(57)【要約】  本発明は、現像性、はんだ耐熱性、耐折性、プレッシャークッカー耐性に優れ、硬化皮膜の可撓性が大幅に向上し、フレキシブルプリント配線基板の作製に好適に用いられる感光性組成物、並びにパターン形成方法及び永久パターンを提供することを目的とする。このため、（Ａ）カルボキシル基を有するポリウレタン樹脂、（Ｂ）重合性化合物、（Ｃ）光重合開始剤、及び（Ｄ）熱架橋剤を少なくとも含む感光性組成物であり、該（Ａ）カルボキシル基を有するポリウレタン樹脂が、下記構造式（Ｉ）で表されるジイソシアネート化合物と、下記構造式（ＩＩ）及び下記構造式（ＩＩＩ）のいずれかで表されるジオール化合物とを反応させてなる態様が好ましい。【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）カルボキシル基を有するポリウレタン樹脂、（Ｂ）重合性化合物、（Ｃ）光重合開始剤、及び（Ｄ）熱架橋剤を少なくとも含むことを特徴とする感光性組成物。
【請求項２】
（Ａ）カルボキシル基を有するポリウレタン樹脂が、下記構造式（Ｉ）で表されるジイソシアネート化合物と、下記構造式（ＩＩ）及び下記構造式（ＩＩＩ）のいずれかで表されるジオール化合物とを反応させてなる請求の範囲第１項に記載の感光性組成物。
【化１】
2005124462.tif 000025
ただし、前記構造式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）において、Ｒ１は、二価炭化水素基を表す。Ｒ２は、水素原子、又は一価炭化水素基を表す。Ｒ３〜Ｒ５は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよく、二価炭化水素基を表す。Ａｒは、三価芳香族炭化水素基を表す。Ｒ１〜Ｒ５及びＡｒは、更に置換基により置換されていてもよく、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５は隣接する２つ又は３つが連結して環を形成してもよい。
【請求項３】
（Ａ）カルボキシル基を有するポリウレタン樹脂の酸価が、８０〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇである請求の範囲第１項から第２項のいずれかに記載の感光性組成物。
【請求項４】
（Ｄ）熱架橋剤が、エポキシ樹脂化合物、オキセタン化合物、ポリイソシアネート化合物、ポリイソシアネート化合物にブロック剤を反応させて得られる化合物及びメラミン誘導体から選択される少なくとも１種である請求の範囲第１項から第３項のいずれかに記載の感光性組成物。
【請求項５】
フレキシブル配線プリント基板の製造に用いられる請求の範囲第１項から第４項のいずれかに記載の感光性組成物。
【請求項６】
請求の範囲第１項から第５項のいずれかに記載の感光性組成物を、基材の表面に塗布し、乾燥して感光層を形成した後、露光し、現像することを特徴とするパターン形成方法。
【請求項７】
感光層が、光照射手段からの光を受光し出射する描素部をｎ個有する光変調手段により、前記光照射手段からの光を変調させた後、前記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た光で、露光される請求の範囲第６項に記載のパターン形成方法。
【請求項８】
感光層が、光照射手段からの光を受光し出射する描素部をｎ個有する光変調手段により、前記光照射手段からの光を変調させた後に、前記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過させた光で露光される請求の範囲第６項に記載のパターン形成方法。
【請求項９】
マイクロレンズが、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の範囲第８項に記載のパターン形成方法。
【請求項１０】
非球面が、トーリック面である請求の範囲第７項から第９項のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項１１】
レンズ開口形状が、円形である請求の範囲第８項に記載のパターン形成方法。
【請求項１２】
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の範囲第８項から第１１項のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項１３】
光変調手段が、ｎ個の描素部の中から連続的に配置された任意のｎ個未満の前記描素部をパターン情報に応じて制御可能である請求の範囲第７項から第１２項のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項１４】
光変調手段が、空間光変調素子である請求の範囲第７項から第１３項のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項１５】
空間光変調素子が、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）である請求の範囲第１４項に記載のパターン形成方法。
【請求項１６】
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備える請求の範囲第７項から第１５項のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項１７】
レーザ光の波長が３９５〜４１５ｎｍである請求の範囲第１６項に記載のパターン形成方法。
【請求項１８】
請求の範囲第６項から第１７項のいずれかに記載のパターン形成方法により形成されることを特徴とする永久パターン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像性、はんだ耐熱性、耐折性、プレッシャークッカー耐性に優れ、硬化皮膜の可撓性が大幅に向上し、フレキシブルプリント配線基板の作製に好適に用いられる感光性組成物、並びにパターン形成方法及び永久パターンに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種プリント配線基板におけるソルダーレジストは、スクリーン印刷による熱硬化型液状レジスト樹脂から、希アルカリ現像型の液状フォトソルダーレジストインキへと移行してきている。例えば、特許文献１には、ノボラック型エポキシ化合物と不飽和モノカルボン酸との反応物に、飽和又は不飽和の多塩基酸無水物を反応させて得られる光硬化性樹脂、光重合開始剤、希釈剤、及び２個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物を含有してなるソルダーレジストインキ組成物が提案されている。【０００３】
しかし、この場合、ノボラック型エポキシ樹脂をベースとするソルダーレジストインキ組成物は、その構造上、耐熱性には優れるものの、硬化皮膜が堅くてもろく、塗膜と基板との間の密着性に劣るという欠点がある。従って、前記ソルダーレジストインキ組成物は、硬化皮膜の可撓性を必要としないガラスエポキシ基板などのリジッドな基板に用途が限定されている。【０００４】
ところが、近年、加工工程の簡略化や基板の小型化、高密度化などを目的として、薄くて可撓性のある配線基板（フレキシブル配線基板）の使用が増加しており、可撓性のあるソルダーレジストインキ組成物が求められている。この要求を満たすため、可撓性を有するソルダーレジストインキ組成物について、数多くの提案がなされている。例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂と、不飽和モノカルボン酸と、無水コハク酸との反応生成物である不飽和基を有するポリカルボン酸樹脂、光重合開始剤、希釈剤、及び硬化剤を含有するソルダーレジストインキ組成物が提案されている（特許文献２参照）。しかし、この提案においても、耐折性については不十分である。【０００５】
また、感光性樹脂として、希アルカリ水溶液に可溶なポリウレタン樹脂の使用が検討されている。例えば、カルボキシル基を有する感光性ポリアミド樹脂及びカルボキシル基を有する感光性ポリアミドイミド樹脂から選択される少なくとも１種の感光性樹脂（Ａ）、エポキシ樹脂（Ｂ）、及び光重合開始剤（Ｃ）を含有する感光性樹脂組成物が提案されている（特許文献３参照）。
また、特許文献４には、エポキシ化合物と、不飽和モノカルボン酸とのエステル化物に飽和又は不飽和の多塩基酸無水物を反応させてなるカルボキシル基を有する感光性樹脂（Ａ）、カルボキシル基を有する感光性ポリアミド樹脂及びカルボキシル基を有する感光性ポリアミドイミド樹脂から選択される少なくとも１種の感光性樹脂（Ｂ）、エラストマー（Ｃ）、エポキシ硬化剤（Ｄ）、及び光重合開始剤（Ｅ）を含有する感光性樹脂組成物が提案されている。【０００６】
これらの感光性樹脂組成物によれば、可撓性を有する皮膜を得ることはできるが、レジストインキ組成物に要求される他の性能、例えば、希アルカリ現像性、はんだ耐熱性、更には、基板の信頼性にとって重要な性能であるプレッシャークッカー耐性に関しては、未だ不十分であり、これらの特性を広く備えた回路基板用フォトソルダーレジストインキ組成物の速やかな提供が望まれているのが現状である。【０００７】
【特許文献１】特公平１−５４３９０号公報
【特許文献２】特開平８−１３４３９０号公報
【特許文献３】特開平１０−２４６９５８号公報
【特許文献４】特開平１１−２８８０８７号公報
【発明の開示】
【０００８】
本発明は、現像性、はんだ耐熱性、耐折性、プレッシャークッカー耐性に優れ、硬化皮膜の可撓性が大幅に向上し、フレキシブルプリント配線基板の作製に好適に用いられる感光性組成物、並びにパターン形成方法及び永久パターンを提供することを目的とする。
【０００９】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞  （Ａ）カルボキシル基を有するポリウレタン樹脂、（Ｂ）重合性化合物、（Ｃ）光重合開始剤、及び（Ｄ）熱架橋剤を少なくとも含むことを特徴とする感光性組成物である。
＜２＞  （Ａ）カルボキシル基を有するポリウレタン樹脂が、下記構造式（Ｉ）で表されるジイソシアネート化合物と、下記構造式（ＩＩ）及び下記構造式（ＩＩＩ）のいずれかで表されるジオール化合物とを反応させてなる前記＜１＞に記載の感光性組成物である。
【化１】
2005124462.tif 000002
ただし、前記構造式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）において、Ｒ１は、二価炭化水素基を表す。Ｒ２は、水素原子、又は一価炭化水素基を表す。Ｒ３〜Ｒ５は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよく、二価炭化水素基を表す。Ａｒは、三価芳香族炭化水素基を表す。Ｒ１〜Ｒ５及びＡｒは、更に置換基により置換されていてもよく、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５は隣接する２つ又は３つが連結して環を形成してもよい。
＜３＞  （Ａ）カルボキシル基を有するポリウレタン樹脂の酸価が、８０〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇである前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の感光性組成物である。
＜４＞  （Ｄ）熱架橋剤が、エポキシ樹脂化合物、オキセタン化合物、ポリイソシアネート化合物、ポリイソシアネート化合物にブロック剤を反応させて得られる化合物及びメラミン誘導体から選択される少なくとも１種である前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の感光性組成物である。
＜５＞  フレキシブル配線プリント基板の製造に用いられる前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の感光性組成物である。
＜６＞  前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の感光性組成物を、基材の表面に塗布し、乾燥して感光層を形成した後、露光し、現像することを特徴とするパターン形成方法である。
＜７＞  感光層が、光照射手段からの光を受光し出射する描素部をｎ個有する光変調手段により、前記光照射手段からの光を変調させた後、前記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た光で、露光される前記＜６＞に記載のパターン形成方法である。
＜８＞  感光層が、光照射手段からの光を受光し出射する描素部をｎ個有する光変調手段により、前記光照射手段からの光を変調させた後に、前記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過させた光で露光される前記＜６＞に記載のパターン形成方法である。
＜９＞  マイクロレンズが、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前記＜８＞に記載のパターン形成方法である。
＜１０＞  非球面が、トーリック面である前記＜７＞から＜９＞のいずれかに記載のパターン形成方法である。
＜１１＞  レンズ開口形状が、円形である前記＜８＞に記載のパターン形成方法である。
＜１２＞  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前記＜８＞から＜１１＞のいずれかに記載のパターン形成方法である。
＜１３＞  光変調手段が、ｎ個の描素部の中から連続的に配置された任意のｎ個未満の前記描素部をパターン情報に応じて制御可能である前記＜７＞から＜１２＞のいずれかに記載のパターン形成方法である。
＜１４＞  光変調手段が、空間光変調素子である前記＜７＞から＜１３＞のいずれかに記載のパターン形成方法である。
＜１５＞  空間光変調素子が、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）である前記＜１４＞に記載のパターン形成方法である。
＜１６＞  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備える前記＜７＞から＜１５＞のいずれかに記載のパターン形成方法である。
＜１７＞  レーザ光の波長が３９５〜４１５ｎｍである前記＜１６＞に記載のパターン形成方法である。
＜１８＞  前記＜６＞から＜１７＞のいずれかに記載のパターン形成方法により形成されることを特徴とする永久パターンである。
【００１０】
本発明の感光性組成物は、（Ａ）カルボキシル基を有するポリウレタン樹脂、（Ｂ）重合性化合物、（Ｃ）光重合開始剤、及び（Ｄ）熱架橋剤を少なくとも含んでなる。該（Ａ）のカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂は、特定構造のジイソシアネート化合物と、特定構造のジオール化合物を反応させて行われる。その結果、希アルカリ現像性に優れた感光性組成物が得られ、その硬化皮膜が優れた可撓性、密着性、はんだ耐熱性、耐折性、及びプレッシャークッカー耐性を有し、フレキシブル配線プリント基板の製造に好適である。
【００１１】
本発明によると、従来における問題を解決することができ、現像性、はんだ耐熱性、耐折性、プレッシャークッカー耐性に優れ、硬化皮膜の可撓性が大幅に向上し、フレキシブルプリント配線基板の作製に好適に用いられる感光性組成物、パターン形成方法、及び永久パターンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）の構成を示す部分拡大図の一例である。
【図２Ａ】図２Ａは、ＤＭＤの動作を説明するための説明図の一例である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａと同様のＤＭＤの動作を説明するための説明図の一例である。
【図３Ａ】図３Ａは、ＤＭＤを傾斜配置しない場合と傾斜配置する場合とで、露光ビームの配置及び走査線を比較して示した平面図の一例である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、  図３Ａと同様のＤＭＤを傾斜配置しない場合と傾斜配置する場合とで、露光ビームの配置及び走査線を比較して示した平面図の一例である。
【図４Ａ】図４Ａは、ＤＭＤの使用領域の例を示す図の一例である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａと同様のＤＭＤの使用領域の例を示す図の一例である。
【図５】図５は、スキャナによる１回の走査でパターン形成材料を露光する露光方式を説明するための平面図の一例である。
【図６Ａ】図６Ａは、スキャナによる複数回の走査でパターン形成材料を露光する露光方式を説明するための平面図の一例である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａと同様のスキャナによる複数回の走査でパターン形成材料を露光する露光方式を説明するための平面図の一例である。
【図７】図７は、パターン形成装置の一例の外観を示す概略斜視図の一例である。
【図８】図８は、パターン形成装置のスキャナの構成を示す概略斜視図の一例である。
【図９Ａ】図９Ａは、パターン形成材料に形成される露光済み領域を示す平面図の一例である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、各露光ヘッドによる露光エリアの配列を示す図の一例である。
【図１０】図１０は、光変調手段を含む露光ヘッドの概略構成を示す斜視図の一例である。
【図１１】図１１は、図１０に示す露光ヘッドの構成を示す光軸に沿った副走査方向の断面図の一例である。
【図１２】図１２は、パターン情報に基づいて、ＤＭＤの制御をするコントローラの一例である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、結合光学系の異なる他の露光ヘッドの構成を示す光軸に沿った断面図の一例である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、マイクロレンズアレイ等を使用しない場合に被露光面に投影される光像を示す平面図の一例である。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは、マイクロレンズアレイ等を使用した場合に被露光面に投影される光像を示す平面図の一例である。
【図１４】図１４は、ＤＭＤを構成するマイクロミラーの反射面の歪みを等高線で示す図の一例である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、前記マイクロミラーの反射面の歪みを、該ミラーの２つの対角線方向について示すグラフの一例である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、図１５Ａと同様の前記マイクロミラーの反射面の歪みを、該ミラーの２つの対角線方向について示すグラフの一例である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、パターン形成装置に用いられたマイクロレンズアレイの正面図の一例である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、パターン形成装置に用いられたマイクロレンズアレイの側面図の一例である。
【図１７Ａ】図１７Ａは、マイクロレンズアレイを構成するマイクロレンズの正面図の一例である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、マイクロレンズアレイを構成するマイクロレンズの側面図の一例である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、マイクロレンズによる集光状態を１つの断面内について示す概略図の一例である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、マイクロレンズによる集光状態を１つの断面内について示す概略図の一例である。
【図１９Ａ】図１９Ａは、本発明のマイクロレンズの集光位置近傍におけるビーム径をシミュレーションした結果を示す図の一例である。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、図１９Ｂと同様のシミュレーション結果を、別の位置について示す図の一例である。
【図１９Ｃ】図１９Ｃは、図１９Ａと同様のシミュレーション結果を、別の位置について示す図の一例である。
【図１９Ｄ】図１９Ｄは、図１９Ａと同様のシミュレーション結果を、別の位置について示す図の一例である。
【図２０Ａ】図２０Ａは、従来のパターン形成方法において、マイクロレンズの集光位置近傍におけるビーム径をシミュレーションした結果を示す図の一例である。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、図２０Ａと同様のシミュレーション結果を、別の位置について示す図の一例である。
【図２０Ｃ】図２０Ｃは、図２０Ａと同様のシミュレーション結果を、別の位置について示す図の一例である。
【図２０Ｄ】図２０Ｄは、図２０Ａと同様のシミュレーション結果を、別の位置について示す図の一例である。
【図２１】図２１は、合波レーザ光源の他の構成を示す平面図の一例である。
【図２２Ａ】図２２Ａは、マイクロレンズアレイを構成するマイクロレンズの正面図の一例である。
【図２２Ｂ】図２２Ｂは、マイクロレンズアレイを構成するマイクロレンズの側面図の一例である。
【図２３Ａ】図２３Ａは、図２２Ａ及びＢのマイクロレンズによる集光状態を１つの断面内について示す概略図の一例である。
【図２３Ｂ】図２３Ｂは、図２３Ａの一例と別の断面内について示す概略図の一例である。
【図２４Ａ】図２４Ａは、光量分布補正光学系による補正の概念についての説明図の一例である。
【図２４Ｂ】図２４Ｂは、光量分布補正光学系による補正の概念についての説明図の一例である。
【図２４Ｃ】図２４Ｃは、光量分布補正光学系による補正の概念についての説明図の一例である。
【図２５】図２５は、光照射手段がガウス分布でかつ光量分布の補正を行わない場合の光量分布を示すグラフの一例である。
【図２６】図２６は、光量分布補正光学系による補正後の光量分布を示すグラフの一例である。
【図２７Ａ】図２７Ａ（Ａ）は、ファイバアレイ光源の構成を示す斜視図であり、図２７Ａ（Ｂ）は、（Ａ）の部分拡大図の一例であり、図２７Ａ（Ｃ）及び（Ｄ）は、レーザ出射部における発光点の配列を示す平面図の一例である。
【図２７Ｂ】図２７Ｂは、ファイバアレイ光源のレーザ出射部における発光点の配列を示す正面図の一例である。
【図２８】図２８は、マルチモード光ファイバの構成を示す図の一例である。
【図２９】図２９は、合波レーザ光源の構成を示す平面図の一例である。
【図３０】図３０は、レーザモジュールの構成を示す平面図の一例である。
【図３１】図３１は、図３０に示すレーザモジュールの構成を示す側面図の一例である。
【図３２】図３２は、図３０に示すレーザモジュールの構成を示す部分側面図である。
【図３３】図３３は、レーザアレイの構成を示す斜視図の一例である。
【図３４Ａ】図３４Ａは、マルチキャビティレーザの構成を示す斜視図の一例である。
【図３４Ｂ】図３４Ｂは、図３４Ａに示すマルチキャビティレーザをアレイ状に配列したマルチキャビティレーザレイの斜視図の一例である。
【図３５】図３５は、合波レーザ光源の他の構成を示す平面図の一例である。
【図３６Ａ】図３６Ａは、合波レーザ光源の他の構成を示す平面図の一例である。
【図３６Ｂ】図３６Ｂは、図３６Ａの光軸に沿った断面図の一例である。
【図３７Ａ】図３７Ａは、従来の露光装置における焦点深度と本発明のパターン形成方法（パターン形成装置）による焦点深度との相違を示す光軸に沿った断面図の一例である。
