具体实施方式
下面具体地说明本发明。
<感光性树脂组合物>
本发明的感光性树脂组合物含有下列必要成分:(a)20~90重量%的热塑性共聚物,其包含含α,β-不饱和羧基的单体作为共聚成分,该热塑性共聚物的酸当量为100~600,重均分子量为5千~50万,(b)5~75重量%的具有至少一个末端烯属不饱和基团的加成聚合性单体,和(c)0.01~30重量%的光聚合引发剂,光聚合性单体具有下述通式(I)的化合物和下述通式(II)的化合物。
式中,R1和R2是H或CH3,它们可以相同也可以不同;并且A和B是碳原子数为2~4的亚烷基,各自可以相同也可以不同;m1、m2、n1和n2分别独立地是0或正整数,m1、m2、n1和n2合计为2~40,
式中,R3、R4、R5和R6是H或CH3,它们可以相同也可以不同;并且,X、Y是碳原子数为2~4的亚烷基,它们彼此不同;p1、p2、p3、p4、p5、p6、p7和p8分别独立地是0或正整数,p1、p2、p3、p4、p5、p6、p7和p8合计为0~20。
(a)热塑性共聚物
本发明的感光性树脂组合物中,作为(a)热塑性共聚物使用包含含α,β-不饱和羧基的单体作为共聚成分、并且酸当量为100~600,重均分子量为5千~50万的热塑性共聚物。
热塑性共聚物中的羧基使感光性树脂组合物对由碱性水溶液构成的显影液和剥离液具有显影性和剥离性,因而是必需的。
酸当量优选为100~600,更优选为300~450。从确保与涂布溶剂或组合物中其它成分、后述(b)加成聚合性单体的相容性的观点考虑优选在100以上,另外从维持显影性和剥离性的观点考虑优选在600以下。这里,酸当量是指其中具有1当量羧基的热塑性共聚物的重量(克)。另外,酸当量的测定是使用平沼レポ一ティングタィトレ一タ一(COM-555),用0.1mol/L的NaOH水溶液根据电位滴定法来进行。
重均分子量优选为5千~50万。从维持感光抗蚀干膜的厚度均匀、获得对显影液的耐受性的观点考虑优选在5千以上,另外,从维持显影性的观点考虑优选在50万以下。更优选的是重均分子量为2万~10万。此时的重均分子量是指通过凝胶渗透色谱法(GPC)使用聚苯乙烯标准曲线测定的重均分子量。该重均分子量可以使用日本分光(株)制造的凝胶渗透色谱仪,在以下条件下测定。
差示折光率仪:RI-1530
泵:PU-1580
脱气装置:DG-980-50
柱加热炉:CO-1560
柱:依次为KF-8025、KF-806M×2、KF-807
洗提液:THF
热塑性共聚物优选为由至少一种以上后述第一单体和至少一种以上后述第二单体制得的共聚物。第一单体是分子中含有α,β-不饱和羧基的单体。例如可以举出(甲基)丙烯酸、富马酸、肉桂酸、巴豆酸、衣康酸、马来酸酐和马来酸半酯等。其中特别优选(甲基)丙烯酸。
第二单体是非酸性的、在分子中具有至少一个聚合性不饱和基团的单体。例如可以列举有(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯等(甲基)丙烯酸羟烷酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸苄酯、乙酸乙烯酯等乙烯醇的酯类、(甲基)丙烯腈、苯乙烯、以及可聚合的苯乙烯衍生物。其中,特别优选(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、苯乙烯、(甲基)丙烯酸苄酯。
优选第一单体在(a)热塑性共聚物中占5~50重量%。从维持碱性显影性的观点考虑,该量优选在5重量%以上,另外从抗蚀剂的物理耐久性的观点考虑优选在50重量%以下。优选第二单体在(a)热塑性共聚物中占50~95重量%。从保存稳定性的观点考虑,该量优选在50重量%以上,从维持抗蚀剂的柔软性和弯曲性的观点考虑优选在95重量%以下。
