JP5997431B2 - 感光性樹脂組成物 - Google Patents
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Description
[1] 全固形分を基準として、以下の:
(A)アルカリ可溶性高分子:10質量%〜90質量%;
(B)エチレン性不飽和二重結合を有する化合物:5質量%〜70質量%;及び
(C)光重合開始剤:0.01質量%〜20質量%;
を含む感光性樹脂組成物であって、
該(A)アルカリ可溶性高分子は、酸当量100〜600、及び重量平均分子量5,000〜200,000を有し、かつ下記一般式(I):
で表される1価の基である、[1]に記載の感光性樹脂組成物。
で表される1価の基から成る群より選ばれる少なくとも1種の基である、[1]に記載の感光性樹脂組成物。
該感光性樹脂組成物を露光する露光工程、及び
該露光後の感光性樹脂組成物を現像する現像工程、
を含む、レジストパターンの形成方法。
実施の形態では、感光性樹脂組成物が、感光性樹脂組成物の全固形分を基準として、(A)アルカリ可溶性高分子:10〜90質量%;(B)エチレン性不飽和二重結合を有する化合物:5〜70質量%;及び(C)光重合開始剤:0.01〜20質量%を含む。
以下、成分(A)〜(C)などについて順に説明する。
(A)アルカリ可溶性高分子は、酸当量100〜600を有する。該酸当量は好ましくは250〜450である。本明細書において、酸当量とは、分子中に1当量のカルボキシル基を有する重合体の質量(グラム)を意味する。すなわち、(A)アルカリ可溶性高分子は、所定量のカルボキシル基を有する。(A)アルカリ可溶性高分子中のカルボキシル基は、感光性樹脂組成物にアルカリ水溶液に対する現像性及び剥離性を与えるために必要である。(A)アルカリ可溶性高分子の酸当量は、現像耐性、解像性及び密着性の観点から100以上であることが好ましく、一方で、現像性及び剥離性の観点から600以下であることが好ましい。
で表される1価の基から成る群より選ばれる少なくとも1種の基であることが好ましい。
また、アルカリ可溶性高分子が、一般式(I)で表される単量体に由来する繰り返し単位を含む重合体のみである場合には、現像液に対する親水性に起因する解像性及び密着性の不足が起こり、一方で、アルカリ可溶性高分子が、一般式(II)で表される単量体に由来する繰り返し単位を含む重合体のみである場合には、現像液に対する疎水性が強すぎることによる現像性の不足が起こる。
つまり、アルカリ可溶性高分子として、一般式(I)で表される単量体に由来する繰り返し単位を含む重合体のみ、または、一般式(II)で表される単量体に由来する繰り返し単位を含む重合体のみを使用しても、解像性、密着性及び現像性の全てを満足することができなかった。
で表される単量体を含んでもよい。
(B)エチレン性不飽和二重結合を有する化合物としては、例えば、多価アルコールにα,β−不飽和カルボン酸を反応させて得られる化合物、ビスフェノールA系(メタ)アクリレート化合物、グリシジル基含有化合物にα,β−不飽和カルボン酸を反応させて得られる化合物、分子内にウレタン結合を有する(メタ)アクリレート化合物などのウレタンモノマー、ノニルフェノキシポリエチレンオキシアクリレート、フタル酸系化合物、(メタ)アクリル酸アルキルエステルなどが挙げられる。これらの化合物は、単独で又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。
(C)光重合開始剤としては、感光性樹脂の分野において光重合開始剤として当業者に一般に知られているものを使用してよい。感度の観点から、2,4,5,−トリアリールイミダゾール二量体又はアクリジン化合物が、(C)光重合開始剤として好ましい。具体的には、(C)光重合開始剤としては、例えば、2−(o―クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(o―クロロフェニル)−4,5−ジ(メトキシフェニル)イミダゾール二量体、2−(o―フルオロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(o―メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(p―メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体等の2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体;9−フェニルアクリジン、1,7−ビス(9,9−アクリジニル)ヘプタン等のアクリジン誘導体;等が挙げられる。特に好ましくは、9−フェニルアクリジン、1,7−ビス(9−アクリジニル)ヘプタン等のアクリジン化合物である。実施の形態では、(C)光重合開始剤としてN−アリールアミノ酸をさらに含有することは、感度の観点から好ましい。N−アリールアミノ酸の例としては、N−フェニルグリシン、N−メチル−N−フェニルグリシン、N−エチル−N−フェニルグリシン等が挙げられる。中でも、N−フェニルグリシンが特に好ましい。