【図３７Ｂ】図３７Ｂは、従来の露光装置における焦点深度と本発明のパターン形成方法（パターン形成装置）による焦点深度との相違を示す光軸に沿った断面図の一例である。
【図３８Ａ】図３８Ａは、マクロアレイを構成するマイクロレンズの他の例を示す正面図である。
【図３８Ｂ】図３８Ｂは、マクロアレイを構成するマイクロレンズの他の例を示す側面図である。
【図３９Ａ】図３９Ａは、マクロアレイを構成するマイクロレンズの正面図の一例である。
【図３９Ｂ】図３９Ｂは、マクロアレイを構成するマイクロレンズの側面図の一例である。
【図４０】図４０は、球面レンズ形状例を示すグラフである。
【図４１】図４１は、他のレンズ面形状例を示すグラフである。
【図４２】図４２は、マイクロレンズアレイの他の例を示す斜視図である。
【図４３】図４３は、マイクロレンズアレイの他の例を示す平面図である。
【図４４】図４４は、マイクロレンズアレイの他の例を示す平面図である。
【図４５Ａ】図４５Ａは、いずれもマイクロレンズアレイの他の例を示す縦断面図である。
【図４５Ｂ】図４５Ｂは、いずれもマイクロレンズアレイの他の例を示す縦断面図である。
【図４５Ｃ】図４５Ｃは、いずれもマイクロレンズアレイの他の例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（感光性組成物）
本発明の感光性組成物は、（Ａ）カルボキシル基を有するポリウレタン樹脂、（Ｂ）重合性化合物、（Ｃ）光重合開始剤、及び（Ｄ）熱架橋剤を少なくとも含んでなり、更に必要に応じてその他の成分を含んでなる。【００１４】
〔（Ａ）カルボキシル基を有するポリウレタン樹脂〕
前記カルボキシル基を有するポリウレタン樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、下記構造式（Ｉ）で表されるジイソシアネート化合物と、下記構造式（ＩＩ）及び下記構造式（ＩＩＩ）のいずれかで表されるジオール化合物とを反応させてなるものが好ましい。【００１５】
【化３】
2005124462.tif 000003
【００１６】
前記構造式（Ｉ）において、Ｒ１は、二価炭化水素基を表し、例えば、二価の脂肪族炭化水素基、又は二価の芳香族炭化水素基を表す。該二価の脂肪族炭化水素基としては、アルキレン基が好適であり、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン、アミレン、ヘキシレンなどが挙げられる。前記二価の芳香族炭化水素基としては、アリール基から水素原子を一つ除いたアリーレン基が好適であり、例えば、フェニレン基などが挙げられる。なお、Ｒ１中には、イソシアネート基と反応しない他の官能基、例えば、エステル基、ウレタン基、アミド基、ウレイド基などを有していてもよい。これらは更に置換基により置換されていてもよい。
前記置換基としては、例えば、水酸基、ハロゲン原子、ニトロ基、カルボキシル基、シアノ基、アルキル基、アリール基や複素環基等が挙げられる。【００１７】
前記構造式（ＩＩ）中Ｒ２において、水素原子、又は一価炭化水素基を表す。該一価炭化水素基としては、例えば、アルキル基、アラルキル基、アリール基、アルコキシ基、及びアリーロキシ基のいずれかを表し、これらは更に置換基により置換されていてもよい。
前記アルキル基としては、炭素数１〜８のものが好ましく、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、イソヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、イソオクチル基などが挙げられる。
前記アラルキル基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、などが挙げられる。
前記アリール基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、炭素数６〜１５のものが好ましく、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、ビフェニリル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、などが挙げられる。
前記アルコキシ基としては、炭素数１〜１０のものが好ましく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、などが挙げられる。【００１８】
前記構造式（ＩＩ）及び（ＩＩＩ）中Ｒ３〜Ｒ５は、互いに同一であっても、異なっていてもよく、二価炭化水素基を表す。該二価炭化水素基としては、上記Ｒ１と同様なものを用いることができ、炭素数１〜２０のアルキレン基、炭素数６〜１５のアリーレン基などが好ましい。
Ａｒは、三価の芳香族炭化水素基を表し、例えば、アリール基から水素原子を２つ除いたものが挙げられる。
Ｒ１〜Ｒ５及びＡｒは、更に置換基により置換されていてもよく、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５は隣接する２つ又は３つが連結して環を形成してもよい。該環としては、芳香族環、脂肪族環、複素環などが挙げられる。【００１９】
前記構造式（Ｉ）で表されるジイソシアネート化合物の具体的としては、例えば、２,４−トリレンジイソシアネート、２,４−トリレンジイソシアネートの二量体、２,６−トリレンジイソシアネート、ｐ−キシリレンジイソシアネート、メタキシリレンジイソシアネート、４,４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、１,５−ナフチレンジイソシアネート、３,３’−ジメチル−ビフェニル−４,４’−ジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート化合物；ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート化合物；イソホロンジイソシアネート、４,４’−メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）、メチルシクロヘキサン−２,４（又は２,６）ジイソシアネート、１,３−（イソシアネートメチル）シクロヘキサン等の脂環族ジイソシアネート化合物；１,３−ブチレングリコール１モルとトリレンジイソシアネート２モルとの付加体等のジオール化合物とジイソシアネート化合物との反応物であるジイソシアネート化合物などが挙げられる。これらは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもかまわない。【００２０】
前記構造式（ＩＩ）又は前記構造式（ＩＩＩ）で表されるカルボキシル基を有するジオール化合物としては、例えば、３,５−ジヒドロキシ安息香酸、２,２−ビス（ヒドロキシメチル）プロピオン酸、２,２−ビス（ヒドロキシエチル）プロピオン酸、２,２−ビス（３−ヒドロキシプロピル）プロピオン酸、２,２−ビス（ヒドロキシメチル）酢酸、ビス−（４−ヒドロキシフェニル）酢酸、４,４−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）ペンタン酸、酒石酸等が挙げられる。これらは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもかまわない。【００２１】
なお、前記ポリウレタン樹脂は、前記構造式（Ｉ）で表されるジイソシアネート化合物、及び前記構造式（ＩＩ）、又は前記構造式（ＩＩＩ）で表されるカルボキシル基を有するジオール化合物の２種以上から形成されていてもよい。
また、カルボキシル基を有さず、他のイソシアネート化合物と反応しない置換基を有していてもよいジオール化合物を、アルカリ現像性を低下させない程度に併用することができる。該ジオール化合物としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールテトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、１,３−ブチレングリコール、１,６−ヘキサンジオール、２−ブテン−１,４−ジオール、２,２,４−トリメチル−１,３−ペンタンジオール、１,４−ビス−β−ヒドロキシエトキシシクロヘキサン、シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、水添ビスフェノールＡ、水添ビスフェノールＦ、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加体、ビスフェノールＡのプロピレンオキサイド付加体、ビスフェノールＦのエチレンオキサイド付加体、ビスフェノールＦのプロピレンオキサイド付加体、水添ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加体、水添ビスフェノールＡのプロピレンオキサイド付加体、ヒドロキノンジヒドロキシエチルエーテル、ｐ−キシリレングリコール、ジヒドロキシエチルスルホン、ビス−（２−ヒドロキシエチル）２,４−トリレンジカルバメート、２,４−トリレン−ビス−（２−ヒドロキシエチルカルバミド）、ビス−（２−ヒドロキシエチル）ｍ−キシリレンカルバメート、ビス−（２−ヒドロキシエチル）フタレートなどが挙げられる。これらは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもかまわない。【００２２】
前記ポリウレタン樹脂は、前記ジイソシアネート化合物及び前記ジオール化合物を非プロトン性溶媒中、それぞれの反応性に応じて活性の公知な触媒を添加し、加熱することにより合成できる。
前記ジイソシアネート化合物と前記ジオール化合物のモル比（ジイソシアネート化合物：ジオール化合物）は０．８：１〜１．２：１が好ましい。前記ポリウレタン樹脂の末端にイソアネート基が残存した場合、アルコール類又はアミン類等で処理することにより、最終的にイソシアネート基が残存しない形で合成される。【００２３】
前記（Ａ）成分のポリウレタン樹脂の酸価は、８０〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇが好ましく、８０〜１８０ｍｇＫＯＨ／ｇがより好ましく、９０〜１７０ｍｇＫＯＨ／ｇが更に好ましく、１００〜１６０ｍｇＫＯＨ／ｇが特に好ましい。前記酸価が８０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満であると、得られる感光性組成物が優れたアルカリ現像性を示さなくなることがあり、３００ｍｇＫＯＨ／ｇを超えると、得られる感光性組成物からのパターンの形状が劣化し、高い解像度が得られないことがある。
ここで、前記酸価は、一定量のポリウレタンカルボン酸を、例えば、メトキシプロパノールのような溶媒に溶解し、力価の分かった水酸化カリウム水溶液で滴定することによる中和量から算出することができる。【００２４】
前記カルボキシル基を有するポリウレタン樹脂における重量平均分子量（Ｍｗ）は、１０００以上が好ましく、５０００〜１０万がより好ましい。
前記カルボキシル基を有するポリウレタン樹脂の含有量は、前記感光性組成物に対し５０〜９９．５質量％が好ましく、５５〜９５質量％がより好ましい。前記ポリウレタン樹脂の含有量が、５０質量％未満であると、本発明の目的及び効果を奏しないことがあり、多すぎると、相対的に重合性化合物の存在量が低下するため、露光部のアルカリ現像液耐性や、硬化膜の力学的強度やはんだ耐熱性が劣化することがある。【００２５】
なお、本発明の感光性組成物には、前記ポリウレタン樹脂以外にも、更に必要に応じてその他の樹脂を前記ポリウレタン樹脂に対し５０質量％以下の量添加することが好ましい。前記その他の樹脂としては、例えば、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアセタール樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ノボラック型フェノール樹脂などが挙げられる。【００２６】
〔（Ｂ）重合性化合物〕
前記重合性化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、分子中に少なくとも１個、好ましくは２個以上の付加重合可能な基を有し、沸点が常圧で１００℃以上である化合物が好ましく、例えば、（メタ）アクリル基を有するモノマーから選択される少なくとも１種が好適に挙げられる。【００２７】
前記（メタ）アクリル基を有するモノマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート等の単官能アクリレートや単官能メタクリレート；ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（アクリロイルオキシプロピル）エーテル、トリ（アクリロイルオキシエチル）イソシアヌレート、トリ（アクリロイルオキシエチル）シアヌレート、グリセリントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンやグリセリン、ビスフェノール等の多官能アルコールに、エチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加反応した後で（メタ）アクリレート化したもの、特公昭４８−４１７０８号、特公昭５０−６０３４号、特開昭５１−３７１９３号等の各公報に記載されているウレタンアクリレート類；特開昭４８−６４１８３号、特公昭４９−４３１９１号、特公昭５２−３０４９０号等の各公報に記載されているポリエステルアクリレート類；エポキシ樹脂と（メタ）アクリル酸の反応生成物であるエポキシアクリレート類等の多官能アクリレートやメタクリレートなどが挙げられる。これらの中でも、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレートが特に好ましい。【００２８】
前記重合性化合物の前記感光性組成物固形分中の固形分含有量は、５〜５０質量％が好ましく、１０〜４０質量％がより好ましい。該固形分含有量が５質量％未満であると、現像性の悪化、露光感度の低下などの問題を生ずることがあり、５０質量％を超えると、感光層の粘着性が強くなりすぎることがあり、好ましくない。【００２９】
〔（Ｃ）光重合開始剤〕
前記光重合開始剤としては、前記重合性化合物の重合を開始する能力を有する限り、特に制限はなく、公知の光重合開始剤の中から適宜選択することができるが、例えば、紫外線領域から可視の光線に対して感光性を有するものが好ましく、光励起された増感剤と何らかの作用を生じ、活性ラジカルを生成する活性剤であってもよく、モノマーの種類に応じてカチオン重合を開始させるような開始剤であってもよい。
また、前記光重合開始剤は、約３００〜８００ｎｍ（より好ましくは３３０〜５００ｎｍ）の範囲内に少なくとも約５０の分子吸光係数を有する成分を少なくとも１種含有していることが好ましい。【００３０】
前記光重合開始剤としては、例えば、ハロゲン化炭化水素誘導体（例えば、トリアジン骨格を有するもの、オキサジアゾール骨格を有するもの、オキサジアゾール骨格を有するもの等）、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、芳香族オニウム塩、ケトオキシムエーテルなどが挙げられる。【００３１】
前記トリアジン骨格を有するハロゲン化炭化水素化合物としては、例えば、若林ら著、Ｂｕｌｌ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｊａｐａｎ，４２、２９２４（１９６９）記載の化合物、英国特許第１３８８４９２号明細書記載の化合物、特開昭５３−１３３４２８号公報記載の化合物、独国特許第３３３７０２４号明細書記載の化合物、Ｆ．Ｃ．Ｓｃｈａｅｆｅｒ等によるＪ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．；２９、１５２７（１９６４）記載の化合物、特開昭６２−５８２４１号公報記載の化合物、特開平５−２８１７２８号公報記載の化合物、特開平５−３４９２０号公報記載化合物、米国特許第４２１２９７６号明細書に記載されている化合物、などが挙げられる。【００３２】
前記若林ら著、Ｂｕｌｌ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｊａｐａｎ，４２、２９２４（１９６９）記載の化合物としては、例えば、２−フェニル−４，６−ビス（トリクロルメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（４−クロルフェニル）−４，６−ビス（トリクロルメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（４−トリル）−４，６−ビス（トリクロルメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（４−メトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロルメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（２，４−ジクロルフェニル）−４，６−ビス（トリクロルメチル）−１，３，５−トリアジン、２，４，６−トリス（トリクロルメチル）−１，３，５−トリアジン、２−メチル−４，６−ビス（トリクロルメチル）−１，３，５−トリアジン、２−ｎ−ノニル−４，６−ビス（トリクロルメチル）−１，３，５−トリアジン、及び２−（α，α，β−トリクロルエチル）−４，６−ビス（トリクロルメチル）−１，３，５−トリアジンなどが挙げられる。【００３３】
前記英国特許１３８８４９２号明細書記載の化合物としては、例えば、２−スチリル−４，６−ビス（トリクロルメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（４−メチルスチリル）−４，６−ビス（トリクロルメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（４−メトキシスチリル）−４，６−ビス（トリクロルメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（４−メトキシスチリル）−４−アミノ−６−トリクロルメチル−１，３，５−トリアジンなどが挙げられる。
前記特開昭５３−１３３４２８号公報記載の化合物としては、例えば、２−（４−メトキシ−ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロルメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（４−エトキシ−ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロルメチル）−１，３，５−トリアジン、２−〔４−（２−エトキシエチル）−ナフト−１−イル〕−４，６−ビス（トリクロルメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（４，７−ジメトキシ−ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロルメチル）−１，３，５−トリアジン、及び２−（アセナフト−５−イル）−４，６−ビス（トリクロルメチル）−１，３，５−トリアジンなどが挙げられる。【００３４】
前記独国特許３３３７０２４号明細書記載の化合物としては、例えば、２−（４−スチリルフェニル）−４、６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（４−（４−メトキシスチリル）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−（１−ナフチルビニレンフェニル）−４、６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、２−クロロスチリルフェニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（４−チオフェン−２−ビニレンフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（４−チオフェン−３−ビニレンフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（４−フラン−２−ビニレンフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、及び２−（４−ベンゾフラン−２−ビニレンフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジンなどが挙げられる。【００３５】
前記Ｆ．Ｃ．Ｓｃｈａｅｆｅｒ等によるＪ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．；２９、１５２７（１９６４）記載の化合物としては、例えば、２−メチル−４，６−ビス（トリブロモメチル）−１，３，５−トリアジン、２，４，６−トリス（トリブロモメチル）−１，３，５−トリアジン、２，４，６−トリス（ジブロモメチル）−１，３，５−トリアジン、２−アミノ−４−メチル−６−トリ（ブロモメチル）−１，３，５−トリアジン、及び２−メトキシ−４−メチル−６−トリクロロメチル−１，３，５−トリアジンなどが挙げられる。【００３６】
前記特開昭６２−５８２４１号公報記載の化合物としては、例えば、２−（４−フェニルエチニルフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（４−ナフチル−１−エチニルフェニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（４−（４−トリルエチニル）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−（４−メトキシフェニル）エチニルフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（４−（４−イソプロピルフェニルエチニル）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−（４−エチルフェニルエチニル）フェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジンなどが挙げられる。【００３７】
前記特開平５−２８１７２８号公報記載の化合物としては、例えば、２−（４−トリフルオロメチルフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（２，６−ジフルオロフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（２，６−ジクロロフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（２，６−ジブロモフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジンなどが挙げられる。【００３８】
前記特開平５−３４９２０号公報記載化合物としては、例えば、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−［４−（Ｎ，Ｎ−ジエトキシカルボニルメチルアミノ）−３−ブロモフェニル］−１，３，５−トリアジン、米国特許第４２３９８５０号明細書に記載されているトリハロメチル−ｓ−トリアジン化合物、更に２，４，６−トリス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−クロロフェニル）−４，６−ビス（トリブロモメチル）−ｓ−トリアジンなどが挙げられる。【００３９】
