(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0014】
≪化学増幅型感光性樹脂組成物≫
本発明に係る化学増幅型感光性樹脂組成物は、上記式(1)で表される化合物及び/又は上記式(4)で表される化合物と、酸解離性溶解抑制基を有し、酸の作用によりアルカリに対する溶解性が増大する樹脂又はアルカリ可溶性樹脂と、光酸発生剤と、有機溶剤とを少なくとも含有し、固形分濃度は40〜65質量%である。この化学増幅型感光性樹脂組成物は、回路基板の製造、及び回路基板に実装するCSP(チップサイズパッケージ)等の電子部品の製造において、バンプやメタルポスト等の接続端子の形成、又は配線パターン等の形成に好適に用いられる。この化学増幅型感光性樹脂組成物は、ポジ型及びネガ型のいずれであってもよい。以下、化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物及び化学増幅型ネガ型感光性樹脂組成物に含有される各成分について詳細に説明する。
【0015】
<化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物>
化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物は、
上記式(1)で表される化合物及び/又は
上記式(4)で表される化合物(以下、「(A)成分」ともいう。)と、酸解離性溶解抑制基を有し、酸の作用によりアルカリに対する溶解性が増大する樹脂(以下、「(B1)成分」ともいう。)と、光酸発生剤(以下、「(C)成分」ともいう。)と、有機溶剤(以下、「(S)成分」ともいう。)とを少なくとも含有し、固形分濃度は40〜65質量%である。上記化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物は、露光前はアルカリ不溶性であるが、露光により(C)成分から酸が発生すると、酸の作用により酸解離性溶解抑制基が解離し、上記化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物は、アルカリ可溶性へと変化する。そのため、レジストパターンの製造において、化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物を基板上に塗布して得られる感光性樹脂層に対して選択的に露光すると、露光部はアルカリ可溶性へ転じる一方で、未露光部はアルカリ不溶性のまま変化しないので、アルカリ現像することができる。
【0016】
[式(1)で表される化合物及び/又は式(4)で表される化合物(A)]
本発明に係る化学増幅型感光性樹脂組成物は、上記式(1)で表される化合物及び/又は上記式(4)で表される化合物(A)を含有することにより、経時でのフォトグラフィー特性の劣化が抑制される。(A)成分は、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
【0017】
上記式(1)において、R
1、R
2、又はR
3により表されるアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等の、炭素数1〜6、好ましくは炭素数1〜4のアルキル基が挙げられ、中でも、メチル基が好ましい。
【0018】
上記式(4)において、R
5及びR
6としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基等が挙げられ、中でも、アルキル基及びアラルキル基が好ましい。R
5及びR
6により表される1価炭化水素基が有していてもよい置換基としては、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等)、水酸基等が挙げられる。R
5及びR
6の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、オクタデシル基、イコシル基等の、炭素数1〜30、好ましくは炭素数1〜20のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の、炭素数3〜20、好ましくは炭素数3〜6のシクロアルキル基;ビニル基、アリル基等の、炭素数2〜20、好ましくは炭素数2〜6のアルケニル基;フェニル基、トリル基、ナフチル基等の、炭素数6〜20、好ましくは炭素数6〜12のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等の、炭素数7〜20、好ましくは炭素数7〜13のアラルキル基が挙げられ、中でも、ベンジル基が好ましい。
【0019】
上記式(1)で表される化合物の具体例としては、α−トコフェ
ロール、β−トコフェ
ロール、γ−トコフェ
ロール、δ−トコフェ
ロール、α−トコトリエノール、β−トコトリエノール、γ−トコトリエノール、δ−トコトリエノール等が挙げられ、中でも、α−トコフェ
ロールが好ましい。なお、上記式(1)で表される化合物は、光学異性体を有するものである場合、D体及びL体のいずれであってもよく、これらの混合物であってもよい。
【0020】
上記式(4)で表される化合物の具体例としては、N,N−ジエチルヒドロキシルアミン、N,N−ジオク
タデシルヒドロキシルアミン、N,N−ジベンジルヒドロキシルアミン等が挙げられ、中でも、N,N−ジベンジルヒドロキシルアミンが好ましい。
【0021】
(A)成分の含有量は、樹脂固形分(特に、後述の(B1)成分、又は、化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物が後述の(D)成分を含む場合には、(B1)成分と(D)成分との組み合わせを指す。)100質量部に対して、0.01〜0.2質量部の範囲であることが好ましく、0.02〜0.1質量部の範囲であることがより好ましい。あるいは、(A)成分の含有量は、化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物の全質量に対して0.010〜0.15質量%であることが好ましく、0.015〜0.10質量%であることがより好ましい。上記の範囲とすることにより、化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物のフォトグラフィー特性が経時で劣化するのを効果的に抑制することができる。
【0022】
[酸解離性溶解抑制基を有し、酸の作用によりアルカリに対する溶解性が増大する樹脂(B1)]
酸解離性溶解抑制基を有し、酸の作用によりアルカリに対する溶解性が増大する樹脂(B1)は、従来から感光性樹脂組成物に配合されている種々の樹脂から選択することができる。(B1)成分は、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。(B1)成分の好適な例としては、以下の特定の構造を有する、ノボラック樹脂(B1−1)、ポリヒドロキシスチレン樹脂(B1−2)、及びアクリル樹脂(B1−3)が挙げられる。以下、ノボラック樹脂(B1−1)、ポリヒドロキシスチレン樹脂(B1−2)、及びアクリル樹脂(B1−3)について順に説明する。
【0023】
(ノボラック樹脂(B1−1))
ノボラック樹脂(B1−1)としては、下記式(b1)で表される構成単位を含む樹脂を使用することができる。
【0025】
上記式(b1)中、R
1bは、酸解離性溶解抑制基を示し、R
2b、R
3bは、それぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。
【0026】
上記R
1bで表される酸解離性溶解抑制基としては、下記式(b2)、(b3)で表される基、炭素数1〜6の直鎖状、分岐状、若しくは環状のアルキル基、ビニルオキシエチル基、テトラヒドロピラニル基、テトラフラニル基、又はトリアルキルシリル基であることが好ましい。
【0028】
上記式(b2)、(b3)中、R
4b、R
5bは、それぞれ独立に水素原子、又は炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基を表し、R
6bは、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状、又は環状のアルキル基を表し、R
7bは、炭素数1〜6の直鎖状、分岐状、又は環状のアルキル基を表し、oは0又は1を表す。
【0029】
上記直鎖状又は分岐状のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられる。また、上記環状のアルキル基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
【0030】
ここで、上記式(b2)で表される酸解離性溶解抑制基として、具体的には、メトキシエチル基、エトキシエチル基、n−プロポキシエチル基、イソプロポキシエチル基、n−ブトキシエチル基、イソブトキシエチル基、tert−ブトキシエチル基、シクロヘキシロキシエチル基、メトキシプロピル基、エトキシプロピル基、1−メトキシ−1−メチル−エチル基、1−エトキシ−1−メチルエチル基等が挙げられる。また、上記式(b3)で表される酸解離性溶解抑制基として、具体的には、tert−ブトキシカルボニル基、tert−ブトキシカルボニルメチル基等が挙げられる。また、上記トリアルキルシリル基としては、トリメチルシリル基、トリ−tert−ブチルジメチルシリル基等の各アルキル基の炭素数が1〜6のものが挙げられる。
【0031】
(ポリヒドロキシスチレン樹脂(B1−2))
ポリヒドロキシスチレン樹脂(B1−2)としては、下記式(b4)で表される構成単位を含む樹脂を使用することができる。
【0033】
上記式(b4)中、R
8bは、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表し、R
9bは、酸解離性溶解抑制基を表す。
【0034】
上記炭素数1〜6のアルキル基は、例えば炭素数1〜6の直鎖状、分岐状、又は環状のアルキル基である。直鎖状又は分岐状のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられ、環状のアルキル基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
【0035】
上記R
9bで表される酸解離性溶解抑制基としては、上記式(b2)、(b3)に例示したものと同様の酸解離性溶解抑制基を用いることができる。
【0036】
