CN114901454A - 感光性元件、抗蚀剂图案的形成方法及印刷线路板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明所涉及的感光性元件具备:支撑膜;及感光层,形成于该支撑膜的第1面上,支撑膜中的第1面的表面电阻率为1×1013~1×1017Ω,与第1面相反的一侧的第2面的表面电阻率为1×108~1×1012Ω。
Description
技术领域
本发明涉及一种感光性元件、抗蚀剂图案的形成方法及印刷线路板的制造方法。
背景技术
在印刷线路板的制造领域中,作为用于蚀刻处理或镀敷处理等的抗蚀剂材料,广泛地使用一种感光性元件,该感光性元件具备在支撑膜上使用感光性树脂组合物来形成的层(以下,也称为“感光层”)。
印刷线路板是使用感光性元件,例如通过以下步骤来制造的。即,首先,将感光性元件的感光层层压于覆铜层叠板等电路形成用基板上。接着,经由掩模膜等对感光层进行曝光来形成光固化部。此时,在曝光前或曝光后剥离支撑膜。然后,用显影液去除感光层的除光固化部以外的区域来形成抗蚀剂图案。接着,将抗蚀剂图案作为抗蚀剂,实施蚀刻处理或镀敷处理来形成导体图案,最后剥离(去除)感光层的光固化部(抗蚀剂图案)。
作为用于感光性元件的支撑膜,有时使用规定了雾度值的支撑膜、限制了润滑剂粒子尺寸的支撑膜等(例如,参考专利文献1及2)。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2001-13681号公报
专利文献2:日本特开2014-74764号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
随着近年来电路形成的高分辨率化,对用于其的感光性元件及曝光装置所要求的分辨率变高,源自感光性元件的支撑膜的润滑剂或其凝聚物的抗蚀剂缺损(例如,抗蚀剂的碎裂等缺陷)的增加成为问题。并且,若在支撑膜的未形成有感光层的面附着空气中的异物等,则在未剥离支撑膜的情况下进行感光层的曝光时,容易因附着于支撑膜的异物等而产生抗蚀剂缺损。
本发明的目的在于提供一种能够减少发生抗蚀剂缺损的感光性元件、使用该感光性元件的抗蚀剂图案的形成方法及印刷线路板的制造方法。
用于解决技术课题的手段
本发明所涉及的感光性元件具备:支撑膜;及感光层,形成于该支撑膜的第1面上,支撑膜中的第1面的表面电阻率为1×1013~1×1017Ω,与第1面相反的一侧的第2面的表面电阻率为1×108~1×1012Ω。
本发明所涉及的抗蚀剂图案的形成方法包括:层叠工序,将上述感光性元件以感光层、支撑膜的顺序层叠于基板上;曝光工序,通过支撑膜向感光层的规定部分照射活性光线而形成光固化部;及显影工序,去除感光层中的除光固化部以外的区域。
本发明所涉及的印刷线路板的制造方法包括:对具有通过上述抗蚀剂图案的形成方法而形成的抗蚀剂图案的基板进行蚀刻处理或镀敷处理来形成导体图案的工序。
发明效果
根据本发明,能够提供能够减少抗蚀剂缺损数量的感光性元件、使用该感光性元件的抗蚀剂图案的形成方法及印刷线路板的制造方法。
附图说明
图1是表示感光性元件的一实施方式的示意剖视图。
图2是表示3层结构的支撑膜的一实施方式的示意剖视图。
图3是表示2层结构的支撑膜的一实施方式的示意剖视图。
具体实施方式
以下,对本发明进行详细说明。在本说明书中,使用“~”表示的数值范围表示将记载于“~”前后的数值分别作为最小值及最大值而包含的范围。在本说明书中阶段性地记载的数值范围中,某一阶段的数值范围的上限值或下限值可以替换为其他阶段的数值范围的上限值或下限值。在本说明书中所记载的数值范围中,该数值范围的上限值或下限值也可以替换为实施例所示的值。
在本说明书中,“(甲基)丙烯酸”是指“丙烯酸”及与其对应的“甲基丙烯酸”中的至少一者,关于(甲基)丙烯酸酯等其他类似表现也相同。
在本说明书中,“固体成分”是指感光性树脂组合物中所包含的除水、溶剂等挥发物质以外的不挥发成分,在对该树脂组合物进行了干燥时,表示未挥发而残留的成分,并且还包括在25℃附近的室温下为液态、糖浆状及蜡状的成分。
[感光性元件]
本实施方式的感光性元件具备支撑膜和形成于该支撑膜的第1面上的感光层。图1是表示感光性元件的一实施方式的示意剖视图。如图1所示,本实施方式所涉及的感光性元件1具备支撑膜10和感光层20。
(支撑膜)
在支撑膜10的第1面10a上设置有感光层20。支撑膜10在与第1面10a相反的一侧具有第2面10b。支撑膜中的第1面10a的表面电阻率大于第2面10b的表面电阻率。
从减少抗蚀剂缺损的观点考虑,第1面的表面电阻率为1×1013~1×1017Ω,第2面的表面电阻率为1×108~1×1012Ω。第1面的表面电阻率也可以为1×1014~1×1016Ω。第2面的表面电阻率也可以为1×109~1×1011。
