JPH0113092B2 - - Google Patents

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JPH0113092B2
JPH0113092B2 JP19054481A JP19054481A JPH0113092B2 JP H0113092 B2 JPH0113092 B2 JP H0113092B2 JP 19054481 A JP19054481 A JP 19054481A JP 19054481 A JP19054481 A JP 19054481A JP H0113092 B2 JPH0113092 B2 JP H0113092B2
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JP
Japan
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water
soluble
photoresist
diazo
film
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JP19054481A
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JPS57146247A (en
Inventor
Shingo Watabe
Takeo Ito
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/09Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/095Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers having more than one photosensitive layer

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は水溶性フオトレジストに係り、特に水
溶性高分子材料と、架橋剤として水溶性ビスアジ
ド化合物と水溶性ジアゾ化合物を併用することに
より、紫外線に対する感光性が高く、かつ鮮明で
付着力の強いパターン膜を得ることが可能な水溶
性フオトレジストに関するものである。 衆知の如く、フオトレジストの用途は、IC,
LSIプリント配線、カラーブラウン管用シヤドウ
マスク、ネームプレートなどのエツチングを主体
とした微細加工、またカラー受像管の蛍光面形成
や印刷製版など多岐にわたつている。この様な用
途に応じて、通常種々のフオトレジストが使用さ
れているが、その理由は、一種類のフオトレジス
トでは用途に応じて多様に変化する要求の全てを
満足させることができないためである。 このフオトレジストに要求される一般的な特性
を挙げれば、第1に紫外線に対して感光性が高い
こと、第2に鮮明なパターンを与えること、第3
に基板との付着力が強いこと、第4にパターン膜
がエツチング液におかされないこと、第5に感光
液および露光済みの感光膜が熱的に安定なこと、
第6に公害物質が使用されていないこと、第7に
必要に応じてパターン膜を容易に剥離できるこ
と、第8に感光液が水溶液であることなどであ
る。 これらの条件の中で、感光液が水溶液であるこ
とという条件は、感光液を塗布する作業上からは
極めて望ましい条件であるが、フオトレジストに
は極めて厳しい条件である。なぜならば、現在実
用されているフオトレジストのほとんどが有機溶
媒に溶解された感光液の形で使用され、露光後に
未露光部を除去する現像に際しても、有機溶媒を
使用するか、好ましい場合でも、アルカリ性の水
溶液が使用されていることを考えれば明らかであ
る。 ところで、どうしても有機溶媒の使用が不可能
な場合がある。例えばシヤドウマスクのエツチン
グ加工やカラー受像管の蛍光面形成など、フオト
レジストを大面積の基板に塗布しなければならな
い場合には、人体の健康に大きな障害を与える有
機溶媒型のフオトレジストの使用は到底不可能で
ある。 このような場合は、性能上は不満足であつて
も、水溶性フオトレジストが使用されてきた。し