本发明中所用的(a)热塑性共聚物优选在以丙酮、甲乙酮或异丙醇等溶剂稀释上述第一单体和第二单体的混合物而制得的溶液中添加适量的过氧化苯甲酰、偶氮异丁腈等自由基聚合引发剂,通过加热搅拌进行合成。也有一边在反应液中滴加一部分混合物一边进行合成的情况。也有反应终止后,再加入溶剂以调整到期望的浓度的情况。作为合成方法除了溶液聚合以外,还可以使用本体聚合、悬浮聚合或乳液聚合。
本发明中,(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。
本发明的感光性树脂组合物中所含有的热塑性树脂共聚物的量在20~90重量%范围内,优选为25~70重量%范围内。其量从维持碱性显影性的观点考虑优选在20重量%以上,另外从由曝光形成的抗蚀图案充分发挥作为抗蚀剂的性能的观点考虑优选在90重量%以下。
(b)加成聚合性单体
作为本发明的感光性树脂组合物中所使用的(b)加成聚合性单体,从分辨率和附着力考虑,期望其含有下述通式(I)表示的化合物。
式中,R1和R2是H或CH3,它们可以相同也可以不同;并且A和B是碳原子数为2~4的亚烷基,各自可以相同也可以不同;m1、m2、n1和n2分别独立地是0或正整数,m1、m2、n1和n2合计为2~40。
作为上述通式(I)中A和B的代表实例,可以列举有亚乙基、亚丙基、亚异丙基、亚丁基、亚异丁基等。最适合的是亚乙基或亚异丙基。
作为亚烷氧基(A-O)链和(B-O)链的数目,m1、m2、n1和n2合计适合在2~40的范围内。进一步优选在4~14范围内。m1、m2、n1和n2合计为1以下时,在显影液中分散感光性树脂的情况下分散性变差。m1、m2、n1和n2合计为41以上时,分辨率降低。
作为上述通式(I)表示的光聚合性单体的具体例子可以列举有2,2-双[4-(丙烯酰氧基多乙氧基)环己基]丙烷或2,2-双[4-(甲基丙烯酰氧基多乙氧基)环己基]丙烷的乙氧基为单乙氧基、二乙氧基、三乙氧基、四乙氧基、五乙氧基、六乙氧基、七乙氧基、八乙氧基、九乙氧基、十乙氧基、十一乙氧基、十二乙氧基、十三乙氧基、十四乙氧基、十五乙氧基,另外亚烷基为亚乙基和亚丙基的混合物;还可以列举有2,2-双[4-(丙烯酰氧基多亚烷氧基)环己基]丙烷或2,2-双[4-(甲基丙烯酰氧基多亚烷氧基)环己基]丙烷的亚烷氧基为八乙氧基和二丙基氧基的嵌段结构的加成物或无规结构的加成物以及四乙氧基和四丙基氧基的嵌段结构的加成物或无规结构的加成物。它们中最优选2,2-双[4-(甲基丙烯酰氧基五乙氧基)环己基]丙烷。
本发明的感光性树脂组合物中,从抗蚀形状和耐药品性考虑,期望含有下述通式(II)表示的化合物作为加成聚合性的单体。
式中,R3、R4、R5和R6是H或CH3,它们可以相同也可以不同;并且,X、Y是碳原子数为2~4的亚烷基,它们彼此不同;p1、p2、p3、p4、p5、p6、p7和p8分别独立地是0或正整数,p1、p2、p3、p4、p5、p6、p7和p8合计为0~20。
作为上述通式(II)表示的加成聚合性单体的具体例子可以列举有季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇乙氧基化四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇丙氧基化四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇中加成平均2摩尔的环氧乙烷和平均2摩尔的环氧丙烷的二醇的四(甲基)丙烯酸酯等。它们可以单独使用,也可以2种以上结合使用。
作为加成聚合性单体,还优选下述通式(III)表示的化合物。
式中,R3、R4、R5和R6是H或CH3,它们可以相同也可以不同;并且,X是碳原子数为2~4的亚烷基;p1、p2、p3和p4是0或正整数,p1、p2、p3和p4合计为0~20。