从进一步减少抗蚀剂缺损的观点考虑,本实施方式所涉及的支撑膜可以在第1面侧具有包含润滑剂的第1层,在第2面侧具有包含耐电防止剂及润滑剂的第2层。支撑膜可以为具有第1层和第2层的2层结构,也可以为在第1层与第2层之间还具有基材层的3层结构。
图2是表示3层结构的支撑膜的一实施方式的示意剖视图。支撑膜10具有第1层12、基材层16及第2层14。第1层12位于设置感光层20的支撑膜的第1面10a侧。第2层14设置于基材层16中的与第1层12相反的一侧,位于支撑膜10的第2面10b侧。支撑膜可以为3层结构的双轴取向聚酯膜。
第1层12为包含润滑剂的层。第1层12的厚度可以为0.05~3.0μm、0.1~2.0μm或0.2~1.0μm。
第2层14为包含耐电防止剂及润滑剂的层。第2层14的厚度可以为0.05~3.0μm、0.1~2.0μm或0.2~1.0μm。耐电防止剂可以不均匀地分散于第2层14中,且可以存在于第2层14的不与基材层16接触的一侧(第2面10b侧)。
基材层16为不包含润滑剂及抗静电剂的层。基材层例如可以由包含聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚-2,6-萘二甲酸乙二酯(PEN)等聚酯的聚酯膜构成。基材层16的厚度可以为5~40μm、8~30μm或10~25μm。
3层结构的支撑膜例如能够通过使用辊涂、流涂、喷涂、帘流涂布(curtain flowcoat)、浸涂、狭缝涂布等公知的方法在基材层上分别形成第1层及第2层来制作。
图3是表示2层结构的支撑膜的一实施方式的示意剖视图。支撑膜10具有第1层22及第2层24。第1层22位于设置感光层20的支撑膜的第1面10a侧。第2层24位于第2面10b侧。支撑膜可以为2层结构的双轴取向聚酯膜。
第1层22为包含润滑剂的层。第1层22的厚度可以为6~50μm、8~40μm或10~25μm。
第1层可以利用将润滑剂揉进聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚-2,6-萘二甲酸乙二酯(PEN)等聚酯中的方法来形成。
第2层24为包含耐电防止剂及润滑剂的层。第2层24的厚度可以为0.05~3.0μm、0.1~2.0μm或0.2~1.0μm耐电防止剂可以不均匀地分散于第2层24中,且可以存在于第2层24的不与第1层22接触的一侧(第2面10b侧)。
2层结构的支撑膜例如可以在形成第1层22之后,使用辊涂、流涂、喷涂、帘流涂布、浸涂、狭缝涂布等公知的方法在第1层22上形成第2层24。
第1层及第2层中所包含的润滑剂的平均粒径优选为1μm以下,可以为0.1~1μm、0.1~0.8μm或0.2~0.5μm。从提高支撑膜的第1面10a的平滑性的观点考虑,第1层中所包含的润滑剂的平均粒径优选小于第2层中所包含的润滑剂的平均粒径。润滑剂的平均粒径能够通过使用扫描型电子显微镜观察支撑膜的表面来测定。
从提高支撑膜的第1面10a的平滑性的观点考虑,第1层中所包含的润滑剂的个数优选少于第2层中所包含的润滑剂的个数。第1层中所包含的润滑剂的个数在每15μm×15μm中优选为150以下,可以为10~120或15~100。第2层中所包含的润滑剂的个数在每150μm×150μm见方中优选为500以下,可以为200~480或300~460。润滑剂的个数能够通过使用共聚焦激光显微镜观察支撑膜的表面来测定。
作为润滑剂,只要为不阻碍支撑膜的透光性且用于聚酯膜的制作的成分,则不受特别限定,可以为无机系润滑材料或有机系润滑剂。作为无机系润滑材料,例如可以举出二氧化硅、碳酸钙、氧化铝、硅灰石、高岭土、氧化锌、硫酸钡、磷酸钙、钙、钡、锌或锰与对苯二甲酸的盐。作为有机系润滑剂,例如可以举出聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等交联高分子。
抗静电剂可以在不阻碍支撑膜的透光性的范围内选择。作为抗静电剂,例如可以举出聚氧亚烷基二醇(polyoxyalkylene glycol)等含有羟基的化合物、烷氧基聚噻吩等π共轭系聚合物、三硬脂酸甘油酯等具有3个以上的羟基的多元醇与碳原子数为12以上的脂肪族单羧酸的酯产物、十二烷基苯磺酸锂等含有锂金属的化合物、十二烷基苯磺酸钠等有机磺酸金属盐及三氟甲磺酸锂等含有锂金属的化合物。
支撑膜的雾度(Haze)可以为0.01~5.0%、0.01~1.5%、0.01~1.0%或0.01~0.5%。雾度是指依据JIS K7105中规定的方法,使用市售的雾度计(浊度计)测定出的值。雾度例如能够用NDH-5000(NIPPON DENSHOKU INDUSTRIES Co.,LTD.制造,商品名)等市售的浊度计来测定。
支撑膜的厚度可以为5~50μm、8~40μm、10~30μm或10~25μm。
(感光层)