更に、ポリヒドロキシスチレン樹脂(B1−2)は、物理的、化学的特性を適度にコントロールする目的で他の重合性化合物を構成単位として含むことができる。このような重合性化合物としては、公知のラジカル重合性化合物や、アニオン重合性化合物が挙げられる。また、このような重合性化合物としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等のモノカルボン酸類;マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等のジカルボン酸類;2−メタクリロイルオキシエチルコハク酸、2−メタクリロイルオキシエチルマレイン酸、2−メタクリロイルオキシエチルフタル酸、2−メタクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸等のカルボキシル基及びエステル結合を有するメタクリル酸誘導体類;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル類;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル類;フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸アリールエステル類;マレイン酸ジエチル、フマル酸ジブチル等のジカルボン酸ジエステル類;スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン、クロロメチルスチレン、ビニルトルエン、ヒドロキシスチレン、α−メチルヒドロキシスチレン、α−エチルヒドロキシスチレン等のビニル基含有芳香族化合物類;酢酸ビニル等のビニル基含有脂肪族化合物類;ブタジエン、イソプレン等の共役ジオレフィン類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のニトリル基含有重合性化合物類;塩化ビニル、塩化ビニリデン等の塩素含有重合性化合物;アクリルアミド、メタクリルアミド等のアミド結合含有重合性化合物類;等を挙げることができる。
【0037】
(アクリル樹脂(B1−3))
アクリル樹脂(B1−3)としては、下記式(b5)〜(b7)で表される構成単位を含む樹脂を使用することができる。
【0039】
上記式(b5)〜(b7)中、R
10b〜R
17bは、それぞれ独立に水素原子、炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、フッ素原子、又は炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状のフッ素化アルキル基を表し(ただし、R
11bが水素原子であることはない)、X
bは、それが結合している炭素原子とともに炭素数5〜20の炭化水素環を形成し、Y
bは、置換基を有していてもよい脂肪族環式基又はアルキル基を表し、pは0〜4の整数を表し、qは0又は1を表す。
【0040】
なお、上記直鎖状又は分岐状のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられる。また、フッ素化アルキル基とは、上記アルキル基の水素原子の一部又は全部がフッ素原子により置換されたものである。
【0041】
上記R
11bとしては、高コントラストで、解像度、焦点深度幅等が良好な点から、炭素数2〜4の直鎖状又は分岐状のアルキル基であることが好ましく、上記R
13b、R
14b、R
16b、R
17bとしては、水素原子又はメチル基であることが好ましい。
【0042】
上記X
bは、それが結合している炭素原子とともに炭素数5〜20の脂肪族環式基を形成する。このような脂肪族環式基の具体例としては、モノシクロアルカン、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカン等のポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基が挙げられる。具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン等のモノシクロアルカンや、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等のポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基が挙げられる。特に、シクロヘキサン、アダマンタンから1個以上の水素原子を除いた基(更に置換基を有していてもよい)が好ましい。
【0043】
更に、上記X
bの脂肪族環式基が、その環骨格上に置換基を有する場合、該置換基の例としては、水酸基、カルボキシ基、シアノ基、酸素原子(=O)等の極性基や、炭素数1〜4の直鎖状又は分岐状のアルキル基が挙げられる。極性基としては特に酸素原子(=O)が好ましい。
【0044】
上記Y
bは、脂肪族環式基又はアルキル基であり、モノシクロアルカン、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカン等のポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基等が挙げられる。具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン等のモノシクロアルカンや、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等のポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基等が挙げられる。特に、アダマンタンから1個以上の水素原子を除いた基(更に置換基を有していてもよい)が好ましい。
【0045】
更に、上記Y
bの脂肪族環式基が、その環骨格上に置換基を有する場合、該置換基の例としては、水酸基、カルボキシ基、シアノ基、酸素原子(=O)等の極性基や、炭素数1〜4の直鎖状又は分岐状のアルキル基が挙げられる。極性基としては特に酸素原子(=O)が好ましい。
【0046】
また、Y
bがアルキル基である場合、炭素数1〜20、好ましくは6〜15の直鎖状又は分岐状のアルキル基であることが好ましい。このようなアルキル基は、特にアルコキシアルキル基であることが好ましく、このようなアルコキシアルキル基としては、1−メトキシエチル基、1−エトキシエチル基、1−n−プロポキシエチル基、1−イソプロポキシエチル基、1−n−ブトキシエチル基、1−イソブトキシエチル基、1−tert−ブトキシエチル基、1−メトキシプロピル基、1−エトキシプロピル基、1−メトキシ−1−メチル−エチル基、1−エトキシ−1−メチルエチル基等が挙げられる。
【0047】
上記式(b5)で表される構成単位の好ましい具体例としては、下記式(b5−1)〜(b5−33)で表されるものを挙げることができる。
【0051】
上記式(b5−1)〜(b5−33)中、R
18bは、水素原子又はメチル基を表す。
【0052】
上記式(b6)で表される構成単位の好ましい具体例としては、下記式(b6−1)〜(b6−24)で表されるものを挙げることができる。
【0055】
上記式(b6−1)〜(b6−24)中、R
18bは、水素原子又はメチル基を表す。
【0056】
上記式(b7)で表される構成単位の好ましい具体例としては、下記式(b7−1)〜(b7−15)で表されるものを挙げることができる。
【0059】
上記式(b7−1)〜(b7−15)中、R
18bは、水素原子又はメチル基を表す。
【0060】
アクリル樹脂(B1−3)は、上記式(b5)〜(b7)で表される構成単位とともに、エーテル結合を有する重合性化合物から誘導される構成単位を含む共重合体であるのが好ましい。
【0061】
上記エーテル結合を有する重合性化合物としては、エーテル結合及びエステル結合を有する(メタ)アクリル酸誘導体等のラジカル重合性化合物を例示することができ、具体例としては、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、エチルカルビトール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート等が挙げられる。また、上記エーテル結合を有する重合性化合物は、好ましくは、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレートである。これらの重合性化合物は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0062】
また、アクリル樹脂(B1−3)は、上記式(b5)〜(b7)で表される構成単位から選択される構成単位とともに、(メタ)アクリル酸のC3〜C12直鎖アルキルエステルから誘導される構成単位を含む共重合体であるのが好ましい。アクリル樹脂(B1−3)がこのような単位を含む場合、形成される被膜中の気泡の発生を抑制しやすい。
【0063】
(メタ)アクリル酸のC3〜C12直鎖アルキルエステルの好適な具体例としてはn−ブチル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、及びn−デシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0064】
更に、アクリル樹脂(B1−3)には、物理的、化学的特性を適度にコントロールする目的で他の重合性化合物を構成単位として含めることができる。このような重合性化合物としては、公知のラジカル重合性化合物や、アニオン重合性化合物が挙げられる。
【0065】
このような重合性化合物としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等のモノカルボン酸類;マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等のジカルボン酸類;2−メタクリロイルオキシエチルコハク酸、2−メタクリロイルオキシエチルマレイン酸、2−メタクリロイルオキシエチルフタル酸、2−メタクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸等のカルボキシル基及びエステル結合を有するメタクリル酸誘導体類;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル類;フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等の芳香族基を含む基を有する(メタ)アクリル酸エステル類;マレイン酸ジエチル、フマル酸ジブチル等のジカルボン酸ジエステル類;スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン、クロロメチルスチレン、ビニルトルエン、ヒドロキシスチレン、α−メチルヒドロキシスチレン、α−エチルヒドロキシスチレン等のビニル基含有芳香族化合物類;酢酸ビニル等のビニル基含有脂肪族化合物類;ブタジエン、イソプレン等の共役ジオレフィン類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のニトリル基含有重合性化合物類;塩化ビニル、塩化ビニリデン等の塩素含有重合性化合物;アクリルアミド、メタクリルアミド等のアミド結合含有重合性化合物類;等を挙げることができる。
【0066】
また、重合性化合物としては、酸非解離性の脂肪族多環式基を有する(メタ)アクリル酸エステル類、ビニル基含有芳香族化合物類等を挙げることができる。酸非解離性の脂肪族多環式基としては、特にトリシクロデカニル基、アダマンチル基、テトラシクロドデカニル基、イソボルニル基、ノルボルニル基等が、工業上入手しやすい等の点で好ましい。これらの脂肪族多環式基は、炭素数1〜5の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基を置換基として有していてもよい。
【0067】
酸非解離性の脂肪族多環式基を有する(メタ)アクリル酸エステル類としては、具体的には、下記式(b8−1)〜(b8−5)の構造のものを例示することができる。
【0069】
上記式(b8−1)〜(b8−5)中、R
19bは、水素原子又はメチル基を表す。
【0070】