かし従来から実用されて来た水溶性フオトレジス
トは数例に過ぎず、以下のものに限られていた。 即ち、第1のポリビニルアルコール(PVA)
に重クロム酸塩を配合したもの、第2のPVAに
水溶性ジアゾ化合物(DIAZO)を配合したもの、
第3にポリビニルピロリドン(PVP)に水溶性
ビスアジド化合物(AZIDE)を配合したものな
どがある。 然るにこれらの水溶性フオトレジストの特性に
は一長一短があり、例えばPVA/ADC系フオト
レジストは、感光性が高く、基板との付着力も強
いが、感光膜は安定性に欠け、紫外線ばかりでな
く熱的にも容易に架橋するため、鮮明なパターン
を与えない、更に六価クロム化合物は法律上特別
化合物質に挙げられている公害物質であるため、
使用に際しては、作業者の十分な健康管理と、排
水と、大気に対する厄介な処理設備を必要とする
などの問題点がある。またPVA/ジアゾ系フオ
トレジストは、強い付着力を与えるが感光性が低
く、且つ感光液状態での安定性が極めて悪いとい
う問題点がある。更にPVP/アジド系フオトレ
ジストは、感光性が高く、鮮明なパターンを与え
る点で優れているが、付着力が劣るという問題点
がある。 本発明は前述した従来例の問題点に鑑みなされ
た水溶性フオトレジストであり、紫外線に対して
感光性が高く、かつ鮮明で、付着力の強いパター
ン膜を得ることが可能な水溶性フオトレジストを
提供することを目的としている。 即ち本発明は前記問題点のない水溶性フオトレ
ジストを種々検討した結果、水溶性高分子材料に
架橋剤として水溶性ビスアジド化合物と水溶性ジ
アゾ化合物を併用した場合、アジド系フオトレジ
ストの問題点である付着力と、ジアゾ系フオトレ
ジストの問題点である感光性と感光液の熱安定性
が改善されるばかりでなく、驚くべきことに、こ
れらの架橋剤を併用した場合に、架橋剤の相乗効
果により、架橋剤を単独で使用した場合には得ら
れない極めて高い感度が得られることである。即
ち本発明に係る水溶性フオトレジストは、 1 水溶性ビスアジド化合物と水溶性ジアゾ化合
物および水溶性高分子材料からなることを特徴
とする水溶性フオトレジスト。 2 水溶性高分子材料がポリビニルピロリドンと
ポリビニルアルコールの配合物であり、ポリビ
ニルピロリドンのポリビニルアルコールに対す
る配合割合が重量比で0.5〜3.0の範囲で、かつ
水溶性ビスアジド化合物の水溶性ジアゾ化合物
に対する割合が重量比で3.0〜7.0の範囲である
ことを特徴とするものである。 次に本発明に係る水溶性フオトレジストを詳細
に説明する。 先ず本発明に使用される水溶性ビスアジド化合
物としては、例えば 4,4′−ジアジドスチルベン−2,2′−ジスル
フオン酸、 4,4′−ジアジドベンザルアセトフエノン−2
−スルフオン酸、 4,4′−ジアジドスチルベン−α−カルボン
酸、 およびこれらの塩などである。 また水溶性ジアゾ化合物としては、例えば、 ベンジジンテトラゾニウムクロライド、 3,3−ジメチルベンジンのテトラゾニウムク
ロライド、 3,3′−ジメトキシベンジジンのテトラゾニウ
ムクロライド、 4,4′−ジアミノジフエニルアミンのテトラゾ
ニウムクロライド、 3,3′−ジエチルベンジジンのテトラゾニウム
硫酸塩、 ジアゾジフエニルアミンのホルマリン縮合物、 およびこれらの複塩である。 次に水溶性高分子材料の例としては、例えばポ
リビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポ
リアクリルアミド、ポリビニルメチルエーテル、
ポリビニルアセタール、ポリアクリル酸などの合
成高分子、ゼラチン、シエラツク、アラビアゴ
ム、カゼインなどの天然高分子、メチルビニルエ
ーテルとマレイン酸、アクリルアミドとダイアセ
トンアクリルアミドおよびアクリルアミドとビニ
ルアルコールなどの共重合体、アクリロニトリル
グラフト化ポリビニルアルコール、グリシジルメ
タクリレートグラフト化ポリボニルアルコール、
β−オキシエチルメタクリリレートグラフト化ポ
リビニルアルコールなどのグラフト化された高分
子、カルボキシメチルセルローズ、ヒドロキシメ
チルセルローズ、ヒドロキシプロピルセルロー
ズ、ポリ−Lグルタミン酸(Na塩)などの半合