前記米国特許第４２１２９７６号明細書に記載されている化合物としては、例えば、オキサジアゾール骨格を有する化合物（例えば、２−トリクロロメチル−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール、２−トリクロロメチル−５−（４−クロロフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、２−トリクロロメチル−５−（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール、２−トリクロロメチル−５−（２−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール、２−トリブロモメチル−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール、２−トリブロモメチル−５−（２−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール；２−トリクロロメチル−５−スチリル−１，３，４−オキサジアゾール、２−トリクロロメチル−５−（４−クロルスチリル）−１，３，４−オキサジアゾール、２−トリクロロメチル−５−（４−メトキシスチリル）−１，３，４−オキサジアゾール、２−トリクロロメチル−５−（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール、２−トリクロロメチル−５−（４−ｎ−ブトキシスチリル）−１，３，４−オキサジアゾール、２−トリブロモメチル−５−スチリル−１，３，４−オキサジアゾール等）などが挙げられる。【００４０】
前記オキシム誘導体としては、例えば、３−ベンゾイロキシイミノブタン−２−オン、３−アセトキシイミノブタン−２−オン、３−プロピオニルオキシイミノブタン−２−オン、２−アセトキシイミノペンタン−３−オン、２−アセトキシイミノ−１−フェニルプロパン−１−オン、２−ベンゾイロキシイミノ−１−フェニルプロパン−１−オン、３−（４−トルエンスルホニルオキシ）イミノブタン−２−オン、及び２−エトキシカルボニルオキシイミノ−１−フェニルプロパン−１−オン、などが挙げられる。【００４１】
また、上記以外の光重合開始剤として、アクリジン誘導体（例えば、９−フェニルアクリジン、１，７−ビス（９、９’−アクリジニル）ヘプタン等）、Ｎ−フェニルグリシン等、ポリハロゲン化合物（例えば、四臭化炭素、フェニルトリブロモメチルスルホン、フェニルトリクロロメチルケトン等）、クマリン類（例えば、３−（２−ベンゾフロイル）−７−ジエチルアミノクマリン、３−（２−ベンゾフロイル）−７−（１−ピロリジニル）クマリン、３−ベンゾイル−７−ジエチルアミノクマリン、３−（２−メトキシベンゾイル）−７−ジエチルアミノクマリン、３−（４−ジメチルアミノベンゾイル）−７−ジエチルアミノクマリン、３,３’−カルボニルビス（５，７−ジ−ｎ−プロポキシクマリン）、３，３’−カルボニルビス（７−ジエチルアミノクマリン）、３−ベンゾイル−７−メトキシクマリン、３−（２−フロイル）−７−ジエチルアミノクマリン、３−（４−ジエチルアミノシンナモイル）−７−ジエチルアミノクマリン、７−メトキシ−３−（３−ピリジルカルボニル）クマリン、３−ベンゾイル−５,７−ジプロポキシクマリン、７−ベンゾトリアゾール−２−イルクマリン、また、特開平５-１９４７５号、特開平７-２７１０２８号、特開２００２-３６３２０６号、特開２００２-３６３２０７号、特開２００２-３６３２０８号、特開２００２-３６３２０９号公報等に記載のクマリン化合物など）、アミン類（例えば、４−ジメチルアミノ安息香酸エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸ｎ−ブチル、４−ジメチルアミノ安息香酸フェネチル、４−ジメチルアミノ安息香酸２−フタルイミドエチル、４−ジメチルアミノ安息香酸２−メタクリロイルオキシエチル、ペンタメチレンビス（４−ジメチルアミノベンゾエート）、３−ジメチルアミノ安息香酸のフェネチル、ペンタメチレンエステル、４−ジメチルアミノベンズアルデヒド、２−クロル−４−ジメチルアミノベンズアルデヒド、４−ジメチルアミノベンジルアルコール、エチル（４−ジメチルアミノベンゾイル）アセテート、４−ピペリジノアセトフェノン、４−ジメチルアミノベンゾイン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−４−トルイジン、Ｎ，Ｎ−ジエチル−３−フェネチジン、トリベンジルアミン、ジベンジルフェニルアミン、Ｎ−メチル−Ｎ−フェニルベンジルアミン、４−ブロム−Ｎ,Ｎ−ジメチルアニリン、トリドデシルアミン、アミノフルオラン類（ＯＤＢ，ＯＤＢII等）、クリスタルバイオレットラクトン、ロイコクリスタルバイオレット等）、アシルホスフィンオキサイド類（例えば、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキサイド、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチル−ペンチルフェニルホスフィンオキサイド、ＬｕｃｉｒｉｎＴＰＯなど）、メタロセン類（例えば、ビス（η5−２，４−シクロペンタジエン−１−イル）−ビス（２，６−ジフロロ−３−（１Ｈ−ピロール−１−イル）−フェニル）チタニウム、η５−シクロペンタジエニル−η６−クメニル−アイアン（１＋）−ヘキサフロロホスフェート（１−）等）、特開昭５３−１３３４２８号公報、特公昭５７−１８１９号公報、同５７−６０９６号公報、及び米国特許第３６１５４５５号明細書に記載された化合物などが挙げられる。【００４２】
前記ケトン化合物としては、例えば、ベンゾフェノン、２−メチルベンゾフェノン、３−メチルベンゾフェノン、４−メチルベンゾフェノン、４−メトキシベンゾフェノン、２−クロロベンゾフェノン、４−クロロベンゾフェノン、４−ブロモベンゾフェノン、２−カルボキシベンゾフェノン、２−エトキシカルボニルベンゾルフェノン、ベンゾフェノンテトラカルボン酸又はそのテトラメチルエステル、４，４’−ビス（ジアルキルアミノ）ベンゾフェノン類（例えば、４，４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４’−ビスジシクロヘキシルアミノ）ベンゾフェノン、４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４’−ビス（ジヒドロキシエチルアミノ）ベンゾフェノン、４−メトキシ−４’−ジメチルアミノベンゾフェノン、４，４’−ジメトキシベンゾフェノン、４−ジメチルアミノベンゾフェノン、４−ジメチルアミノアセトフェノン、ベンジル、アントラキノン、２−ｔ−ブチルアントラキノン、２−メチルアントラキノン、フェナントラキノン、キサントン、チオキサントン、２−クロル−チオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、フルオレノン、２−ベンジル−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）−１−ブタノン、２−メチル−１−〔４−（メチルチオ）フェニル〕−２−モルホリノ−１−プロパノン、２−ヒドロキシー２−メチル−〔４−（１−メチルビニル）フェニル〕プロパノールオリゴマー、ベンゾイン、ベンゾインエーテル類（例えば、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル、ベンジルジメチルケタール）、アクリドン、クロロアクリドン、Ｎ−メチルアクリドン、Ｎ−ブチルアクリドン、Ｎ−ブチル−クロロアクリドンなどが挙げられる。【００４３】
また、後述する感光層への露光における露光感度や感光波長を調整する目的で、前記光重合開始剤に加えて、増感剤を添加することが可能である。
前記増感剤は、後述する光照射手段としての可視光線や紫外光・可視光レーザなどにより適宜選択することができる。
前記増感剤は、活性エネルギー線により励起状態となり、他の物質（例えば、ラジカル発生剤、酸発生剤等）と相互作用（例えば、エネルギー移動、電子移動等）することにより、ラジカルや酸等の有用基を発生することが可能である。【００４４】
前記増感剤としては、特に制限はなく、公知の増感剤の中から適宜選択することができるが、例えば、公知の多核芳香族類（例えば、ピレン、ペリレン、トリフェニレン）、キサンテン類（例えば、フルオレセイン、エオシン、エリスロシン、ローダミンＢ、ローズベンガル）、シアニン類（例えば、インドカルボシアニン、チアカルボシアニン、オキサカルボシアニン）、メロシアニン類（例えば、メロシアニン、カルボメロシアニン）、チアジン類（例えば、チオニン、メチレンブルー、トルイジンブルー）、アクリジン類（例えば、アクリジンオレンジ、クロロフラビン、アクリフラビン）、アントラキノン類（例えば、アントラキノン）、スクアリウム類（例えば、スクアリウム）、アクリドン類（例えば、アクリドン、クロロアクリドン、Ｎ−メチルアクリドン、Ｎ−ブチルアクリドン、Ｎ−ブチル−クロロアクリドン等）、クマリン類（例えば、３−（２−ベンゾフロイル）−７−ジエチルアミノクマリン、３−（２−ベンゾフロイル）−７−（１−ピロリジニル）クマリン、３−ベンゾイル−７−ジエチルアミノクマリン、３−（２−メトキシベンゾイル）−７−ジエチルアミノクマリン、３−（４−ジメチルアミノベンゾイル）−７−ジエチルアミノクマリン、３,３’−カルボニルビス（５，７−ジ−ｎ−プロポキシクマリン）、３，３’−カルボニルビス（７−ジエチルアミノクマリン）、３−ベンゾイル−７−メトキシクマリン、３−（２−フロイル）−７−ジエチルアミノクマリン、３−（４−ジエチルアミノシンナモイル）−７−ジエチルアミノクマリン、７−メトキシ−３−（３−ピリジルカルボニル）クマリン、３−ベンゾイル−５,７−ジプロポキシクマリン等があげられ、他に特開平５-１９４７５号、特開平７-２７１０２８号、特開２００２-３６３２０６号、特開２００２-３６３２０７号、特開２００２-３６３２０８号、特開２００２-３６３２０９号等の各公報に記載のクマリン化合物など）が挙げられる。【００４５】
前記光重合開始剤と前記増感剤との組合せとしては、例えば、特開２００１−３０５７３４号公報に記載の電子移動型開始系［（１）電子供与型開始剤及び増感色素、（２）電子受容型開始剤及び増感色素、（３）電子供与型開始剤、増感色素及び電子受容型開始剤（三元開始系）］などの組合せが挙げられる。【００４６】
前記増感剤の含有量としては、前記感光性組成物中の全成分に対し、０．０５〜３０質量％が好ましく、０．１〜２０質量％がより好ましく、０．２〜１０質量％が特に好ましい。該含有量が、０．０５質量％未満であると、活性エネルギー線への感度が低下し、露光プロセスに時間がかかり、生産性が低下することがあり、３０質量％を超えると、保存時に前記感光層から前記増感剤が析出することがある。【００４７】
前記光重合開始剤は、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
前記光重合開始剤の特に好ましい例としては、後述する露光において、波長が４０５ｎｍのレーザ光に対応可能である、前記ホスフィンオキサイド類、前記α−アミノアルキルケトン類、前記トリアジン骨格を有するハロゲン化炭化水素化合物と後述する増感剤としてのアミン化合物とを組合せた複合光開始剤、ヘキサアリールビイミダゾール化合物、あるいは、チタノセンなどが挙げられる。【００４８】
前記光重合開始剤の前記感光性組成物における含有量としては、０．１〜３０質量％が好ましく、０．５〜２０質量％がより好ましく、０．５〜１５質量％が特に好ましい。【００４９】
〔熱架橋剤〕
前記熱架橋剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記感光性組成物を用いて形成される感光層の硬化後の膜強度を改良するために、現像性等などに悪影響を与えない範囲で、例えば、エポキシ樹脂化合物、オキセタン化合物、ポリイソシアネート化合物、ポリイソシアネート化合物にブロック剤を反応させて得られる化合物及びメラミン誘導体から選択される少なくとも１種を用いることができる。【００５０】
前記エポキシ樹脂化合物としては、例えば、ビキシレノール型もしくはビフェノール型エポキシ樹脂（「ＹＸ４０００、ジャパンエポキシレジン社製」等）又はこれらの混合物、イソシアヌレート骨格等を有する複素環式エポキシ樹脂（「ＴＥＰＩＣ、日産化学工業社製」、「アラルダイトＰＴ８１０、チバ  スペシャルティ  ケミカルズ社製」等）、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ヒダントイン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、トリヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂、グリシジルフタレート樹脂、テトラグリシジルキシレノイルエタン樹脂、ナフタレン基含有エポキシ樹脂（「ＥＳＮ−１９０、ＥＳＮ−３６０、新日鉄化学社製」、「ＨＰ−４０３２，ＥＸＡ−４７５０，ＥＸＡ−４７００；大日本インキ化学工業社製」等）、ジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂（「ＨＰ−７２００，ＨＰ−７２００Ｈ；大日本インキ化学工業社製」等）、グリシジルメタアクリレート共重合系エポキシ樹脂（「ＣＰ−５０Ｓ，ＣＰ−５０Ｍ；日本油脂社製」等）、シクロヘキシルマレイミドとグリシジルメタアクリレートとの共重合エポキシ樹脂などが挙げられるが、これらに限られるものではない。これらのエポキシ樹脂は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。【００５１】
前記オキセタン化合物としては、例えば、ビス［（３−メチル−３−オキセタニルメトキシ）メチル］エーテル、ビス［（３−エチル−３−オキセタニルメトキシ）メチル］エーテル、１，４−ビス［（３−メチル−３−オキセタニルメトキシ）メチル］ベンゼン、１，４−ビス［（３−エチル−３−オキセタニルメトキシ）メチル］ベンゼン、（３−メチル−３−オキセタニル）メチルアクリレート、（３−エチル−３−オキセタニル）メチルアクリレート、（３−メチル−３−オキセタニル）メチルメタクリレート、（３−エチル−３−オキセタニル）メチルメタクリレート又はこれらのオリゴマーあるいは共重合体等の多官能オキセタン類の他、オキセタン基と、ノボラック樹脂、ポリ（ｐ−ヒドロキシスチレン）、カルド型ビスフェノール類、カリックスアレーン類、カリックスレゾルシンアレーン類、シルセスキオキサン等の水酸基を有する樹脂など、とのエーテル化合物が挙げられ、この他、オキセタン環を有する不飽和モノマーとアルキル（メタ）アクリレートとの共重合体なども挙げられる。【００５２】
また、前記エポキシ樹脂化合物や前記オキセタン化合物の熱硬化を促進するため、例えば、ジシアンジアミド、ベンジルジメチルアミン、４−（ジメチルアミノ）−Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン、４−メトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン、４−メチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン等のアミン化合物；トリエチルベンジルアンモニウムクロリド等の４級アンモニウム塩化合物；ジメチルアミン等のブロックイソシアネート化合物；イミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、４−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、１−（２−シアノエチル）−２−エチル−４−メチルイミダゾール等のイミダゾール誘導体二環式アミジン化合物及びその塩；トリフェニルホスフィン等のリン化合物；メラミン、グアナミン、アセトグアナミン、ベンゾグアナミン等のグアナミン化合物；２，４−ジアミノ−６−メタクリロイルオキシエチル−Ｓ−トリアジン、２−ビニル−２，４−ジアミノ−Ｓ−トリアジン、２−ビニル−４，６−ジアミノ−Ｓ−トリアジン・イソシアヌル酸付加物、２，４−ジアミノ−６−メタクリロイルオキシエチル−Ｓ−トリアジン・イソシアヌル酸付加物等のＳ−トリアジン誘導体；などを用いることができる。これらは１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。なお、前記エポキシ樹脂化合物や前記オキセタン化合物の硬化触媒、あるいは、これらとカルボキシル基の反応を促進することができるものであれば、特に制限はなく、上記以外の熱硬化を促進可能な化合物を用いてもよい。
前記エポキシ樹脂、前記オキセタン化合物、及びこれらとカルボン酸との熱硬化を促進可能な化合物の前記感光性組成物固形分中の固形分含有量は、通常０．０１〜１５質量％である。【００５３】
また、前記熱架橋剤としては、特開平５−９４０７号公報記載のポリイソシアネート化合物を用いることができ、該ポリイソシアネート化合物は、少なくとも２つのイソシアネート基を含む脂肪族、環式脂肪族又は芳香族基置換脂肪族化合物から誘導されていてもよい。具体的には、１，３−フェニレンジイソシアネートと１，４−フェニレンジイソシアネートとの混合物、２，４−及び２，６−トルエンジイソシアネート、１，３−及び１，４−キシリレンジイソシアネート、ビス（４−イソシアネート−フェニル）メタン、ビス（４−イソシアネートシクロヘキシル）メタン、イソフォロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の２官能イソシアネート；該２官能イソシアネートと、トリメチロールプロパン、ペンタリスルトール、グリセリン等との多官能アルコール；該多官能アルコールのアルキレンオキサイド付加体と、前記２官能イソシアネートとの付加体；ヘキサメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレン−１，６−ジイソシアネート及びその誘導体等の環式三量体；などが挙げられる。【００５４】
更に、本発明の感光性組成物の保存性を向上させることを目的として、前記ポリイソシアネート及びその誘導体のイソシアネート基にブロック剤を反応させて得られる化合物を用いてもよい。
前記イソシアネート基ブロック剤としては、イソプロパノール、ｔｅｒｔ．−ブタノール等のアルコール類；ε−カプロラクタム等のラクタム類；フェノール、クレゾール、ｐ−ｔｅｒｔ．−ブチルフェノール、ｐ−ｓｅｃ．−ブチルフェノール、ｐ−ｓｅｃ．−アミルフェノール、ｐ−オクチルフェノール、ｐ−ノニルフェノール等のフェノール類；３−ヒドロキシピリジン、８−ヒドロキシキノリン等の複素環式ヒドロキシル化合物；ジアルキルマロネート、メチルエチルケトキシム、アセチルアセトン、アルキルアセトアセテートオキシム、アセトオキシム、シクロヘキサノンオキシム等の活性メチレン化合物；などが挙げられる。これらの他、特開平６−２９５０６０号公報記載の分子内に少なくとも１つの重合可能な二重結合及び少なくとも１つのブロックイソシアネート基のいずれかを有する化合物などを用いることができる。【００５５】
また、前記熱架橋剤として、メラミン誘導体を用いることができる。該メラミン誘導体としては、例えば、メチロールメラミン、アルキル化メチロールメラミン（メチロール基を、メチル、エチル、ブチル等でエーテル化した化合物）などが挙げられる。これらは１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、保存安定性が良好で、感光層の表面硬度あるいは硬化膜の膜強度自体の向上に有効である点で、アルキル化メチロールメラミンが好ましく、ヘキサメチル化メチロールメラミンが特に好ましい。【００５６】
前記熱架橋剤の前記感光性組成物固形分中の固形分含有量は、１〜４０質量％が好ましく、３〜２０質量％がより好ましい。該固形分含有量が１質量％未満であると、硬化膜の膜強度の向上が認められず、４０質量％を超えると、現像性の低下や露光感度の低下を生ずることがある。【００５７】
〔その他の成分〕
前記その他の成分としては、例えば、熱重合禁止剤、可塑剤、着色剤（着色顔料あるいは染料）、体質顔料、などが挙げられ、更に基材表面への密着促進剤及びその他の助剤類（例えば、導電性粒子、充填剤、消泡剤、難燃剤、レベリング剤、剥離促進剤、酸化防止剤、香料、表面張力調整剤、連鎖移動剤など）を併用してもよい。これらの成分を適宜含有させることにより、目的とする感光性組成物の安定性、写真性、膜物性などの性質を調整することができる。【００５８】
−熱重合禁止剤−
前記熱重合禁止剤は、前記重合性化合物の熱的な重合又は経時的な重合を防止するために添加してもよい。
前記熱重合禁止剤としては、例えば、４−メトキシフェノール、ハイドロキノン、アルキルまたはアリール置換ハイドロキノン、ｔ−ブチルカテコール、ピロガロール、２−ヒドロキシベンゾフェノン、４−メトキシ−２−ヒドロキシベンゾフェノン、塩化第一銅、フェノチアジン、クロラニル、ナフチルアミン、β−ナフトール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−クレゾール、２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、ピリジン、ニトロベンゼン、ジニトロベンゼン、ピクリン酸、４−トルイジン、メチレンブルー、銅と有機キレート剤反応物、サリチル酸メチル、及びフェノチアジン、ニトロソ化合物、ニトロソ化合物とＡｌとのキレート等が挙げられる。【００５９】
前記熱重合禁止剤の含有量としては、前記重合性化合物に対して０．００１〜５質量％が好ましく、０．００５〜２質量％がより好ましく、０．０１〜１質量％が特に好ましい。該含有量が、０．００１質量％未満であると、保存時の安定性が低下することがあり、５質量％を超えると、活性エネルギー線に対する感度が低下することがある。【００６０】
−着色顔料−
前記着色顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ビクトリア・ピュアーブルーＢＯ（Ｃ．Ｉ．４２５９５）、オーラミン（Ｃ．Ｉ．４１０００）、ファット・ブラックＨＢ（Ｃ．Ｉ．２６１５０）、モノライト・エローＧＴ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・エロー１２）、パーマネント・エローＧＲ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・エロー１７）、パーマネント・エローＨＲ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・エロー８３）、パーマネント・カーミンＦＢＢ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１４６）、ホスターバームレッドＥＳＢ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・バイオレット１９）、パーマネント・ルビーＦＢＨ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１１）ファステル・ピンクＢスプラ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド８１）モナストラル・ファースト・ブルー（Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５）、モノライト・ファースト・ブラックＢ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブラック１）、カーボン、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド９７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１４９、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１６８、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１９２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド２１５、Ｃ．Ｉ．ピグメント・グリーン７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・グリーン３６、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：４、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：６、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー２２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー６０、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー６４などが挙げられる。これらは１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。【００６１】