作为上述通式(III)表示的加成聚合性单体的具体例子,可以列举出季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇乙氧基化四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇丙氧基化四(甲基)丙烯酸酯等,最优选季戊四醇乙氧基化四(甲基)丙烯酸酯。
作为本发明的感光性树脂组合物中所使用的(b)加成聚合性单体,可以使用上述以外的具有至少一个末端烯属不饱和基团的公知化合物。
例如可以列举有4-壬基苯基七乙二醇二丙二醇丙烯酸酯、2-羟基-3-苯氧基丙基丙烯酸酯、苯氧基六乙二醇丙烯酸酯、邻苯二甲酸酐和丙烯酸2-羟基丙酯的半酯化合物与环氧丙烷的反应产物(日本触媒化学制造,商品名OE-A 200)、4-正辛基苯氧基五丙二醇丙烯酸酯、2,2-双[4-((甲基)丙烯酰氧基多乙氧基)苯基]丙烷、1,6-己二醇(甲基)丙烯酸酯、1,4-环己二醇二(甲基)丙烯酸酯、或聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚氧乙烯聚氧丙烯二醇二(甲基)丙烯酸酯等聚氧亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯、2-二(对羟基苯基)丙烷二(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚三(甲基)丙烯酸酯、2,2-双(4-甲基丙烯酰氧基五乙氧基苯基)丙烷、六亚甲基二异氰酸酯和九丙二醇单甲基丙烯酸酯的尿烷化物等含有尿烷基的多官能团(甲基)丙烯酸酯、和异氰酸酯化合物的多官能团(甲基)丙烯酸酯。它们可以单独使用,也可以2种以上结合使用。
本发明的感光性树脂组合物中所含有的(b)加成聚合性单体中含有的以通式(I)表示的化合物的含量相对于感光性树脂组合物全体在2.5~72重量%的范围内,更优选在5~25重量%范围内。该量从分辨率和抗蚀形状考虑优选在2.5重量%以上,另外从抑制固化不良的观点考虑优选在72重量%以下。并且,通式(II)表示的化合物的含量相对于感光性树脂组合物全体在2.5~72重量%范围内,更优选为5~45重量%范围内。该量从附着力和耐药品性的观点考虑优选在2.5重量%以上,另外从固化抗蚀剂的剥离延迟的观点考虑优选在72重量%以下。
本发明的感光性树脂组合物中所含的(b)加成聚合性单体的量在5~75重量%范围内,更优选为15~70重量%。该量从抑制固化不良和显影时间的延迟考虑优选在5重量%以上,另外从抑制冷流、固化抗蚀剂的剥离延迟考虑优选在75重量%以下。
(c)光聚合引发剂
本发明中作为光聚合引发剂可以使用一般公知的光聚合引发剂,但是优选含有三芳基咪唑二聚体的情况。
作为上述三芳基咪唑二聚体的例子可以列举有2-(邻氯代苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体、2,2’,5-三-(邻氯代苯基)-4-(3,4-二甲氧基苯基)-4’,5’-二苯基咪唑二聚体、2,4-双-(邻氯代苯基)-5-(3,4-二甲氧基苯基)-二苯基咪唑二聚体、2,4,5-三-(邻氯代苯基)-二苯基咪唑二聚体、2-(邻氯代苯基)-双-4,5-(3,4-二甲氧基苯基)-咪唑二聚体、2,2’-双-(2-氟代苯基)-4,4’,5,5’-四-(3-甲氧基苯基)-咪唑二聚体、2,2’-双-(2,3-二氟代甲基苯基)-4,4’,5,5’-四-(3-甲氧基苯基)-咪唑二聚体、2,2’-双-(2,4-二氟代苯基)-4,4’,5,5’-四-(3-甲氧基苯基)-咪唑二聚体、2,2’-双-(2,5-二氟代苯基)-4,4’,5,5’-四-(3-甲氧基苯基)-咪唑二聚体、2,2’-双-(2,6-二氟代苯基)-4,4’,5,5’-四-(3-甲氧基苯基)-咪唑二聚体、2,2’-双-(2,3,4-三氟代苯基)-4,4’,5,5’-四-(