感光层20为由感光性树脂组合物形成的层。作为为了形成感光层20而使用的感光性树脂组合物,并不受特别限定。感光性树脂组合物可以含有(A)粘合剂聚合物、(B)光聚合性化合物及(C)光聚合引发剂。
(A)粘合剂聚合物(以下,也称为“(A)成分”)例如能够通过使聚合性单体进行自由基聚合来制造。作为聚合性单体,例如可以举出苯乙烯或苯乙烯衍生物、二丙酮丙烯酰胺等丙烯酰胺、丙烯腈、乙烯基-正丁醚等乙烯醇的醚类、(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、2,2,2-三氟乙基(甲基)丙烯酸酯、2,2,3,3-四氟丙基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸、α-溴代丙烯酸、α-氯代丙烯酸、β-呋喃基(甲基)丙烯酸、β-苯乙烯基(甲基)丙烯酸、马来酸、马来酸酐、马来酸单甲酯、马来酸单乙酯、马来酸单异丙酯等马来酸单酯、富马酸、肉桂酸、α-氰基肉桂酸、衣康酸、巴豆酸及丙炔酸。聚合性单体可以单独使用一种或者组合使用两种以上。
从碱显影性的观点考虑,(A)成分可以具有羧基。具有羧基的(A)成分例如能够通过使具有羧基的聚合性单体与其他聚合性单体进行自由基聚合来制造。作为具有羧基的聚合性单体,可以为(甲基)丙烯酸,也可以为甲基丙烯酸。
从平衡良好地提高碱显影性和耐碱性的观点考虑,以(A)成分的总量为基准,基于具有羧基的聚合性单体的结构单元的含量可以为10~50质量%、15~40质量%或20~35质量%。当羧基含量为10质量%以上时,具有碱显影性提高的倾向,当为50质量%以下时,具有耐碱性优异的倾向。
具有羧基的(A)成分的酸值可以为50~250mgKOH/g、50~200mgKOH/g或100~200mgKOH/g。
从密合性及剥离特性的观点考虑,(A)成分可以具有基于苯乙烯或苯乙烯衍生物的结构单元。苯乙烯衍生物为乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯等苯乙烯的α位或芳香环中的氢原子被取代的能够聚合的化合物。(A)成分中的基于苯乙烯或苯乙烯衍生物的结构单元的含量可以为10~60质量%、15~50质量%、35~50质量%或40~50质量%。当该含量为10质量%以上时,具有密合性提高的倾向,当为60量%以下时,具有能够抑制在显影时剥离片变大且抑制剥离所需时间的长时间化的倾向。
从提高分辨率的观点考虑,(A)成分可以具有基于(甲基)丙烯酸苄酯的结构单元。(A)成分中的源自(甲基)丙烯酸苄酯的结构单元的含量可以为10~40质量%、15~35质量%或20~30质量%。
从提高可塑性的观点考虑,(A)成分可以具有基于(甲基)丙烯酸烷基酯的结构单元。作为(甲基)丙烯酸烷基酯,例如可以举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯及(甲基)丙烯酸十二烷基酯。
(A)成分的重均分子量(Mw)可以为10000~300000、150000~150000、200000~100000或25000~80000。当(A)成分的Mw为10000以上时,具有耐显影液性优异的倾向,当为300000以下时,具有抑制显影时间延长的倾向。(A)成分的分散度(重均分子量/数均分子量)可以为1.0~3.0或1.0~2.0。若分散度变小,则具有分辨率提高的倾向。
本说明书中的重均分子量及数均分子量为通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定并以标准聚苯乙烯作为标准试样进行了换算的值。
(A)成分可以单独使用一种或者组合使用两种以上。作为组合使用两种以上时的(A)成分,例如可以举出由不同的聚合性单体形成的两种以上的粘合剂聚合物、不同Mw的两种以上的粘合剂聚合物及不同分散度的两种以上的粘合剂聚合物。
相对于(A)成分及后述的(B)成分的总量100质量份,(A)成分的含量可以为30~80质量份、40~75质量份、50~70质量份或50~60质量份。若(A)成分的含量在该范围内,则感光层的光固化部的强度变得更加良好。
作为(B)光聚合性化合物(以下,也称为“(B)成分”),可以使用在分子内具有至少一个烯属不饱和键的化合物。(B)成分可以单独使用一种或者组合使用两种以上。
(B)成分所具有的烯属不饱和键只要能够进行光聚合,则不受特别限定。作为烯属不饱和键,例如可以举出(甲基)丙烯酰基等α,β-不饱和羰基。作为具有α,β-不饱和羰基的光聚合性化合物,例如可以举出多元醇的α,β-不饱和羧酸酯、双酚型(甲基)丙烯酸酯、含有缩水甘油基的化合物的α,β-不饱和羧酸加成物、具有氨基甲酸酯键的(甲基)丙烯酸酯、壬基苯氧基聚亚乙基氧基丙烯酸酯、具有邻苯二甲酸骨架的(甲基)丙烯酸酯及(甲基)丙烯酸烷基酯。
