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】高感度であり、かつ現像性に優れ、高解像度で高精細なパターンが得られ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該パターン形成材料を用いたパターン形成方法の提供。
【解決手段】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み、該感光層の感度が２０ｍＪ／ｃｍ^２以下、露光後に現像する際の最短現像時間が１５〜５０秒間である。前記感光層を、線幅１０〜４０μｍでライン／スペース＝１／１の露光により形成されるラインパターンと、Ｌ／Ｓ＝１／１００の露光により形成されるラインパターンとの線幅の差が５μｍ以下、バインダーのＩ／Ｏ値が、０．５〜０．８、重合性化合物のＩ／Ｏ値が、０．５〜１．５、また、バインダーと重合性化合物との質量比（バインダー／重合性化合物）が、１〜２である。

【特許請求の範囲】
【請求項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み、該感光層の感度が２０ｍＪ／ｃｍ^２以下であり、該感光層を露光後に現像する際の現像時間が１５〜５０秒間であることを特徴とするパターン形成材料。
【請求項２】
感光層を、線幅１０〜４０μｍでライン／スペース（Ｌ／Ｓ）＝１／１及びＬ／Ｓ＝１／１００で露光し現像して得られたパターンの、前記Ｌ／Ｓ＝１／１の露光により形成されるラインパターンと、Ｌ／Ｓ＝１／１００の露光により形成されるラインパターンとの線幅の差が５μｍ以下である請求項１に記載のパターン形成材料。
【請求項３】
バインダーのＩ／Ｏ値が、０．５〜０．８である請求項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】
重合性化合物のＩ／Ｏ値が、０．５〜１．５である請求項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】
バインダーと重合性化合物との質量比（バインダー／重合性化合物）が、１〜２である請求項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】
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５のいずれかに記載のパターン形成材料。
【請求項７】
バインダーのガラス転移温度が、８０℃以上である請求項１から６のいずれかに記載のパターン形成材料。
【請求項８】
バインダーの酸価が、７０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇである請求項１から７のいずれかに記載のパターン形成材料。
【請求項９】
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８のいずれかに記載のパターン形成材料。
【請求項１０】
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種を含む請求項１から９のいずれかに記載のパターン形成材料。
【請求項１１】
請求項１から１０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１２】
請求項１から１０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、露光し、現像時間１５〜５０秒間で現像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１３】
現像が、現像温度２５〜４０℃で、炭酸ソーダ、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、有機アミン、及び炭酸水素ナトリウムのいずれかから選択され、アルカリ濃度が０．１〜１０質量％のアルカリ現像液を用いて行われる請求項１２に記載のパターン形成方法。
【請求項１４】
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請求項１２から１３のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項１５】
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請求項１２から１４のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項１６】
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周辺部からの光を入射させないレンズ開口形状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請求項１２から１４のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項１７】
マイクロアレイレンズが、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請求項１５から１６のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項１８】
非球面が、トーリック面である請求項１５から１７のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項１９】
マイクロアレイレンズが、円形のレンズ開口形状を有する請求項１６から１８のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項２０】
レンズ開口形状が、そのレンズ面に遮光部を設けることにより規定される請求項１６から１９のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項２１】
現像が行われた後、永久パターンの形成を行う請求項１２から２０のいずれかに記載のパターン形成方法。

【図１】