3-甲氧基苯基)-咪唑二聚体、2,2’-双-(2,3,5-三氟代苯基)-4,4’,5,5’-四-(3-甲氧基苯基)-咪唑二聚体、2,2’-双-(2,3,6-三氟代苯基)-4,4’,5,5’-四-(3-甲氧基苯基)-咪唑二聚体、2,2’-双-(2,4,5-三氟代苯基)-4,4’,5,5’-四-(3-甲氧基苯基)-咪唑二聚体、2,2’-双-(2,4,6-三氟代苯基)-4,4’,5,5’-四-(3-甲氧基苯基)-咪唑二聚体、2,2’-双-(2,3,4,5-四氟代苯基)-4,4’,5,5’-四-(3-甲氧基苯基)-咪唑二聚体、2,2’-双-(2,3,4,6-四氟代苯基)-4,4’,5,5’-四-(3-甲氧基苯基)-咪唑二聚体和2,2’-双-(2,3,4,5,6-五氟代苯基)-4,4’,5,5’-四-(3-甲氧基苯基)-咪唑二聚体等。特别地,2-(邻氯代苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体是对于分辨率和固化膜的强度有良好效果的光聚合引发剂,因而优选使用。
它们可以单独使用或2种以上结合使用。
本发明的感光性树脂组合物中所含的三芳基咪唑二聚体的量相对于感光性树脂组合物的总和优选为0.01~10重量%,更优选为0.05~5重量%,最优选为0.1~4重量%。该量从获得充分的感光度考虑必须在0.01重量%以上,而且从维持高分辨率考虑优选在10重量%以下。
并且,本发明的感光性树脂组合物中还可以结合使用三芳基咪唑二聚体以外的光聚合引发剂。作为这样的光聚合引发剂可以列举有例如2-乙基蒽醌、八乙基蒽醌、1,2-苯并蒽醌、2,3-苯并蒽醌、2-苯基蒽醌、2,3-二苯基蒽醌、1-氯代蒽醌、1,4-萘醌、9,10-菲醌、2-甲基-1,4-萘醌、2,3-二甲基蒽醌、3-氯-2-甲基蒽醌等醌类、二苯甲酮、米希勒氏酮蚩[4,4’-双(二甲基氨基)二苯甲酮]、4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮等芳香族酮类、安息香、安息香乙醚、安息香苯基醚、甲基安息香、乙基安息香等安息香醚类、苄基二甲基缩酮、苄基二乙基缩酮、N-苯基甘氨酸、N-甲基-N-苯基甘氨酸、N-乙基-N-苯基甘氨酸等N-苯基甘氨酸类、噻吨酮类和烷基氨基安息香酸的组合,例如乙基噻吨酮和二甲基氨基安息香酸乙酯、2-氯代噻吨酮和二甲基氨基安息香酸乙酯、异丙基噻吨酮和二甲基氨基安息香酸乙酯的组合,9-苯基吖啶等吖啶类、1-苯基-1,2-丙二酮-2-O-安息香肟、1-苯基-1,2-丙二酮-2-(O-乙氧基羰基)肟等肟酯类。
作为三芳基咪唑二聚体以外的在本发明感光性树脂组合物中添加的光聚合引发剂的优选例子可以列举有二乙基噻吨酮、氯代噻吨酮等噻吨酮类、二甲基氨基安息香酸乙酯等二烷基氨基安息香酸酯类、二苯甲酮、4,4’-双(二甲基氨基)二苯甲酮[米希勒氏酮蚩]、4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮、9-苯基吖啶、N-苯基甘氨酸类、以1-苯基-3-(4-叔丁基-苯乙烯基)-5-(对叔丁基-苯基)-吡唑啉、1-(4-(苯并噁唑-2-基)苯基)-3-(4-叔丁基苯乙烯基)-5-(4-叔丁基苯基)-吡唑啉为代表的吡唑啉类及它们的组合。这其中,特别优选米希勒氏酮蚩或4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮、1-苯基-3-(4-叔丁基-苯乙烯基)-5-(对叔丁基-苯基)-吡唑啉、1-(4-(苯并噁唑-2-基)苯基)-3-(4-叔丁基苯乙烯基)-5-(4-叔丁基苯基)-吡唑啉。
本发明的感光性树脂组合物中所含的(c)光聚合引发剂的量优选为0.01~30重量%,更优选为0.1~15重量%。该量从获得充分的感光度考虑优选在0.01重量%以上,并且从高分辨率考虑优选在30重量%以下。