前記着色顔料の前記感光性組成物固形分中の固形分含有量は、永久パターン形成の際の感光層の露光感度、解像性などを考慮して決めることができ、前記着色顔料の種類により異なるが、一般的には０．０５〜１０質量％が好ましく、０．１〜５質量％がより好ましい。【００６２】
−体質顔料−
前記感光性組成物には、必要に応じて、永久パターンの表面硬度の向上、あるいは線膨張係数を低く抑えること、あるいは、硬化膜自体の誘電率や誘電正接を低く抑えることを目的として、無機顔料や有機微粒子を添加することができる。
前記無機顔料としては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、カオリン、硫酸バリウム、チタン酸バリウム、酸化ケイ素粉、微粉状酸化ケイ素、気相法シリカ、無定形シリカ、結晶性シリカ、溶融シリカ、球状シリカ、タルク、クレー、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、マイカなどが挙げられる。
前記無機顔料の平均粒径は、１０μｍ未満が好ましく、３μｍ以下がより好ましい。該平均粒径が１０μｍ以上であると、光錯乱により解像度が劣化することがある。
前記有機微粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、架橋ポリスチレン樹脂などが挙げられる。また、平均粒径１〜５μｍ、吸油量１００〜２００ｍ２／ｇ程度のシリカ、架橋樹脂からなる球状多孔質微粒子などを用いることができる。【００６３】
前記体質顔料の添加量は、５〜６０質量％が好ましい。該添加量が５質量％未満であると、十分に線膨張係数を低下させることができないことがあり、６０質量％を超えると、感光層表面に硬化膜を形成した場合に、該硬化膜の膜質が脆くなり、永久パターンを用いて配線を形成する場合において、配線の保護膜としての機能が損なわれることがある。【００６４】
−密着促進剤−
各層間の密着性、又は感光層と基材との密着性を向上させるために、各層に公知のいわゆる密着促進剤を用いることができる。【００６５】
前記密着促進剤としては、例えば、特開平５−１１４３９号公報、特開平５−３４１５３２号公報、及び特開平６−４３６３８号公報などに記載の密着促進剤が好適に挙げられる。具体的には、ベンズイミダゾール、ベンズオキサゾール、ベンズチアゾール、２−メルカプトベンズイミダゾール、２−メルカプトベンズオキサゾール、２−メルカプトベンズチアゾール、３−モルホリノメチル−１−フェニル−トリアゾール−２−チオン、３−モルホリノメチル−５−フェニル−オキサジアゾール−２−チオン、５−アミノ−３−モルホリノメチル−チアジアゾール−２−チオン、及び２−メルカプト−５−メチルチオ−チアジアゾール、トリアゾール、テトラゾール、ベンゾトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾール、アミノ基含有ベンゾトリアゾール、シランカップリング剤などが挙げられる。【００６６】
前記密着促進剤の含有量としては、前記感光性組成物中の全成分に対して０．００１質量％〜２０質量％が好ましく、０．０１〜１０質量％がより好ましく、０．１質量％〜５質量％が特に好ましい。【００６７】
本発明の感光性組成物は、現像性、はんだ耐熱性、耐折性、プレッシャークッカー耐性に優れ、硬化皮膜の可撓性が大幅に向上する。このため、プリント配線板（多層配線基板、ビルドアップ配線基板等）、カラーフィルタや柱材、リブ材、スペーサー、隔壁などのディスプレイ用部材、ホログラム、マイクロマシン、プルーフなどの永久パターン形成用として広く用いることができ、特に本発明の感光性組成物、永久パターン及びその形成方法に好適に用いることができる。【００６８】
〔感光層〕
前記感光層は、本発明の前記感光性組成物により形成される。
前記感光層は、後述する露光工程において、少なくとも光照射手段からの光を受光し出射する描素部をｎ個有する光変調手段により、前記光照射手段からの光を変調させた後に、前記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マイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイを通過させた光、又は、前記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過した光で、露光されるのが好ましい。【００６９】
前記感光層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、３〜１００μｍが好ましく、５〜７０μｍがより好ましい。【００７０】
前記感光層の形成方法としては、基材上に、本発明の前記感光性組成物を、水又は溶剤に溶解、乳化又は分散させて感光性組成物溶液を調製し、該溶液を直接塗布し、乾燥させることにより積層する方法が挙げられる。【００７１】
前記感光性組成物溶液の溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｎ−ヘキサノール等のアルコール類；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ジイソブチルケトンなどのケトン類；酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸−ｎ−アミル、硫酸メチル、プロピオン酸エチル、フタル酸ジメチル、安息香酸エチル、及びメトキシプロピルアセテートなどのエステル類；トルエン、キシレン、ベンゼン、エチルベンゼンなどの芳香族炭化水素類；四塩化炭素、トリクロロエチレン、クロロホルム、１，１，１−トリクロロエタン、塩化メチレン、モノクロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素類；テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、１−メトキシ−２−プロパノールなどのエーテル類；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホオキサイド、スルホランなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。また、公知の界面活性剤を添加してもよい。【００７２】
前記塗布の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スピンコーター、スリットスピンコーター、ロールコーター、ダイコーター、カーテンコーターなどを用いて、前記支持体に直接塗布する方法が挙げられる。
前記乾燥の条件としては、各成分、溶媒の種類、使用割合等によっても異なるが、通常６０〜１１０℃の温度で３０秒間〜１５分間程度である。【００７３】
（永久パターン及びパターン形成方法）
本発明の永久パターンは、本発明のパターン形成方法により得られる。
本発明のパターン形成方法は、本発明の感光性組成物を、基材の表面に塗布し、乾燥して感光層を形成した後、露光し、現像する。本発明においては、可撓性及び耐折性に優れた感光性組成物を用いるので、フレキシブル基板に適用することができ、ロール・ツー・ロールで露光を行うことができ、生産性が飛躍的に向上する。
以下、本発明のパターン形成方法の説明を通じて、本発明の永久パターンの詳細も明らかにする。【００７４】
〔基材〕
前記基材としては、特に制限はなく、公知の材料の中から表面平滑性の高いものから凸凹のある表面を有するものまで適宜選択することができ、例えば、板状の基材（基板）が好ましく、具体的には、フレキシブルプリント配線板形成用基板（例えば、銅張積層板）、ガラス板（例えば、ソーダガラス板等）、合成樹脂性のフィルム、紙、金属板などが挙げられるが、これらの中でも、フレキシブルプリント配線板形成用基板が好ましく、多層配線基板やビルドアップ配線基板などへの半導体等の高密度実装化が可能となる点で、該プリント配線板形成用基板が配線形成済みであるのが特に好ましい。【００７５】
前記基材は、該基材上に前記感光性組成物による感光層が形成されてなる積層体における前記感光層に対して後述する露光することにより、露光した領域を硬化させ、後述する現像により永久パターンを形成することができる。【００７６】
−積層体−
前記積層体の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記基材上に、前記感光性組成物を塗布及び乾燥して形成した感光層を積層するのが好ましい。
前記塗布及び乾燥の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記感光性組成物における感光層を形成する際に行われる、前記感光性組成物溶液の塗布及び乾燥と同様な方法で行うことができ、例えば、該感光性組成物溶液をスピンコーター、スリットスピンコーター、ロールコーター、ダイコーター、カーテンコーターなどを用いて塗布する方法が挙げられる。【００７７】
［露光工程］
前記露光工程としては、少なくとも光照射手段からの光を受光し出射する描素部をｎ個有する光変調手段により、前記光照射手段からの光を変調させた後に、前記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マイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイを通過させた光、又は、前記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過させた光によって、前記感光層形成工程により形成された感光層を、露光する工程である。【００７８】
前記露光工程としては、少なくとも光照射手段からの光を受光し出射する描素部をｎ個有する光変調手段により、前記光照射手段からの光を変調させた後に、前記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マイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイを通過させた光、又は、前記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過させた光によって、前記感光層形成工程により形成された感光層を、露光する工程を有する。【００７９】
前記露光工程において、前記光照射手段から照射される光としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、光重合開始剤や増感剤を活性化する電磁波、紫外から可視光、電子線、Ｘ線、レーザ光などが挙げら、これらの中でも、光のオンオフ制御が短時間で行え、光の干渉制御が容易なレーザ光が好適に挙げられる。
前記紫外から可視光の光の波長としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、感光性組成物の露光時間の短縮を図る目的から、３３０〜６５０ｎｍが好ましく、３９５〜４１５ｎｍがより好ましく、４０５ｎｍであることが特に好ましい。
前記光照射手段による光の照射方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、高圧水銀灯、キセノン灯、カーボンアーク灯、ハロゲンランプ、複写機用冷陰極管、ＬＥＤ、半導体レーザなどの公知の光源によって照射する方法が挙げられる。また、これらの光源からの光を２以上合成して照射することが好適であり、２以上の光を合成したレーザ光（以下、「合波レーザ光」ということがある。）を照射することが特に好適に挙げられる。
前記合波レーザ光の照射方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、複数のレーザ光源と、マルチモード光ファイバと、該複数のレーザ光源から照射されるレーザ光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により合波レーザ光を構成して照射する方法が挙げられる。【００８０】
前記露光工程において、光を変調する方法としては、前記光照射手段からの光を受光し出射する描素部をｎ個有する光変調手段により変調する方法であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ｎ個の描素部の中から連続的に配置された任意のｎ個未満の描素部をパターン情報に応じて制御する方法が好適に挙げられる。
前記描素部の数（ｎ）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、２以上が好ましい。
前記光変調手段における描素部の配列としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、２次元的に配列されることが好ましく、格子状に配列されることがより好ましい。
また、前記光の変調方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記光変調手段が、空間光変調素子による方法が好適に挙げられる。
前記空間光変調素子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）タイプの空間光変調素子（ＳＬＭ；Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）、電気光学効果により透過光を変調する光学素子（ＰＬＺＴ素子）、液晶光シャッタ（ＦＬＣ）などが好適に挙げられ、これらの中でもＤＭＤが特に好適に挙げられる。【００８１】
前記露光工程において、前記変調手段により変調された光は、前記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マイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイ、又は、前記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過させられる。
前記マイクロレンズアレイに配置されるマイクロレンズとしては、特に制限はないが、例えは、非球面を有するものが好ましく、前記非球面がトーリック面であるマイクロレンズであることがより好ましい。
更に、前記露光工程において、前記変調手段により変調された光は、アパーチャアレイ、結合光学系、適宜選択されるその他の光学系などを通過させられることが好ましい。【００８２】
前記露光工程において、感光層を、露光する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、デジタル露光、アナログ露光などが挙げられるが、デジタル露光が好適である。
前記デジタル露光の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、所定のパターン情報に基づいて生成される制御信号に応じて変調されたレーザ光を用いて行われることが好適である。
更に、前記露光工程において、感光層を、露光する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、短時間、かつ高速露光を可能とする観点から、露光光と感光層とを相対的に移動させながら行うことが好ましく、前記デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）と併用されることが特に好ましい。【００８３】
前記露光工程において、不活性ガス雰囲気下で露光することもできる。例えば、前記感光層形成工程により形成された感光層を、露光する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、不活性ガスを前記感光層表面に直接吹きかける方法、枠状フレームの一辺が開放され、不活性ガスの導入孔が少なくとも残りの１辺に形成された試料台中の露光空間に、露光対象である感光層が形成された試料を載置し、前記不活性ガスの導入孔から不活性ガスを導入して、感光層表面を不活性ガスで覆いつつ、露光を行う方法などが挙げられる。
また、前記露光空間を密封空間として、減圧下で該密封空間内に不活性ガスを導入することも可能である。
前記不活性ガスとしては、酸素の影響により前記感光層の重合反応が阻害されることを防止できれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、窒素、ヘリウム、アルゴンなどが挙げられる。【００８４】
以下、本発明のパターン形成方法に好適に用いられるパターン形成装置を図面を参照しながら説明する。【００８５】
図７は、本発明のパターン形成方法に好適に用いられるパターン形成装置の外観を示す概略斜視図である。
前記光変調手段を含むパターン形成装置は、図７に示すように４本の脚部１５４に支持された厚い板状の設置台１５６の上面に、シート状のパターン形成材料１５０を表面に吸着して保持する平板状のステージ１５２を備えている。
ステージ１５２は、その長手方向がステージ移動方向を向くように配置されると共に、前記設置台１５６の上面に形成されたガイド１５８によって往復移動可能に支持されている。なお、前記パターン形成装置には、ステージ１５２をガイド１５８に沿って駆動するための図示しない駆動装置を有している。【００８６】
設置台１５６の中央部には、ステージ１５２の移動経路を跨ぐように下向きＣ字状のゲート１６０が設けられている。ゲート１６０の各々の端部は、設置台１５６の長手方向中央部における両側面に固定されている。このゲート１６０の一方の側面側には、スキャナ１６２が設けられ、他方の側面側には、パターン形成材料１５０の先端及び後端を検知する複数（例えば、２個）の検知センサ１６４が設けられている。スキャナ１６２及び検知センサ１６４は、ゲート１６０に各々取り付けられて、ステージ１５２の移動経路の上方に固定配置されている。なお、スキャナ１６２及び検知センサ１６４は、これらを制御する図示しないコントローラに接続されている。【００８７】
図８は、スキャナの構成を示す概略斜視図である。また、図９Ａは、感光層に形成される露光済み領域を示す平面図であり、図９Ｂは、露光ヘッドによる露光エリアの配列を示す図である。
スキャナ１６２は、図８及び図９Ｂに示すように、ｍ行ｎ列（例えば、３行５列）の略マトリックス状に配列された複数（例えば、１４個）の露光ヘッド１６６を備えている。この例では、パターン形成材料１５０の幅との関係で、３行目には４個の露光ヘッド１６６を配置した。なお、ｍ行目のｎ列目に配列された個々の露光ヘッドを示す場合は、露光ヘッド１６６ｍｎと表記する。
露光ヘッド１６６による露光エリア１６８は、副走査方向を短辺とする矩形状である。従って、ステージ１５２の移動に伴い、パターン形成材料１５０には露光ヘッド１６６毎に帯状の露光済み領域１７０が形成される。なお、ｍ行目のｎ列目に配列された個々の露光ヘッドによる露光エリアを示す場合は、露光エリア１６８ｍｎと表記する。【００８８】
また、図９Ａ及びＢに示すように、帯状の露光済み領域１７０が副走査方向と直交する方向に隙間無く並ぶように、ライン状に配列された各行の露光ヘッドの各々は、配列方向に所定間隔（露光エリアの長辺の自然数倍、本例では２倍）ずらして配置されている。このため、１行目の露光エリア１６８１１と露光エリア１６８１２との間の露光できない部分は、２行目の露光エリア１６８２１と３行目の露光エリア１６８３１とにより露光することができる。【００８９】
図１０は、露光ヘッドの概略構成を示す斜視図である。
露光ヘッド１６６１１〜１６６ｍｎ各々は、図１０に示すように、光ビームをパターン情報に応じて光変調する前記光変調手段（各描素毎に変調する空間光変調素子）としての、米国テキサス・インスツルメンツ社製のデジタル・マイクロミラー・デバイス（以下「ＤＭＤ」ということがある。）５０と、ＤＭＤ５０の光入射側に配置され、光ファイバの出射端部（発光点）が露光エリア１６８の長辺方向と対応する方向に沿って一列に配列されるレーザ出射部６８を備えた光照射手段６６としてのファイバアレイ光源６６と、ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザ光を補正してＤＭＤ上に集光させるレンズ系６７と、レンズ系６７を透過したレーザ光をＤＭＤ５０に向けて反射するミラー６９と、ＤＭＤ５０で反射されたレーザ光Ｂを、パターン形成材料１５０上に結像する結像光学系５１とを備えている。なお、図１０では、レンズ系６７を概略的に示してある。【００９０】
図１２は、パターン情報に基づいて、ＤＭＤの制御を行うコントローラである。
ＤＭＤ５０は、図１２に示すように、データ処理部、ミラー駆動制御部などを有するコントローラ３０２に接続されている。このコントローラ３０２のデータ処理部では、入力されたパターン情報に基づいて、露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０の制御すべき領域内の各マイクロミラーを駆動制御する制御信号を生成する。なお、制御すべき領域については後述する。また、ミラー駆動制御部では、パターン情報処理部で生成した制御信号に基づいて、露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０の各マイクロミラーの反射面の角度を制御する。【００９１】
図１は、前記光変調手段としてのデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）の構成を示す部分拡大図である。
図１に示すように、ＤＭＤ５０は、ＳＲＡＭセル（メモリセル）６０上に、各々描素（ピクセル）を構成する多数（例えば、１０２４個×７６８個）の微小ミラー（マイクロミラー）６２が格子状に配列されてなるミラーデバイスである。各ピクセルにおいて、最上部には支柱に支えられたマイクロミラー６２が設けられており、マイクロミラー６２の表面にはアルミニウム等の反射率の高い材料が蒸着されている。なお、マイクロミラー６２の反射率は９０％以上であり、その配列ピッチは縦方向、横方向とも一例として１３．７μｍである。また、マイクロミラー６２の直下には、ヒンジ及びヨークを含む支柱を介して通常の半導体メモリの製造ラインで製造されるシリコンゲートのＣＭＯＳのＳＲＡＭセル６０が配置されており、全体はモノリシックに構成されている。【００９２】
図２Ａ及びＢは、ＤＭＤの動作を説明する図である。
ＤＭＤ５０のＳＲＡＭセル６０にデジタル信号が書き込まれると、支柱に支えられたマイクロミラー６２が、対角線を中心としてＤＭＤ５０が配置された基板側に対して±α度（例えば±１２度）の範囲で傾けられる。図２Ａは、マイクロミラー６２がオン状態である＋α度に傾いた状態を示し、図２Ｂは、マイクロミラー６２がオフ状態である−α度に傾いた状態を示す。