作为多元醇的α,β-不饱和羧酸酯,例如可以举出亚乙基的数量为2~14的聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、亚丙基的数量为2~14的聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、亚乙基的数量为2~14且亚丙基的数量为2~14的聚乙烯-聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、EO改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、PO改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、EO、PO改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯及具有源自二季戊四醇或季戊四醇的骨架的(甲基)丙烯酸酯化合物。“EO改性”是指具有环氧乙烷(EO)基的嵌段结构的物质,“PO改性”是指具有环氧丙烷(PO)基的嵌段结构的物质。
从提高抗蚀剂图案的柔软性的观点考虑,(B)成分可以包含聚亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯。聚亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯可以具有EO基及PO基中的至少一者,也可以具有EO基及PO基这两者。在具有EO基及PO基这两者的聚亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯中,EO基及PO基分别可以连续嵌段地存在,也可以无规地存在。并且,PO基可以为氧亚正丙基或氧亚异丙基中的任一者。另外,在(聚)氧亚异丙基中,可以是亚丙基的仲碳键合于氧原子,也可以是伯碳键合于氧原子。
作为聚亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯的市售品,例如可以举出FA-023M(HitachiChemical Co.,Ltd.制造)、FA-024M(Hitachi Chemical Co.,Ltd.制造)及NK Ester HEMA-9P(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)。
从提高抗蚀剂图案的柔软性的观点考虑,(B)成分可以包含具有氨基甲酸酯键的(甲基)丙烯酸酯。作为具有氨基甲酸酯键的(甲基)丙烯酸酯,例如可以举出在β位具有OH基的(甲基)丙烯酸类单体与二异氰酸酯(异氟尔酮二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯等)的加成反应物、三((甲基)丙烯酰氧基四乙二醇异氰酸酯)六亚甲基异氰脲酸酯、EO改性氨基甲酸酯二(甲基)丙烯酸酯及EO、PO改性氨基甲酸酯二(甲基)丙烯酸酯。
作为EO改性氨基甲酸酯二(甲基)丙烯酸酯的市售品,例如可以举出“UA-11”及“UA-21EB”(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)。作为EO、PO改性氨基甲酸酯二(甲基)丙烯酸酯的市售品,例如可以举出“UA-13”(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)。
从容易形成厚膜的抗蚀剂图案且平衡良好地提高分辨率及密合性的观点考虑,(B)成分可以包含具有源自二季戊四醇或季戊四醇的骨架的(甲基)丙烯酸酯化合物。具有源自二季戊四醇或季戊四醇的骨架的(甲基)丙烯酸酯化合物优选具有4个以上(甲基)丙烯酰基,可以为二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯或二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯。
作为(B)成分,可以含有使α,β-不饱和羧酸与多元醇进行反应而获得的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物。多官能(甲基)丙烯酸酯化合物可以具有EO基及PO基中的至少一者,也可以具有EO基及PO基这两者。作为这种化合物,可以使用具有EO基的二季戊四醇(甲基)丙烯酸酯等。作为具有EO基的二季戊四醇(甲基)丙烯酸酯的市售品,例如可以举出DPEA-12(Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造)等。
