パターン形成材料、並びに、パターン形成装置及びパターン形成方法
【課題】カルボン酸を含有させることにより、感度が高く、良好なレジストパターン形状が得られ、かつテント膜強度が強く、高精細で高アスペクト比のパターンを形成可能なパターン形成材料等の提供。
【解決手段】バインダー、重合性化合物、光重合開始剤、及び分子量が180〜2,000のモノカルボン酸化合物を少なくとも含む感光性組成物を用いて形成された感光層を有し、モノカルボン酸化合物が構造式(1)及び構造式(1)のXに芳香族基又は複素環基が結合した構造のいずれかで表される基を含むパターン形成材料である。
Xは−N(R3)−を表し、R3はエステル構造を含む構造及びアミド構造を含む構造のいずれかを表す。
【解決手段】バインダー、重合性化合物、光重合開始剤、及び分子量が180〜2,000のモノカルボン酸化合物を少なくとも含む感光性組成物を用いて形成された感光層を有し、モノカルボン酸化合物が構造式(1)及び構造式(1)のXに芳香族基又は複素環基が結合した構造のいずれかで表される基を含むパターン形成材料である。
Xは−N(R3)−を表し、R3はエステル構造を含む構造及びアミド構造を含む構造のいずれかを表す。
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【特許請求の範囲】
【請求項1】
バインダー、重合性化合物、光重合開始剤、及び分子量が180〜2,000のモノカルボン酸化合物を少なくとも含む感光性組成物を用いて形成された感光層を有し、
前記モノカルボン酸化合物が下記構造式(1)及び下記構造式(2)のいずれかで表される基を含むことを特徴とするパターン形成材料。
【化76】
ただし、前記構造式(1)中、Xは−N(R3)−を表し、R3は下記構造式(3−1)で表されるエステル構造を含む構造、及び下記構造式(3−2)で表されるアミド構造を含む構造のいずれかを表す。R1及びR2はそれぞれ独立に、水素原子又は一価の置換基を表す。なお、R1とR2、R1及びR2の少なくともいずれかとR3とは、互いに結合して環構造を形成していてもよい。
【化77】
ただし、前記式(3−1)及び(3−2)中、R6、R7、及びR8はそれぞれ独立に、水素原子又は一価の置換基を表し、Zは、一価の置換基を表す。そのような一価の置換基は、前記構造式(1)及び構造式(2)におけるR1及びR2と同義である。
【化78】
ただし、前記構造式(2)中、Aは芳香族基又は複素環基を表す。R1及びR2はそれぞれ独立に、水素原子又は一価の置換基を表す。なお、R1とR2、R1及びR2の少なくともいずれかとX1、R1及びR2の少なくともいずれかとA、AとXは、互いに結合して環構造を形成していてもよい。X1は、−N(R3)−を表し、R3は上記構造式(3−1)で表されるエステル構造を含む構造、及び上記構造式(3−2)で表されるアミド構造を含む構造のいずれかを表す。
【請求項2】
露光及び現像後のパターンの線幅(L;μm)と、パターンの膜厚(d;μm)とのアスペクト比(d/L)が、1.0〜5.0である請求項1に記載のパターン形成材料。
【請求項3】
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請求項1から2のいずれかに記載のパターン形成材料。
【請求項4】
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モノマーを含む請求項1から3のいずれかに記載のパターン形成材料。
【請求項5】
光重合開始剤が、ハロゲン化炭化水素誘導体、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、芳香族オニウム塩、メタロセン類、及びアシルホスフィンオキシド化合物から選択される少なくとも1種を含む請求項1から4のいずれかに記載のパターン形成材料。
【請求項6】
支持体と、該支持体上に形成された感光層とを少なくとも有する請求項1から5のいずれかに記載のパターン形成材料。
【請求項7】
請求項1から6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。
【請求項8】
請求項1から6のいずれかに記載のパターン形成材料における感光層を、加熱及び加圧の少なくともいずれかの下において基材の表面に積層した後、該感光層に対して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。
【請求項9】
露光が、350〜415nmの波長のレーザ光を用いて行われる請求項8に記載のパターン形成方法。
【請求項10】
露光が、光照射手段、及び前記光照射手段からの光を受光し出射するn個(ただし、nは2以上の自然数)の2次元状に配列された描素部を有し、パターン情報に応じて前記描素部を制御可能な光変調手段を備えた露光ヘッドであって、該露光ヘッドの走査方向に対し、前記描素部の列方向が所定の設定傾斜角度θをなすように配置された露光ヘッドを用い、
前記露光ヘッドについて、使用描素部指定手段により、使用可能な前記描素部のうち、N重露光(ただし、Nは2以上の自然数)に使用する前記描素部を指定し、
前記露光ヘッドについて、描素部制御手段により、前記使用描素部指定手段により指定された前記描素部のみが露光に関与するように、前記描素部の制御を行い、
前記感光層に対し、前記露光ヘッドを走査方向に相対的に移動させて行われる請求項8から9のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項11】
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請求項10に記載のパターン形成方法。
【請求項12】
パターン情報が表すパターンの所定部分の寸法が、指定された使用描素部により実現できる対応部分の寸法と一致するように前記パターン情報を変換する変換手段を有する請求項10から11のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項13】
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ビーム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請求項10から12のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項14】
露光が行われた後、感光層の現像を行う請求項10から13のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項15】
現像が行われた後、永久パターンの形成を行う請求項14に記載のパターン形成方法。
【請求項16】
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請求項15に記載のパターン形成方法。
【請求項1】
バインダー、重合性化合物、光重合開始剤、及び分子量が180〜2,000のモノカルボン酸化合物を少なくとも含む感光性組成物を用いて形成された感光層を有し、
前記モノカルボン酸化合物が下記構造式(1)及び下記構造式(2)のいずれかで表される基を含むことを特徴とするパターン形成材料。
【化76】
