表示反射面的相同的高度的位置,等高线的间距是5nm。而且示于该图中的x方向和y方向是微型反射镜62的两个对角线方向,微型反射镜62把向y方向延伸的旋转轴作为中心进行旋转。另外,在图15的(A)和(B)分别表示沿上述x方向、y方向的微型反射镜62反射面高度位置的位移。
如图14和图15中所示,微型反射镜62的反射面上存在变形,而且特别是在反射镜中央部分,可判断出一个对角线方向(y方向)的变形大于另一个对角线方向(x方向)的变形。因此,照这样可判断用微透镜阵列55的微透镜55a聚光的激光B在聚光位置的形状会发生变形。
图16(A)和(B)分别详细地表示微透镜阵列55整体的正面形状和侧面形状。在这些图中也记入了微透镜阵列55各部分的尺寸,其单位是mm。如上述参考图4进行的说明,驱动了DMD50的1024个×256列的微型反射镜62,与此相应地,微透镜阵列55通过将在横向排列1024个微透镜55a的列在纵向并列设置256列来构成。还有,在该图(A)中,将微透镜阵列55排列顺序在横向用j表示,纵向用k表示。
另外,图17(A)和(B)分别表示在微透镜阵列55中一个微透镜55a的正面形状和侧面形状。还有,在该图(A)中,同时表示了微透镜55a的等高线。各微透镜55a光射出侧的端面形成为可校正由微型反射镜62反射面的变形产生的像差的非球面形状。更加具体地讲,微透镜55a为复曲透镜,与上述x方向光学对应的方向的曲率半径Rx=-0.125mm,与上述y方向对应的方向的曲率半径Ry=-0.1mm。
因此,在与上述x方向和y方向平行的截面内激光B的聚光状态大致如分别在图18(A)和(B)中所示。即,如果比较与x方向平行的截面内和与y方向平行的截面,则可判断出后者截面内微透镜55a的曲率半径更小,焦点距离变得更短。
还有,用计算机模拟使微透镜55a成为上述形状时的、在该微透镜55a的聚光位置(焦点位置)附近的光束直径的结果示于图19a、b、c和d中。另外为了比较,对于微透镜55a为曲率半径Rx=Ry=-0.1mm的球面形状的情况,在图20a、b、c和d中示出了进行同样模拟的结果。还有,各图中的z值用离微透镜55a的光束射出面的距离表示微透镜55a的焦点方向的评价位置。
另外,上述用于模拟的微透镜55a的面形状可用下述计算式计算。
[数学式3]
Z = C x 2 X 2 + C y 2 Y 2 1 + SQRT ( 1 - C x 2 X 2 - C y 2 Y 2 )
其中,在上述计算式中,Cx意味着x方向的曲率(=1/Rx),Cy意味着y方向的曲率(=1/Ry),X意味着x方向上的离透镜光轴的距离,Y意味着y方向上的离透镜光轴的距离。
比较图19a-d和图20a-d可知,通过把微透镜55a设为与y方向平行的截面内的焦点距离小于与x方向平行的截面内的焦点距离的复曲透镜,可抑制其聚光位置附近的光束形状的变形。其结果,可以在图形形成材料150上曝光没有变形、更加高精细的图形。另外,可判断示于图20a-d中的本实施方式的光束直径小的区域更广,即焦深更大。
另外,设置在微透镜阵列55的聚光位置附近的开口阵列59被设为,向其各开口59a中只射入经过了与其对应的微透镜55a的光。即,通过设置该开口阵列59,可防止向各开口59a中射入来自不与其对应的相邻微透镜55a的光,从而可提高消光比。
(实施例12)
除了在实施例8中,将上述图形形成装置代替为在实施例11中使用的图形形成装置以外,使用与实施例8相同地制造的图形形成材料和层叠体对显影性、分辨率、蚀刻性、遮盖性、曝光速度和有无熔边产生进行评价。结果示于表3中。
还有,作为上述粘合剂的上述甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):29/19/52)的I/O值如实施例8中所示,是0.552,最短显影时间是10秒,使感光层固化所需要的光能量是3mJ/cm2
(实施例13)
除了在实施例9中,将上述图形形成装置代替为在实施例11中使用的图形形成装置以外,使用与实施例9相同地制造的图形形成材料和层叠体对显影性、分辨率、蚀刻性、遮盖性、曝光速度和有无熔边产生进行评价。结果示于表3中。
还有,作为上述粘合剂的上述甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):29/31/40)的I/O值如实施例9中所示,是0.627,最短显影时间是9秒,使感光层固化所需要的光能量是3mJ/cm2
(实施例14)
除了在实施例10中,将上述图形形成装置代替为在实施例11中使用的图形形成装置以外,使用与实施例10相同地制造的图形形成材料和层叠体对显影性、分辨率、蚀刻性、遮盖性、曝光速度和有无熔边产生进行评价。结果示于表3中。
还有,作为上述粘合剂的上述甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):25/41/34)的I/O值如实施例3中所示,是0.627,最短显影时间是9秒,使感光层固化所需要的光能量是3mJ/cm2