(B1)成分の中でも、アクリル樹脂(B1−3)を用いることが好ましい。このようなアクリル樹脂(B1−3)の中でも、上記式(b5)で表される構成単位と、(メタ)アクリル酸から誘導された構成単位と、(メタ)アクリル酸アルキルエステル類から誘導された構成単位と、(メタ)アクリル酸アリールエステル類から誘導された構成単位とを有する共重合体であることが好ましい。
【0071】
このような共重合体としては、下記一般式(b9)で表される共重合体であることが好ましい。
【0073】
上記一般式(b9)中、R
20bは、水素原子又はメチル基を表し、R
21bは、炭素数2〜4の直鎖状又は分岐状のアルキル基を表し、X
bは上記と同義であり、R
22bは、炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又は炭素数1〜6のアルコキシアルキル基を表し、R
23bは、炭素数6〜12のアリール基を表す。
【0074】
更に、上記一般式(b9)で表される共重合体において、s、t、u、vはそれぞれの構成単位のモル比を表し、sは8〜45モル%であり、tは10〜65モル%であり、uは3〜25モル%であり、vは6〜25モル%である。
【0075】
(B1)成分のポリスチレン換算質量平均分子量は、好ましくは10000〜600000であり、より好ましくは20000〜400000であり、更に好ましくは30000〜300000である。このような質量平均分子量とすることにより、基板との剥離性が低下することなく厚膜樹脂層の十分な強度を保持でき、更にはメッキ時のプロファイルの膨れや、クラックの発生を防ぐことができる。
【0076】
また、(B1)成分は、分散度が1.05以上の樹脂であることが好ましい。ここで、分散度とは、質量平均分子量を数平均分子量で除した値のことである。このような分散度とすることにより、所望とするメッキに対する応力耐性や、メッキ処理により得られる金属層が膨らみやすくなるという問題を回避できる。
【0077】
(B1)成分の含有量は、化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物の全質量に対して5〜60質量%であることが好ましい。
【0078】
[光酸発生剤(C)]
本発明に用いられる光酸発生剤(C)は、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物であれば、特に限定されない。(C)成分は、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
【0079】
(C)成分としては、以下に説明する、第一〜第五の態様の光酸発生剤が好ましい。以下、(C)成分のうち好適なものについて、第一から第五の態様として説明する。
【0080】
(C)成分における第一の態様としては、下記式(c1)で表される化合物が挙げられる。
【0082】
上記式(c1)中、X
1cは、原子価gの硫黄原子又はヨウ素原子を表し、gは1又は2である。hは括弧内の構造の繰り返し単位数を表す。R
1cは、X
1cに結合している有機基であり、炭素数6〜30のアリール基、炭素数4〜30の複素環基、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数2〜30のアルケニル基、又は炭素数2〜30のアルキニル基を表し、R
1cは、アルキル、ヒドロキシ、アルコキシ、アルキルカルボニル、アリールカルボニル、アルコキシカルボニル、アリールオキシカルボニル、アリールチオカルボニル、アシロキシ、アリールチオ、アルキルチオ、アリール、複素環、アリールオキシ、アルキルスルフィニル、アリールスルフィニル、アルキルスルホニル、アリールスルホニル、アルキレンオキシ、アミノ、シアノ、ニトロの各基、及びハロゲンからなる群より選ばれる少なくとも1種で置換されていてもよい。R
1cの個数はg+h(g−1)+1であり、R
1cはそれぞれ互いに同じであっても異なっていてもよい。また、2個以上のR
1cが互いに直接、又は−O−、−S−、−SO−、−SO
2−、−NH−、−NR
2c−、−CO−、−COO−、−CONH−、炭素数1〜3のアルキレン基、若しくはフェニレン基を介して結合し、X
1cを含む環構造を形成してもよい。R
2cは炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基である。
【0083】
X
2cは下記式(c2)で表される構造である。
【化18】
【0084】
上記式(c2)中、X
4cは炭素数1〜8のアルキレン基、炭素数6〜20のアリーレン基、又は炭素数8〜20の複素環化合物の2価の基を表し、X
4cは炭素数1〜8のアルキル、炭素数1〜8のアルコキシ、炭素数6〜10のアリール、ヒドロキシ、シアノ、ニトロの各基、及びハロゲンからなる群より選ばれる少なくとも1種で置換されていてもよい。X
5cは−O−、−S−、−SO−、−SO
2−、−NH−、−NR
2c−、−CO−、−COO−、−CONH−、炭素数1〜3のアルキレン基、又はフェニレン基を表す。hは括弧内の構造の繰り返し単位数を表す。h+1個のX
4c及びh個のX
5cはそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。R
2cは前述の定義と同じである。
【0085】
X
3c−はオニウムの対イオンであり、下記式(c17)で表されるフッ素化アルキルフルオロリン酸アニオン又は下記式(c18)で表されるボレートアニオンが挙げられる。
【0087】
上記式(c17)中、R
3cは水素原子の80モル%以上がフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。jはその個数を示し、1〜5の整数である。j個のR
3cはそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
【0089】
上記式(c18)中、R
4c〜R
7cは、それぞれ独立にフッ素原子又はフェニル基を表し、該フェニル基の水素原子の一部又は全部は、フッ素原子及びトリフルオロメチル基からなる群より選ばれる少なくとも1種で置換されていてもよい。
【0090】
上記式(c1)で表される化合物中のオニウムイオンとしては、トリフェニルスルホニウム、トリ−p−トリルスルホニウム、4−(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウム、ビス[4−(ジフェニルスルホニオ)フェニル]スルフィド、ビス〔4−{ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]スルホニオ}フェニル〕スルフィド、ビス{4−[ビス(4−フルオロフェニル)スルホニオ]フェニル}スルフィド、4−(4−ベンゾイル−2−クロロフェニルチオ)フェニルビス(4−フルオロフェニル)スルホニウム、7−イソプロピル−9−オキソ−10−チア−9,10−ジヒドロアントラセン−2−イルジ−p−トリルスルホニウム、7−イソプロピル−9−オキソ−10−チア−9,10−ジヒドロアントラセン−2−イルジフェニルスルホニウム、2−[(ジフェニル)スルホニオ]チオキサントン、4−[4−(4−tert−ブチルベンゾイル)フェニルチオ]フェニルジ−p−トリルスルホニウム、4−(4−ベンゾイルフェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウム、ジフェニルフェナシルスルホニウム、4−ヒドロキシフェニルメチルベンジルスルホニウム、2−ナフチルメチル(1−エトキシカルボニル)エチルスルホニウム、4−ヒドロキシフェニルメチルフェナシルスルホニウム、フェニル[4−(4−ビフェニルチオ)フェニル]4−ビフェニ
ルスルホニウム、フェニル[4−(4−ビフェニルチオ)フェニル]3−ビフェニルスルホニウム、[4−(4−アセトフェニルチオ)フェニル]ジフェニルスルホニウム、オクタデシルメチルフェナシルスルホニウム、ジフェニルヨードニウム、ジ−p−トリルヨードニウム、ビス(4−ドデシルフェニル)ヨードニウム、ビス(4−メトキシフェニル)ヨードニウム、(4−オクチルオキシフェニル)フェニルヨードニウム、ビス(4−デシルオキシ)フェニルヨードニウム、4−(2−ヒドロキシテトラデシルオキシ)フェニルフェニルヨードニウム、4−イソプロピルフェニル(p−トリル)ヨードニウム、又は4−イソブチルフェニル(p−トリル)ヨードニウム、等が挙げられる。
【0091】
上記式(c1)で表される化合物中のオニウムイオンのうち、好ましいオニウムイオンとしては下記式(c19)で表されるスルホニウムイオンが挙げられる。
【0093】
上記式(c19)中、R
8cはそれぞれ独立に水素原子、アルキル、ヒドロキシ、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルキルカルボニルオキシ、アルキルオキシカルボニル、ハロゲン原子、置換基を有してもよいアリール、アリールカルボニル、からなる群より選ばれる基を表す。X
2cは、上記式(c1)中のX
2cと同じ意味を表す。
【0094】
上記式(c19)で表されるスルホニウムイオンの具体例としては、4−(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウム、4−(4−ベンゾイル−2−クロロフェニルチオ)フェニルビス(4−フルオロフェニル)スルホニウム、4−(4−ベンゾイルフェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウム、フェニル[4−(4−ビフェニルチオ)フェニル]4−ビフェニルスルホニウム、フェニル[4−(4−ビフェニルチオ)フェニル]3−ビフェニルスルホニウム、[4−(4−アセトフェニルチオ)フェニル]ジフェニルスルホニウム、ジフェニル[4−(p−ターフェニルチオ)フェニル]ジフェニルスルホニウムが挙げられる。
【0095】
上記式(c17)で表されるフッ素化アルキルフルオロリン酸アニオンにおいて、R
3cはフッ素原子で置換されたアルキル基を表し、好ましい炭素数は1〜8、更に好ましい炭素数は1〜4である。アルキル基の具体例としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、オクチル等の直鎖アルキル基;イソプロピル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル等の分岐アルキル基;更にシクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル等のシクロアルキル基等が挙げられ、アルキル基の水素原子がフッ素原子に置換された割合は、通常、80モル%以上、好ましくは90モル%以上、更に好ましくは100モル%である。フッ素原子の置換率が80モル%未満である場合には、上記式(c1)で表されるオニウムフッ素化アルキルフルオロリン酸塩の酸強度が低下する。
【0096】
特に好ましいR
3cは、炭素数が1〜4、且つフッ素原子の置換率が100モル%の直鎖状又は分岐状のパーフルオロアルキル基であり、具体例としては、CF
3、CF
3CF
2、(CF
3)
2CF、CF
3CF
2CF
2、CF
3CF
2CF
2CF
2、(CF
3)
2CFCF
2、CF
3CF
2(CF
3)CF、(CF
3)
3Cが挙げられる。R
3cの個数jは、1〜5の整数であり、好ましくは2〜4、特に好ましくは2又は3である。
【0097】