成高分子材料などを挙げることができる。 これらの水溶性高分子の少なくとも一種は、水
溶性ビスアジド化合物または水溶性ジアゾ化合物
と紫外線の作用により架橋する必要がある。特に
好ましい例はポリビニルピロリドンとポリビニル
アルコールを併用して使用する場合である。この
場合、ポリビニルピロリドンのポリビニルアルコ
ールに対する配合割合は重量比で0.1〜8.0、好ま
しくは0.5〜3.0の範囲である。0.5未満の場合には
鮮明なパターンが得られず、3.0を超える時には
付着力が低下するからである。 ポリビニルピロリドンとポリビニルアルコール
を前記条件で使用する場合、水溶性ビスアジド化
合物の水溶性ジアゾ化合物に対する配合割合は重
量比で1〜10、好ましくは3〜7の範囲に選択す
る必要がある。3未満の場合には感光性が低く、
また7以上となると付着力が低下するからであ
る。 前述の水溶性高分子材料、水溶性ビスアジド化
合物および水溶性ジアゾ化合物の他に、感光液中
に少量の界面活性剤、例えばポリエチレングリコ
ール、アルキルフエノキシポリエチレンオキサイ
ド燐酸エステル、ヘキサメタ燐酸ナトリウムなど
を、また少量のアルコール類、例えばアルコー
ル、グリセリン、エチレングリコール、ソルビト
ール、トリーブチルアルコールなどを添加して感
光液の消泡性や感光膜形成性を高めることは任意
におこなつてよい。 本発明に係る水溶性フオトレジストは、従来公
知の分野、例えばシヤドウマスクに代表されるエ
ツチング、カラー受像管蛍光面のブラツクストラ
イプ形成、スクリーン製版用ステンシル膜の形成
などに適用できる。 以下具体的な実施例を述べる。 第1の実施例 ブラツクストライプ型カラー受像管蛍光面形成
に際して、ブラツクストライプ形成工程は以下の
如くである。即ち、先ずガラスパネル内面に感光
液を塗布して感光面を形成し、シヤドウマスクを
通して電子ビーム照射位置と近似的に同一の位置
から紫外線を照射して、後に蛍光体をパターン付
けする位置のフオトレジストを架橋硬化させる。
次に水洗現像して未露光部分のフオトレジストを
除去すると、蛍光体をパターン付けする位置に仮
のフオトレジストパターンが残る。次に全面に黒
色グラフアイト膜を形成し、最後に仮のフオトレ
ジストパターンを酸化分解して、フオトレジスト
上のグラフアイト膜も同時に除去すると、蛍光面
の非発光部分のみに黒色のストライプパターンが
得られる。前述の工程に使用されるフオトレジス
トに要求される性能は、第1に紫外線に対して感
光性が高いこと、第2に鮮明なパターンを与える
こと、第3に基板との付着力が強いこと、第4に
感光液および露光前または露光後の感光膜が熱的
に安定なこと、第5にパターン膜を容易に剥離で
きること、などである。 第1表に示した組成の水溶性フオトレジストを
調整し、これを前記のブラツクストライプ形成に
適用して特性を調べた。
【表】
【表】 紫外線に対する感光性を調べた結果を図1に示
した。(組成番号#8〜14に対応)ここで感度と
は、20″型ブラツクストライプ型カラー受像管に
おいてシヤドウマスクの透孔径0.200mmから0.190
mm(センター部)のパターンサイズを得るに必要
な露光時間(照度30000lux)である。曲線21か
らアジド/ジアゾ=5付近において最大の感度が
得られており、その値は感光性に優ると言われて
いるアジド系フオトレジストの感度に比較して2
倍以上となつていることが判る。またアジド/ジ
アゾが3以下となると、ジアゾ系フオトレジスト
の感度が支配的になることが判る。この曲線21
はPVP/PVA=1で行なつた。 次に付着力に対する効果を調べた結果を第2図
に示した。曲線22から判るようにアジド/ジア
ゾが7以上になると、付着力は次第に低下するこ
とが判る。この曲線22もPVP/PVA=1で行
なつた。但し、◎:極めて良好、〇:良好、△:
やや不良、×:不良であり、実用可能レベルは、
◎〜〇の範囲である。 またPVP/PVAの割合を変えた場合の付着力、
パターンの鮮明度について調べた結果を第3図お
よび第4図に示した(組成#1〜7に対応)。曲
線23,24から判る様にPVP/PVAの適切な
配合割合は0.5〜3.0の範囲にあることが判る。