従って、パターン情報に応じて、ＤＭＤ５０の各ピクセルにおけるマイクロミラー６２の傾きを制御することによって、ＤＭＤ５０に入射したレーザ光は、それぞれのマイクロミラー６２の傾き方向へ反射される。
なお、図１では、マイクロミラー６２が、＋α度又は−α度に制御されている状態の一例を示す。それぞれのマイクロミラー６２のオンオフ制御は、ＤＭＤ５０に接続された前記コントローラ３０２によって行われる。また、オフ状態のマイクロミラー６２で反射したレーザ光Ｂが進行する方向には、図示しない光吸収体が配置されている。【００９３】
ＤＭＤ５０は、その短辺が副走査方向と所定角度θ（例えば、０．１°〜５°）を成すように僅かに傾斜させて配置するのが好ましい。
図３Ａは、ＤＭＤ５０を傾斜させない場合の各マイクロミラーによる反射光像（露光ビーム）５３の走査軌跡を示し、図３ＢはＤＭＤ５０を傾斜させた場合の露光ビーム５３の走査軌跡を示している。
図３Ｂに示すように、ＤＭＤ５０には、長手方向にマイクロミラーが多数個（例えば、１０２４個）配列されたマイクロミラー列が、短手方向に多数組（例えば、７５６組）配列されているが、ＤＭＤ５０を傾斜させることにより、各マイクロミラーによる露光ビーム５３の走査軌跡（走査線）のピッチＰ２が、ＤＭＤ５０を傾斜させない場合の走査線のピッチＰ１より狭くなり、解像度を大幅に向上させることができる。一方、ＤＭＤ５０の傾斜角は微小であるので、ＤＭＤ５０を傾斜させた場合の走査幅Ｗ２と、ＤＭＤ５０を傾斜させない場合の走査幅Ｗ１とは略同一である。【００９４】
次に、前記光変調手段における変調速度を速くさせる方法（以下「高速変調」と称する）について説明する。
ファイバアレイ光源６６からＤＭＤ５０にレーザ光Ｂが照射されると、ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザ光が描素毎にオンオフされて、パターン形成材料１５０がＤＭＤ５０の使用描素数と略同数の描素単位（露光エリア１６８）で露光される。また、パターン形成材料１５０がステージ１５２と共に一定速度で移動されることにより、パターン形成材料１５０がスキャナ１６２によりステージ移動方向と反対の方向に副走査され、露光ヘッド１６６毎に帯状の露光済み領域１７０が形成される。
ここで、ＤＭＤ５０全体のデータ処理速度には、限界があり、使用する描素数に比例して１ライン当りの変調速度が決定されるので、一部のマイクロミラー列だけを使用することで１ライン当りの変調速度が速くなる。一方、連続的に露光ヘッドを露光面に対して相対移動させる露光方式の場合には、副走査方向の描素を全部使用する必要はない。
ＤＭＤ５０は、主走査方向にマイクロミラーが１０２４個配列されたマイクロミラー列が、副走査方向に７６８組配列されているが、コントローラ３０２により一部のマイクロミラー列（例えば、１０２４個×２５６列）だけが駆動するように制御される。
図４Ａ及びＢは、ＤＭＤの使用領域を示す図である。
図４Ａに示すように、ＤＭＤの使用領域としては、ＤＭＤ５０の中央部に配置されたマイクロミラー列を使用してもよく、図４Ｂに示すように、ＤＭＤ５０の端部に配置されたマイクロミラー列を使用してもよい。また、一部のマイクロミラーに欠陥が発生した場合は、欠陥が発生していないマイクロミラー列を使用するなど、状況に応じて使用するマイクロミラー列を適宜変更してもよい。
例えば、７６８組のマイクロミラー列の内、３８４組だけ使用する場合には、７６８組全部使用する場合と比較すると１ライン当り２倍速く変調することができる。また、７６８組のマイクロミラー列の内、２５６組だけ使用する場合には、７６８組全部使用する場合と比較すると１ライン当り３倍速く変調することができる。【００９５】
以上説明した通り、本発明のパターン形成方法によれば、主走査方向にマイクロミラーが１，０２４個配列されたマイクロミラー列が、副走査方向に７６８組配列されたＤＭＤを備えているが、コントローラにより一部のマイクロミラー列だけが駆動されるように制御することにより、全部のマイクロミラー列を駆動する場合に比べて、１ライン当りの変調速度が速くなる。【００９６】
また、ＤＭＤのマイクロミラーを部分的に駆動する例について説明したが、所定方向に対応する方向の長さが前記所定方向と交差する方向の長さより長い基板上に、各々制御信号に応じて反射面の角度が変更可能な多数のマイクロミラーが２次元状に配列された細長いＤＭＤを用いても、反射面の角度を制御するマイクロミラーの個数が少なくなるので、同様に変調速度を速くすることができる。【００９７】
前記露光の方法としては、図５に示すように、スキャナ１６２によるＸ方向への１回の走査でパターン形成材料１５０の全面を露光してもよい。
また、前記露光の方法としては、図６Ａ及びＢに示すように、スキャナ１６２によりパターン形成材料１５０をＸ方向へ走査した後、スキャナ１６２をＹ方向に１ステップ移動し、Ｘ方向へ走査を行うというように、走査と移動を繰り返して、複数回の走査でパターン形成材料１５０の全面を露光するようにしてもよい。【００９８】
前記露光は、前記感光層の一部の領域に対してされることにより該一部の領域が硬化され、後述の現像工程において、前記硬化させた一部の領域以外の未硬化領域が除去され、パターンが形成される。【００９９】
次に、レンズ系６７及び結像光学系５１を説明する。
図１１は、図１０における露光ヘッドの構成の詳細を示す光軸に沿った複走査方向の断面図である。
図１１に示すように、レンズ系６７は、ファイバアレイ光源６６から出射した照明光としてのレーザ光Ｂを集光する集光レンズ７１、集光レンズ７１を通過した光の光路に挿入されたロッド状オプティカルインテグレータ（以下、ロッドインテグレータという）７２、及びロッドインテグレータ７２の前方つまりミラー６９側に配置された結像レンズ７４を備えている。
集光レンズ７１、ロッドインテグレータ７２及び結像レンズ７４は、ファイバアレイ光源６６から出射したレーザ光を、平行光に近くかつビーム断面内強度が均一化された光束としてＤＭＤ５０に入射させる。【０１００】
レンズ系６７から出射したレーザ光Ｂは、ミラー６９で反射し、ＴＩＲ（全反射）プリズム７０を介してＤＭＤ５０に照射される。なお、図１０では、このＴＩＲプリズム７０は省略してある。【０１０１】
図１１に示すように、結像光学系５１は、レンズ系５２，５４からなる第１結像光学系と、レンズ系５７，５８からなる第２結像光学系と、これらの結像光学系の間に挿入されたマイクロレンズアレイ５５と、アパーチャアレイ５９とを備えている。【０１０２】
マイクロレンズアレイ５５は、ＤＭＤ５０の各描素に対応する多数のマイクロレンズ５５ａが２次元状に配列されてなるものである。本例では、後述するようにＤＭＤ５０の１０２４個×７６８列のマイクロミラーのうち１０２４個×２５６列だけが駆動されるので、それに対応させてマイクロレンズ５５ａは１０２４個×２５６列配置されている。
マイクロレンズ５５ａの配置ピッチは、縦方向、横方向とも４１μｍである。マイクロレンズ５５ａの焦点距離は、０．１９ｍｍ、ＮＡ（開口数）は０．１１である。
また、マイクロレンズ５５ａは、光学ガラスＢＫ７から形成されている。
各マイクロレンズ５５ａの位置におけるレーザ光Ｂのビーム径としては、４１μｍである。【０１０３】
アパーチャアレイ５９は、マイクロレンズアレイ５５の各マイクロレンズ５５ａに対応する多数のアパーチャ（開口）５９ａが形成されている。各アパーチャ５９ａの径は、１０μｍである。【０１０４】
第１結像光学系は、ＤＭＤ５０による像を３倍に拡大してマイクロレンズアレイ５５上に結像する。
第２結像光学系は、マイクロレンズアレイ５５を経た像を１．６倍に拡大してパターン形成材料１５０上に結像、投影する。
従って、光学系全体では、ＤＭＤ５０による像が、４．８倍に拡大されてパターン形成材料１５０上に結像、投影される。【０１０５】
なお、前記第２結像光学系とパターン形成材料１５０との間にプリズムペア７３が配設され、該プリズムペア７３を図１１において、上下方向に移動させることにより、パターン形成材料１５０上における像のピントを調節可能となっている。なお同図中において、パターン形成材料１５０は矢印Ｆ方向に副走査送りされる。【０１０６】
次に、前記マイクロレンズアレイ、前記アパーチャアレイ、及び前記結像光学系等について図面を参照しながら説明する。【０１０７】
図１３Ａは、前記露光ヘッドの構成を示す光軸に沿った断面図である。
図１３Ａに示すように、前記露光ヘッドは、ＤＭＤ５０にレーザ光を照射する光照射手段１４４、ＤＭＤ５０で反射されたレーザ光を拡大して結像するレンズ系（結像光学系）４５４、４５８、ＤＭＤ５０の各描素部に対応して多数のマイクロレンズ４７４が配置されたマイクロレンズアレイ４７２、マイクロレンズアレイ４７２の各マイクロレンズに対応して多数のアパーチャ４７８が設けられたアパーチャアレイ４７６、アパーチャを通過したレーザ光を被露光面５６に結像するレンズ系（結像光学系）４８０、４８２で構成される。【０１０８】
図１４は、ＤＭＤ５０を構成するマイクロミラー６２の反射面の平面度を測定した結果を示す図である。
図１４において、反射面の同じ高さ位置を等高線で結んで示してあり、等高線のピッチは５ｎｍである。図中ｘ方向及びｙ方向は、マイクロミラー６２の２つ対角線方向であり、マイクロミラー６２はｙ方向に延びる回転軸を中心として前述のように回転する。
図１５Ａ及びＢは、それぞれ、図１４におけるｘ方向、ｙ方向に沿ったマイクロミラー６２の反射面の高さ位置変位を示す。
図１４及び図１５に示した通り、マイクロミラー６２の反射面には歪みが存在し、そして特にミラー中央部に注目してみると、１つの対角線方向（ｙ方向）の歪みが、別の対角線方向（ｘ方向）の歪みよりも大きくなっている。このため、マイクロレンズアレイ５５のマイクロレンズ５５ａで集光されたレーザ光Ｂの集光位置における形状が歪むという問題が発生し得る。【０１０９】
図１６Ａ及びＢは、それぞれ、マイクロレンズアレイ５５全体の正面形状及び側面形状を示す図である。
図１６Ａに示すように、マイクロレンズアレイ５５は、ＤＭＤ５０のマイクロミラー６２に対応して、マイクロレンズ５５ａを横方向に１０２４列、縦方向に２５６列並設して構成される。
マイクロレンズアレイ５５の長辺の寸法は、５０ｍｍであり、短辺の寸法は２０ｍｍである。
なお、同図Ａでは、マイクロレンズ５５ａの並び順を、横方向についてはｊで、縦方向についてはｋで示す。【０１１０】
図１７Ａ及びＢは、マイクロレンズアレイ構成するマイクロレンズの正面形状及び側面形状を示す図である。なお、図１７Ａには、マイクロレンズ５５ａの等高線を併せて示す。
図１７Ａ及びＢに示すように、マイクロレンズ５５ａの光出射側の端面は、マイクロミラー６２の反射面の歪みによる収差を補正する非球面形状とされる。
非球面形状のマイクロレンズ５５ａは、具体的には、ｘ方向における曲率半径Ｒｘが−０．１２５ｍｍであり、ｙ方向における曲率半径Ｒｙが−０．１ｍｍとされるトーリックレンズである。
図１８は、マイクロレンズによる集光状態を１つの断面内Ａと別の断面内Ｂについて示す概略図である。
図１８に示すように、マイクロレンズアレイ構成するマイクロレンズ５５ａとして、光出射側の端面が非球面形状であるトーリックレンズが用いられているため、ｘ方向及びｙ方向に平行断面内におけるレーザ光Ｂの集光状態は、ｘ方向に平行断面内とｙ方向に平行断面内とを比較すると、後者の断面内の方がマイクロレンズ５５ａの曲率半径がより小であって、焦点距離がより短くなる。【０１１１】
マイクロレンズ５５ａの形状としては、２次の非球面形状であってもよく、より高次（４次、６次・・・）の非球面形状であってもよい。前記高次の非球面形状を採用することにより、ビーム形状をさらに高精細にすることができる。さらには、マイクロミラー６２の反射面の歪みに応じて、前述したｘ方向及びｙ方向の曲率が互いに一致しているようなレンズ形状を採用することも可能である。以下、そのようなレンズ形状の例について詳しく説明する。【０１１２】
図３９Ａ、Ｂにそれぞれ等高線付き正面形状、側面形状を示すマイクロレンズ５５ａ”は、ｘ方向及びｙ方向の曲率が互いに等しく、かつ、該曲率が、球面レンズの曲率Ｃｙをレンズ中心からの距離ｈに応じて補正したものとなっている。すなわち、このマイクロレンズ５５ａ”のレンズ形状の基となる球面レンズ形状は、例えば、下記計算式（数１）でレンズ高さ（レンズ曲面の光軸方向位置）ｚを規定したものを採用する。
【数１】
2005124462.tif 000004
なお、上記曲率Ｃｙ＝（１／０．１ｍｍ）である場合の、レンズ高さｚと距離ｈとの関係をグラフにして図４０に示す。【０１１３】
そして、上記球面レンズ形状の曲率Ｃyをレンズ中心からの距離ｈに応じて下記計算式（数２）のように補正して、マイクロレンズ５５ａ”のレンズ形状とする。
【数２】
2005124462.tif 000005
【０１１４】
前記計算式（数２）においても、ｚの意味するところは上述の計算式（数２）と同じであり、ここでは４次係数ａ及び６次係数ｂを用いて曲率Ｃyを補正している。なお、上記曲率Ｃy＝（１／０．１ｍｍ）、４次係数ａ＝１．２×１０３、６次係数ａ＝５．５×１０7である場合の、レンズ高さｚと距離ｈとの関係をグラフにして図４１に示す。【０１１５】
また、マイクロレンズ５５ａの光出射側の端面形状をトーリック面とすることの他、２つの光通過端面の一方を球面とし、他方をシリンドリカル面としたマイクロレンズからマイクロレンズアレイを構成することも可能である。【０１１６】
図１９Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤは、マイクロレンズ５５ａの集光位置（焦点位置）近傍におけるビーム径を計算機によってシミュレーションした結果を示す図である。
また、比較のために、マイクロレンズが、曲率半径Ｒx＝Ｒy＝−０．１ｍｍの球面形状である場合について、同様のシミュレーションを行った結果を、図２０Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤに示す。なお、各図におけるｚの値は、マイクロレンズ５５ａのピント方向の評価位置を、マイクロレンズ５５ａのビーム出射面からの距離で示している。
また、前記シミュレーションに用いたマイクロレンズ５５ａの面形状は、下記計算式で計算される。【０１１７】
【数３】
2005124462.tif 000006
但し、前記計算式において、Ｃｘは、ｘ方向の曲率（＝１／Ｒｘ）、Ｃｙは、ｙ方向の曲率（＝１／Ｒｙ）、Ｘは、ｘ方向に関するレンズ光軸Ｏからの距離、Ｙは、ｙ方向に関するレンズ光軸Ｏからの距離、をそれぞれ示す。【０１１８】
図１９Ａ〜Ｄと図２０Ａ〜Ｄとを比較すると明らかなように、本発明のパターン形成方法ではマイクロレンズ５５ａを、ｙ方向に平行断面内の焦点距離がｘ方向に平行断面内の焦点距離よりも小さいトーリックレンズとしたことにより、その集光位置近傍におけるビーム形状の歪みが抑制される。このため、歪みの無い、より高精細な画像をパターン形成材料１５０に露光可能となる。【０１１９】
なお、マイクロミラー６２のｘ方向及びｙ方向に関する中央部の歪の大小関係が、上記と逆になっている場合は、ｘ方向に平行断面内の焦点距離がｙ方向に平行断面内の焦点距離よりも小さいトーリックレンズからマイクロレンズを構成すれば、同様に、歪みの無い、より高精細な画像をパターン形成材料１５０に露光可能となる。【０１２０】
アパーチャアレイ５９は、マイクロレンズアレイ５５の集光位置近傍に配置される。アパーチャアレイ５９に備えられた各アパーチャ５９ａには、対応するマイクロレンズ５５ａを経た光のみが入射する。従って、１のマイクロレンズ５５ａに対応する１のアパーチャ５９ａには、それと対応しない隣接のマイクロレンズ５５ａからの光が入射することが防止され、消光比を高めることが可能となる。
アパーチャ５９ａの径をある程度小さくすれば、マイクロレンズ５５ａの集光位置におけるビーム形状の歪みを抑制する効果が得られが、アパーチャアレイ５９で遮断される光量がより多くなり、光利用効率が低下する。この場合に、マイクロレンズ５５ａを前記非球面形状とすることにより、光の遮断が防止され、光利用効率が高く保たれる。【０１２１】
また、前記マイクロレンズアレイ５５及びアパーチャアレイ５９により、ＤＭＤ５０を構成するマイクロミラー６２の反射面の歪みによる収差を補正しているが、ＤＭＤ以外の空間光変調素子を用いる本発明のパターン形成方法においても、その空間光変調素子の描素部の面に歪みが存在する場合は、本発明を適用してその歪みによる収差を補正し、ビーム形状に歪みが生じることを防止可能である。【０１２２】
なお、本発明のパターン形成方法においては、マイクロミラー６２の２つの対角線方向に光学的に対応するｘ方向及びｙ方向の曲率が異なるトーリックレンズであるマイクロレンズ５５ａが適用されているが、マイクロミラー６２の歪みに応じて、図３８Ａ、Ｂにそれぞれ等高線付き正面形状、側面形状を示すように、矩形のマイクロミラー６２の２つの辺方向に光学的に対応するｘｘ方向及びｙｙ方向の曲率が互いに異なるトーリックレンズからなるマイクロレンズ５５ａ’も適用可能である。【０１２３】
図１３Ａに示すように、前記結像光学系は、レンズ４８０、４８２を備え、アパーチャアレイ５９を通過した光は、該結像光学系により被露光面５６上に結像される。【０１２４】
以上説明したとおり、前記パターン形成装置は、ＤＭＤ５０により反射されたレーザ光が、レンズ系の拡大レンズ４５４、４５８により数倍に拡大されて被露光面５６に投影されるので、全体の画像領域が広くなる。このとき、マイクロレンズアレイ４７２及びアパーチャアレイ４７６が配置されていなければ、図１３Ｂに示すように、被露光面５６に投影される各ビームスポットＢＳの１描素サイズ（スポットサイズ）が露光エリア４６８のサイズに応じて大きなものとなり、露光エリア４６８の鮮鋭度を表すＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）特性が低下する。
一方、前記パターン形成装置では、マイクロレンズアレイ４７２及びアパーチャアレイ４７６を備えているので、ＤＭＤ５０により反射されたレーザ光は、マイクロレンズアレイ４７２の各マイクロレンズによりＤＭＤ５０の各描素部に対応して集光される。これにより、図１３Ｃに示すように、露光エリアが拡大された場合でも、各ビームスポットＢＳのスポットサイズを所望の大きさ（例えば、１０μｍ×１０μｍ）に縮小することが可能となり、ＭＴＦ特性の低下を防止して、高精細な露光を行うことができる。
なお、露光エリア４６８が傾いているのは、描素間の隙間を無くす為に、ＤＭＤ５０を傾けて配置しているからである。
また、マイクロレンズの収差によるビームの太りがあっても、アパーチャアレイによって被露光面５６上でのスポットサイズが一定の大きさになるようにビームを整形することができると共に、各描素に対応して設けられたアパーチャアレイを通過させることにより、隣接する描素間でのクロストークを防止することができる。
更に、光照射手段１４４に高輝度光源を使用することにより、レンズ４５８からマイクロレンズアレイ４７２の各マイクロレンズに入射する光束の角度が小さくなるので、隣接する描素の光束の一部が入射するのを防止することができる。即ち、高消光比を実現することができる。【０１２５】
図２２Ａ及びＢは、他のマイクロレンズアレイの正面形状及び側面形状を示す図である。
図２２に示すとおり、他のマイクロレンズアレイとしては、各マイクロレンズに、マイクロミラー６２の反射面の歪みによる収差を補正する屈折率分布を持たせたものである。
図示の通り、他のマイクロレンズ１５５ａの外形形状は平行平板状である。なお、同図におけるｘ、ｙ方向は、既述した通りである。
図２３は、図２２のマイクロレンズ１５５ａによる上記ｘ方向及びｙ方向に平行断面内におけるレーザ光Ｂの集光状態を示す概略図である。
図２３に示すように、マイクロレンズ１５５ａは、光軸Ｏから外方に向かって次第に増大する屈折率分布を有するものであり、同図においてマイクロレンズ１５５ａ内に示す破線は、その屈折率が光軸Ｏから所定の等ピッチで変化した位置を示している。図示の通り、ｘ方向に平行断面内とｙ方向に平行断面内とを比較すると、後者の断面内の方がマイクロレンズ１５５ａの屈折率変化の割合がより大であって、焦点距離がより短くなっている。このような屈折率分布型レンズから構成されるマイクロレンズアレイを用いても、前記マイクロレンズアレイ５５を用いる場合と同様の効果を得ることが可能である。
なお、図１７及び図１８に示したマイクロレンズ５５ａにおいて、併せて、前記屈折率分布を与え、面形状と屈折率分布の双方によって、マイクロミラー６２の反射面の歪みによる収差を補正することも可能である。【０１２６】
次に、前記マイクロレンズアレイの他の一例について図面を参照しながら説明する。
本例のマイクロレンズアレイは、図４２に示すとおり、前記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てなる。【０１２７】
先に図１４及び図１５を参照して説明したとおり、ＤＭＤ５０のマイクロミラー６２の反射面には歪みが存在するが、その歪み変化量はマイクロミラー６２の中心から周辺部に行くにつれて次第に大きくなる傾向を有している。そしてマイクロミラー６２の１つの対角線方向（ｙ方向）の周辺部歪み変化量は、別の対角線方向（ｘ方向）の周辺部歪み変化量と比べて大きく、上記の傾向もより顕著となっている。【０１２８】
本例のマイクロレンズアレイは、上述の問題に対処するために適用されたものである。このマイクロレンズアレイ２５５は、アレイ状に配設されたマイクロレンズ２５５ａが円形のレンズ開口を有するものとされている。そこで、上述のように歪みが大きいマイクロミラー６２の反射面の周辺部、特に、四隅部で反射したレーザ光Ｂはマイクロレンズ２５５ａによって集光されなくなり、集光されたレーザ光Ｂの集光位置における形状が歪んでしまうことを防止できる。したがって、歪みの無い、より高精細な画像をパターン形成材料１５０に露光可能となる。【０１２９】
また前記マイクロレンズアレイ２５５においては、図４２に示したとおり、マイクロレンズ２５５ａを保持している透明部材２５５ｂ（これは通常、マイクロレンズ２５５ａと一体的に形成される）の裏面、つまりマイクロレンズ２５５ａが形成されている面と反対側の面に、互いに離れた複数のマイクロレンズ２５５ａのレンズ開口の外側領域を埋める状態にして、遮光性のマスク２５５ｃが形成されている。このようなマスク２５５ｃが設けられていることにより、マイクロミラー６２の反射面の周辺部、特に四隅部で反射したレーザ光Ｂはそこで吸収、遮断されるので、集光されたレーザ光Ｂの形状が歪んでしまうという問題がより確実に防止される。【０１３０】
前記マイクロレンズアレイ２５５において、マイクロレンズの開口形状は上述した円形に限られるものではなく、例えば図４３に示すように、楕円形の開口を有するマイクロレンズ４５５ａを複数並設してなるマイクロレンズアレイ４５５や、図４４に示すように多角形（図示の例では四角形）の開口を有するマイクロレンズ５５５ａを複数並設してなるマイクロレンズアレイ５５５等を適用することもできる。なお上記マイクロレンズ４５５ａ及び５５５ａは、通常の軸対称球面レンズの一部を円形あるいは多角形に切り取った形のものであり、通常の軸対称球面レンズと同様の集光機能を有する。【０１３１】
さらに、本発明においては、図４５のＡ、Ｂ及びＣに示すようなマイクロレンズアレイを適用することも可能である。同図Ａに示すマイクロレンズアレイ６５５は、透明部材６５５ｂのレーザ光Ｂが出射する側の面に、上記マイクロレンズ５５ａ、４５５ａ及び５５５ａと同様の複数のマイクロレンズ６５５ａが互いに密接するように並設され、レーザ光Ｂが入射する側の面に上記マスク２５５ｃと同様のマスク６５５ｃが形成されてなる。なお、図４２のマスク２５５ｃはレンズ開口の外側部分に形成されているのに対し、このマスク６５５ｃはレンズ開口内に設けられている。また同図Ｂに示すマイクロレンズアレイ７５５は、透明部材４５５ｂのレーザ光Ｂが出射する側の面に、互いに離して複数のマイクロレンズ７５５ａが並設され、それらのマイクロレンズ７５５ａ間にマスク７５５ｃが形成されてなる。また同図Ｃに示すマイクロレンズアレイ８５５は、透明部材８５５ｂのレーザ光Ｂが出射する側の面に、互いに接する状態にして複数のマイクロレンズ８５５ａが並設され、各マイクロレンズ８５５ａの周辺部にマスク８５５ｃが形成されてなる。【０１３２】