从提高分辨率及固化后的剥离特性的观点考虑,(B)成分可以包含双酚型(甲基)丙烯酸酯,也可以包含双酚型(甲基)丙烯酸酯之中的双酚A型(甲基)丙烯酸酯。作为双酚A型(甲基)丙烯酸酯,例如可以举出2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基聚乙氧基)苯基)丙烷、2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基聚丙氧基)苯基)丙烷、2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基聚丁氧基)苯基)丙烷及2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基聚乙氧基聚丙氧基)苯基)丙烷。
作为能够商购获得的产品,例如2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基二乙氧基)苯基)丙烷可以举出BPE-200(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.),2,2-双(4-(甲基丙烯酰氧基五乙氧基)苯基)丙烷可以举出BPE-500(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.)、FA-321M(Hitachi Chemical Co.,Ltd.)等。
作为壬基苯氧基聚亚乙基氧基丙烯酸酯,例如可以举出壬基苯氧基四亚乙基氧基丙烯酸酯、壬基苯氧基五亚乙基氧基丙烯酸酯、壬基苯氧基六亚乙基氧基丙烯酸酯、壬基苯氧基七亚乙基氧基丙烯酸酯、壬基苯氧基八亚乙基氧基丙烯酸酯、壬基苯氧基九亚乙基氧基丙烯酸酯、壬基苯氧基十亚乙基氧基丙烯酸酯及壬基苯氧基十一亚乙基氧基丙烯酸酯。
作为具有邻苯二甲酸骨架的(甲基)丙烯酸酯,例如可以举出γ-氯-β-羟基丙基-β’-(甲基)丙烯酰氧基乙基-邻苯二甲酸酯、β-羟基乙基-β’-(甲基)丙烯酰氧基乙基-邻苯二甲酸酯及β-羟基丙基-β’-(甲基)丙烯酰氧基乙基-邻苯二甲酸酯。γ-氯-β-羟基丙基-β’-甲基丙烯酰氧基乙基-邻苯二甲酸酯能够作为FA-MECH(Hitachi Chemical Co.,Ltd.)而商购获得。
作为(C)光聚合引发剂(以下,也称为“(C)成分”),只要能够使(B)成分进行聚合,则无特别限制,可以从通常使用的光聚合引发剂中适当选择。(C)成分可以单独使用一种或者组合使用两种以上。
作为(C)成分,例如可以举出酰基氧化膦类、肟酯类、芳香族酮类、醌类、烷基苯酮类、咪唑类、吖啶类、苯基甘氨酸类、香豆素类等光聚合引发剂。在平衡良好地提高灵敏度及分辨率的观点上,(C)成分可以包含吖啶类光聚合引发剂、苯基甘氨酸类光聚合引发剂或咪唑类光聚合引发剂。
作为吖啶类光聚合引发剂,例如可以举出9-苯基吖啶、9-(对甲基苯基)吖啶、9-(间甲基苯基)吖啶、9-(对氯苯基)吖啶、9-(间氯苯基)吖啶、9-氨基吖啶、9-二甲基氨基吖啶、9-二乙基氨基吖啶、9-戊基氨基吖啶、1,2-双(9-吖啶基)乙烷、1,4-双(9-吖啶基)丁烷、1,6-双(9-吖啶基)己烷、1,8-双(9-吖啶基)辛烷、1,10-双(9-吖啶基)癸烷、1,12-双(9-吖啶基)十二烷、1,14-双(9-吖啶基)十四烷、1,16-双(9-吖啶基)十六烷、1,18-双(9-吖啶基)十八烷、1,20-双(9-吖啶基)二十烷等双(9-吖啶基)链烷、1,3-双(9-吖啶基)-2-氧杂丙烷、1,3-双(9-吖啶基)-2-硫代丙烷及1,5-双(9-吖啶基)-3-硫代戊烷。
作为苯基甘氨酸类光聚合引发剂,例如可以举出N-苯基甘氨酸、N-甲基-N-苯基甘氨酸及N-乙基-N-苯基甘氨酸。
作为六芳基联咪唑类光聚合引发剂,例如可以举出2-(邻氯苯基)-4,5-二苯基联咪唑、2,2’,5-三-(邻氯苯基)-4-(3,4-二甲氧基苯基)-4’,5’-二苯基联咪唑、2,4-双-(邻氯苯基)-5-(3,4-二甲氧基苯基)-二苯基联咪唑、2,4,5-三-(邻氯苯基)-二苯基联咪唑、2-(邻氯苯基)-双-4,5-(3,4-二甲氧基苯基)-联咪唑、2,2’-双-(2-氟苯基)-4,4’,5,5’-四-(3-甲氧基苯基)-联咪唑、2,2’-双-(2,3-二氟甲基苯基)-4,4’,5,5’-四-(3-甲氧基苯基)-联咪唑、2,2’-双-(2,4-二氟苯基)-4,4’,5,5’-四-(3-甲氧基苯基)-联咪唑及2,2’-双-(2,5-二氟苯基)-4,4’,5,5’-四-(3-甲氧基苯基)-联咪唑。
相对于(A)成分及(B)成分的总量100质量份,(C)成分的含量可以为0.1~10质量份、1~5质量份或2~4.5质量份。当(C)成分的含量为0.1质量份以上时,具有光灵敏度、分辨率及密合性提高的倾向,当为10质量份以下时,具有抗蚀剂图案形成性更加优异的倾向。
本实施方式所涉及的感光性树脂组合物还可以含有(D)光敏剂(以下,也称为“(D)成分”。)。通过含有(D)成分,能够有效地利用曝光中使用的活性光线的吸收波长。(D)成分可以单独使用一种或者组合使用两种以上。