(比较例1)
除了在实施例1中,将作为上述粘合剂的上述感光性树脂组合物溶液中的甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/8/30/37)代替为甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸2-乙基己酯/丙烯酸丁酯共聚物(共聚物组成(质量比):19/61/10/10,重均分子量:17000,Tg:72℃)以外,与实施例1相同地制造图形形成材料。
使用制造的图形形成材料和层叠体对显影性、分辨率、蚀刻性、遮盖性、曝光速度和有无熔边产生进行评价。结果示于表3中。
还有,作为上述粘合剂的上述甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸2-乙基己酯/丙烯酸丁酯共聚物(共聚物组成(质量比):19/61/10/10)的I/O值如果如上所述地进行计算,则是0.765,最短显影时间是10秒,使感光层固化所需要的光能量是3mJ/cm2
(比较例2)
除了在实施例1中,将作为上述粘合剂的上述感光性树脂组合物溶液中的甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/8/30/37)代替为甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸丁酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/55/20,重均分子量:110000,Tg:76℃)以外,与实施例1相同地制造图形形成材料。
使用制造的图形形成材料和层叠体对显影性、分辨率、蚀刻性、遮盖性、曝光速度和有无熔边产生进行评价。结果示于表3中。
还有,作为上述粘合剂的上述甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸丁酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/55/20)的I/O值如果如上所述地进行计算,则是0.859,最短显影时间是10秒,使感光层固化所需要的光能量是3mJ/cm2
(比较例3)
除了在实施例1中,将作为上述粘合剂的上述感光性树脂组合物溶液中的甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/8/30/37)代替为甲基丙烯酸/甲基丙烯酸叔丁酯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/55/20,重均分子量:49000,Tg:102℃)以外,与实施例1相同地制造图形形成材料。
使用制造的图形形成材料和层叠体对显影性、分辨率、蚀刻性、遮盖性、曝光速度和有无熔边产生进行评价。结果示于表3中。
还有,作为上述粘合剂的上述甲基丙烯酸/甲基丙烯酸叔丁酯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/55/20)的I/O值如果如上所述地进行计算,则是0.717,最短显影时间是10秒,使感光层固化所需要的光能量是3mJ/cm2
(比较例4)
除了在实施例1中,将作为上述粘合剂的上述感光性树脂组合物溶液中的甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/8/30/37)代替为甲基丙烯酸/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):17/83,重均分子量:42300,Tg:117℃)以外,与实施例1相同地制造图形形成材料。
使用制造的图形形成材料和层叠体对显影性、分辨率、蚀刻性、遮盖性、曝光速度和有无熔边产生进行评价。结果示于表3中。
还有,作为上述粘合剂的上述甲基丙烯酸/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):17/83)的I/O值如果如上所述地进行计算,则是0.290,使感光层固化所需要的光能量是3mJ/cm2。另外,最短显影时间是超过60秒的值,可判断显影性差,不适于应用。
(比较例5)
除了在实施例1中,将作为上述粘合剂的上述感光性树脂组合物溶液中的甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/8/30/37)代替为甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):25/45/30,重均分子量:55000,Tg:128℃)以外,与实施例1相同地制造图形形成材料。