なお、前記マスク６５５ｃ、７５５ｃ及び８５５ｃは全て、前述のマスク２５５ｃと同様に円形の開口を有するものであり、それによりマイクロレンズの開口が円形に規定されるようになっている。【０１３３】
以上説明したマイクロレンズ２５５ａ、４５５ａ、５５５ａ、６５５ａ及び７５５ａのように、マスクを設ける等によって、ＤＭＤ５０のマイクロミラー６２の周辺部からの光を入射させないレンズ開口形状とする構成は、図１７に示す既述のマイクロレンズ５５ａのようにマイクロミラー６２の面の歪みによる収差を補正する非球面形状のレンズや、図２２に示すマイクロレンズ１５５ａのように上記収差を補正する屈折率分布を有するレンズに併せて採用することも可能である。そのようにすれば、マイクロミラー６２の反射面の歪みによる露光画像の歪みを防止する効果が相乗的に高められる。【０１３４】
特に、図４５Ｃに示すように、マイクロレンズアレイ８５５におけるマイクロレンズ８５５ａのレンズ面にマスク８５５ｃが形成される構成において、マイクロレンズ８５５ａが上述のような非球面形状や屈折率分布を有するものとされ、その上で、例えば、図１１に示したレンズ系５２、５４のような第１結像光学系の結像位置が、マイクロレンズ８５５ａのレンズ面に設定されているときは、特に光利用効率が高くなり、より高強度の光でパターン形成材料１５０を露光することができる。すなわち、そのときは、第１の結像光学系により、マイクロミラー６２の反射面の歪みによる迷光が該光学系の結像位置で１点に集束するように光が屈折するが、この位置にマスク８５５ｃが形成されていれば、迷光以外の光が遮光されることがなくなり、光利用効率が向上する。【０１３５】
本発明のパターン形成方法では、公知の光学系の中から適宜選択したその他の光学系と併用してもよく、例えば、１対の組合せレンズからなる光量分布補正光学系などが挙げられる。
前記光量分布補正光学系は、光軸に近い中心部の光束幅に対する周辺部の光束幅の比が入射側に比べて出射側の方が小さくなるように各出射位置における光束幅を変化させて、光照射手段からの平行光束をＤＭＤに照射するときに、被照射面での光量分布が略均一になるように補正する。以下、前記光量分布補正光学系について図面を参照しながら説明する。【０１３６】
図２４は、光量分布補正光学系による補正の概念を示す説明図である。
図２４Ａに示すように、入射光束と出射光束とで、その全体の光束幅（全光束幅）Ｈ０、Ｈ１が同じである場合について説明する。なお、図２４Ａにおいて、符号５１、５２で示した部分は、前記光量分布補正光学系における入射面及び出射面を仮想的に示したものである。
前記光量分布補正光学系において、光軸Ｚ１に近い中心部に入射した光束と、周辺部に入射した光束とのそれぞれの光束幅ｈ０、ｈ１が、同一であるものとする（ｈ０＝ｈｌ）。前記光量分布補正光学系は、入射側において同一の光束幅ｈ０，ｈ１であった光に対し、中心部の入射光束については、その光束幅ｈ０を拡大し、逆に、周辺部の入射光束に対してはその光束幅ｈ１を縮小するような作用を施す。即ち、中心部の出射光束の幅ｈ１０と、周辺部の出射光束の幅ｈ１１とについて、ｈ１１＜ｈ１０となるようにする。光束幅の比率で表すと、出射側における中心部の光束幅に対する周辺部の光束幅の比「ｈ１１／ｈ１０」が、入射側における比（ｈ１／ｈ０＝１）に比べて小さくなっている（（ｈ１１／ｈ１０）＜１）。【０１３７】
このように光束幅を変化させることにより、通常では光量分布が大きくなっている中央部の光束を、光量の不足している周辺部へと生かすことができ、全体として光の利用効率を落とさずに、被照射面での光量分布が略均一化される。均一化の度合いは、例えば、有効領域内における光量ムラが３０％以内、好ましくは２０％以内となるようにする。【０１３８】
前記光量分布補正光学系による作用、効果は、入射側と出射側とで、全体の光束幅を変える場合（図２４Ｂ，Ｃ）においても同様である。【０１３９】
図２４Ｂは、入射側の全体の光束幅Ｈ０を、幅Ｈ２に“縮小”して出射する場合（Ｈ０＞Ｈ２）を示している。このような場合においても、前記光量分布補正光学系は、入射側において同一の光束幅ｈ０、ｈ１であった光を、出射側において、中央部の光束幅ｈ１０が周辺部に比べて大きくなり、逆に、周辺部の光束幅ｈ１１が中心部に比べて小さくなるようにする。光束の縮小率で考えると、中心部の入射光束に対する縮小率を周辺部に比べて小さくし、周辺部の入射光束に対する縮小率を中心部に比べて大きくするような作用を施している。この場合にも、中心部の光束幅に対する周辺部の光束幅の比「Ｈ１１／Ｈ１０」が、入射側における比（ｈ１／ｈ０＝１）に比べて小さくなる（（ｈ１１／ｈ１０）＜１）。【０１４０】
図２４Ｃは、入射側の全体の光束幅Ｈ０を、幅Η３に“拡大”して出射する場合（Ｈ０＜Ｈ３）を示している。このような場合においても、前記光量分布補正光学系は、入射側において同一の光束幅ｈ０、ｈ１であった光を、出射側において、中央部の光束幅ｈ１０が周辺部に比べて大きくなり、逆に、周辺部の光束幅ｈ１１が中心部に比べて小さくなるようにする。光束の拡大率で考えると、中心部の入射光束に対する拡大率を周辺部に比べて大きくし、周辺部の入射光束に対する拡大率を中心部に比べて小さくするような作用を施している。この場合にも、中心部の光束幅に対する周辺部の光束幅の比「ｈ１１／ｈ１０」が、入射側における比（ｈ１／ｈ０＝１）に比べて小さくなる（（ｈ１１／ｈ１０）＜１）。【０１４１】
このように、前記光量分布補正光学系は、各出射位置における光束幅を変化させ、光軸Ｚ１に近い中心部の光束幅に対する周辺部の光束幅の比を入射側に比べて出射側の方が小さくなるようにしたので、入射側において同一の光束幅であった光が、出射側においては、中央部の光束幅が周辺部に比べて大きくなり、周辺部の光束幅は中心部に比べて小さくなる。これにより、中央部の光束を周辺部へと生かすことができ、光学系全体としての光の利用効率を落とさずに、光量分布の略均一化された光束断面を形成することができる。【０１４２】
次に、前記光量分布補正光学系として使用する１対の組合せレンズの具体的なレンズデータの１例を示す。この例では、前記光照射手段がレーザアレイ光源である場合のように、出射光束の断面での光量分布がガウス分布である場合のレンズデータを示す。なお、シングルモード光ファイバの入射端に１個の半導体レーザを接続した場合には、光ファイバからの射出光束の光量分布がガウス分布になる。本発明のパターン形成方法では、このような場合の適用も可能である。また、マルチモード光ファイバのコア径を小さくしてシングルモード光ファイバの構成に近付ける等により光軸に近い中心部の光量が周辺部の光量よりも大きい場合にも適用可能である。
下記表１に基本レンズデータを示す。【０１４３】
【表１】
2005124462.tif 000007
【０１４４】
表１から分かるように、１対の組合せレンズは、回転対称の２つの非球面レンズから構成されている。光入射側に配置された第１のレンズの光入射側の面を第１面、光出射側の面を第２面とすると、第１面は非球面形状である。また、光出射側に配置された第２のレンズの光入射側の面を第３面、光出射側の面を第４面とすると、第４面が非球面形状である。【０１４５】
表１において、面番号Ｓｉはｉ番目（ｉ＝１〜４）の面の番号を示し、曲率半径ｒｉはｉ番目の面の曲率半径を示し、面間隔ｄｉはｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸上の面間隔を示す。面間隔ｄｉ値の単位はミリメートル（ｍｍ）である。屈折率Ｎｉはｉ番目の面を備えた光学要素の波長４０５ｎｍに対する屈折率の値を示す。
下記表２に、第１面及び第４面の非球面データを示す。
【０１４６】
【表２】
2005124462.tif 000008
【０１４７】
上記の非球面データは、非球面形状を表す下記式（Ａ）における係数で表される。【０１４８】
【数４】
2005124462.tif 000009
【０１４９】
上記式（Ａ）において各係数を以下の通り定義する。
Ｚ：光軸から高さρの位置にある非球面上の点から、非球面の頂点の接平面（光軸に垂直な平面）に下ろした垂線の長さ（ｍｍ）
ρ：光軸からの距離（ｍｍ）
Ｋ：円錐係数
Ｃ：近軸曲率（１／ｒ、ｒ：近軸曲率半径）
ａｉ：第ｉ次（ｉ＝３〜１０）の非球面係数
表２に示した数値において、記号“Ｅ”は、その次に続く数値が１０を底とした“べき指数″であることを示し、その１０を底とした指数関数で表される数値が“Ｅ”の前の数値に乗算されることを示す。例えば、「１．０Ｅ−０２」であれば、「１．０×１０−２」であることを示す。【０１５０】
図２６は、前記表１及び表２に示す１対の組合せレンズによって得られる照明光の光量分布を示す。ここで、横軸は光軸からの座標を示し、縦軸は光量比（％）を示す。なお、比較のために、図２５に、補正を行わなかった場合の照明光の光量分布（ガウス分布）を示す。
図２５及び図２６に示すように、光量分布補正光学系で補正を行うことにより、補正を行わなかった場合と比べて、略均一化された光量分布が得られている。これにより、光の利用効率を落とさずに、均一なレーザ光でムラなく露光を行うことができる。【０１５１】
次に、光照射手段としてのファイバアレイ光源６６を説明する。
図２７Ａ（Ａ）は、ファイバアレイ光源の構成を示す斜視図であり、図２７Ａ（Ｂ）は、（Ａ）の部分拡大図であり、図２７Ａ（Ｃ）及び（Ｄ）は、レーザ出射部における発光点の配列を示す平面図である。また、図２７Ｂは、ファイバアレイ光源のレーザ出射部における発光点の配列を示す正面図である。【０１５２】
図２７Ａに示すように、ファイバアレイ光源６６は、複数（例えば、１４個）のレーザモジュール６４を備えており、各レーザモジュール６４には、マルチモード光ファイバ３０の一端が結合されている。マルチモード光ファイバ３０の他端には、コア径がマルチモード光ファイバ３０と同一でかつクラッド径がマルチモード光ファイバ３０より小さい光ファイバ３１が結合されている。図２７Ｂに詳しく示すように、マルチモード光ファイバ３１の光ファイバ３０と反対側の端部は副走査方向と直交する主走査方向に沿って７個並べられ、それが２列に配列されてレーザ出射部６８が構成されている。【０１５３】
図２７Ｂに示すように、レーザ出射部６８は、表面が平坦な２枚の支持板６５に挟み込まれて固定されている。また、マルチモード光ファイバ３１の光出射端面には、その保護のために、ガラス等の透明な保護板が配置されるのが望ましい。マルチモード光ファイバ３１の光出射端面は、光密度が高いため集塵し易く劣化し易いが、上述のような保護板を配置することにより、端面への塵埃の付着を防止し、また劣化を遅らせることができる。【０１５４】
また、クラッド径が小さい光ファイバ３１の出射端を隙間無く１列に配列するために、クラッド径が大きい部分で隣接する２本のマルチモード光ファイバ３０の間にマルチモード光ファイバ３０を積み重ね、積み重ねられたマルチモード光ファイバ３０に結合された光ファイバ３１の出射端が、クラッド径が大きい部分で隣接する２本のマルチモード光ファイバ３０に結合された光ファイバ３１の２つの出射端の間に挟まれるように配列されている。【０１５５】
このような光ファイバは、図２８に示すように、クラッド径が大きいマルチモード光ファイバ３０のレーザ光出射側の先端部分に、長さ１〜３０ｃｍのクラッド径が小さい光ファイバ３１を同軸的に結合することにより得ることができる。２本の光ファイバは、光ファイバ３１の入射端面が、マルチモード光ファイバ３０の出射端面に、両光ファイバの中心軸が一致するように融着されて結合されている。上述した通り、光ファイバ３１のコア３１ａの径は、マルチモード光ファイバ３０のコア３０ａの径と同じ大きさである。【０１５６】
また、長さが短くクラッド径が大きい光ファイバにクラッド径が小さい光ファイバを融着させた短尺光ファイバを、フェルールや光コネクタ等を介してマルチモード光ファイバ３０の出射端に結合してもよい。コネクタ等を用いて着脱可能に結合することで、クラッド径が小さい光ファイバが破損した場合等に先端部分の交換が容易になり、露光ヘッドのメンテナンスに要するコストを低減できる。なお、以下では、光ファイバ３１を、マルチモード光ファイバ３０の出射端部と称する場合がある。【０１５７】
マルチモード光ファイバ３０及び光ファイバ３１としては、ステップインデックス型光ファイバ、グレーテッドインデックス型光ファイバ、及び複合型光ファイバの何れでもよい。例えば、三菱電線工業株式会社製のステップインデックス型光ファイバを用いることができる。本実施の形態では、マルチモード光ファイバ３０及び光ファイバ３１は、ステップインデックス型光ファイバであり、マルチモード光ファイバ３０は、クラッド径＝１２５μｍ、コア径＝５０μｍ、ＮＡ＝０．２、入射端面コートの透過率＝９９．５％以上であり、光ファイバ３１は、クラッド径＝６０μｍ、コア径＝５０μｍ、ＮＡ＝０．２である。【０１５８】
一般に、赤外領域のレーザ光では、光ファイバのクラッド径を小さくすると伝搬損失が増加する。このため、レーザ光の波長帯域に応じて好適なクラッド径が決定されている。しかしながら、波長が短いほど伝搬損失は少なくなり、ＧａＮ系半導体レーザから出射された波長４０５ｎｍのレーザ光では、クラッドの厚み｛（クラッド径−コア径）／２｝を８００ｎｍの波長帯域の赤外光を伝搬させる場合の１／２程度、通信用の１．５μｍの波長帯域の赤外光を伝搬させる場合の約１／４にしても、伝搬損失は殆ど増加しない。従って、クラッド径を６０μｍと小さくすることができる。【０１５９】
但し、光ファイバ３１のクラッド径は６０μｍには限定されない。従来のファイバアレイ光源に使用されている光ファイバのクラッド径は１２５μｍであるが、クラッド径が小さくなるほど焦点深度がより深くなるので、マルチモード光ファイバのクラッド径は８０μｍ以下が好ましく、６０μｍ以下がより好ましく、４０μｍ以下が更に好ましい。一方、コア径は少なくとも３〜４μｍ必要であることから、光ファイバ３１のクラッド径は１０μｍ以上が好ましい。【０１６０】
レーザモジュール６４は、図２９に示す合波レーザ光源（ファイバアレイ光源）によって構成されている。この合波レーザ光源は、ヒートブロック１０上に配列固定された複数（例えば、７個）のチップ状の横マルチモード又はシングルモードのＧａＮ系半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３，ＬＤ４，ＬＤ５，ＬＤ６，及びＬＤ７と、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の各々に対応して設けられたコリメータレンズ１１，１２，１３，１４，１５，１６，及び１７と、１つの集光レンズ２０と、１本のマルチモード光ファイバ３０と、から構成されている。なお、半導体レーザの個数は７個には限定されない。例えば、クラッド径＝６０μｍ、コア径＝５０μｍ、ＮＡ＝０．２のマルチモード光ファイバには、２０個もの半導体レーザ光を入射することが可能であり、露光ヘッドの必要光量を実現して、かつ光ファイバ本数をより減らすことができる。【０１６１】
ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７は、発振波長が総て共通（例えば、４０５ｎｍ）であり、最大出力も総て共通（例えば、マルチモードレーザでは１００ｍＷ、シングルモードレーザでは３０ｍＷ）である。なお、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７としては、３５０ｎｍ〜４５０ｎｍの波長範囲で、上記の４０５ｎｍ以外の発振波長を備えるレーザを用いてもよい。【０１６２】
前記合波レーザ光源は、図３０及び図３１に示すように、他の光学要素と共に、上方が開口した箱状のパッケージ４０内に収納されている。パッケージ４０は、その開口を閉じるように作成されたパッケージ蓋４１を備えており、脱気処理後に封止ガスを導入し、パッケージ４０の開口をパッケージ蓋４１で閉じることにより、パッケージ４０とパッケージ蓋４１とにより形成される閉空間（封止空間）内に上記合波レーザ光源が気密封止されている。【０１６３】
パッケージ４０の底面にはベース板４２が固定されており、このベース板４２の上面には、前記ヒートブロック１０と、集光レンズ２０を保持する集光レンズホルダー４５と、マルチモード光ファイバ３０の入射端部を保持するファイバホルダー４６とが取り付けられている。マルチモード光ファイバ３０の出射端部は、パッケージ４０の壁面に形成された開口からパッケージ外に引き出されている。【０１６４】
また、ヒートブロック１０の側面にはコリメータレンズホルダー４４が取り付けられており、コリメータレンズ１１〜１７が保持されている。パッケージ４０の横壁面には開口が形成され、この開口を通してＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７に駆動電流を供給する配線４７がパッケージ外に引き出されている。【０１６５】
なお、図３１においては、図の煩雑化を避けるために、複数のＧａＮ系半導体レーザのうちＧａＮ系半導体レーザＬＤ７にのみ番号を付し、複数のコリメータレンズのうちコリメータレンズ１７にのみ番号を付している。【０１６６】
図３２は、前記コリメータレンズ１１〜１７の取り付け部分の正面形状を示すものである。コリメータレンズ１１〜１７の各々は、非球面を備えた円形レンズの光軸を含む領域を平行平面で細長く切り取った形状に形成されている。この細長形状のコリメータレンズは、例えば、樹脂又は光学ガラスをモールド成形することによって形成することができる。コリメータレンズ１１〜１７は、長さ方向がＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の発光点の配列方向（図３２の左右方向）と直交するように、上記発光点の配列方向に密接配置されている。【０１６７】
一方、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７としては、発光幅が２μｍの活性層を備え、活性層と平行方向、直角な方向の拡がり角が各々例えば１０°、３０°の状態で各々レーザビームＢ１〜Ｂ７を発するレーザが用いられている。これらＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７は、活性層と平行方向に発光点が１列に並ぶように配設されている。【０１６８】
各発光点から発せられたレーザビームＢ１〜Ｂ７は、上述のように細長形状の各コリメータレンズ１１〜１７に対して、拡がり角度が大きい方向が長さ方向と一致し、拡がり角度が小さい方向が幅方向（長さ方向と直交する方向）と一致する状態で入射することになる。つまり、各コリメータレンズ１１〜１７の幅が１．１ｍｍ、長さが４．６ｍｍであり、それらに入射するレーザビームＢ１〜Ｂ７の水平方向、垂直方向のビーム径は各々０．９ｍｍ、２．６ｍｍである。また、コリメータレンズ１１〜１７の各々は、焦点距離ｆ1＝３ｍｍ、ＮＡ＝０．６、レンズ配置ピッチ＝１．２５ｍｍである。【０１６９】
集光レンズ２０は、非球面を備えた円形レンズの光軸を含む領域を平行平面で細長く切り取って、コリメータレンズ１１〜１７の配列方向、つまり水平方向に長く、それと直角な方向に短い形状に形成されている。この集光レンズ２０は、焦点距離ｆ２＝２３ｍｍ、ＮＡ＝０．２である。この集光レンズ２０も、例えば、樹脂又は光学ガラスをモールド成形することにより形成される。【０１７０】
前記ファイバアレイ光源は、ＤＭＤを照明する光照射手段に、合波レーザ光源の光ファイバの出射端部をアレイ状に配列した高輝度のファイバアレイ光源を用いているので、高出力でかつ深い焦点深度を備えたパターン形成装置を実現することができる。更に、各ファイバアレイ光源の出力が大きくなることで、所望の出力を得るために必要なファイバアレイ光源数が少なくなり、パターン形成装置の低コスト化が図られる。
また、光ファイバの出射端のクラッド径を入射端のクラッド径よりも小さくしているので、発光部径がより小さくなり、ファイバアレイ光源の高輝度化が図られる。これにより、より深い焦点深度を備えたパターン形成装置を実現することができる。例えば、ビーム径１μｍ以下、解像度０．１μｍ以下の超高解像度露光の場合にも、深い焦点深度を得ることができ、高速かつ高精細な露光が可能となる。したがって、高解像度が必要とされる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の露光工程に好適である。【０１７１】
前記光照射手段としては、前記合波レーザ光源を複数備えたファイバアレイ光源に限定されず、例えば、１個の発光点を有する単一の半導体レーザから入射されたレーザ光を出射する１本の光ファイバを備えたファイバ光源をアレイ化したファイバアレイ光源を用いることができる。【０１７２】
複数の発光点を備えた光照射手段としては、例えば、図３３に示すように、ヒートブロック１００上に、複数（例えば、７個）のチップ状の半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７を配列したレーザアレイを用いることができる。また、図３４Ａに示す、複数（例えば、５個）の発光点１１０ａが所定方向に配列されたチップ状のマルチキャビティレーザ１１０を用いることも可能である。マルチキャビティレーザ１１０は、チップ状の半導体レーザを配列する場合と比べ、発光点を位置精度良く配列できるので、各発光点から出射されるレーザビームを合波し易い。但し、発光点が多くなるとレーザ製造時にマルチキャビティレーザ１１０に撓みが発生し易くなるため、発光点１１０ａの個数は５個以下とするのが好ましい。【０１７３】
前記光照射手段としては、このマルチキャビティレーザ１１０や、図３４Ｂに示すように、ヒートブロック１００上に、複数のマルチキャビティレーザ１１０が各チップの発光点１１０ａの配列方向と同じ方向に配列されたマルチキャビティレーザレイを、レーザ光源として用いることができる。【０１７４】
また、合波レーザ光源は、複数のチップ状の半導体レーザから出射されたレーザ光を合波するものには限定されない。
例えば、図２１に示すように、複数（例えば、３個）の発光点１１０ａを有するチップ状のマルチキャビティレーザ１１０を備えた合波レーザ光源を用いることができる。この合波レーザ光源は、マルチキャビティレーザ１１０と、１本のマルチモード光ファイバ１３０と、集光レンズ１２０と、を備えて構成されている。マルチキャビティレーザ１１０は、例えば、発振波長が４０５ｎｍのＧａＮ系レーザダイオードで構成することができる。【０１７５】
前記構成では、マルチキャビティレーザ１１０の複数の発光点１１０ａの各々から出射したレーザビームＢの各々は、集光レンズ１２０によって集光され、マルチモード光ファイバ１３０のコア１３０ａに入射する。コア１３０ａに入射したレーザ光は、光ファイバ内を伝搬し、１本に合波されて出射する。【０１７６】
マルチキャビティレーザ１１０の複数の発光点１１０ａを、上記マルチモード光ファイバ１３０のコア径と略等しい幅内に並設すると共に、集光レンズ１２０として、マルチモード光ファイバ１３０のコア径と略等しい焦点距離の凸レンズや、マルチキャビティレーザ１１０からの出射ビームをその活性層に垂直な面内のみでコリメートするロッドレンズを用いることにより、レーザビームＢのマルチモード光ファイバ１３０への結合効率を上げることができる。【０１７７】
また、図３５に示すように、複数（例えば、３個）の発光点を備えたマルチキャビティレーザ１１０を用い、ヒートブロック１１１上に複数（例えば、９個）のマルチキャビティレーザ１１０が互いに等間隔で配列されたレーザアレイ１４０を備えた合波レーザ光源を用いることができる。複数のマルチキャビティレーザ１１０は、各チップの発光点１１０ａの配列方向と同じ方向に配列されて固定されている。【０１７８】