◎、〇、△、×は第2図と同様である。 この様にして得られたパターン膜を有するパネ
ル内面にグラフアイト膜を形成したのち、飽和ス
ルフアミン酸ナトリウム溶液を使用してパターン
膜を剥離した結果、全ての組成のパターン膜が容
易に剥離でき、支障が全くないことが判つた。 また感光液の保存安定性を室温にて1ケ月間放
置した組成#3,#8,#14の感光液について調
べた結果、#3,#14、即ち本発明に係る水溶性
フオトレジストおよび公知のアジド系フオトレジ
ストの感度は、調整初期とほとんど変らないこと
が判つた。一方、#8、即ち公知のジアゾ系フオ
トレジストは、60秒以上の露光時間を必要とし、
初期の値に比較して感度が50%〜70%に低下して
いることが判つた。 第2の実施例 第2表に示した組成の水溶性フオトレジストを
調整した。
【表】 厚さ100μmのアルミキルド鉄板の両面に上記
水溶性フオトレジストを浸漬法で塗布し、乾燥後
厚さ4μmの感光層を設けた。仕上がり寸法200μ
mに設計されたネガフイルムを両面に密着させ
3000ルツクスの高圧水銀灯を13秒間露光した。 次に35℃の温水で現像したのち、塩化第2鉄で
エツチングし、然るのち、苛性ソーダで剥離し
た。このようにして得られたエツチングパターン
は、極めて鮮明で、従来の重クロム酸塩系フオト
レジストを使用して得られたものに比較して格段
に優れていた。また感光液および感光膜は安定で
あり、各々1ケ月以上安定に使用できることが判
つた。重クロム酸塩系フオトレジストの場合、感
光液は1週間以内、感光膜は1時間以内に使用し
ないと再現性のあるパターンが得られないのに対
して、本発明の水溶性フオトレジストが工程管理
上からも極めて優れていることが判る。 第3の実施例 第3表に示した組成の水溶性フオトレジストを
調整した。
【表】 200メツシユのテトロン製シルクスクリーンの
表面に上記の水溶性フオトレジストをバケツト塗
布し、乾燥膜厚20μmの感光膜を付与した。ネガ
パターンフイルムを密着して1KWの超高圧水銀
灯で40秒間露光した。水洗現像後に得られたパタ
ーンは、鮮明で、感光膜パターンは通常の溶剤型
インク、紫外線硬化型インクのいずれに対しても
十分な耐刷力を有していた。 上述のように本発明の水溶性フオトレジスト
は、従来の異なつた特性の水溶性フオトレジスト
2種及び水溶性高分子材料を所定量混ぜることに
よつて各単独のレジストの欠点をなくし、紫外線
に対する感光性が高く、かつ鮮明で、付着力の強
いパターン膜を得ることが可能な水溶性フオトレ
ジストを得ることが可能であり、その工業的価値
は極めて大である。
【図面の簡単な説明】
第1図はビスアジド/ジアゾ比による感度を示
す曲線図、第2図はビスアジド/ジアゾ比による
付着力を示す曲線図、第3図はビスアジド/ジア
ゾ一定の時のPVP/PVA比による付着力を示す
曲線図、第4図はビスアジド/ジアゾ一定時の
PVP/PVAによるきれむらを示す曲線図である。 21,22,23,24……特性曲線。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 水溶性ビスアジド化合物と水溶性ジアゾ化合
    物およびポリビニルピロリドンとポリビニルアル
    コールの配合物である水溶性高分子材料とからな
    るものであつて、前記ポリビニルピロリドンの前
    記ポリビニルアルコールに対する配合割合が重量
    比で0.5〜3.0の範囲であり、かつ前記水溶性ビス
    アジド化合物の前記水溶性ジアゾ化合物に対する
    配合割合が重量比で4〜7の範囲であることを特
    徴とする水溶性フオトレジスト。
JP19054481A 1981-11-30 1981-11-30 Water-soluble photoresist Granted JPS57146247A (en)

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KR980010618A (ko) * 1996-07-16 1998-04-30 손욱 포토레지스트 조성물

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