好ましいフッ素化アルキルフルオロリン酸アニオンの具体例としては、[(CF
3CF
2)
2PF
4]
−、[(CF
3CF
2)
3PF
3]
−、[((CF
3)
2CF)
2PF
4]
−、[((CF
3)
2CF)
3PF
3]
−、[(CF
3CF
2CF
2)
2PF
4]
−、[(CF
3CF
2CF
2)
3PF
3]
−、[((CF
3)
2CFCF
2)
2PF
4]
−、[((CF
3)
2CFCF
2)
3PF
3]
−、[(CF
3CF
2CF
2CF
2)
2PF
4]
−、又は[(CF
3CF
2CF
2)
3PF
3]
−が挙げられ、これらのうち、[(CF
3CF
2)
3PF
3]
−、[(CF
3CF
2CF
2)
3PF
3]
−、[((CF
3)
2CF)
3PF
3]
−、[((CF
3)
2CF)
2PF
4]
−、[((CF
3)
2CFCF
2)
3PF
3]
−、又は[((CF
3)
2CFCF
2)
2PF
4]
−が特に好ましい。
【0098】
上記式(c18)で表されるボレートアニオンの好ましい具体例としては、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート([B(C
6F
5)
4]
−)、テトラキス[(トリフルオロメチル)フェニル]ボレート([B(C
6H
4CF
3)
4]
−)、ジフルオロビス(ペンタフルオロフェニル)ボレート([(C
6F
5)
2BF
2]
−)、トリフルオロ(ペンタフルオロフェニル)ボレート([(C
6F
5)BF
3]
−)、テトラキス(ジフルオロフェニル)ボレート([B(C
6H
3F
2)
4]
−)等が挙げられる。これらの中でも、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート([B(C
6F
5)
4]
−)が特に好ましい。
【0099】
(C)成分における第二の態様としては、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−ピペロニル−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−[2−(2−フリル)エテニル]−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−[2−(5−メチル−2−フリル)エテニル]−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−[2−(5−エチル−2−フリル)エテニル]−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−[2−(5−プロピル−2−フリル)エテニル]−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−[2−(3,5−ジメトキシフェニル)エテニル]−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−[2−(3,5−ジエトキシフェニル)エテニル]−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−[2−(3,5−ジプロポキシフェニル)エテニル]−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−[2−(3−メトキシ−5−エトキシフェニル)エテニル]−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−[2−(3−メトキシ−5−プロポキシフェニル)エテニル]−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−[2−(3,4−メチレンジオキシフェニル)エテニル]−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(3,4−メチレンジオキシフェニル)−s−トリアジン、2,4−ビス−トリクロロメチル−6−(3−ブロモ−4−メトキシ)フェニル−s−トリアジン、2,4−ビス−トリクロロメチル−6−(2−ブロモ−4−メトキシ)フェニル−s−トリアジン、2,4−ビス−トリクロロメチル−6−(2−ブロモ−4−メトキシ)スチリルフェニル−s−トリアジン、2,4−ビス−トリクロロメチル−6−(3−ブロモ−4−メトキシ)スチリルフェニル−s−トリアジン、2−(4−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−メトキシナフチル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−[2−(2−フリル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−[2−(5−メチル−2−フリル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−[2−(3,5−ジメトキシフェニル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−[2−(3,4−ジメトキシフェニル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(3,4−メチレンジオキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、トリス(1,3−ジブロモプロピル)−1,3,5−トリアジン、トリス(2,3−ジブロモプロピル)−1,3,5−トリアジン等のハロゲン含有トリアジン化合物、並びにトリス(2,3−ジブロモプロピル)イソシアヌレート等の下記式(c3)で表されるハロゲン含有トリアジン化合物が挙げられる。
【0101】
上記式(c3)中、R
9c、R
10c、R
11cは、それぞれ独立にハロゲン化アルキル基を表す。
【0102】
また、(C)成分における第三の態様としては、α−(p−トルエンスルホニルオキシイミノ)−フェニルアセトニトリル、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−2,4−ジクロロフェニルアセトニトリル、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−2,6−ジクロロフェニルアセトニトリル、α−(2−クロロベンゼンスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシフェニルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、並びにオキシムスルホネート基を含有する下記式(c4)で表される化合物が挙げられる。
【0104】
上記式(c4)中、R
12cは、1価、2価、又は3価の有機基を表し、R
13cは、置換若しくは未置換の飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基、又は芳香族性化合物基を表し、nは括弧内の構造の繰り返し単位数を表す。
【0105】
上記式(c4)中、芳香族性化合物基とは、芳香族化合物に特有な物理的・化学的性質を示す化合物の基を示し、例えば、フェニル基、ナフチル基等のアリール基や、フリル基、チエニル基等のヘテロアリール基が挙げられる。これらは環上に適当な置換基、例えばハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、ニトロ基等を1個以上有していてもよい。また、R
13cは、炭素数1〜6のアルキル基が特に好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基が挙げられる。特に、R
12cが芳香族性化合物基であり、R
13cが炭素数1〜4のアルキル基である化合物が好ましい。
【0106】
上記式(c4)で表される酸発生剤としては、n=1のとき、R
12cがフェニル基、メチルフェニル基、メトキシフェニル基のいずれかであって、R
13cがメチル基の化合物、具体的にはα−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−フェニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−(p−メチルフェニル)アセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−(p−メトキシフェニル)アセトニトリル、〔2−(プロピルスルホニルオキシイミノ)−2,3−ジヒドロキシチオフェン−3−イリデン〕(o−トリル)アセトニトリル等が挙げられる。n=2のとき、上記式(c4)で表される光酸発生剤としては、具体的には下記式で表される光酸発生剤が挙げられる。
【0108】
また、(C)成分における第四の態様としては、カチオン部にナフタレン環を有するオニウム塩が挙げられる。この「ナフタレン環を有する」とは、ナフタレンに由来する構造を有することを意味し、少なくとも2つの環の構造と、それらの芳香族性が維持されていることを意味する。このナフタレン環は炭素数1〜6の直鎖状又は分岐状のアルキル基、水酸基、炭素数1〜6の直鎖状又は分岐状のアルコキシ基等の置換基を有していてもよい。ナフタレン環に由来する構造は、1価基(遊離原子価が1つ)であっても、2価基(遊離原子価が2つ)以上であってもよいが、1価基であることが望ましい(ただし、このとき、上記置換基と結合する部分を除いて遊離原子価を数えるものとする)。ナフタレン環の数は1〜3が好ましい。
【0109】
このようなカチオン部にナフタレン環を有するオニウム塩のカチオン部としては、下記式(c5)で表される構造が好ましい。
【化25】
【0110】
上記式(c5)中、R
14c、R
15c、R
16cのうち少なくとも1つは下記式(c6)で表される基を表し、残りは炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、置換基を有していてもよいフェニル基、水酸基、又は炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシ基を表す。あるいは、R
14c、R
15c、R
16cのうちの1つが下記式(c6)で表される基であり、残りの2つはそれぞれ独立に炭素数1〜6の直鎖状又は分岐状のアルキレン基であり、これらの末端が結合して環状になっていてもよい。
【0112】
上記式(c6)中、R
17c、R
18cは、それぞれ独立に水酸基、炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシ基、又は炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基を表し、R
19cは、単結合又は置換基を有していてもよい炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基を表す。l及びmは、それぞれ独立に0〜2の整数を表し、l+mは3以下である。ただし、R
17cが複数存在する場合、それらは互いに同じであっても異なっていてもよい。また、R
18cが複数存在する場合、それらは互いに同じであっても異なっていてもよい。
【0113】
上記R
14c、R
15c、R
