パターン形成材料及びパターン形成方法

【課題】薄膜感光層であっても、優れた厚み均一性と基板への密着性とを両立することができるため、高解像度であり、かつ、感度と現像許容性とに優れ、高精細なパターンを形成可能なパターン形成材料、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、該支持体上に感光層とを少なくとも有してなり、前記感光層が、バインダー、重合性化合物、光重合開始剤及びフッ素系界面活性剤を少なくとも含んでおり、前記バインダーが、分子中にカルボキシル基を含有する共重合体と、１分子中に１つのエポキシ基を有する飽和エポキシ化合物との開環付加反応物であり、ガラス転移温度（Ｔｇ）が３００〜４００Ｋであり、かつ、質量平均分子量が１，０００〜１０，０００であり、前記感光層の厚みが、３〜１０μｍであることを特徴とするパターン形成材料、及び該パターン形成材料を用いたパターン形成方法である。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体と、該支持体上に感光層とを少なくとも有してなり、
前記感光層が、バインダー、重合性化合物、光重合開始剤及びフッ素系界面活性剤を少なくとも含んでおり、
前記バインダーが、分子中にカルボキシル基を含有する共重合体と、１分子中に１つのエポキシ基を有する飽和エポキシ化合物との開環付加反応物であり、ガラス転移温度（Ｔｇ）が３００〜４００Ｋであり、かつ、質量平均分子量が１，０００〜１０，０００であり、
前記感光層の厚みが、３〜１０μｍであることを特徴とするパターン形成材料。
【請求項２】
感光層の厚みが５〜１０μｍである請求項１に記載のパターン形成材料。
【請求項３】
分子中にカルボキシル基を含有する共重合体が、スチレン類及び二塩基性不飽和カルボン酸化合物由来の構造単位を有する共重合体であって、下記一般式（Ｉ）で表される請求項１から２のいずれかに記載のパターン形成材料。
【化１】

ただし、前記一般式（Ｉ）中、Ｒ^１は、水素原子及びメチル基のいずれかを表す。Ｒ^２は、水素原子、ハロゲン原子、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数１〜４のアルキル基、及び炭素数１〜４のアルコキシ基のいずれかを表す。Ｒ^３は、水素原子、及び炭素数１〜４のアルキル基のいずれかを表す。Ｒ^４は、水素原子、及び炭素数１〜４のアルキル基のいずれかを表す。Ｒ^５は、水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数３〜７のシクロアルキル基、炭素数６〜１１のビシクロアルキル基、炭素数６〜１１のトリシクロアルキル基、炭素数７〜１１のアラルキル基、炭素数６〜１０のアリール基、及び（メタ）アクリロイルオキシアルキル基のいずれかを表す。ｍは、１〜５のいずれかの整数を表す。
また、ｘ及びｙは、繰り返し単位の組成比（モル比）を表し、ｘ＋ｙ＝１００であり、かつｘ：ｙ＝１０〜９０：１０〜９０である。
【請求項４】
バインダーが、下記一般式（ＩＩ）で表される請求項３に記載のパターン形成材料。
【化２】

ただし、前記一般式（ＩＩ）中、Ｒ^１は、水素原子及びメチル基のいずれかを表す。Ｒ^２は、水素原子、ハロゲン原子、ハロゲン原子置換で置換されていてもよい炭素数１〜４のアルキル基、及び炭素数１〜４のアルコキシ基のいずれかを表す。Ｒ^３は、互いに同一であってもよいし異なっていてもよく、水素原子、及び炭素数１〜４のアルキル基のいずれかを表す。Ｒ^４は、互いに同一であってもよいし異なっていてもよく、水素原子、及び炭素数１〜４のアルキル基のいずれかを表す。Ｒ^５は、互いに同一であってもよいし異なっていてもよく、水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数３〜７のシクロアルキル基、炭素数６〜１１のビシクロアルキル基、炭素数６〜１１のトリシクロアルキル基、炭素数７〜１１のアラルキル基、炭素数６〜１０のアリール基、及び（メタ）アクリロイルオキシアルキル基のいずれかを表す。Ｒ^６は、飽和エポキシ化合物中のエポキシ基と二塩基性不飽和カルボン酸化合物中のカルボキシル基との付加反応後の残基を表す。ｍは、１〜５のいずれかの整数を表す。
また、ｘ、ｙ、及びｚは、繰り返し単位の組成比（モル比）を表し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００であり、かつｘ：ｙ：ｚ＝１０〜８０：１０〜８０：１０〜８０である。
【請求項５】
フッ素系界面活性剤が、下記構造式（１）で表されるモノマーに由来する構造単位及び下記構造式（２）で表されるモノマーに由来する構造単位の少なくともいずれかと、ポリオキシアルキレン基を有するエチレン性不飽和モノマーに由来する構造単位とを有する共重合体である請求項１から４のいずれかに記載のパターン形成材料。
【化３】

【化４】

ただし、前記構造式（１）及び（２）中、Ｒ^１及びＲ^２は、互いに同一であってもよいし異なっていてもよく、水素原子及びメチル基のいずれかを表す。Ｘ^１及びＸ^２は、互いに同一であってもよいし異なっていてもよく、酸素原子及びＮＲ^４のいずれかを表す。該Ｒ^４は、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数３〜１２のシクロアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基、及び炭素数７〜２４のアラルキル基のいずれかを表す。Ｚ^１及びＺ^２は、互いに同一であってもよいし異なっていてもよく、酸素原子、窒素原子及び硫黄原子の少なくともいずれかを有する置換基を表す。Ｒ^３は、水素原子及びフッ素原子のいずれかを表す。ｌ、ｎ、ｐ及びｒは、０〜１０のいずれかの整数を表す。ｍ及びｑは、０及び１のいずれかの整数を表す。ｏ、ｓ及びｔは、１〜１０のいずれかの整数を表す。
【請求項６】
支持体と感光層との間ににクッション層を有する請求項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】
クッション層と感光層との間に物質の移動を抑制可能な中間層を有する請求項６に記載のパターン形成材料。
【請求項８】
中間層が、酸素遮断性を有する請求項７に記載のパターン形成材料。
【請求項９】
請求項１から８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により感光層と基材とが接するように該基材上に積層する積層工程と、
前記積層工程により積層された感光層を、光照射手段から照射される光により露光する露光工程と、
前記露光工程により露光された感光層を現像する現像工程とを有することを特徴とするパターン形成方法。
【請求項１０】
パターンが配線パターンであり、該配線パターンがセミアディティブ法によって形成される請求項９に記載のパターン形成方法。

【図２６】