使用制造的图形形成材料和层叠体对显影性、分辨率、蚀刻性、遮盖性、曝光速度和有无熔边产生进行评价。结果示于表3中。
还有,作为上述粘合剂的上述甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(共聚物组成(质量比):25/45/30)的I/O值如果如上所述地进行计算,则是0.655,最短显影时间是10秒,使感光层固化所需要的光能量是3mJ/cm2
(比较例6)
除了在实施例1中,将作为上述粘合剂的上述感光性树脂组合物溶液中的甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/8/30/37)代替为甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/25/20/30,重均分子量:52900,Tg:79℃)以外,与实施例1相同地制造图形形成材料和层叠体。
使用制造的图形形成材料和层叠体对显影性、分辨率、蚀刻性、遮盖性、曝光速度和有无熔边产生进行评价。结果示于表3中。
还有,作为上述粘合剂的上述甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸2-乙基己酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/25/20/30)的I/O值如果如上所述地进行计算,则是0.612,最短显影时间是10秒,使感光层固化所需要的光能量是3mJ/cm2
(比较例7)
除了在实施例1中,将作为上述粘合剂的上述感光性树脂组合物溶液中的甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯共聚物(共聚物组成(质量比):25/8/30/37)代替为甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸2-乙基己酯/丙烯酸丁酯共聚物(共聚物组成(质量比):19/61/10/10,重均分子量:60700,Tg:72℃)以外,与实施例1相同地制造图形形成材料和层叠体。
使用制造的图形形成材料和层叠体对显影性、分辨率、蚀刻性、遮盖性、曝光速度和有无熔边产生进行评价。结果示于表3中。
还有,作为上述粘合剂的上述甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸2-乙基己酯/丙烯酸丁酯共聚物(共聚物组成(质量比):19/61/10/10):25/25/20/30)的I/O值如果如上所述地进行计算,则是0.765,最短显影时间是15秒,使感光层固化所需要的光能量是3mJ/cm2
[表3]
 Mw  I/O值 Tg(℃) 显影性(秒) 曝光量(mJ/cm2) 分辨率(微米) 蚀刻性(微米) 遮盖性 曝光速度(mm/sec) 熔边
实施例1  68800  0.554  105  10  3  14  24 没有破裂 13  ○
实施例2  130000  0.520  93  10  3  14  24 没有破裂 13  ○
实施例3  43000  0.550  127  10  3  14  24 没有破裂 13  ○
实施例4  75000  0.645  123  10  3  16  26 没有破裂 13  ○
实施例5  53100  0.433  129  13  3  13  24 没有破裂 13  ○
实施例6  43700  0.328  120  20  3  13  23 没有破裂 13  ○
实施例7  55000  0.543  105  10  3  13  23 没有破裂 13  ○
实施例8  49900  0.552  131  10  3  13  23 没有破裂 13  ○
实施例9  60500  0.627  132  9  3  14  24 没有破裂 13  ○
实施例10  58500  0.627  128  9  3  14  24 没有破裂 13  ○
实施例11  43000  0.550  127  10  3  12  22 没有破裂 40  ○
实施例12  49900  0.552  131  10  3  12  22 没有破裂 40  ○
实施例13  60500  0.627  132  9  3  13  23 没有破裂 40  ○
实施例14  58500  0.627  128  9  3  13  23 没有破裂 40  ○
比较例1  17000  0.765  72  10  3  18  28  9%破裂 13  ×
比较例2  110000  0.859  76  10  3  20  30  2%破裂 13  ×
比较例3  49000  0.717  102  10  3 18  28  2%破裂 13  △