この合波レーザ光源は、レーザアレイ１４０と、各マルチキャビティレーザ１１０に対応させて配置した複数のレンズアレイ１１４と、レーザアレイ１４０と複数のレンズアレイ１１４との間に配置された１本のロッドレンズ１１３と、１本のマルチモード光ファイバ１３０と、集光レンズ１２０と、を備えて構成されている。レンズアレイ１１４は、マルチキャビティレーザ１１０の発光点に対応した複数のマイクロレンズを備えている。【０１７９】
上記の構成では、複数のマルチキャビティレーザ１１０の複数の発光点１１０ａの各々から出射したレーザビームＢの各々は、ロッドレンズ１１３により所定方向に集光された後、レンズアレイ１１４の各マイクロレンズにより平行光化される。平行光化されたレーザビームＬは、集光レンズ１２０によって集光され、マルチモード光ファイバ１３０のコア１３０ａに入射する。コア１３０ａに入射したレーザ光は、光ファイバ内を伝搬し、１本に合波されて出射する。【０１８０】
更に、他の合波レーザ光源としては、図３６Ａ及びＢに示すように、略矩形状のヒートブロック１８０上に光軸方向の断面がＬ字状のヒートブロック１８２が搭載され、２つのヒートブロック間に収納空間が形成されている。Ｌ字状のヒートブロック１８２の上面には、複数の発光点（例えば、５個）がアレイ状に配列された複数（例えば、２個）のマルチキャビティレーザ１１０が、各チップの発光点１１０ａの配列方向と同じ方向に等間隔で配列されて固定されている。【０１８１】
略矩形状のヒートブロック１８０には凹部が形成されており、ヒートブロック１８０の空間側上面には、複数の発光点（例えば、５個）がアレイ状に配列された複数（例えば、２個）のマルチキャビティレーザ１１０が、その発光点がヒートブロック１８２の上面に配置されたレーザチップの発光点と同じ鉛直面上に位置するように配置されている。【０１８２】
マルチキャビティレーザ１１０のレーザ光出射側には、各チップの発光点１１０ａに対応してコリメートレンズが配列されたコリメートレンズアレイ１８４が配置されている。コリメートレンズアレイ１８４は、各コリメートレンズの長さ方向とレーザビームの拡がり角が大きい方向（速軸方向）とが一致し、各コリメートレンズの幅方向が拡がり角が小さい方向（遅軸方向）と一致するように配置されている。このように、コリメートレンズをアレイ化して一体化することで、レーザ光の空間利用効率が向上し合波レーザ光源の高出力化が図られると共に、部品点数が減少し低コスト化することができる。【０１８３】
また、コリメートレンズアレイ１８４のレーザ光出射側には、１本のマルチモード光ファイバ１３０と、このマルチモード光ファイバ１３０の入射端にレーザビームを集光して結合する集光レンズ１２０と、が配置されている。【０１８４】
前記構成では、レーザブロック１８０、１８２上に配置された複数のマルチキャビティレーザ１１０の複数の発光点１１０ａの各々から出射したレーザビームＢの各々は、コリメートレンズアレイ１８４により平行光化され、集光レンズ１２０によって集光されて、マルチモード光ファイバ１３０のコア１３０ａに入射する。コア１３０ａに入射したレーザ光は、光ファイバ内を伝搬し、１本に合波されて出射する。【０１８５】
前記合波レーザ光源は、上記の通り、マルチキャビティレーザの多段配置とコリメートレンズのアレイ化とにより、特に高出力化を図ることができる。この合波レーザ光源を用いることにより、より高輝度なファイバアレイ光源やバンドルファイバ光源を構成することができるので、本発明のパターン形成装置のレーザ光源を構成するファイバ光源として特に好適である。【０１８６】
なお、前記各合波レーザ光源をケーシング内に収納し、マルチモード光ファイバ１３０の出射端部をそのケーシングから引き出したレーザモジュールを構成することができる。【０１８７】
また、合波レーザ光源のマルチモード光ファイバの出射端に、コア径がマルチモード光ファイバと同一でかつクラッド径がマルチモード光ファイバより小さい他の光ファイバを結合してファイバアレイ光源の高輝度化を図る例について説明したが、例えば、クラッド径が１２５μｍ、８０μｍ、６０μｍ等のマルチモード光ファイバを、出射端に他の光ファイバを結合せずに使用してもよい。【０１８８】
スキャナ１６２の各露光ヘッド１６６において、ファイバアレイ光源６６の合波レーザ光源を構成するＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の各々から発散光状態で出射したレーザビームＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６，及びＢ７の各々は、対応するコリメータレンズ１１〜１７によって平行光化される。平行光化されたレーザビームＢ１〜Ｂ７は、集光レンズ２０によって集光され、マルチモード光ファイバ３０のコア３０ａの入射端面に収束する。【０１８９】
集光光学系は、コリメータレンズ１１〜１７及び集光レンズ２０によって構成される。また、集光光学系とマルチモード光ファイバ３０とによって合波光学系が構成される。
集光レンズ２０によって上述のように集光されたレーザビームＢ１〜Ｂ７が、マルチモード光ファイバ３０のコア３０ａに入射して光ファイバ内を伝搬し、１本のレーザビームＢに合波されてマルチモード光ファイバ３０の出射端部に結合された光ファイバ３１から出射する。【０１９０】
各レーザモジュールにおいて、レーザビームＢ１〜Ｂ７のマルチモード光ファイバ３０への結合効率が０．８５で、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の各出力が３０ｍＷの場合には、アレイ状に配列された光ファイバ３１の各々について、出力１８０ｍＷ（＝３０ｍＷ×０．８５×７）の合波レーザビームＢを得ることができる。従って、６本の光ファイバ３１がアレイ状に配列されたレーザ出射部６８での出力は約１Ｗ（＝１８０ｍＷ×６）である。【０１９１】
ファイバアレイ光源６６のレーザ出射部６８には、高輝度の発光点が主走査方向に沿って一列に配列されている。単一の半導体レーザからのレーザ光を１本の光ファイバに結合させる従来のファイバ光源は低出力であるため、多数列配列しなければ所望の出力を得ることができなかったが、前記合波レーザ光源は高出力であるため、少数列、例えば１列でも所望の出力を得ることができる。【０１９２】
例えば、半導体レーザと光ファイバを１対１で結合させた従来のファイバ光源では、通常、半導体レーザとしては出力３０ｍＷ（ミリワット）程度のレーザが使用され、光ファイバとしてはコア径５０μｍ、クラッド径１２５μｍ、ＮＡ（開口数）０．２のマルチモード光ファイバが使用されているので、約１Ｗ（ワット）の出力を得ようとすれば、マルチモード光ファイバを４８本（８×６）束ねなければならず、発光領域の面積は０．６２ｍｍ２（０．６７５ｍｍ×０．９２５ｍｍ）であるから、レーザ出射部６８での輝度は１．６×１０６（Ｗ／ｍ２）、光ファイバ１本当りの輝度は３．２×１０６（Ｗ／ｍ２）である。【０１９３】
これに対し、前記光照射手段が合波レーザを照射可能な手段である場合には、マルチモード光ファイバ６本で約１Ｗの出力を得ることができ、レーザ出射部６８での発光領域の面積は０．００８１ｍｍ２（０．３２５ｍｍ×０．０２５ｍｍ）であるから、レーザ出射部６８での輝度は１２３×１０６（Ｗ／ｍ２）となり、従来に比べ約８０倍の高輝度化を図ることができる。また、光ファイバ１本当りの輝度は９０×１０６（Ｗ／ｍ２）であり、従来に比べ約２８倍の高輝度化を図ることができる。【０１９４】
ここで、図３７Ａ及びＢを参照して、従来の露光ヘッドと本実施の形態の露光ヘッドとの焦点深度の違いについて説明する。従来の露光ヘッドのバンドル状ファイバ光源の発光領域の副走査方向の径は０．６７５ｍｍであり、露光ヘッドのファイバアレイ光源の発光領域の副走査方向の径は０．０２５ｍｍである。図３７Ａに示すように、従来の露光ヘッドでは、光照射手段（バンドル状ファイバ光源）１の発光領域が大きいので、ＤＭＤ３へ入射する光束の角度が大きくなり、結果として走査面５へ入射する光束の角度が大きくなる。このため、集光方向（ピント方向のずれ）に対してビーム径が太りやすい。【０１９５】
一方、図３７Ｂに示すように、本発明のパターン形成装置における露光ヘッドでは、ファイバアレイ光源６６の発光領域の副走査方向の径が小さいので、レンズ系６７を通過してＤＭＤ５０へ入射する光束の角度が小さくなり、結果として走査面５６へ入射する光束の角度が小さくなる。即ち、焦点深度が深くなる。この例では、発光領域の副走査方向の径は従来の約３０倍になっており、略回折限界に相当する焦点深度を得ることができる。従って、微小スポットの露光に好適である。この焦点深度への効果は、露光ヘッドの必要光量が大きいほど顕著であり、有効である。この例では、露光面に投影された１描素サイズは１０μｍ×１０μｍである。なお、ＤＭＤは反射型の空間光変調素子であるが、図３７Ａ及びＢは、光学的な関係を説明するために展開図とした。【０１９６】
次に、前記パターン形成装置を用いた本発明のパターン形成方法について説明する。
まず、露光パターンに応じたパターン情報が、ＤＭＤ５０に接続された図示しないコントローラに入力され、コントローラ内のフレームメモリに一旦記憶される。このパターン情報は、画像を構成する各描素の濃度を２値（ドットの記録の有無）で表したデータである。
次に、パターン形成材料１５０を表面に吸着したステージ１５２は、図示しない駆動装置により、ガイド１５８に沿ってゲート１６０の上流側から下流側に一定速度で移動される。ステージ１５２がゲート１６０下を通過する際に、ゲート１６０に取り付けられた検知センサ１６４によりパターン形成材料１５０の先端が検出されると、フレームメモリに記憶されたパターン情報が複数ライン分ずつ順次読み出され、データ処理部で読み出されたパターン情報に基づいて各露光ヘッド１６６毎に制御信号が生成される。そして、ミラー駆動制御部により、生成された制御信号に基づいて露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０のマイクロミラーの各々がオンオフ制御される。
次に、ファイバアレイ光源６６からＤＭＤ５０にレーザ光が照射されると、ＤＭＤ５０のマイクロミラーがオン状態のときに反射されたレーザ光が、レンズ系５４、５８によりパターン形成材料１５０の被露光面５６上に結像される。
このようにして、ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザ光が、描素毎にオンオフされて、パターン形成材料１５０がＤＭＤ５０の使用描素数と略同数の描素単位（露光エリア１６８）で露光される。
また、パターン形成材料１５０がステージ１５２と共に一定速度で移動されることにより、パターン形成材料１５０がスキャナ１６２によりステージ移動方向と反対の方向に副走査され、露光ヘッド１６６毎に帯状の露光済み領域１７０が形成される。【０１９７】
〔現像工程〕
前記現像工程は、前記露光工程により前記感光層を露光し、該感光層の露光した領域を硬化させた後、未硬化領域を除去することにより現像し、永久パターンを形成する工程である。【０１９８】
前記未硬化領域の除去方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、現像液を用いて除去する方法などが挙げられる。【０１９９】
前記現像液としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物若しくは炭酸塩、炭酸水素塩、アンモニア水、４級アンモニウム塩の水溶液等が好適に挙げられる。これらの中でも、炭酸ナトリウム水溶液が特に好ましい。【０２００】
前記現像液は、界面活性剤、消泡剤、有機塩基（例えば、ベンジルアミン、エチレンジアミン、エタノールアミン、テトラメチルアンモニウムハイドロキサイド、ジエチレントリアミン、トリエチレンペンタミン、モルホリン、トリエタノールアミン等）や、現像を促進させるため有機溶剤（例えば、アルコール類、ケトン類、エステル類、エーテル類、アミド類、ラクトン類等）などと併用してもよい。また、前記現像液は、水又はアルカリ水溶液と有機溶剤を混合した水系現像液であってもよく、有機溶剤単独であってもよい。【０２０１】
〔硬化処理工程〕
本発明のパターン形成方法は、更に、硬化処理工程を含むことが好ましい。
前記硬化処理工程は、前記現像工程が行われた後、形成された永久パターンにおける感光層に対して硬化処理を行う工程である。【０２０２】
前記硬化処理としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、全面露光処理、全面加熱処理などが好適に挙げられる。【０２０３】
前記全面露光処理の方法としては、例えば、前記現像工程の後に、前記永久パターンが形成された前記積層体上の全面を露光する方法が挙げられる。該全面露光により、前記感光層を形成する感光性組成物中の樹脂の硬化が促進され、前記永久パターンの表面が硬化される。
前記全面露光を行う装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、超高圧水銀灯などのＵＶ露光機が好適に挙げられる。【０２０４】
前記全面加熱処理の方法としては、前記現像工程の後に、前記永久パターンが形成された前記積層体上の全面を加熱する方法が挙げられる。該全面加熱により、前記永久パターンの表面の膜強度が高められる。
前記全面加熱における加熱温度としては、１２０〜２５０℃が好ましく、１２０〜２００℃がより好ましい。該加熱温度が１２０℃未満であると、加熱処理による膜強度の向上が得られないことがあり、２５０℃を超えると、前記感光性組成物中の樹脂の分解が生じ、膜質が弱く脆くなることがある。
前記全面加熱における加熱時間としては、１０〜１２０分が好ましく、１５〜６０分がより好ましい。
前記全面加熱を行う装置としては、特に制限はなく、公知の装置の中から、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ドライオーブン、ホットプレート、ＩＲヒーターなどが挙げられる。【０２０５】
なお、前記基材が多層配線基板などのプリント配線板である場合には、該プリント配線板上に本発明の永久パターンを形成し、更に、以下のように半田付けを行うことができる。
即ち、前記現像工程により、前記永久パターンである硬化層が形成され、前記プリント配線板の表面に金属層が露出される。該プリント配線板の表面に露出した金属層の部位に対して金メッキを行った後、半田付けを行う。そして、半田付けを行った部位に、半導体や部品などを実装する。このとき、前記硬化層による永久パターンが、保護膜あるいは絶縁膜（層間絶縁膜）、ソルダーレジストパターンなどとしての機能を発揮し、外部からの衝撃や隣同士の電極の導通が防止される。【０２０６】
本発明のパターン形成方法においては、保護膜、層間絶縁膜、及びソルダーレジストパターンの少なくともいずれかを形成するのが好ましい。前記パターン形成方法により形成される永久パターンが、前記保護膜、前記層間絶縁膜、あるいは、前記ソルダーレジストパターンであると、配線を外部からの衝撃や曲げから保護することができ、特に、前記層間絶縁膜である場合には、例えば、多層配線基板やビルドアップ配線基板などへの半導体や部品の高密度実装に有用である。【０２０７】
本発明のパターン形成方法は、高速でパターン形成が可能であるため、各種パターンの形成に広く用いることができ、特にフレキシブル配線パターン基板の形成に好適に使用することができる。
また、本発明のパターン形成方法により形成される永久パターンは、優れた表面硬度、絶縁性、耐熱性などを有し、保護膜、層間絶縁膜、ソルダーレジストパターンとして好適に使用することができる。【０２０８】
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。【０２０９】
（合成例１）
−カルボキシル基を有するポリウレタン樹脂の合成−
５００ｍＬの三つ口フラスコに下記構造式（１）で表される４,４’−ジフェニルメタンジイソシアネート１２５ｇ、及び下記構造式（２）で表される２,２−ビス（ヒドロキシメチル）プロピオン酸６７ｇをジオキサン２９０ｍｌに溶解した。次いで、この溶液に、Ｎ,Ｎ−ジエチルアニリンを１ｇ入れた後、ジオキサン還流下で６時間撹拌し、反応させた後、得られた溶液を水４Ｌ及び酢酸４０ｍＬの溶液中に、少しずつ加えてポリマーを析出させた。得られた固体を真空乾燥させることにより１８５ｇのポリウレタン樹脂（Ａ）を合成した。このポリウレタン樹脂（Ａ）の酸価は１３８ｍｇＫＯＨ／ｇであった。ＧＰＣにて重量平均分子量（ポリスチレン換算）を測定したところ、２８,０００であった。
【化４】
2005124462.tif 000010
【０２１０】
（合成例２）
−カルボキシル基を有するポリウレタン樹脂の合成−
合成例１において、４,４’−ジフェニルメタンジイソシアネートの代わりに下記構造式（３）で表されるジイソシアネート化合物を用いた以外は、合成例１と同様にして、ポリウレタン樹脂（Ｂ）を合成した。このポリウレタン樹脂（Ｂ）の酸価は１３７ｍｇＫＯＨ／ｇであった。
【化５】
2005124462.tif 000011
【０２１１】
（合成例３）
−カルボキシル基を有するポリウレタン樹脂の合成−
合成例１において、４,４’−ジフェニルメタンジイソシアネートの代わりに下記構造式（４）で表されるジイソシアネート化合物を用いた以外は、合成例１と同様にして、ポリウレタン樹脂（Ｃ）を合成した。このポリウレタン樹脂（Ｃ）の酸価は１２６ｍｇＫＯＨ／ｇであった。
【化６】
2005124462.tif 000012
【０２１２】
（合成例４）
−カルボキシル基を有するポリウレタン樹脂の合成−
合成例１において、４,４’−ジフェニルメタンジイソシアネートの代わりに下記構造式（５）で表されるジイソシアネート化合物を用いた以外は、合成例１と同様にして、ポリウレタン樹脂（Ｄ）を合成した。このポリウレタン樹脂（Ｄ）の酸価は１７２ｍｇＫＯＨ／ｇであった。
【化７】
2005124462.tif 000013
【０２１３】
（合成例５）
−カルボキシル基を有するポリウレタン樹脂の合成−
合成例１において、４,４’−ジフェニルメタンジイソシアネートの代わりに下記構造式（６）で表されるジイソシアネート化合物を用い以外は、合成例１と同様にして、ポリウレタン樹脂（Ｅ）を合成した。このポリウレタン樹脂（Ｅ）の酸価は１４８ｍｇＫＯＨ／ｇであった。
【化８】
2005124462.tif 000014
【０２１４】
（合成例６）
−カルボキシル基を有するポリウレタン樹脂の合成−
合成例１において、４,４’−ジフェニルメタンジイソシアネートの代わりに下記構造式（７）で表されるジイソシアネート化合物を用い、２,２−ビス（ヒドロキシメチル）プロピオン酸の代わりに下記構造式（８）で表されるジオール化合物を用いた以外は、合成例１と同様にして、ポリウレタン樹脂（Ｆ）を合成した。このポリウレタン樹脂（Ｆ）の酸価は１１８ｍｇＫＯＨ／ｇであった。
【化９】
2005124462.tif 000015
【０２１５】
（合成例７）
−カルボキシル基を有するポリウレタン樹脂の合成−
合成例１において、４,４’−ジフェニルメタンジイソシアネートの代わりに下記構造式（９）で表されるジイソシアネート化合物を用い、２,２−ビス（ヒドロキシメチル）プロピオン酸の代わりに下記構造式（１０）で表されるジオール化合物を用いた以外は、合成例１と同様にして、ポリウレタン樹脂（Ｇ）を合成した。このポリウレタン樹脂（Ｇ）の酸価は１３０ｍｇＫＯＨ／ｇであった。
【化１０】
2005124462.tif 000016
【０２１６】
（合成例８）
−カルボキシル基を有するポリウレタン樹脂の合成−
合成例１において、４,４’−ジフェニルメタンジイソシアネートの代わりに下記構造式（１１）で表されるジイソシアネート化合物を用い、２,２−ビス（ヒドロキシメチル）プロピオン酸の代わりに下記構造式（１２）で表されるジオール化合物を用いた以外は、合成例１と同様にして、ポリウレタン樹脂（Ｈ）を合成した。このポリウレタン樹脂（Ｈ）の酸価は１１６ｍｇＫＯＨ／ｇであった。
【化１１】
2005124462.tif 000017
【０２１７】
（合成例９）
−カルボキシル基を有するポリウレタン樹脂の合成−
合成例１において、４,４’−ジフェニルメタンジイソシアネートの代わりに下記構造式（１３）で表されるジイソシアネート化合物を用い、２,２−ビス（ヒドロキシメチル）プロピオン酸の代わりに下記構造式（１４）で表されるジオール化合物を用いた以外は、合成例１と同様にして、ポリウレタン樹脂（Ｉ）を合成した。このポリウレタン樹脂（Ｉ）の酸価は９９ｍｇＫＯＨ／ｇであった。
【化１２】
2005124462.tif 000018
【０２１８】
（合成例１０）
−カルボキシル基を有するポリウレタン樹脂の合成−
合成例１において、２,２−ビス（ヒドロキシメチル）プロピオン酸の代わりに下記構造式（１５）で表されるジオール化合物を用いた以外は、合成例１と同様にして、ポリウレタン樹脂（Ｊ）を合成した。このポリウレタン樹脂（Ｊ）の酸価は８８ｍｇＫＯＨ／ｇであった。
【化１３】
2005124462.tif 000019
【０２１９】
（合成例１１）
−カルボキシル基を有するポリウレタン樹脂の合成−
合成例１において、２,２−ビス（ヒドロキシメチル）プロピオン酸の代わりに下記構造式（１６）で表されるジオール化合物を用いた以外は、合成例１と同様にして、ポリウレタン樹脂（Ｋ）を合成した。このポリウレタン樹脂（Ｋ）の酸価は８２ｍｇＫＯＨ／ｇであった。
【化１４】
2005124462.tif 000020
【０２２０】
（合成例１２）
−カルボキシル基を有するポリウレタン樹脂の合成−
合成例１において、４,４’−ジフェニルメタンジイソシアネートの代わりに下記構造式（６）で表されるジイソシアネート化合物を用い、２,２−ビス（ヒドロキシメチル）プロピオン酸の代わりに下記構造式（１７）で表されるジオール化合物を用いた以外は、合成例１と同様にして、ポリウレタン樹脂（Ｌ）を合成した。このポリウレタン樹脂（Ｌ）の酸価は９２ｍｇＫＯＨ／ｇであった。
【化１５】
2005124462.tif 000021
【０２２１】
（合成例１３）
−カルボキシル基を有するポリウレタン樹脂の合成−
合成例１において、４,４’−ジフェニルメタンジイソシアネートの代わりに下記構造式（６）で表されるジイソシアネート化合物を用い、２,２−ビス（ヒドロキシメチル）プロピオン酸の代わりに下記構造式（１８）で表されるジオール化合物を用いた以外は、合成例１と同様にして、ポリウレタン樹脂（Ｍ）を合成した。このポリウレタン樹脂（Ｍ）の酸価は８７ｍｇＫＯＨ／ｇであった。
【化１６】
2005124462.tif 000022
【０２２２】
（比較合成例１）
エポキシ当量が２１７であり、かつ一分子中に平均して７個のフェノール核残基と、更にエポキシ基とを併せ有するクレゾールノボラック型エポキシ樹脂の１当量と、アクリル酸の１．０５当量とを反応させた。得られた反応物に、無水テトラヒドロフタル酸の０．６９当量をフェノキシエチルアクリレートを溶媒として常法により反応させて、フェノキシエチルアクリレートを３５質量％含んだ粘調な液体（エポキシアクリレート樹脂）を調製した。このエポキシアクリレート樹脂は混合物として６３．４ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価を示した。【０２２３】
（比較合成例２）
撹拌機、還流冷却器、不活性ガス導入口、及び温度計を備えたフラスコ内に、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＧ、平均分子量１，０００）１，０００ｇ、セバシン酸４０５ｇを仕込み、２時間かけて２００℃に昇温しさらに３時間反応させた後冷却し、酸価８１．９、分子量１，３７０のポリテトラメチレンエーテルグリコールの両末端カルボン酸物を合成した。【０２２４】
次に、撹拌機、還流冷却器、不活性ガス導入口、及び温度計を備えたフラスコ内に、γ−ブチロラクトン１００ｇ、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）５０ｇを仕込んだ。さらに上記ポリテトラメチレンエーテルグリコールの両末端カルボン酸物５５．６ｇ、アジピン酸６．１ｇ、セバシン酸８．３ｇ、イソフタル酸１３．７ｇ、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）１３．８ｇ、トリレンジイソシアネート（コロネートＴ８０、日本ポリウレタン工業社製）１４．４ｇを仕込み、２００℃に昇温し、４時間保温後冷却し、加熱残分４０質量％、酸価（固形分）８３．５のポリアミド樹脂を合成した。