(d)其它成分
本发明的感光性树脂组合物中,除了上述成分以外,还可以采用染料、颜料等着色物质。作为这样的着色物质,可以列举有例如酞菁绿、结晶紫、甲基橙、尼罗蓝2B、维多利亚蓝、孔雀绿、碱性蓝20、钻石绿等。
另外,可以在本发明的感光性树脂组合物中添加显色剂以达到可通过曝光赋予可视图像。作为这样的显色系染料,有隐色染料、或荧烷染料和卤化物的组合。作为这里使用的染料除了上述染料以外,可以列举有作为卤化物的戊基溴、异戊基溴、亚异丁基二溴、亚乙基二溴、二苯基甲基溴、苄基溴、二溴甲烷、三溴代甲基苯基砜、四溴化碳、三(2,3-二溴代丙基)磷酸酯、三氯代乙酰胺、戊基碘、异丁基碘、1,1,1-三氯-2,2-双(对氯代苯基)乙烷、六氯乙烷、三嗪化合物等。
着色物质和显色剂的量在感光性树脂组合物中分别优选为0.01~10重量%。从可以充分辨认着色性(显色性)考虑优选在0.01重量%以上,从具有曝光部分和未曝光部分的对比性和维持保存稳定性考虑优选10重量%以下。
进而,为了提高本发明的感光性树脂组合物的热稳定性、保存稳定性,优选在感光性树脂组合物中含有自由基聚合阻聚剂、苯并三唑类。
作为这样的自由基聚合阻聚剂可以列举有例如对甲氧基苯酚、氢醌、连苯三酚、萘胺、叔丁基邻苯二酚、氯化亚铜、2,6-二叔丁基-对甲酚、2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、亚硝基苯羟胺铝盐、二苯基亚硝基胺等。
另外,作为苯并三唑类,可以列举有例如1,2,3-苯并三唑、1-氯-1,2,3-苯并三唑、双(N-2-乙基己基)氨基亚甲基-1,2,3-苯并三唑、双(N-2-乙基己基)氨基亚甲基-1,2,3-甲苯并三唑、双(N-2-羟乙基)氨基亚甲基-1,2,3-苯并三唑等。另外,作为羧基苯并三唑类,可以列举有例如4-羧基-1,2,3-苯并三唑、5-羧基-1,2,3-苯并三唑、N-(N,N-二-2-乙基己基)氨基亚甲基羧基苯并三唑、N-(N,N-二-2-羟乙基)氨基亚甲基羧基苯并三唑、N-(N,N-二-2-乙基己基)氨基亚乙基羧基苯并三唑等。
自由基聚合阻聚剂和苯并三唑类的合计添加量优选相对于感光性树脂组合物的总和为0.01~3重量%,更优选为0.05~1重量%。该量从对感光性树脂组合物赋予保存稳定性的观点考虑优选在0.01重量%以上,另外从维持光敏感性的观点考虑更优选为3重量%以下。
这些自由基聚合阻聚剂和苯并三唑类化合物可以单独使用,也可以2种以上结合使用。
本发明的感光性树脂组合物中根据需要还可以含有增塑剂等。作为这样的增塑剂,可以列举有例如聚乙二醇、聚丙二醇、聚氧丙烯聚氧乙烯醚、聚氧乙烯单甲醚、聚氧丙烯单甲醚、聚氧乙烯聚氧丙烯单甲醚、聚氧乙烯单乙醚、聚氧丙烯单乙醚、聚氧乙烯聚氧丙烯单乙醚等二醇·酯类、邻苯二甲酸二乙酯等邻苯二甲酸酯类、邻甲苯磺酰胺、对甲苯磺酰胺、柠檬酸三丁酯、柠檬酸三乙酯、乙酰基柠檬酸三乙酯、乙酰基柠檬酸三正丙酯、乙酰基柠檬酸三正丁酯。
增塑剂等的量,在感光性树脂组合物中优选为5~50重量%,更优选为5~30重量%。从抑制显影时间的延迟、赋予固化膜柔软性的观点考虑优选在5重量%以上,另外从抑制固化不足和冷流的观点考虑优选在50重量%以下。
为了将上述(a)~(c)、尤其为了将(d)均匀地溶解制得混合液,本发明的感光性树脂组合物也可以含有溶剂。作为所用的溶剂可以列举有以甲乙酮(MEK)为代表的酮类、甲醇、乙醇、异丙醇等醇类。调整溶剂以使感光性树脂组合物的混合液的粘度优选在25℃下为500~4000mPa·sec。
<透射率>
本发明的感光性树脂组合物,在支撑体上涂布感光性树脂组合物、干燥得到的感光性树脂层在波长405nm(h射线)下的透射率以膜厚40μm换算更优选为15~40%。