比较例4  42300  0.290  117  ※1  3  -  -  - -  -
比较例5  55000  0.655  128  10  3  17  27  8%破裂 13  ○
比较例6  52900  0.612  79  10  3  14  26  2%破裂 13  ×
比较例7  60700  0.765  72  15  3  18  28  11%破裂 13  ×
表3中,※1表示超过60秒的值,比较例4中的分辨率、蚀刻性、遮盖性和曝光速度由于分辨率不好,不能测量。
由表3的结果可判断,实施例1-14的图形形成材料由于上述粘合剂的I/O值在0.300-0.650的范围内,而且上述玻璃化转变温度是80℃以上,所以分辨率、蚀刻性和遮盖性优异,而且最短显影时间短,显影性优良,还可抑制熔边的产生。在使用具有复曲面的图形形成装置的实施例11-14中,可判断在分辨率和蚀刻性方面比实施例3和8-10更好,而且曝光速度快。
[工业上的可利用性]
本发明的图形形成材料中,上述感光层中含有的粘合剂的I/O值和玻璃化转变温度都在一定的数值范围内,因此分辨率和遮盖性优良,而且显影性也优良,而且可抑制熔边的产生,所以可以适用于各种图形的形成、布线图形等永久图形的形成、滤色器、柱材、带筋型材、隔板、隔膜等液晶结构元件的制造、全息照相、微型电机、校样等的制造,特别适合用于高精细的布线图形的形成。本发明的图形形成装置由于具有本发明的上述图形形成材料,可以适用于各种图形的形成、布线图形等永久图形的形成、滤色器、柱材、带筋型材、隔板、隔膜等液晶结构元件的制造、全息照相、微型电机、校样等的制造,特别适合用于高精细的布线图形的形成。本发明的图形形成方法由于使用本发明的上述图形形成材料,可以适用于各种图形的形成、布线图形等永久图形的形成、滤色器、柱材、带筋型材、隔板、隔膜等液晶结构元件的制造、全息照相、微型电机、校样等的制造,特别适合用于高精细的布线图形的形成。

Claims (15)

1.一种图形形成材料,其特征在于在支撑体上至少具有感光层,该感光层含有粘合剂、聚合性化合物和光聚合引发剂,该粘合剂的I/O值为0.300-0.650,而且玻璃化转变温度Tg为80℃以上。
2.如权利要求1所述的图形形成材料,其中粘合剂的I/O值为0.350-0.630。
3.如权利要求1或2所述的图形形成材料,其中粘合剂的玻璃化转变温度为100℃以上。
4.如权利要求1-3中任何一项所述的图形形成材料,其中粘合剂的玻璃化转变温度为115℃以上。
5.如权利要求1-4中任何一项所述的图形形成材料,其中粘合剂含有共聚物,该共聚物具有来自苯乙烯和苯乙烯衍生物中的至少一种的结构单元。
6.如权利要求1-5中任何一项所述的图形形成材料,其中聚合性化合物含有具有尿烷基和芳基中的至少一种的单体。
7.如权利要求1-6中任何一项所述的图形形成材料,其中光聚合引发剂含有选自卤化烃衍生物、六芳基联二咪唑、肟衍生物、有机过氧化物、硫代化合物、酮化合物、芳香族鎓盐和芳环烯金属衍生物类中的至少一种。
8.一种图形形成装置,其特征在于具备权利要求1-7中任何一项所述的图形形成材料,并且至少具有可以照射光的光照射机构,和调制来自该光照射机构的光对上述图形形成材料中的感光层进行曝光的光调制机构。
9.一种图形形成方法,其特征在于至少包含对权利要求1-7中任何一项所述的图形形成材料中的该感光层进行曝光的步骤。
10.如权利要求9所述的图形形成方法,其中用具有n个接收来自光照射机构的光并射出的描素部的光调制机构,调制来自上述光照射机构的光,然后用通过了排列有微透镜的微透镜阵列的光对感光层进行曝光,其中上述微透镜具有可以校正由描素部的射出面的变形产生的像差的非球面。
11.如权利要求9或10所述的图形形成方法,其中使用根据所形成的图形信息产生控制信号后按照该控制信号调制的光进行曝光。
12.如权利要求9-11中任何一项所述的图形形成方法,其中用光调制机构调制光之后,通过排列有微透镜的微透镜阵列进行曝光,其中上述微透镜具有可以校正由上述光调制机构中描素部的射出面的变形产生的像差的非球面。
13.如权利要求12所述的图形形成方法,其中非球面是复曲面。
14.如权利要求9-13中任何一项所述的图形形成方法,其中进行曝光后,对感光层进行显影。
15.如权利要求14所述的图形形成方法,其中进行显影后,形成永久图形。
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Address after: Tokyo, Japan

Applicant after: Fuji Film Corp.

Address before: Tokyo, Japan

Applicant before: Fuji Photo Film Co., Ltd.

C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20050928