更に、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂エピコート１００１（油化シェルエポキシ製）１４１．５ｇを仕込み、１４０℃で２時間保温した後、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）を加え、加熱残分４０質量％にした。１２０℃でアクリル酸１０．７ｇを加え３時間保温後、テトラヒドロ無水フタル酸（ＴＨＰＡ）９０．６ｇを添加し１時間保温した。次いで、グリシドール５８．４ｇを加え２時間保温後、テトラヒドロ無水フタル酸（ＴＨＰＡ）２４０ｇを加え２時間保温した。次いで、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）で希釈し、加熱残分５５質量％、酸価（固形分）１４５ｍｇＫＯＨ／ｇの感光性ポリアミド樹脂を合成した。【０２２５】
（比較合成例３）
攪拌機、還流冷却器、及び温度計を備えたフラスコ内に、α,ω−ポリブタジエンジカルボン酸（ＮＩＳＳＯ−ＰＢ  Ｃ−１０００、日本曹達社製）４８２．６質量部、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＹＤＢ−４００、東都化成株式会社製）４００質量部、カルビトールアセテート１８３質量部、及びソルベントナフサ（ソルベッソ１５０）１１０質量部を入れ、１１０℃で８時間加熱した。これにアクリル酸３６．４質量部、メチルハイドロキノン０．５質量部、カルビトールアセテート６質量部を仕込み、７０℃で、トリフェニルホスフィン３質量部、ソルベントナフサ６質量部を仕込み、１００℃に加熱し、固形分酸価が２ＫＯＨｍｇ／ｇ以下になるまで反応させた。次に、得られた溶液を５０℃まで冷却し、テトラヒドロ無水フタル酸１００質量部、カルビトールアセテート１２６質量部、ソルベントナフサ６質量部を仕込み、８０℃で所定時間反応させ、固形分酸価５９ＫＯＨｍｇ／ｇ、固形分４０質量％の不飽和基含有ポリカルボン酸樹脂を合成した。【０２２６】
攪拌機、還流冷却器、不活性ガス導入口、及び温度計を備えたフラスコ内に、γ−ブチロラクトン１００ｇ、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）５０ｇを仕込み、更に上記不飽和基含有ポリカルボン酸樹脂７４．６ｇ、アジピン酸３．３ｇ、セバシン酸４．６ｇ、イソフタル酸７．５ｇ、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）４．８ｇ、トリレンジイソシアネート（コロネートＴ８０、日本ポリウレタン工業社製）１３．４ｇを仕込み、２００℃に昇温し、４時間保温後冷却し、加熱残分４０質量％、酸価（固形分）５８．６のポリアミド樹脂を得た。更に、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポミックＲ１４０、三井石油化学工業社製）２７．６ｇを仕込み、１４０℃で２時間保温後、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）を加え加熱残分４０質量％にした。１２０℃でメタクリル酸３．３ｇを加え３時間保温後、テトラヒドロ無水フタル酸（ＴＨＰＡ）３７．９ｇを添加し１時間保温した。次いで、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）で希釈し、加熱残分５５質量％、酸価（固形分）７４ＫＯＨｍｇ／ｇの感光性ポリアミド樹脂を合成した。【０２２７】
攪拌機、還流冷却器、及び温度計を備えたフラスコ内に、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量：２００）２００質量部、アクリル酸２０質量部、メチルハイドロキノン０．４質量部、カルビトールアセテート８０質量部、及びソルベントナフサ２０質量部を仕込み、７０℃で加熱攪拌して、混合物を溶解した。次に、溶液を５０℃まで冷却し、トリフェニルホスフィン０．５質量部を仕込み、１００℃に加熱し、固形分酸価が１ＫＯＨｍｇ／ｇ以下になるまで反応させた。ソルベントナフサ１０質量部を仕込み、固形分６７質量％のアクリレート基とエポキシ基を含有する樹脂を合成した。【０２２８】
（比較合成例４）
まず、スチレン／ｎ−ブチルアクリレート／マレイン酸無水物（モル比＝４１／２４／３５）からなる共重合体を滴下重合法により合成した。
次に、得られた共重合体１０３．７１質量部をメチルエチルケトン２２０質量部に溶解した。この溶液にベンジルアミン３６．１質量部、及びメチルエチルケトン４０質量部の溶液を室温下、撹拌しつつ２時間かけて滴下し、更に室温で６時間撹拌することで反応を完了し、ベンジルアミン変性樹脂の溶液（固形分３６．８質量％）を合成した。
得られた樹脂の酸価は酸価１３５ＫＯＨｍｇ／ｇ、重量平均分子量は３０,０００、固形分濃度３６．８質量％であった。【０２２９】
（実施例１）
−フレキシブル配線プリント基板の作製−
合成例１のポリウレタン樹脂（Ａ）２４．７５質量部、メトキシプロパノール１３．３６質量部、２官能アクリルモノマー（Ｒ７１２、日本化薬社製）３．０６質量部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート４．５９質量部、ビス（２,４,６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキシド（チバ  スペシャルティー  ケミカルズ社製）１．９８質量部、ヘキサメトキシメチルメラミン（ＭＷ３０ＨＭ、三和ケミカル株式会社製）５．００質量部、フタロシアニングリーン分散液（濃度１０質量％メトキシプロパノール中）１．０質量部、及びＦ７８０Ｆ（大日本インキ化学工業株式会社製）の３０質量％メチルエチルケトン溶液０．０６６質量部を混合して、感光性組成物を調製した。【０２３０】
なお、上記硫酸バリウム分散液は、硫酸バリウム（堺化学社製、Ｂ３０）３０質量部と、上記スチレン／無水マレイン酸／ブチルアクリレート共重合体の３５質量％メチルエチルケトン溶液３４．２９質量部と、１−メトキシ−２−プロピルアセテート３５．７１質量部と、を予め混合した後、モーターミルＭ−２００（アイガー社製）で、直径１．０ｍｍのジルコニアビーズを用い、周速９ｍ／ｓにて３．５時間分散して調製した。【０２３１】
次に、得られた感光性組成物溶液をバー塗布により、２層タイプのフレキシブル基板（銅厚３５μｍ／樹脂厚２５μｍ）上に、乾燥後膜厚が３５μｍになるように塗布し、８０℃のオーブン中で３０分間乾燥し、感光層を形成した。【０２３２】
＜露光工程＞
基板上の感光層に対し、以下に説明するパターン形成装置を用いて、波長が４０５ｎｍのレーザ光を、１５段ステップウエッジパターン（ΔｌｏｇＥ＝０．１５）、及び所望配線パターンが得られるように照射して露光し、前記感光層の一部の領域を硬化させた。【０２３３】
−パターン形成装置−
前記光照射手段として図２７〜３２に示す合波レーザ光源と、前記光変調手段として図４に示す主走査方向にマイクロミラーが１０２４個配列されたマイクロミラー列が、副走査方向に７６８組配列された前記光変調手段の内、１０２４個×２５６列のみを駆動するように制御されたＤＭＤ５０と、図１３に示した一方の面がトーリック面であるマイクロレンズをアレイ状に配列したマイクロレンズアレイ４７２及び該マイクロレンズアレイを通した光を前記感光層に結像する光学系４８０、４８２とを有するパターン形成装置を用いた。【０２３４】
前記マイクロレンズとしては、図１７及び図１８に示すように、トーリックレンズ５５ａが用いられており、前記ｘ方向に光学的に対応する方向の曲率半径Ｒx＝−０．１２５ｍｍ、前記ｙ方向に対応する方向の曲率半径Ｒy＝−０．１ｍｍである。【０２３５】
また、マイクロレンズアレイ５５の集光位置近傍に配置されるアパーチャアレイ５９は、その各アパーチャ５９ａに、それと対応するマイクロレンズ５５ａを経た光のみが入射するように配置されている。【０２３６】
次いで、１質量％の炭酸ソーダ水溶液を用いて６０秒間スプレー現像（スプレー圧：２．０ｋｇｆ／ｃｍ２）し、未露光部分を除去した。次いで、循環式オーブンを用いて、１６０℃にて１時間加熱硬化を行い、フレキシブル配線プリント基板を作製した。【０２３７】
（実施例２）
−フレキシブル配線プリント基板の作製−
実施例１において、合成例１のポリウレタン樹脂（Ａ）を合成例２のポリウレタン樹脂（Ｂ）に代えた以外は、実施例１と同様にして、感光性組成物を調製し、感光層を形成した。次に、実施例１と同様にして、露光、現像を行い、フレキシブル配線プリント基板を作製した。【０２３８】
（実施例３）
−フレキシブル配線プリント基板の作製−
実施例１において、合成例１のポリウレタン樹脂（Ａ）を合成例３のポリウレタン樹脂（Ｃ）に代えた以外は、実施例１と同様にして、感光性組成物を調製し、感光層を形成した。次に、実施例１と同様にして、露光、現像を行い、フレキシブル配線プリント基板を作製した。【０２３９】
（実施例４）
−フレキシブル配線プリント基板の作製−
実施例１において、合成例１のポリウレタン樹脂（Ａ）を合成例４のポリウレタン樹脂（Ｄ）に代えた以外は、実施例１と同様にして、感光性組成物を調製し、感光層を形成した。次に、実施例１と同様にして、露光、現像を行い、フレキシブル配線プリント基板を作製した。【０２４０】
（実施例５）
−フレキシブル配線プリント基板の作製−
実施例１において、合成例１のポリウレタン樹脂（Ａ）を合成例５のポリウレタン樹脂（Ｅ）に代えた以外は、実施例１と同様にして、感光性組成物を調製し、感光層を形成した。次に、実施例１と同様にして、露光、現像を行い、フレキシブル配線プリント基板を作製した。【０２４１】
（実施例６）
−フレキシブル配線プリント基板の作製−
実施例１において、合成例１のポリウレタン樹脂（Ａ）を合成例６のポリウレタン樹脂（Ｆ）に代えた以外は、実施例１と同様にして、感光性組成物を調製し、感光層を形成した。次に、実施例１と同様にして、露光、現像を行い、フレキシブル配線プリント基板を作製した。【０２４２】
（実施例７）
−フレキシブル配線プリント基板の作製−
実施例１において、合成例１のポリウレタン樹脂（Ａ）を合成例７のポリウレタン樹脂（Ｇ）に代えた以外は、実施例１と同様にして、感光性組成物を調製し、感光層を形成した。次に、実施例１と同様にして、露光、現像を行い、フレキシブル配線プリント基板を作製した。【０２４３】
（実施例８）
−フレキシブル配線プリント基板の作製−
実施例１において、合成例１のポリウレタン樹脂（Ａ）を合成例８のポリウレタン樹脂（Ｈ）に代えた以外は、実施例１と同様にして、感光性組成物を調製し、感光層を形成した。次に、実施例１と同様にして、露光、現像を行い、フレキシブル配線プリント基板を作製した。【０２４４】
（実施例９）
−フレキシブル配線プリント基板の作製−
実施例１において、合成例１のポリウレタン樹脂（Ａ）を合成例９のポリウレタン樹脂（Ｉ）に代えた以外は、実施例１と同様にして、感光性組成物を調製し、感光層を形成した。次に、実施例１と同様にして、露光、現像を行い、フレキシブル配線プリント基板を作製した。【０２４５】
（実施例１０）
−フレキシブル配線プリント基板の作製−
実施例１において、合成例１のポリウレタン樹脂（Ａ）を合成例１０のポリウレタン樹脂（Ｊ）に代えた以外は、実施例１と同様にして、感光性組成物を調製し、感光層を形成した。次に、実施例１と同様にして、露光、現像を行い、フレキシブル配線プリント基板を作製した。【０２４６】
（実施例１１）
−フレキシブル配線プリント基板の作製−
実施例１において、合成例１のポリウレタン樹脂（Ａ）を合成例１１のポリウレタン樹脂（Ｋ）に代えた以外は、実施例１と同様にして、感光性組成物を調製し、感光層を形成した。次に、実施例１と同様にして、露光、現像を行い、フレキシブル配線プリント基板を作製した。【０２４７】
（実施例１２）
−フレキシブル配線プリント基板の作製−
実施例１において、合成例１のポリウレタン樹脂（Ａ）を合成例１２のポリウレタン樹脂（Ｌ）に代えた以外は、実施例１と同様にして、感光性組成物を調製し、感光層を形成した。次に、実施例１と同様にして、露光、現像を行い、フレキシブル配線プリント基板を作製した。【０２４８】
（実施例１３）
−フレキシブル配線プリント基板の作製−
実施例１において、合成例１のポリウレタン樹脂（Ａ）を合成例１３のポリウレタン樹脂（Ｍ）に代えた以外は、実施例１と同様にして、感光性組成物を調製し、感光層を形成した。次に、実施例１と同様にして、露光、現像を行い、フレキシブル配線プリント基板を作製した。【０２４９】
（比較例１）
−フレキシブル配線プリント基板の作製−
比較合成例１で合成したエポキシアクリレート樹脂４０質量部、２−ヒドロキシエチルアクリレート１５質量部、ベンジルジエチルケタール２．５質量部、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール１．０質量部、レベリング剤（モダフロー、米国モンサント社製）１．０質量部、硫酸バリウム２６質量部、及びフタロシアニン・グリーン０．５質量部を三本ロールミルにより混練してインキを調製した。次いで、得られたインキに、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル１５質量部を混合して感光性組成物を調製した。
得られた感光性組成物溶液について、実施例１と同様にして、フレキシブル基板の全面にスクリーン印刷法により塗布し、８０℃にて３０分間乾燥し、乾燥膜厚３５μｍの感光層を形成した。次に、実施例１と同様にして、露光、現像を行い、フレキシブル配線プリント基板を作製した。【０２５０】
（比較例２）
−フレキシブル配線プリント基板の作製−
比較合成例２で合成した感光性ポリアミド樹脂９１質量部、ペンタエリスリトールヘキサアクリレート１０質量部、クレゾールノボラック樹脂アクリル酸付加物２２質量部、２−メチル−１−（４−（メチルチオ）フェニル）−２−モルフォリノプロパン−１−オン７質量部、２,４−ジエチルチオキサントン１質量部、メラミン２質量部、フタロシアニングリーン１質量部、タルク１０質量部、硫酸バリウム４３質量部、酸化珪素２１質量部、トリグリシジルイソシアヌレート４０質量部、及びカルビトールアセテートを三本ロールミルを用いて混練し、感光性組成物を調製した。
得られた感光性組成物溶液を、実施例１と同様にして、フレキシブル基板の全面にスクリーン印刷法により塗布し、８０℃にて３０分間乾燥し、乾燥膜厚３５μｍの感光層を形成した。次に、実施例１と同様にして、露光、現像を行い、フレキシブル配線プリント基板を作製した。【０２５１】
（比較例３）
−フレキシブル配線プリント基板の作製−
比較合成例３で合成した不飽和基含有ポリカルボン酸樹脂２５質量部、比較合成例３で合成した感光性ポリアミド樹脂１０質量部、２−メチル−１[４−（メチルチオ）フェニル]−２−モルフォリノ−プロパン−１−オン４．５質量部、２,４−ジエチルチオキサントン０．５質量部、メラミン４質量部、フタロシアニングリーン１質量部、シリカ２０質量部、沈降性硫酸バリウム１５質量部、エポキシ樹脂（ＥＳＬＶ−８０ＸＹ、新日鐵化学社製）１２質量部、比較合成例３で合成したアクリレート基とエポキシ基を含有する樹脂５質量部、及びジペンタエリスリトールヘキサアクリレート３質量部を三本ロールミルを用いて混練し、感光性組成物を調製した。
得られた感光性組成物溶液を、実施例１と同様にして、フレキシブル基板の全面にスクリーン印刷法により塗布し、８０℃にて３０分間乾燥し、乾燥膜厚３５μｍの感光層を形成した。次に、実施例１と同様にして、露光、現像を行い、フレキシブル配線プリント基板を作製した。【０２５２】
（比較例４）
−フレキシブル配線プリント基板の作製−
比較合成例４で合成したベンジルアミン変性樹脂１３．３６質量部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート４．５９質量部、２官能アクリルモノマー（Ｒ７１２、日本化薬社製）３．０６質量部、ビス（２,４,６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキシド（チバ  スペシャルティー  ケミカルズ社製）１．９８質量部、ヘキサメトキシメチルメラミン（ＭＷ３０ＨＭ、三和ケミカル株式会社製）２質量部、Ｆ７８０Ｆ（大日本インキ化学工業株式会社製）の３０質量％メチルエチルケトン溶液０．０６６質量部、フタロシアニングリーン分散液（濃度１０質量％メトキシプロパノール中）１．０質量部、ハイドロキノンモノメチルエーテル０．０２４質量部、及び硫酸バリウム分散液２４．７５質量部を三本ロールミルを用いて混練し、感光性組成物を調製した。
得られた感光性組成物溶液を、実施例１と同様にして、フレキシブル基板の全面にスクリーン印刷法により塗布し、８０℃にて３０分間乾燥し、乾燥膜厚３５μｍの感光層を形成した。次に、実施例１と同様にして、露光、現像を行い、フレキシブル配線プリント基板を作製した。【０２５３】
得られた実施例１〜１３及び比較例１〜４のフレキシブル配線プリント基板について、以下のようにして、諸特性を評価した。結果を表３及び表４に示す。【０２５４】
＜現像性の評価＞
得られた各フレキシブル配線プリント基板の現像後の表面性状を目視観察により、下記基準で評価した。
〔評価基準〕
○：非画像部で現像後、完全に組成物が除去された。
△：非画像部に、わずかに残渣がある。
×：現像できない残渣がある。【０２５５】
＜密着性の評価＞
ＪＩＳ  Ｋ５４００に準じて各フレキシブル配線プリント基板に１ｍｍ幅の碁盤目を１００箇所作製し、セロハンテープにより剥離試験（碁盤目テスト）を行い、下記基準で評価した。
〔評価基準〕
○：１００箇所中９０箇所以上が剥離しない。
△：１００箇所中５０箇所以上９０箇所未満が剥離しない。
×：１００箇所中０箇所以上５０箇所未満が剥離しない。【０２５６】
＜はんだ耐熱性の評価＞
各フレキシブル配線プリント基板にロジン系フラックスを塗布し、２６０℃のはんだ浴に１０秒間浸漬した。この操作を６回繰り返した後、フレキシブル配線プリント基板の外観を下記基準で評価した。
〔評価基準〕
○：外観に剥離や膨れがなく、はんだの潜りがない。
×：剥離、膨れ、又ははんだの潜りがある。【０２５７】
＜耐プレッシャクッカーテスト（ＰＣＴ）＞
各フレキシブル配線プリント基板について１２１℃、２気圧の水蒸気中で９６時間放置後、上記碁盤目テストを行い、下記基準で評価した。
〔評価基準〕
○：１００箇所中９０箇所以上が剥離しない。
△：１００箇所中５０箇所以上９０箇所未満が剥離しない。
×：１００箇所中０箇所以上５０箇所未満が剥離しない。【０２５８】
＜耐折性＞
ポリイミド基板（厚み＝２５μｍ）上の圧延銅箔（厚み＝３５μｍ）からなる無接着２層フレキシブル基板上に、実施例１〜１３及び比較例１〜４の各感光性組成物をバーコート法又はスクリーン印刷法でコートし、感光層を形成した。次いで、５００ｍＪ／ｃｍ２の露光後、１６０℃にて２時間加熱して硬化皮膜（厚み＝３５μｍ）を形成し、ＶＣＭ  ＦＬＥＸ  ＴＥＥＳＴＥＲ（ＩＰＣ−ＦＣ２４１Ｃ，ＪＩＳ−Ｃ５０１６）を用いて、温度＝室温、周波数＝２５Ｈｚ、ストローク＝２５ｍｍ、曲率半径＝２ｍｍの条件で、折り曲げを行って銅にクラックが入るまでの屈曲寿命（回）で評価した。【０２５９】
【表３】
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【０２６０】
【表４】
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【産業上の利用可能性】
【０２６１】
本発明の感光性組成物は、現像性、はんだ耐熱性、耐折性、及びプレッシャークッカー耐性に優れ、硬化皮膜の可撓性が大幅に向上し、可動部を有する携帯電話、各種車載機器などのフレキシブルプリント配線基板の作製に好適に用いられる。
【図１】
2005124462.tif 000026
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
2005124462.tif 000038
【図１１】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図２１】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２４Ｃ】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７Ａ】
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【図２９】
2005124462.tif 000050
【図３０】
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【図３１】
2005124462.tif 000052
【図３２】
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【図３３】
2005124462.tif 000054
【図３４Ａ】
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【図３４Ｂ】
2005124462.tif 000056
【図３５】
2005124462.tif 000057
【図３６Ａ】
2005124462.tif 000058
【図３６Ｂ】
2005124462.tif 000059
【図３７Ａ】
2005124462.tif 000060
【図３７Ｂ】
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【図４Ａ】
2005124462.tif 000062
【図４Ｂ】
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【図１２】
2005124462.tif 000064
【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図１９Ｄ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２０Ｃ】
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【図２０Ｄ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２７Ｂ】
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【図２８】
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【図３８Ａ】
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【図３８Ｂ】
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【図３９Ａ】
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【図３９Ｂ】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５Ａ】
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【図４５Ｂ】
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【図４５Ｃ】
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【国際調査報告】
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