作为(D)成分,例如可以举出二烷基氨基二苯甲酮化合物、吡唑啉化合物、蒽化合物、香豆素化合物、呫吨酮化合物、噻吨酮化合物、噁唑化合物、苯并噁唑化合物、噻唑化合物、苯并噻唑化合物、三唑化合物、芪化合物、三嗪化合物、噻吩化合物、萘二甲酰亚胺化合物、三芳胺化合物及氨基吖啶化合物。从进一步提高分辨率的观点考虑,(D)成分可以包含吡唑啉化合物或蒽化合物。
作为吡唑啉化合物,例如可以举出1-(4-甲氧基苯基)-3-苯乙烯基-5-苯基-吡唑啉、1-苯基-3-(4-甲氧基苯乙烯基)-5-(4-甲氧基苯基)-吡唑啉、1,5-双-(4-甲氧基苯基)-3-(4-甲氧基苯乙烯基)-吡唑啉、1-(4-异丙基苯基)-3-苯乙烯基-5-苯基-吡唑啉、1-苯基-3-(4-异丙基苯乙烯基)-5-(4-异丙基苯基)-吡唑啉、1,5-双-(4-异丙基苯基)-3-(4-异丙基苯乙烯基)-吡唑啉、1-(4-甲氧基苯基)-3-(4-叔丁基-苯乙烯基)-5-(4-叔丁基-苯基)-吡唑啉、1-(4-叔丁基-苯基)-3-(4-甲氧基苯乙烯基)-5-(4-甲氧基苯基)-吡唑啉、1-(4-异丙基-苯基)-3-(4-叔丁基-苯乙烯基)-5-(4-叔丁基-苯基)-吡唑啉、1-(4-叔丁基-苯基)-3-(4-异丙基-苯乙烯基)-5-(4-异丙基-苯基)-吡唑啉、1-(4-甲氧基苯基)-3-(4-异丙基苯乙烯基)-5-(4-异丙基苯基)-吡唑啉、1-(4-异丙基-苯基)-3-(4-甲氧基苯乙烯基)-5-(4-甲氧基苯基)-吡唑啉、1-苯基-3-(3,5-二甲氧基苯乙烯基)-5-(3,5-二甲氧基苯基)-吡唑啉、1-苯基-3-(3,4-二甲氧基苯乙烯基)-5-(3,4-二甲氧基苯基)-吡唑啉、1-苯基-3-(2,6-二甲氧基苯乙烯基)-5-(2,6-二甲氧基苯基)-吡唑啉、1-苯基-3-(2,5-二甲氧基苯乙烯基)-5-(2,5-二甲氧基苯基)-吡唑啉、1-苯基-3-(2,3-二甲氧基苯乙烯基)-5-(2,3-二甲氧基苯基)-吡唑啉、1-苯基-3-(2,4-二甲氧基苯乙烯基)-5-(2,4-二甲氧基苯基)-吡唑啉、1-(4-甲氧基苯基)-3-(3,5-二甲氧基苯乙烯基)-5-(3,5-二甲氧基苯基)-吡唑啉、1-(4-甲氧基苯基)-3-(3,4-二甲氧基苯乙烯基)-5-(3,4-二甲氧基苯基)-吡唑啉、1-(4-甲氧基苯基)-3-(2,6-二甲氧基苯乙烯基)-5-(2,6-二甲氧基苯基)-吡唑啉、1-(4-甲氧基苯基)-3-(2,5-二甲氧基苯乙烯基)-5-(2,5-二甲氧基苯基)-吡唑啉、1-(4-甲氧基苯基)-3-(2,3-二甲氧基苯乙烯基)-5-(2,3-二甲氧基苯基)-吡唑啉、1-(4-甲氧基苯基)-3-(2,4-二甲氧基苯乙烯基)-5-(2,4-二甲氧基苯基)-吡唑啉、1-(4-叔丁基-苯基)-3-(3,5-二甲氧基苯乙烯基)-5-(3,5-二甲氧基苯基)-吡唑啉、1-(4-叔丁基-苯基)-3-(3,4-二甲氧基苯乙烯基)-5-(3,4-二甲氧基苯基)-吡唑啉、1-(4-叔丁基-苯基)-3-(2,6-二甲氧基苯乙烯基)-5-(2,6-二甲氧基苯基)-吡唑啉、1-(4-叔丁基-苯基)-3-(2,5-二甲氧基苯乙烯基)-5-(2,5-二甲氧基苯基)-吡唑啉、1-(4-叔丁基-苯基)-3-(2,3-二甲氧基苯乙烯基)-5-(2,3-二甲氧基苯基)-吡唑啉、1-(4-叔丁基-苯基)-3-(2,4-二甲氧基苯乙烯基)-5-(2,4-二甲氧基苯基)-吡唑啉、1-(4-异丙基-苯基)-3-(3,5-二甲氧基苯乙烯基)-5-(3,5-二甲氧基苯基)-吡唑啉、1-(4-异丙基-苯基)-3-(3,4-二甲氧基苯乙烯基)-5-(3,4-二甲氧基苯基)-吡唑啉、1-(4-异丙基-苯基)-3-(2,6-二甲氧基苯乙烯基)-5-(2,6-二甲氧基苯基)-吡唑啉、1-(4-异丙基-苯基)-3-(2,5-二甲氧基苯乙烯基)-5-(2,5-二甲氧基苯基)-吡唑啉、1-(4-异丙基-苯基)-3-(2,3-二甲氧基苯乙烯基)-5-(2,3-二甲氧基苯基)-吡唑啉及1-(4-异丙基-苯基)-3-(2,4-二甲氧基苯乙烯基)-5-(2,4-二甲氧基苯基)-吡唑啉。
作为蒽化合物,例如可以举出9,10-二甲氧基蒽、9,10-二乙氧基蒽、9,10-二丙氧基蒽、9,10-二丁氧基蒽及9,10-二戊氧基蒽。
从提高光灵敏度及分辨率的观点考虑,相对于(A)成分及(B)成分的总量100质量份,(D)成分的含量可以为0.01~5质量份、0.01~1质量份或0.01~0.2质量份。
本实施方式所涉及的感光性树脂组合物中根据需要还可以含有染料、光显色剂、热显色抑制剂、增塑剂、颜料、填充剂、消泡剂、阻燃剂、密合性赋予剂、流平剂、剥离促进剂、抗氧化剂、香料、显影剂(imaging agent)、热交联剂、阻聚剂等添加剂。这些添加剂可以单独使用一种或者组合使用两种以上。