16cのうち上記式(c6)で表される基の数は、化合物の安定性の点から好ましくは1つであり、残りは炭素数1〜6の直鎖状又は分岐状のアルキレン基であり、これらの末端が結合して環状になっていてもよい。この場合、上記2つのアルキレン基は、硫黄原子を含めて3〜9員環を構成する。環を構成する原子(硫黄原子を含む)の数は、好ましくは5〜6である。
【0114】
また、上記アルキレン基が有していてもよい置換基としては、酸素原子(この場合、アルキレン基を構成する炭素原子とともにカルボニル基を形成する)、水酸基等が挙げられる。
【0115】
また、フェニル基が有していてもよい置換基としては、水酸基、炭素数1〜6の直鎖状又は分岐状のアルコキシ基、炭素数1〜6の直鎖状又は分岐状のアルキル基等が挙げられる。
【0116】
これらのカチオン部として好適なものとしては、下記式(c7)、(c8)で表されるもの等を挙げることができ、特に下記式(c8)で表される構造が好ましい。
【化27】
【0117】
このようなカチオン部としては、ヨードニウム塩であってもスルホニウム塩であってもよいが、酸発生効率等の点からスルホニウム塩が望ましい。
【0118】
従って、カチオン部にナフタレン環を有するオニウム塩のアニオン部として好適なものとしては、スルホニウム塩を形成可能なアニオンが望ましい。
【0119】
このような酸発生剤のアニオン部としては、水素原子の一部又は全部がフッ素化されたフルオロアルキルスルホン酸イオン又はアリールスルホン酸イオンである。
【0120】
フルオロアルキルスルホン酸イオンにおけるアルキル基は、炭素数1〜20の直鎖状でも分岐状でも環状でもよく、発生する酸の嵩高さとその拡散距離から、炭素数1〜10であることが好ましい。特に、分岐状や環状のものは拡散距離が短いため好ましい。また、安価に合成可能なことから、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、オクチル基等を好ましいものとして挙げることができる。
【0121】
アリールスルホン酸イオンにおけるアリール基は、炭素数6〜20のアリール基であって、アルキル基、ハロゲン原子で置換されていてもされていなくてもよいフェニル基、ナフチル基が挙げられる。特に、安価に合成可能なことから、炭素数6〜10のアリール基が好ましい。好ましいものの具体例として、フェニル基、トルエンスルホニル基、エチルフェニル基、ナフチル基、メチルナフチル基等を挙げることができる。
【0122】
上記フルオロアルキルスルホン酸イオン又はアリールスルホン酸イオンにおいて、水素原子の一部又は全部がフッ素化されている場合のフッ素化率は、好ましくは10〜100%、より好ましくは50〜100%であり、特に水素原子を全てフッ素原子で置換したものが、酸の強度が強くなるので好ましい。このようなものとしては、具体的には、トリフルオロメタンスルホネート、パーフルオロブタンスルホネート、パーフルオロオクタンスルホネート、パーフルオロベンゼンスルホネート等が挙げられる。
【0123】
これらの中でも、好ましいアニオン部として、下記式(c9)で表されるものが挙げられる。
R
20cSO
3− (c9)
【0124】
上記式(c9)において、R
20cは、下記式(c10)、(c11)で表される基や、下記式(c12)で表される基である。
【化28】
【0125】
上記式(c10)中、xは1〜4の整数を表す。また、上記式(c11)中、R
21cは、水素原子、水酸基、炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシ基を表し、yは1〜3の整数を表す。これらの中でも、安全性の観点からトリフルオロメタンスルホネート、パーフルオロブタンスルホネートが好ましい。
【0126】
また、アニオン部としては、下記式(c13)、(c14)で表される窒素を含有するものを用いることもできる。
【0128】
上記式(c13)、(c14)中、X
cは、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された直鎖状又は分岐状のアルキレン基を表し、該アルキレン基の炭素数は2〜6であり、好ましくは3〜5、最も好ましくは炭素数3である。また、Y
c、Z
cは、それぞれ独立に少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された直鎖状又は分岐状のアルキル基を表し、該アルキル基の炭素数は1〜10であり、好ましくは1〜7、より好ましくは1〜3である。
【0129】
X
cのアルキレン基の炭素数、又はY
c、Z
cのアルキル基の炭素数が小さいほど有機溶剤への溶解性も良好であるため好ましい。
【0130】
また、X
cのアルキレン基又はY
c、Z
cのアルキル基において、フッ素原子で置換されている水素原子の数が多いほど、酸の強度が強くなるため好ましい。該アルキレン基又はアルキル基中のフッ素原子の割合、即ち、フッ素化率は、好ましくは70〜100%、より好ましくは90〜100%であり、最も好ましくは、全ての水素原子がフッ素原子で置換されたパーフルオロアルキレン基又はパーフルオロアルキル基である。
【0131】
このようなカチオン部にナフタレン環を有するオニウム塩として好ましいものとしては、下記式(c15)、(c16)で表される化合物が挙げられる。
【0133】
また、(C)成分における第五の態様としては、ビス(p−トルエンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(1,1−ジメチルエチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2,4−ジメチルフェニルスルホニル)ジアゾメタン等のビススルホニルジアゾメタン類;p−トルエンスルホン酸2−ニトロベンジル、p−トルエンスルホン酸2,6−ジニトロベンジル、ニトロベンジルトシレート、ジニトロベンジルトシラート、ニトロベンジルスルホナート、ニトロベンジルカルボナート、ジニトロベンジルカルボナート等のニトロベンジル誘導体;ピロガロールトリメシラート、ピロガロールトリトシラート、ベンジルトシラート、ベンジルスルホナート、N−メチルスルホニルオキシスクシンイミド、N−トリクロロメチルスルホニルオキシスクシンイミド、N−フェニルスルホニルオキシマレイミド、N−メチルスルホニルオキシフタルイミド等のスルホン酸エステル類;N−ヒドロキシフタルイミド、N−ヒドロキシナフタルイミド等のトリフルオロメタンスルホン酸エステル類;ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスファート、(4−メトキシフェニル)フェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホナート、ビス(p−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホナート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスファート、(4−メトキシフェニル)ジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、(p−tert−ブチルフェニル)ジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート等のオニウム塩類;ベンゾイントシラート、α−メチルベンゾイントシラート等のベンゾイントシレート類;その他のジフェニルヨードニウム塩、トリフェニルスルホニウム塩、フェニルジアゾニウム塩、ベンジルカルボナート等が挙げられる。
【0134】
(C)成分の含有量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物の全質量に対して、0.1〜10質量%が好ましく、0.5〜3質量%がより好ましい。
【0135】
[アルカリ可溶性樹脂(D)]
化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物は、クラック耐性を向上させるため、更にアルカリ可溶性樹脂(D)(以下、「(D)成分」ともいう。)を含有してもよい。ここで、アルカリ可溶性樹脂とは、樹脂濃度20質量%の樹脂溶液(溶媒:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)により、膜厚1μmの樹脂膜を基板上に形成し、2.38質量%のTMAH水溶液に1分間浸漬した際、0.01μm以上溶解するものをいう。(D)成分は、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。(D)成分の好適な例としては、ノボラック樹脂(D1)、ポリヒドロキシスチレン樹脂(D2)、及びアクリル樹脂(D3)が挙げられる。
【0136】
(ノボラック樹脂(D1))
ノボラック樹脂(D1)は、例えばフェノール性水酸基を有する芳香族化合物(以下、単に「フェノール類」という。)とアルデヒド類とを酸触媒下で付加縮合させることにより得られる。
【0137】
上記フェノール類としては、例えば、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、o−エチルフェノール、m−エチルフェノール、p−エチルフェノール、o−ブチルフェノール、m−ブチルフェノール、p−ブチルフェノール、2,3−キシレノール、2,4−キシレノール、2,5−キシレノール、2,6−キシレノール、3,4−キシレノール、3,5−キシレノール、2,3,5−トリメチルフェノール、3,4,5−トリメチルフェノール、p−フェニルフェノール、レゾルシノール、ヒドロキノン、ヒドロキノンモノメチルエーテル、ピロガロール、フロログリシノール、ヒドロキシジフェニル、ビスフェノールA、没食子酸、没食子酸エステル、α−ナフトール、β−ナフトール等が挙げられる。
上記アルデヒド類としては、例えば、ホルムアルデヒド、フルフラール、ベンズアルデヒド、ニトロベンズアルデヒド、アセトアルデヒド等が挙げられる。
付加縮合反応時の触媒は、特に限定されるものではないが、例えば酸触媒では、塩酸、硝酸、硫酸、蟻酸、シュウ酸、酢酸等が使用される。
【0138】
なお、o−クレゾールを使用すること、樹脂中の水酸基の水素原子を他の置換基に置換すること、あるいは嵩高いアルデヒド類を使用することにより、ノボラック樹脂の柔軟性を一層向上させることが可能である。
【0139】
ノボラック樹脂(D1)の質量平均分子量は、1000〜50000であることが好ましい。
【0140】
(ポリヒドロキシスチレン樹脂(D2))
ポリヒドロキシスチレン樹脂(D2)を構成するヒドロキシスチレン系化合物としては、p−ヒドロキシスチレン、α−メチルヒドロキシスチレン、α−エチルヒドロキシスチレン等が挙げられる。
更に、ポリヒドロキシスチレン樹脂(D2)は、スチレン樹脂との共重合体とすることが好ましい。このようなスチレン樹脂を構成するスチレン系化合物としては、スチレン、クロロスチレン、クロロメチルスチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン等が挙げられる。
【0141】
ポリヒドロキシスチレン樹脂(D2)の質量平均分子量は、1000〜50000であることが好ましい。
【0142】
(アクリル樹脂(D3))