ただし、前記構造式(1)中、Xは−N(R3)−を表し、R3は下記構造式(3−1)で表されるエステル構造を含む構造、及び下記構造式(3−2)で表されるアミド構造を含む構造のいずれかを表す。R1及びR2はそれぞれ独立に、水素原子又は一価の置換基を表す。なお、R1とR2、R1及びR2の少なくともいずれかとR3とは、互いに結合して環構造を形成していてもよい。
【化77】
ただし、前記式(3−1)及び(3−2)中、R6、R7、及びR8はそれぞれ独立に、水素原子又は一価の置換基を表し、Zは、一価の置換基を表す。そのような一価の置換基は、前記構造式(1)及び構造式(2)におけるR1及びR2と同義である。
【化78】
ただし、前記構造式(2)中、Aは芳香族基又は複素環基を表す。R1及びR2はそれぞれ独立に、水素原子又は一価の置換基を表す。なお、R1とR2、R1及びR2の少なくともいずれかとX1、R1及びR2の少なくともいずれかとA、AとXは、互いに結合して環構造を形成していてもよい。X1は、−N(R3)−を表し、R3は上記構造式(3−1)で表されるエステル構造を含む構造、及び上記構造式(3−2)で表されるアミド構造を含む構造のいずれかを表す。
【請求項2】
露光及び現像後のパターンの線幅(L;μm)と、パターンの膜厚(d;μm)とのアスペクト比(d/L)が、1.0〜5.0である請求項1に記載のパターン形成材料。
【請求項3】
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請求項1から2のいずれかに記載のパターン形成材料。
【請求項4】
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モノマーを含む請求項1から3のいずれかに記載のパターン形成材料。
【請求項5】
光重合開始剤が、ハロゲン化炭化水素誘導体、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、芳香族オニウム塩、メタロセン類、及びアシルホスフィンオキシド化合物から選択される少なくとも1種を含む請求項1から4のいずれかに記載のパターン形成材料。
【請求項6】
支持体と、該支持体上に形成された感光層とを少なくとも有する請求項1から5のいずれかに記載のパターン形成材料。
【請求項7】
請求項1から6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。
【請求項8】
請求項1から6のいずれかに記載のパターン形成材料における感光層を、加熱及び加圧の少なくともいずれかの下において基材の表面に積層した後、該感光層に対して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。
【請求項9】
露光が、350〜415nmの波長のレーザ光を用いて行われる請求項8に記載のパターン形成方法。
【請求項10】
露光が、光照射手段、及び前記光照射手段からの光を受光し出射するn個(ただし、nは2以上の自然数)の2次元状に配列された描素部を有し、パターン情報に応じて前記描素部を制御可能な光変調手段を備えた露光ヘッドであって、該露光ヘッドの走査方向に対し、前記描素部の列方向が所定の設定傾斜角度θをなすように配置された露光ヘッドを用い、
前記露光ヘッドについて、使用描素部指定手段により、使用可能な前記描素部のうち、N重露光(ただし、Nは2以上の自然数)に使用する前記描素部を指定し、
前記露光ヘッドについて、描素部制御手段により、前記使用描素部指定手段により指定された前記描素部のみが露光に関与するように、前記描素部の制御を行い、
前記感光層に対し、前記露光ヘッドを走査方向に相対的に移動させて行われる請求項8から9のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項11】
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請求項10に記載のパターン形成方法。
【請求項12】
パターン情報が表すパターンの所定部分の寸法が、指定された使用描素部により実現できる対応部分の寸法と一致するように前記パターン情報を変換する変換手段を有する請求項10から11のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項13】
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ビーム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請求項10から12のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項14】
露光が行われた後、感光層の現像を行う請求項10から13のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項15】
現像が行われた後、永久パターンの形成を行う請求項14に記載のパターン形成方法。
【請求項16】
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請求項15に記載のパターン形成方法。
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図32】
【図33】
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20A】
【図20B】
【図21A】
【図21B】
【図22】
【図23A】
【図23B】
【図24】
【図31A】
【図31B】
【図34A】
【図34B】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図32】
【図33】
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20A】
【図20B】
【図21A】
【図21B】
【図22】
【図23A】
【図23B】
【図24】
【図31A】
【図31B】
【図34A】
【図34B】
【公開番号】特開2011−81391(P2011−81391A)
【公開日】平成23年4月21日(2011.4.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−240519(P2010−240519)
【出願日】平成22年10月27日(2010.10.27)
【分割の表示】特願2005−356849(P2005−356849)の分割
【原出願日】平成17年12月9日(2005.12.9)
【出願人】(306037311)富士フイルム株式会社 (25,513)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年4月21日(2011.4.21)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年10月27日(2010.10.27)
【分割の表示】特願2005−356849(P2005−356849)の分割
【原出願日】平成17年12月9日(2005.12.9)
【出願人】(306037311)富士フイルム株式会社 (25,513)
【Fターム(参考)】
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