作为染料,例如可以举出孔雀绿、维多利亚纯蓝、亮绿及甲基紫。作为光显色剂,例如可以举出三溴苯基砜、无色结晶紫、二苯胺、苄胺、三苯胺、二乙基苯胺及邻氯苯胺。作为增塑剂,例如可以举出对甲苯磺酰胺。
感光性树脂组合物根据需要能够溶解于甲醇、乙醇、丙酮、甲基乙基酮、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、丙二醇单甲醚等溶剂或它们的混合溶剂中而制备成固体成分为30~60质量%左右的溶液。
感光层20的厚度可以为1~200μm、5~100μm、10~50μm或10~30μm。
(保护膜)
本实施方式所涉及的感光性元件可以在感光层20的与支撑膜10相反的一侧具有保护膜(未图示。)。作为保护膜,优选使用使感光层20与保护膜之间的黏合力小于感光层20与支撑膜10之间的黏合力的膜。作为保护膜,可以使用聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃膜。保护膜可以为聚乙烯膜。
保护膜的厚度可以为5~100μm、5~70μm、10~60μm、10~50μm、15~40μm或15~30μm。
(中间层)
本实施方式的感光性元件可以在支撑膜与感光层之间具备中间层(未图示。)。支撑膜与中间层的黏合力可以小于中间层与感光层的黏合力。中间层可以具有水溶性,也可以具有对显影液的溶解性。中间层为使用后述的中间层形成用树脂组合物来形成的层。
中间层形成用树脂组合物可以包含水溶性树脂。通过包含水溶性树脂,具有所形成的中间层的溶解性提高的倾向。并且,由于容易长期持续保持所形成的中间层与感光层的层分离,因此具有稳定性提高的倾向。作为水溶性树脂,例如可以举出聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮等。从透氧系数低且能够进一步抑制通过用于曝光的活性光线而产生的自由基失活的观点考虑,中间层形成用树脂组合物可以包含聚乙烯醇。聚乙烯醇例如能够对使乙酸乙烯酯聚合而获得的聚乙酸乙烯酯进行皂化而获得。本实施方式中使用的聚乙烯醇的皂化度可以为50摩尔%以上、70摩尔%以上或80摩尔%以上。通过使用皂化度为50摩尔%以上的聚乙烯醇,具有能够进一步提高中间层的阻气性且能够进一步提高所形成的抗蚀剂图案的分辨性的倾向。另外,本说明书中的“皂化度”是指遵照日本工业标准中规定的JIS K6726(1994)(聚乙烯醇的试验方法)测定的值。并且,这种皂化度的上限值可以为100摩尔%。
聚乙烯醇的平均聚合度可以为300~3500、300~2500或300~1000。并且,聚乙烯吡咯烷酮的平均聚合度可以为10000~100000或10000~50000。上述聚乙烯醇可以并用皂化度、粘度、聚合度、改性种等不同的两种以上的聚乙烯醇。
中间层形成用树脂组合物可以包含具有对显影液的溶解性的树脂。作为具有对显影液的溶解性的树脂,例如可以包含感光性树脂组合物中使用的(A)成分,也可以包含(B)成分。通过包含具有对显影液的溶解性的树脂,具有所形成的中间层与感光层的密着性提高的倾向,并且具有容易在所形成的中间层上形成感光层的倾向。
为了提高树脂组合物的操作性或调节粘度及保存稳定性,中间层形成用树脂组合物根据需要可以包含至少一种溶剂。作为溶剂,例如可以举出水、有机溶剂等。作为有机溶剂,例如可以举出甲醇、丙酮、甲苯或它们的混合溶剂等。从提高形成中间层时的干燥的效率的观点考虑,可以包含甲醇。并且,当中间层形成用树脂组合物含有水溶性树脂、水及甲醇时,从对水溶性树脂的溶解性的观点考虑,相对于水100质量份,甲醇的含量可以为1~100质量份、10~80质量份或20~60质量份。相对于水100质量份,水溶性树脂的含量可以为1~50质量份或10~30质量份。
中间层形成用树脂组合物可以掺合表面活性剂、增塑剂、流平剂等公知的添加剂。作为流平剂,例如可以举出硅酮类流平剂等。作为硅酮类流平剂的市售品,例如可以举出Polyflow KL-401(Kyoeisha Chemical Co.,Ltd.制造)等。当含有流平剂时,从中间层的易形成性的观点考虑,相对于中间层形成用树脂组合物100质量份,流平剂的含量可以为0.01~2.0质量份或0.05~1.0质量份。
作为表面活性剂,在提高与支撑膜的剥离性的观点上,可以包含硅酮类表面活性剂或氟类表面活性剂。这些表面活性剂可以单独使用一种或者组合使用两种以上。当含有表面活性剂时,从中间层的易形成性的观点考虑,相对于中间层形成用树脂组合物100质量份,表面活性剂的含量可以为0.01~1.0质量份、0.05~0.5质量份或0.1~0.3质量份。
作为增塑剂,例如在提高中间层的易形成性的观点上,可以包含多元醇化合物。作为增塑剂,例如可以举出甘油、二甘油、三甘油等甘油类;乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、聚丙二醇等(聚)亚烷基二醇类;及三羟甲基丙烷。这些增塑剂可以单独使用一种或者组合使用两种以上。