アクリル樹脂(D3)は、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、及び(メタ)アクリル酸アミドのような、(メタ)アクリル酸又は(メタ)アクリル酸誘導体から誘導される構成単位を含むものであって、所定のアルカリ溶解性を有するものであれば特に限定されない。
【0143】
アクリル樹脂(D3)は、カルボキシル基を有する重合性化合物から誘導される構成単位を含むものが好ましい。カルボキシル基を有する重合性化合物としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等のモノカルボン酸類;マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等のジカルボン酸類;2−メタクリロイルオキシエチルコハク酸、2−メタクリロイルオキシエチルマレイン酸、2−メタクリロイルオキシエチルフタル酸、2−メタクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸等のカルボキシル基及びエステル結合を有する化合物;等を例示することができる。カルボキシル基を有する重合性化合物は、好ましくは、アクリル酸、又はメタクリル酸である。これらの重合性化合物は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0144】
アクリル樹脂(D3)は、カルボキシル基を有する重合性化合物から誘導される構成単位とともに、(メタ)アクリル酸のC3〜C12直鎖アルキルエステルから誘導される構成単位を含むのが好ましい。アクリル樹脂(D3)がこのような単位を含む場合、形成される被膜中の気泡の発生を抑制しやすい。
【0145】
(メタ)アクリル酸のC3〜C12直鎖アルキルエステルの好適な具体例としては、n−ブチル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、及びn−デシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0146】
以上説明した、アクリル樹脂(D3)は、カルボキシル基を有する重合性化合物から誘導される構成単位と、(メタ)アクリル酸のC3〜C12直鎖アルキルエステルから誘導される構成単位とを含むのが好ましい。
【0147】
また、アクリル樹脂(D3)は、カルボキシル基を有する重合性化合物、(メタ)アクリル酸のC3〜C12直鎖アルキルエステル以外の重合性化合物に由来する構成単位を含んでいてもよい。
【0148】
このような重合性化合物としては、例えば、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、エチルカルビトール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート等のエーテル結合及びエステル結合を有する(メタ)アクリル酸誘導体;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル類;フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等の芳香族基を含む基を有する(メタ)アクリル酸エステル類;マレイン酸ジエチル、フマル酸ジブチル等のジカルボン酸ジエステル類;スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン、クロロメチルスチレン、ビニルトルエン、ヒドロキシスチレン、α−メチルヒドロキシスチレン、α−エチルヒドロキシスチレン等のビニル基含有芳香族化合物類;酢酸ビニル等のビニル基含有脂肪族化合物類;ブタジエン、イソプレン等の共役ジオレフィン類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のニトリル基含有重合性化合物類;塩化ビニル、塩化ビニリデン等の塩素含有重合性化合物;アクリルアミド、メタクリルアミド等のアミド結合含有重合性化合物類;等を挙げることができる。
【0149】
アクリル樹脂(D3)の質量平均分子量は、50000〜800000であることが好ましい。
【0150】
(D)成分の含有量は、(B1)成分と(D)成分との合計を100質量部とした場合、好ましくは0〜80質量部であり、より好ましくは0〜60質量部である。(D)成分の含有量を上記の範囲とすることによりクラック耐性を向上させ、現像時の膜減りを防ぐことができる傾向がある。
【0151】
[酸拡散制御剤(E)]
化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物は、レジストパターン形状、引き置き安定性等の向上のため、更に酸拡散制御剤(E)(以下、「(E)成分」ともいう。)を含有してもよい。(E)成分は、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。(E)成分としては、含窒素化合物(E1)が好ましく、更に必要に応じて、有機カルボン酸、又はリンのオキソ酸若しくはその誘導体(E2)を含有させることができる。
【0152】
(含窒素化合物(E1))
含窒素化合物(E1)としては、トリメチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリベンジルアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、n−ヘキシルアミン、n−ヘプチルアミン、n−オクチルアミン、n−ノニルアミン、エチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノジフェニルアミン、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、プロピオンアミド、ベンズアミド、ピロリドン、N−メチルピロリドン、メチルウレア、1,1−ジメチルウレア、1,3−ジメチルウレア、1,1,3,3,−テトラメチルウレア、1,3−ジフェニルウレア、イミダゾール、ベンズイミダゾール、4−メチルイミダゾール、8−オキシキノリン、アクリジン、プリン、ピロリジン、ピペリジン、2,4,6−トリ(2−ピリジル)−S−トリアジン、モルホリン、4−メチルモルホリン、ピペラジン、1,4−ジメチルピペラジン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、ピリジン等を挙げることができる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0153】
含窒素化合物(E1)は、(B1)成分及び(D)成分の合計質量100質量部に対して、0〜5質量部の範囲で用いることが好ましく、特に0〜3質量部の範囲で用いることが好ましい。
【0154】
(有機カルボン酸、又はリンのオキソ酸若しくはその誘導体(E2))
有機カルボン酸、又はリンのオキソ酸若しくはその誘導体(E2)のうち、有機カルボン酸としては、具体的には、マロン酸、クエン酸、リンゴ酸、コハク酸、安息香酸、サリチル酸等が好適であり、特にサリチル酸が好ましい。
【0155】
リンのオキソ酸又はその誘導体としては、リン酸、リン酸ジ−n−ブチルエステル、リン酸ジフェニルエステル等のリン酸及びそれらのエステルのような誘導体;ホスホン酸、ホスホン酸ジメチルエステル、ホスホン酸−ジ−n−ブチルエステル、フェニルホスホン酸、ホスホン酸ジフェニルエステル、ホスホン酸ジベンジルエステル等のホスホン酸及びそれらのエステルのような誘導体;ホスフィン酸、フェニルホスフィン酸等のホスフィン酸及びそれらのエステルのような誘導体;等が挙げられる。これらの中でも、特にホスホン酸が好ましい。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0156】
有機カルボン酸、又はリンのオキソ酸若しくはその誘導体(E2)は、(B1)成分及び(D)成分の合計質量100質量部に対して、0〜5質量部の範囲で用いることが好ましく、特に0〜3質量部の範囲で用いることが好ましい。
【0157】
また、塩を形成させて安定させるために、有機カルボン酸、又はリンのオキソ酸若しくはその誘導体(E2)は、上記含窒素化合物(E1)と同等量を用いることが好ましい。
【0158】
[アルカリ金属塩(F)]
化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物は、更にアルカリ金属塩(F)(以下、「(F)成分」ともいう。)を含有していてもよい。化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物にアルカリ金属塩(F)を含有させることにより、この感光性樹脂組成物を用いて、支持体上に、バンプやメタルポスト等の接続端子形成用のホトレジストパターンを形成する場合に、トップ(ホトレジスト層の表面側)の幅よりもボトム(支持体表面側)の幅のほうが大きい非レジスト部を備えるホトレジストパターンを形成しやすい。このような非レジスト部を形成させることによって、レジストパターン上の非レジスト部に銅等の導体をメッキによって埋め込んでバンプやメタルポスト等を形成する際に、非レジスト部に埋め込まれた導体と支持体との接触面積を増やすことができ、バンプやメタルポスト等の支持体への密着性を改良することができる。(F)成分は、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
【0159】
アルカリ金属塩(F)としては、例えば、下記式(f1)で表されるアルカリ金属塩が挙げられる。
(W
+)
nX
n− (f1)
(式中、W
+はアルカリ金属イオンであり、X
n−は1価又は多価の対アニオンであり、nは1以上の整数である。)
【0160】
上記式(f1)において、W
+は、アルカリ金属イオンであれば特に限定されない。アルカリ金属イオンとしては、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、ルビジウムイオン、及びセシウムイオンが好ましく、リチウムイオン、ナトリウムイオン、及びカリウムイオンがより好ましい。
【0161】
上記式(f1)において、nは1以上の整数であり、1〜3の整数が好ましく、1がより好ましい。nが1である場合、式(f1)で表されるアルカリ金属塩の調製や入手が容易であり、式(f1)で表されるアルカリ金属塩の化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物への溶解性が良好である。
【0162】
上記式(f1)において、X
n−は、1価又は多価の対アニオンである。X
n−は、化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物へのアルカリ金属塩(F)の添加によって所望の効果が得られる限り特に限定されず、種々のアニオンから適宜選択される。前述の通り、nは1〜3の整数が好ましく、1がより好ましい。このため、X
n−は、1価のアニオンであるのが特に好ましい。
【0163】
[有機溶剤(S)]
本発明に係る化学増幅型感光性樹脂組成物が有機溶剤(S)を含有することで、化学増幅型感光性樹脂組成物の塗布性や、化学増幅型感光性樹脂組成物を用いて形成される厚膜の感光性樹脂層の膜厚を調整することができる。(S)成分は、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
【0164】