感光性樹脂組成物には、上記(A)〜(C)の成分に加え、必要に応じて、例えば変色剤、染料、ハロゲン化合物、ラジカル重合禁止剤、ベンゾトリアゾール類、カルボキシベンゾトリアゾール類、可塑剤等の添加剤を含有させることができる。
感光性樹脂組成物の感度の指標として、ストーファー21段ステップタブレットを用いたときの、感光性樹脂層の厚みの95%以上の厚みの硬化レジスト膜の最高残膜段数は、3段以上7段以下であり、より好ましくは3段以上5段以下である。実施の形態では、最高残膜段数は、密着性の観点から、3段以上であることが好ましく、一方で、解像性の観点から、7段以下であることが好ましい。
別の実施の形態では、上述した本発明に係る感光性樹脂組成物が支持体上に積層されている感光性樹脂積層体が提供される。感光性樹脂積層体は、必要により、感光性樹脂組成物から成る感光性樹脂層の支持体が形成された側とは反対側の表面に保護層をさらに有してもよい。
別の実施の形態では、上述した本発明に係る感光性樹脂組成物を基板上に積層するラミネート工程、該感光性樹脂組成物を露光する露光工程、及び該露光後の感光性樹脂組成物を現像する現像工程、を含む、レジストパターンの形成方法が提供される。この方法により形成されたレジストパターンは、例えばプリント配線板における配線パターン等であることができる。以下、支持体、感光性樹脂層、及び保護層から成る感光性樹脂積層体を用いる場合を例に、各工程についてさらに説明する。
エッチング工程では、上記で形成されたレジストパターンの上から基板(例えば銅張積層板)にエッチング液を吹き付けて、レジストパターンによって覆われていない基板表面(例えば銅面)をエッチングする。エッチング工程は、酸性エッチング、アルカリエッチング等、使用する感光性樹脂組成物に適した方法で行なわれる。
平沼産業(株)製平沼自動滴定装置(COM−555)を使用し、0.1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を用いて電位差滴定法により酸当量を測定した。
日本分光(株)製ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)(ポンプ:GullIver、PU−1580型、カラム:昭和電工(株)製Shodex(登録商標)(KF−807、KF−806M、KF−806M、KF−802.5)4本直列、移動層溶媒:テトラヒドロフラン、ポリスチレン標準サンプル(昭和電工(株)製Shodex STANDARD SM−105 Polystyrene)による検量線使用)により求めた。
アルカリ可溶性高分子の分散度は、下記式の重量平均分子量と数平均分子量との比で表される:
(分散度)=(重量平均分子量)/(数平均分子量)
上記の重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用い、ポリスチレン換算により測定される値である。
絶縁樹脂に35μm銅箔を積層した0.4mm厚の銅張積層板を用いて評価した。
本発明の感光性樹脂積層体のポリエチレンフィルムを剥がしながら、60℃に予熱した銅張積層板に、ホットロールラミネーター(旭化成(株)製、AL−700)により、ロール温度105℃で、感光性樹脂層をラミネートした。エアー圧は0.35MPaとし、ラミネート速度は1.5m/minとした。
クロムガラスマスクを用いて、超高圧水銀ランプを有する露光機(オーク製作所製、HMW-801)により140mJ/cm2の露光量で感光性樹脂層を露光した。
更に、ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥離した後、アルカリ現像機(フジ機工製、ドライフィルム用現像機)を用いて30℃の1質量%Na2CO3水溶液を所定時間スプレーし、感光性樹脂層の未露光部分を最小現像時間の2倍の時間で溶解除去した。この際、未露光部分の感光性樹脂層が完全に溶解するのに要する最も少ない時間を最小現像時間とした。実際の現像時間は最小現像時間の2倍とし、硬化レジストパターンを得た。
感度評価手順と同様に基板整面及びラミネートを行い、露光部と未露光部との幅が1:1の比率のラインパターンを、クロムガラスマスクを用いて、140mJ/cm2の露光量で露光した。その後、最小現像時間の2倍の現像時間で現像し、硬化レジストラインが正常に形成されている最小マスク幅を解像度の値とし、解像性を下記のようにランク分けした。なお、硬化レジストパターンの倒れ又は硬化レジスト同士の密着がなく、正常に形成されている最小マスク幅を評価した:
○:解像度の値が8μm以下;
×:解像度の値が8μmを超える;
溶解せず:サンプルが溶解しないため、評価できない。
ラミネート後15分経過した解像度評価用基板を、露光部と未露光部の幅が1:100の比率の独立線パターンのクロムガラスマスクを通して露光した。最小現像時間の2倍の現像時間で現像し、銅張積層板と密着している最も細い独立線パターンの線幅を密着性の値として以下のようにランク分けした。
○:密着性の値が10μm以下;
×:密着性の値が10μmを超える;
溶解せず:サンプルが溶解しないため、評価できない。
上記解像性評価用サンプルの作製方法に従い、基板を作製し、ラミネートし、現像し、レジストパターンを得た。最小現像時間に基づき、以下のようにランク分けした:
○:最小現像時間が28秒未満;
×:最小現像時間が28秒以上;
溶解せず:サンプルが溶解しないため、評価できない。
表1に示す組成のバインダーポリマーB−1〜B−10の溶液を調製し(B−1〜B−10の溶液では溶媒としてメチルエチルケトンを用い、固形分比47%に調整した。バインダーポリマーの重量平均分子量はそれぞれ31000であった。)、次に表2に示す組成(但し、各成分の数字は固形分としての配合量(質量部)を示す)の感光性樹脂組成物及び溶剤を十分に攪拌、混合して感光性樹脂組成物調合液とし、支持体として16μm厚のポリエチレンテレフタラートフィルム(三菱化学ポリエステルフィムル(株)製、R340−G16)の表面にバーコーターを用いて均一に塗布し、95℃の乾燥機中で2分間乾燥して感光性樹脂層を形成した。感光性樹脂層の厚みは20μmであった。
M−2:ヘプタプロピレングリコールジメタクリレート
M−3:ペンタエリスリトールトリアクリレートとペンタエリスリトールテトラアクリレートの7:3混合物(東亞合成製M−306、製品名)
M−4:トリシクロデカンジメタノールジメタクリレート(新中村化学工業(株)製NKエステルDCP、製品名)
M−5:ビスフェノールAの両端にそれぞれ平均2モルずつのエチレンオキサイドを付加したポリエチレングリコールのジメタクリレ−ト(新中村化学製BPE−200、製品名)
M−6:γ−クロロ−β−ヒドロキシプロピル−β−メタクリロイルオキシエチル−o−フタレート(大阪有機化学工業株式会社製、商品名「MECHPP」)
M−7:平均12モルのプロピレンオキサイドを付加したポリプロピレングリコールにエチレンオキサイドをさらに両端にそれぞれ平均3モルずつ付加したポリアルキレングリコールのジメタクリレ−ト
I−1:2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体
I−2:4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン
D−1:ダイアモンドグリーン
D−2:ロイコクリスタルバイオレット
X−1:1−(2−ジ-n-ブチルアミノメチル)−5−カルボキシルベンゾトリアゾールと1−(2−ジ−n−ブチルアミノメチル)−6−カルボキシルベンゾトリアゾールの1:1混合物
X−2: 3−[(3−tert−ブチル)−5−メチルー4−ヒドロキシフェニル]プロパン酸2モルとトリエチレングリコール1モルとの反応で得られる縮合物
X−3:ニトロソフェニルヒドロキシルアミンが3モル付加したアルミニウム塩
F−1:メチルエチルケトン
まず、実施例と比較例との対比により、本実施形態の感光性樹脂組成物を用いれば、高解像性を発現できることが分かる。
Claims (4)
- 全固形分を基準として、以下の:
(A)アルカリ可溶性高分子:30質量%〜70質量%;
(B)エチレン性不飽和二重結合を有する化合物:5質量%〜70質量%;及び
(C)光重合開始剤:0.01質量%〜20質量%;
を含む感光性樹脂組成物であって、
該(A)アルカリ可溶性高分子は、酸当量100〜600、及び重量平均分子量5,000〜200,000を有し、かつ下記一般式(I):
で表される1価の基である。}で表される単量体を含む単量体成分の共重合生成物を含む、前記感光性樹脂組成物。 - 前記(C)光重合開始剤として、2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体及び/又はアクリジン化合物を含む、請求項1に記載の感光性樹脂組成物。
- 支持体上に請求項1又は2に記載の感光性樹脂組成物が積層されている、感光性樹脂積層体。
- 請求項1又は2に記載の感光性樹脂組成物を基板上に積層するラミネート工程、
該感光性樹脂組成物を露光する露光工程、及び
該露光後の感光性樹脂組成物を現像する現像工程、
を含む、レジストパターンの形成方法。
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