透射率大于40%时会有对光的活性不充分、感光度降低的倾向,结果导致生产率降低。另外透射率不到15%时光达不到干膜底部,会有丧失与基材的附着力的倾向。基于这些理由,在405nm下的透射率优选为15~40%,更优选为20~35%。
<感光性树脂层压体>
本发明的感光性树脂层压体由感光性树脂层和支撑该层的支撑体构成,根据需要也可以在感光性树脂层的与支撑体相反一侧的表面上具有保护层。
作为这里使用的支撑体期望是由曝光光源放射出的光透过的透明的支撑体。作为这样的支撑体可以列举有聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚氯乙烯薄膜、氯乙烯共聚物薄膜、聚偏氯乙烯薄膜、偏氯乙烯共聚物薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯共聚物薄膜、聚苯乙烯薄膜、聚丙烯腈薄膜、苯乙烯共聚物薄膜、聚酰胺薄膜、纤维素衍生物薄膜等。这些薄膜也可以使用根据需要拉伸的制品。优选雾度为5以下的制品。支撑体的厚度薄,在图像形成性和经济上考虑是有利的,但是因为必须要维持一定的强度等,优选使用10~30μm的支撑体。
另外,用于感光性树脂层压体的保护层的一个重要特性是:在与感光性树脂层的附着力方面,保护层比支撑体充分小且容易剥离。例如优选使用聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜等作为保护层。另外可以使用日本专利特开昭59-202457号公报中公开的剥离性优良的薄膜。
保护层的膜厚优选为10~100μm,更优选为10~50μm。
本发明的感光性树脂层压体中的感光性树脂层的厚度可以根据用途而不同,但是优选为5~100μm,更优选为7~60μm,越薄分辨率越好,而越厚膜强度越高。
将支撑体、感光性树脂层以及根据需要设置的保护层依次层压而制备本发明的感光性树脂层压体的方法可以采用目前公知的方法。
例如将用于感光性树脂层的感光性树脂组合物与溶解它的溶剂混合,制得均匀的溶液,首先在支撑体上使用线棒涂布器或辊涂器涂布、干燥,从而在支撑体上层压由感光性树脂组合物制得的感光性树脂层。
接着,根据需要,可以通过在感光性树脂层上层压保护层来制造感光性树脂层压体。
<抗蚀图案的形成方法>
使用本发明的感光性树脂层压体的抗蚀图案可以通过包括层压工序、曝光工序和显影工序的工序来形成。下面示出具体方法的一个例子。
首先,使用层压机进行层压工序。在感光性树脂层压体具有保护层的情况下剥离保护层后,用层压机在基板表面加热压粘感光性树脂层而进行层压。此时,感光性树脂层可以只层压在基板的单面上,也可以层压在两面上。此时的加热温度一般为40~160℃。并且该加热压粘可以通过进行两次以上来提高附着力和耐药品性。此时,压粘可以使用带有双联辊的二段式层压机,也可以重复通过几次辊来进行压粘。
接着,使用曝光机进行曝光工序。如果需要的话剥离支撑体,通过光掩模用活性光进行曝光。曝光量根据光源照度和曝光时间来确定。也可以使用光量计来测定。
曝光工序中可以使用无掩模的曝光方法。无掩模曝光不使用光掩模而在基板上直接描绘来曝光。作为光源可以使用波长为350~410nm的半导体激光、超高压汞灯等。描绘的图案是通过计算机来控制的,此时的曝光量根据光源照度和基板的移动速度来确定。
接着,使用显影装置进行显影工序。曝光后,感光性树脂层上具有支撑体的情况下可以根据需要将其除去,接着使用碱性水溶液显影液将未曝光部分显影除去,得到抗蚀图像。作为碱性水溶液,使用Na2CO3、K2CO3等的水溶液。它们可以根据感光性树脂层的特性来选择,但是一般是浓度为0.2~2重量%的、20~40℃的Na2CO3水溶液。在该碱性水溶液中,还可以混入表面活性剂、消泡剂、用于促进显影的少量有机溶剂等。
通过上述工序获得抗蚀图案,还可以根据情况进一步进行100~300℃的加热工序。通过实施该加热工序,可以进一步提高耐药品性。加热可以使用热风、红外线、远红外线等方式的加热炉。