(S)成分の具体例としては、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソアミルケトン、2−ヘプタノン等のケトン類;エチレングリコール、エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノアセテート、ジプロピレングリコール、及びジプロピレングリコールモノアセテート、並びにこれらのモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテル、又はモノフェニルエーテル等の多価アルコール類及びその誘導体;ジオキサン等の環式エーテル類;蟻酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、ピルビン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシ−3−メチルブタン酸メチル、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート等のエステル類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;等を挙げることができる。
【0165】
有機溶剤(S)の含有量は、スピンコート法等により得られる感光性樹脂層の膜厚が30μm以上となるように、化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物の固形分濃度が40〜65質量%となる量であり、好ましくは上記固形分濃度が45〜60質量%となる量である。
【0166】
[その他の成分]
化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物は、形成される被膜の可塑性を向上させるため、更にポリビニル樹脂を含有していてもよい。ポリビニル樹脂の具体例としては、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリヒドロキシスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニル安息香酸、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルエチルエーテル、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルフェノール、及びこれらの共重合体等が挙げられる。ポリビニル樹脂は、ガラス転移点の低さの点から、好ましくはポリビニルメチルエーテルである。
【0167】
化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物は、支持体との接着性を向上させるため、更に接着助剤を含有していてもよい。
【0168】
化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物は、塗布性、消泡性、レベリング性等を向上させるため、更に界面活性剤を含有していてもよい。界面活性剤の具体例としては、BM−1000、BM−1100(いずれもBMケミー社製)、メガファックF142D、メガファックF172、メガファックF173、メガファックF183(いずれも大日本インキ化学工業社製)、フロラードFC−135、フロラードFC−170C、フロラードFC−430、フロラードFC−431(いずれも住友スリーエム社製)、サーフロンS−112、サーフロンS−113、サーフロンS−131、サーフロンS−141、サーフロンS−145(いずれも旭硝子社製)、SH−28PA、SH−190、SH−193、SZ−6032、SF−8428(いずれも東レシリコーン社製)等の市販のフッ素系界面活性剤が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0169】
化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物は、現像液に対する溶解性を微調整するために、酸又は酸無水物を更に含有していてもよい。
【0170】
酸及び酸無水物の具体例としては、酢酸、プロピオン酸、n−酪酸、イソ酪酸、n−吉草酸、イソ吉草酸、安息香酸、桂皮酸等のモノカルボン酸類;乳酸、2−ヒドロキシ酪酸、3−ヒドロキシ酪酸、サリチル酸、m−ヒドロキシ安息香酸、p−ヒドロキシ安息香酸、2−ヒドロキシ桂皮酸、3−ヒドロキシ桂皮酸、4−ヒドロキシ桂皮酸、5−ヒドロキシイソフタル酸、シリンギン酸等のヒドロキシモノカルボン酸類;シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、マレイン酸、イタコン酸、ヘキサヒドロフタル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、ブタンテトラカルボン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、シクロペンタンテトラカルボン酸、ブタンテトラカルボン酸、1,2,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸等の多価カルボン酸類;無水イタコン酸、無水コハク酸、無水シトラコン酸、無水ドデセニルコハク酸、無水トリカルバニル酸、無水マレイン酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水メチルテトラヒドロフタル酸、無水ハイミック酸、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、無水フタル酸、無水ピロメリット酸、無水トリメリット酸、無水ベンゾフェノンテトラカルボン酸、エチレングリコールビス無水トリメリタート、グリセリントリス無水トリメリタート等の酸無水物;等を挙げることができる。
【0171】
<化学増幅型ネガ型感光性樹脂組成物>
化学増幅型ネガ型感光性樹脂組成物は、
上記式(1)で表される化合物及び/又は
上記式(4)で表される化合物(A)と、アルカリ可溶性樹脂(以下、「(B2)成分」ともいう。)と、光酸発生剤(C)と、架橋剤(以下、「(G)成分」ともいう。)と、有機溶剤(S)とを少なくとも含有し、固形分濃度は40〜65質量%である。上記化学増幅型ネガ型感光性樹脂組成物は、露光前はアルカリ可溶性であるが、露光により(C)成分から酸が発生すると、この酸の作用により(B1)成分と(G)成分との間で架橋反応が起こり、上記化学増幅型ネガ型感光性樹脂組成物は、アルカリ不溶性へと変化する。そのため、レジストパターンの製造において、化学増幅型ネガ型感光性樹脂組成物を基板上に塗布して得られる感光性樹脂層に対して選択的に露光すると、露光部はアルカリ不溶性へ転じる一方で、未露光部はアルカリ可溶性のまま変化しないので、アルカリ現像することができる。
【0172】
[式(1)で表される化合物及び/又は式(4)で表される化合物(A)]
式(1)で表される化合物及び/又は式(4)で表される化合物(A)としては、化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物において例示したものを用いることができる。
【0173】
(A)成分の含有量は、樹脂固形分(特に、後述の(B2)成分を指す。)100質量部に対して、0.01〜0.2質量部の範囲であることが好ましく、0.02〜0.1質量部の範囲であることがより好ましい。あるいは、(A)成分の含有量は、化学増幅型ネガ型感光性樹脂組成物の全質量に対して0.010〜0.15質量%であることが好ましく、0.015〜0.10質量%であることがより好ましい。上記の範囲とすることにより、化学増幅型ネガ型感光性樹脂組成物のフォトグラフィー特性が経時で劣化するのを効果的に抑制することができる。
【0174】
[アルカリ可溶性樹脂(B2)]
アルカリ可溶性樹脂(B2)は、従来から感光性樹脂組成物に配合されている種々の樹脂から選択することができる。(B2)成分は、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。(B2)成分としては、例えば、化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物において(D)成分として例示したもの、即ち、ノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレン樹脂、及びアクリル樹脂が挙げられる。
【0175】
(B2)成分の含有量は、化学増幅型ネガ型感光性樹脂組成物の全質量に対して5〜60質量%であることが好ましい。
【0176】
[光酸発生剤(C)]
光酸発生剤(C)としては、化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物において例示したものを用いることができる。
【0177】
(C)成分の含有量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、化学増幅型ネガ型感光性樹脂組成物の全質量に対して、0.1〜10質量%が好ましく、0.5〜3質量%がより好ましい。
【0178】
[酸拡散制御剤(E)]
化学増幅型ネガ型感光性樹脂組成物は、化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物と同様に、更に酸拡散制御剤(E)を含有してもよい。(E)成分としては、化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物において例示したものを用いることができ、具体的には、含窒素化合物(E1)及び有機カルボン酸、又はリンのオキソ酸若しくはその誘導体(E2)が挙げられる。
【0179】
含窒素化合物(E1)は、(B2)成分100質量部に対して、0〜5質量部の範囲で用いることが好ましく、特に0〜3質量部の範囲で用いることが好ましい。有機カルボン酸、又はリンのオキソ酸若しくはその誘導体(E2)は、(B2)成分100質量部に対して、0〜5質量部の範囲で用いることが好ましく、特に0〜3質量部の範囲で用いることが好ましい。また、塩を形成させて安定させるために、有機カルボン酸、又はリンのオキソ酸若しくはその誘導体(E2)は、上記含窒素化合物(E1)と同等量を用いることが好ましい。
【0180】
[架橋剤(G)]
架橋剤(G)は、(C)成分から発生した酸の作用により、(B2)成分と架橋する。(G)成分は、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。(G)成分としては、特に限定されないが、例えば、分子中に少なくとも2つのアルキルエーテル化されたアミノ基を有する化合物を用いることができる。このような化合物としては、(ポリ)メチロール化メラミン、(ポリ)メチロール化グリコールウリル、(ポリ)メチロール化ベンゾグアナミン、(ポリ)メチロール化ウレア等の、活性メチロール基の一部又は全部をアルキルエーテル化した含窒素化合物が挙げられる。アルキル基としては、メチル基、エチル基、ブチル基、又はこれらの2種以上の組み合わせが挙げられ、一部自己縮合してなるオリゴマー成分を含有していてもよい。具体的には、ヘキサメトキシメチル化メラミン、ヘキサブトキシメチル化メラミン、テトラメトキシメチル化グリコールウリル、テトラブトキシメチル化グリコールウリル等が挙げられる。
【0181】