<印制线路板的制备方法>
本发明的印制线路板的制备方法是在使用覆铜箔层压板、柔性基板作为基板的上述抗蚀图案的形成方法之后,继续进行下面的工序。
首先,采用蚀刻法或镀敷法等已知的方法加工由显影露出的基板的铜表面,从而形成导体图案。
然后,通过用具有比显影液更强的碱性的水溶液从基板上剥离抗蚀图案,得到期望的印制线路板。剥离用的碱性水溶液(以下也称为“剥离液”)没有特别限制,但是一般使用浓度为2~5重量%、40~70℃的NaOH、KOH水溶液。剥离液中还可以加入少量的水溶性溶剂。
<引线框的制造方法>
本发明的引线框的制造方法是在使用铜、铜合金、铁系合金等金属板作为基板的上述抗蚀图案的形成方法之后,再继续进行下面的工序。
首先,蚀刻由显影露出的基板,形成导体图案。
然后,采用与上述印制线路板的制造方法相同的方法来剥离抗蚀图案,得到期望的引线框。
<半导体封装体的制造方法>
本发明的半导体封装体的制造方法是在使用已形成了LSI(大规模集成电路)电路的晶圆作为基板的上述抗蚀图案的形成方法之后,再继续进行下面工序。
对由显影曝光的开口部位施加铜、焊剂等的柱状的镀敷,形成导体图案。
然后,采用与上述印制线路板的制造方法相同的方法剥离抗蚀图案,进而通过将柱状镀敷以外的部分的薄金属层蚀刻除去,得到期望的半导体封装体。
<喷砂加工方法>
使用本发明的感光性树脂层压体作为感光抗蚀干膜,通过喷砂工艺在基材上实施加工的情况下,采用与上述方法相同的方法在基材上层压感光性树脂层压体,实施曝光、显影。进而进行从所形成的抗蚀图案的上方吹喷砂材料而切削到目标深度的喷砂处理工序,经过用碱性剥离液等从基材上除去残存于其上的树脂部分的剥离工序,可以在基材上进行微细图案的加工。在上述喷砂处理工序中所使用的喷砂材料可以使用公知的材料,例如可以使用SiC、SiO2、Al2O3、CaCO3、ZrO、玻璃、不锈钢等的2~100μm左右的微粒。
实施例
下面通过实施例来进一步详细说明本发明的实施形态。
首先说明实施例和比较例的评价用样品的制造方法,接着示出所获得的样品的评价方法及其评价结果。
1.评价用样品的制备
实施例和比较例中的感光性树脂层压体的制作如下所述。
<感光性树脂层压体的制备>
充分搅拌、混合表1所示组成的感光性树脂组合物,使用线棒涂布器均匀地涂布到作为支撑体的16μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜的表面上,在95℃的干燥机中干燥3分钟,形成感光性树脂层。感光性树脂层的厚度为40μm。另外,表1中P-1的重量份为包含甲乙酮的值。
接着,在感光性树脂层的没有层压聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜的表面上贴合作为保护层的23μm厚的聚乙烯薄膜,得到感光性树脂层压体。
表1中用缩略号表示的感光性树脂组合物中的材料成分的名称在表2中示出。
另外,比较例1~4是不含有本发明中所用的上述通式(I)表示的化合物和上述通式(II)或(III)表示的化合物的组合物。比较例5是含有上述通式(I)表示的化合物,但是不含上述通式(II)或(III)表示的化合物的组合物。比较例6是含有上述通式(II)表示的化合物,但是不含上述通式(I)表示的化合物的组合物。
<基板表面的处理>
用于评价感光度、分辨率的基板使用层压了35μm压延铜箔的1.6mm厚的覆铜箔层压板,对表面进行湿式抛光辊研磨(スリ一ェム(株)制造,スコッチブラィト(注册商标)HD#600,通过两次)。
<层压>
一边剥离感光性树脂层压体的聚乙烯薄膜,一边用热辊层压机(旭化成ェレクトロニクス(株)制造、AL-70)在辊温105℃下将其层压到经表面处理并预热到60℃的覆铜箔层压板上。气压为0.35MPa,层压速度为1.5m/min。
<曝光>
(整体曝光)在感光性树脂层上将评价所需的掩模薄膜放在作为支撑体的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜上,利用超高压汞灯(ォ一ク制作所制造,HMW-201KB)根据下述的感光度评价以阶段式曝光表段数为8的曝光量进行曝光。
(直接描绘曝光)利用直接描绘式曝光装置(PIIC(株)制造,DI曝光机“DI-2080”,光源:GaN蓝紫光二极管、主波长405nm)根据下述的感光度评价以阶段式曝光表段数为8的曝光量进行曝光。
<显影>
剥离聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜后,将30℃的1重量%的Na2CO3水溶液喷洒规定时间,溶解除去感光性树脂层的未曝光部分。此时,将完全溶解未曝光部分的感光性树脂层所需要的最少时间作为最小显影时间。
<蚀刻>
在由显影形成抗蚀图案的评价基板上,将氯化铜浓度为250g/l、盐酸浓度为3mol/l的50℃的氯化铜蚀刻液喷洒规定时间,将覆铜箔层压板上的没有被抗蚀图案覆盖的部分的铜箔溶解除去。
2.评价方法
(1)透射率的测定
从上述<感光性树脂层压体的制备>工序中得到的感光性树脂层压体上剥离聚乙烯薄膜,使用UV-vis分光仪(岛津制作所(株)制造,UV-240),测定波长为405nm的光的透射率。此时,在分光仪的参比一侧放入和该感光性树脂层压体中所用的相同的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜,消除来自聚对苯二甲酸乙二醇酯的透射率。
(2)感光度测定
使用明亮度从透明到黑色分2 1段变化的スト一ファ一制造的2 1段阶段式曝光表,对上述<层压>工序后经过1 5分钟的感光度、分辨率评价用基板进行曝光。曝光后,以最小显影时间的2倍显影时间进行显影,确定完全残存抗蚀膜的阶段式曝光表段数为8时的曝光量。
◎:曝光量为10mJ/cm2以下。
○:曝光量超过10mJ/cm2,在25mJ/cm2以下。
△:曝光量超过25mJ/cm2,在50mJ/cm2以下。
×:曝光量超过50mJ/cm2。
(3)分辨率的评价
通过曝光部分和未曝光部分的宽度为1∶1的比例的线型图案掩模,对上述<层压>工序后经过15分钟的感光度、分辨率评价用基板进行曝光。以最小显影时间的2倍显影时间进行显影,以正常形成固化抗蚀线的最小掩模线宽作为分辨率值。
◎:分辨率值在30μm以下。
○:分辨率值超过30μm,在45μm以下。
△:分辨率超过45μm。
(4)附着力的评价
通过曝光部分和未曝光部分的宽度为1∶100的比例的线型图案掩模,对上述<层压>工序后经过15分钟的感光度、附着力评价用基板进行曝光。以最小显影时间的2倍显影时间进行显影,以正常形成固化抗蚀线的最小掩模线宽作为附着力值。
◎:附着力值在30μm以下。
○:附着力值超过30μm,在45μm以下。
△:附着力超过45μm。
(5)耐药品性
以曝光部分和未曝光部分的宽度为100μm∶100μm的比例的线型图案掩模数据,对上述<层压>工序后经过15分钟的分辨率评价用基板进行直接描绘曝光。以最小显影时间的2倍显影时间进行显影,以最短蚀刻时间的1.5倍的时间进行蚀刻。蚀刻后,用光学显微镜观察上述100μm图案部分中抗蚀剂的状态。
○:抗蚀剂在基材上充分附着,没有观察到剥离的地方。
×:通过蚀刻工序,抗蚀剂从基材剥离。
(6)抗蚀形状
以曝光部分和未曝光部分的宽度为100μm∶100μm的比例的线型图案掩模数据,对上述<层压>工序后经过15分钟的分辨率评价用基板进行直接描绘曝光,以最小显影时间的2倍显影时间进行显影。用光学显微镜观察由显影形成的线的形状,根据下面的标准来分级。
○:所形成的线锐利,在相当于角的抗蚀图案底部没有未曝光树脂残存。
×:所形成的线不锐利,在相当于角的抗蚀图案底部明显残存有未曝光的树脂、发黑。
3.评价结果
实施例和比较例的评价结果示于表1中。