(G)成分の含有量は、(B2)成分100質量部に対し5〜50質量部であることが好ましく、10〜30質量部であることがより好ましい。上記範囲内であると、化学増幅型ネガ型感光性樹脂組成物の硬化性及びパターニング特性が良好になりやすい。
【0182】
[有機溶剤(S)]
有機溶剤(S)としては、化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物において例示したものを用いることができる。
【0183】
(S)成分の含有量は、スピンコート法等により得られる感光性樹脂層の膜厚が30μm以上となるように、化学増幅型ネガ型感光性樹脂組成物の固形分濃度が40〜65質量%となる量であり、好ましくは上記固形分濃度が45〜60質量%となる量である。
【0184】
[その他の成分]
化学増幅型ネガ型感光性樹脂組成物は、化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物と同様に、更にその他の成分を含有してもよい。その他の成分としては、化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物において例示したものを用いることができる。
【0185】
<化学増幅型感光性樹脂組成物の調製方法>
本発明に係る化学増幅型感光性樹脂組成物は、上記各成分を通常の方法で混合、撹拌するだけで調製することができ、必要に応じ、ディゾルバー、ホモジナイザー、3本ロールミル等の分散機を用いて分散、混合を行ってもよい。また、混合した後で、更にメッシュ、メンブランフィルタ等を用いて濾過してもよい。
【0186】
≪レジストパターンの製造方法≫
本発明に係るレジストパターンの製造方法は、基板上に、本発明に係る化学増幅型感光性樹脂組成物からなる感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、この感光性樹脂層を選択的に露光する露光工程と、露光されたこの感光性樹脂層を現像する現像工程とを含むものである。
【0187】
基板としては、特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。例えば、電子部品用の基板や、これに所定の配線パターンが形成されたもの等を例示することができる。この基板としては、シリコン、窒化シリコン、チタン、タンタル、パラジウム、チタンタングステン、銅、クロム、鉄、アルミニウム等の金属製の基板やガラス基板等が挙げられる。配線パターンの材料としては、銅、ハンダ、クロム、アルミニウム、ニッケル、金等が用いられる。
【0188】
まず、上記感光性樹脂層形成工程では、本発明に係る化学増幅型感光性樹脂組成物を基板上に塗布し、加熱(プリベーク)により溶媒を除去することによって、感光性樹脂層を形成する。基板上への塗布方法としては、スピンコート法、スリットコート法、ロールコート法、スクリーン印刷法、アプリケーター法等の方法を採用することができる。
また、プリベーク条件は、本発明に係る化学増幅型感光性樹脂組成物の組成や感光性樹脂層の膜厚等によっても異なるが、通常は70〜150℃、好ましくは80〜140℃で、2〜60分間程度である。
感光性樹脂層の膜厚は、好ましくは30μm以上、より好ましくは45〜70μmの範囲である。
【0189】
次いで、上記露光工程では、得られた感光性樹脂層に、所定パターンのマスクを介して、電磁波又は粒子線を含む放射線、例えば波長300〜500nmの紫外線又は可視光線を選択的に照射(露光)する。
【0190】
放射線の線源としては、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、アルゴンガスレーザー等を用いることができる。また、放射線には、マイクロ波、赤外線、可視光線、紫外線、X線、γ線、電子線、陽子線、中性子線、イオン線等が含まれる。放射線照射量は、本発明に係る化学増幅型感光性樹脂組成物の組成や感光性樹脂層の膜厚等によっても異なるが、例えば超高圧水銀灯使用の場合、100〜10000mJ/cm
2である。また、放射線には、酸を発生させるために、光酸発生剤(C)を活性化させる光線が含まれる。
【0191】
露光後は、公知の方法を用いて加熱することにより酸の拡散を促進させて、露光部分の感光性樹脂層のアルカリ溶解性を変化させる。
【0192】
次いで、上記現像工程では、例えば所定のアルカリ性水溶液を現像液として用いて、不要な部分を溶解、除去して所定のレジストパターンを得る。
【0193】
現像液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水、エチルアミン、n−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、ピロール、ピペリジン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノナン等のアルカリ類の水溶液を使用することができる。また、上記アルカリ類の水溶液にメタノール、エタノール等の水溶性有機溶媒や界面活性剤を適当量添加した水溶液を現像液として使用することもできる。
【0194】
現像時間は、本発明に係る化学増幅型感光性樹脂組成物の組成や感光性樹脂層の膜厚等によっても異なるが、通常1〜30分間である。現像方法は、液盛り法、ディッピング法、パドル法、スプレー現像法等のいずれでもよい。
【0195】
現像後は、流水洗浄を30〜90秒間行い、エアーガンや、オーブン等を用いて乾燥させる。
【0196】
このようにして得られたレジストパターンの非レジスト部(現像液で除去された部分)に、メッキ等によって金属等の導体を埋め込むことにより、バンプやメタルポスト等の接続端子を形成することができる。なお、メッキ処理方法は特に制限されず、従来から公知の各種方法を採用することができる。メッキ液としては、特にハンダメッキ、銅メッキ、金メッキ、ニッケルメッキ液が好適に用いられる。残っているレジストパターンは、最後に、定法に従って剥離液等を用いて除去する。
【実施例】
【0197】
以下、実施例を示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明の範囲は、これらの実施例に限定されるものではない。
【0198】
[実施例1〜4及び比較例1〜3]
表1に示す(A)〜(E)成分を有機溶剤(S)に均一に溶解し、固形分濃度53質量%の化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物を調製した。表1中の括弧内の数値は各成分の配合量(単位:質量部)を表す。なお、有機溶剤(S)の配合量は、化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物の固形分濃度が53質量%となる量である。
【0199】
【表1】
【0200】
A−1:下記式で表される化合物
【化31】
【0201】
A−2:下記式で表される化合物
【化32】
【0202】
A−3:下記式で表される化合物
【化33】
【0203】
B−1:下記式で表されるアクリル樹脂(質量平均分子量100000)
なお、下記式において、各繰り返し単位に付された数値は、当該アクリル樹脂に含まれる全繰り返し単位のモル数に対する、各繰り返し単位のモル数の比率(モル%)である。
【化34】
【0204】
D−1:ポリヒドロキシスチレン樹脂(質量平均分子量10000)
D−2:ノボラック樹脂(m−クレゾールとp−クレゾールとをm−クレゾール/p−クレゾール=60/40(質量比)で混合し、ホルムアルデヒド及び酸触媒の存在下で付加縮合して得たノボラック樹脂(質量平均分子量8000)
C−1:下記式で表される化合物
【0205】
【化35】
【0206】
E−1:トリ−n−ペンチルアミン
S−1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PM)と3−メトキシブチルアセテート(MA)との混合溶剤(質量比:40/60)
【0207】
<評価>
[レジストパターン形状]
上記実施例又は比較例で調製した直後の化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物を、スピンコーターを用いて銅基板上に塗布し、膜厚65μmの感光性樹脂層を得た。そして、この感光性樹脂層を150℃で5分間プリベークした。プリベーク後、所定のラインパターンのマスクと露光装置Prisma GHI(Ultratech社製)を用いて、ghi線でパターン露光した。次いで、基板をホットプレート上に載置して95℃で3分間の露光後加熱(PEB)を行った。その後、2.38質量%テトラメチルアンモニウム水酸化物(TMAH)水溶液を感光性樹脂層に滴下して、23℃で60秒間放置し、これを計4回繰り返して現像した。その後、流水洗浄し、窒素ブローして約40μmのラインパターンを有するレジストパターンを得た。このラインパターンについて、線幅を測定し、形状を観察した。
【0208】
一方、上記実施例又は比較例で調製した化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物を−20℃、25℃、又は40℃で1ヶ月保管し、保管後の化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物を用いて、上記と同様にして、約40μmのラインパターンを有するレジストパターンを得、このラインパターンについて、線幅を測定し、形状を観察した。
【0209】
保管後の化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物を用いて得られたラインパターンの線幅と、調製直後の化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物を用いて得られたラインパターンの線幅との差をCD(Critical Dimension)変動値とし、以下の基準でCD変動を評価した。結果を表2に示す。
◎:上記線幅の差の絶対値が0.5μm以下であり、経時でのCD変動が非常に小さい。
○:上記線幅の差の絶対値が0.5μm超1.0μm以下であり、経時でのCD変動が小さい。
×:上記線幅の差の絶対値が1.0μm超であり、経時でのCD変動が大きい。
【0210】
また、保管後の化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物を用いて得られたラインパターンの形状と、調製直後の化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物を用いて得られたラインパターンの形状とを比較し、以下の基準で形状の変化を評価した。結果を表2に示す。
◎:保管前後で形状の変化がない。
○:保管前後で若干形状の変化がある。
×:保管前後で大幅な形状の変化がある。
【0211】
【表2】
【0212】
表2から分かるように、上記式(1)で表される化合物又は上記式(4)で表される化合物を含有する実施例1〜4の組成物を用いた場合、−20℃での保管後だけでなく、25℃又は40℃での保管後においても、CD変動及び形状変化が小さく、経時でのフォトグラフィー特性の劣化が抑制されていた。
これに対して、上記式(1)で表される化合物又は上記式(4)で表される化合物を含有しない比較例1〜3の組成物を用いた場合、−20℃での保管後においては、CD変動及び形状変化が小さかったものの、25℃又は40℃での保管後においては、CD変動及び形状変化が大きく、経時でフォトグラフィー特性が劣化していた。