中间层的厚度并不受特别限定,但从显影性的观点考虑,可以为12μm以下、10μm以下或8μm以下。并且,从中间层的易形成性及分辨性的观点考虑,中间层的厚度可以为1.0μm以上、1.5μm以上或2μm以上。
[抗蚀剂图案的形成方法]
本实施方式所涉及的抗蚀剂图案的形成方法包括:将感光性元件1的感光层20以感光层、支撑膜的顺序层叠于基板上的层叠工序;通过支撑膜10将活性光线照射到感光层20的规定部分而形成光固化部的曝光工序;及去除感光层20中的除光固化部以外的区域的显影工序。
在层叠工序中,例如将感光性元件的感光层及支撑膜以该顺序层叠于基板上。在层叠工序中,作为将感光层20层叠于基板上的方法,当在感光层20上存在保护膜时,例如可以举出如下方法:去除保护膜之后,一边将感光层20加热至70~130℃左右一边以0.1~1MPa左右的压力压接于基板而进行层叠。在层叠工序中,也能够在减压下进行层叠。另外,基板中的层叠感光层20的表面通常为金属面,但不受特别限制。并且,为了进一步提高层叠性,可以进行基板的预热处理。
接着,在曝光工序中,例如通过支撑膜10向感光层20的规定部分照射活性光线而在感光层20上形成光固化部。作为曝光方法,可以举出经由被称为原图(artwork)的负型或正型掩模图案以图像状照射活性光线的方法(掩模曝光法)、通过投影曝光法以图像状照射活性光线的方法、通过LDI(Laser Direct Imaging:激光直接成像)曝光法、DLP(DigitalLight Processing:数字光处理)曝光法等直接描绘曝光法以图像状照射活性光线的方法。
作为活性光线的光源,可以使用公知的光源,例如可以使用碳弧灯、汞蒸气弧灯、高压汞灯、氙灯、氩气激光等气体激光;YAG激光等固体激光;半导体激光等有效地发射紫外线、可见光的激光。
从提高密合性的观点考虑,可以在曝光后且显影前进行曝光后加热(PEB:Postexposure bake)。进行PEB时的温度可以为50~100℃。作为加热机,可以使用加热板、箱型干燥机、加热辊等。
在显影工序中,通过将上述感光层的除光固化部以外的至少一部分从基板去除来将抗蚀剂图案形成于基板上。
在显影工序中,将支撑膜10从感光层20剥离去除之后,去除感光层中的除上述光固化部以外的区域。在显影工序中,例如通过使用碱性水溶液、水类显影液、有机溶剂等显影液的湿式显影、干式显影等去除感光层20的未曝光部(未光固化部)并进行显影,从而能够制造抗蚀剂图案。
作为碱性水溶液,例如可以举出0.1~5质量%碳酸钠溶液、0.1~5质量%碳酸钾溶液及0.1~5质量%氢氧化钠溶液。碱性水溶液的pH优选在9~11的范围内。碱性水溶液的温度根据感光层20的显影性来调节。并且,碱性水溶液可以含有表面活性剂、消泡剂、有机溶剂等。作为显影方法,例如可以举出浸渍方式、喷雾方式、刷洗(brushing)及拍打(slapping)。
作为显影工序后的处理,根据需要,可以通过进行60~250℃左右的加热或0.2~10J/cm2左右的曝光而使抗蚀剂图案进一步固化。
[印刷线路板的制造方法]
本实施方式所涉及的印刷线路板的制造方法包括:对具有通过上述抗蚀剂图案的形成方法而形成的抗蚀剂图案的基板进行蚀刻处理或镀敷处理来形成导体图案的工序。在此,基板的蚀刻或镀敷能够通过将抗蚀剂图案用作掩模并利用公知的方法蚀刻或镀敷基板的表面来进行。
作为用于蚀刻的蚀刻液,例如可以使用氯化铜溶液、氯化铁溶液及碱蚀刻溶液。作为镀敷,例如可以举出铜镀敷、焊料镀敷、镍镀敷及金镀敷。
进行蚀刻或镀敷之后,抗蚀剂图案例如能够利用比用于显影的碱性水溶液更强碱性的水溶液来剥离。作为该强碱性的水溶液,例如可以使用1~10质量%氢氧化钠水溶液及1~10质量%氢氧化钾水溶液。并且,作为剥离方法,例如可以举出浸渍方式及喷雾方式。另外,形成有抗蚀剂图案的印刷线路板可以为多层印刷线路板,可以具有小径通孔。
当对具备绝缘层和形成于绝缘层上的导体层的基板进行镀敷时,需要去除除抗蚀剂图案以外的导体层。作为该去除方法,例如可以举出剥离抗蚀剂图案之后轻轻地蚀刻的方法;所述镀敷后进行焊料镀敷等之后,通过剥离抗蚀剂图案而用焊料掩模配线部分,接着,使用能够仅将未由焊料掩模的部分的导体层进行蚀刻的蚀刻液来处理的方法。
以上,对本发明的优选实施方式进行了说明,但本发明并不受上述实施方式的任何限定。
实施例
以下,根据实施例对本发明进行具体说明,但本发明并不限定于此。
[感光性树脂组合物]
通过混合表1所示的掺合量(质量份)的各成分来制备出了感光性树脂组合物。表1所示的各成分的详细内容如下。
(粘合剂聚合物)
A-1:甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸苄酯的共聚物(质量比:27/5/45/23、Mw:45000、酸值:107mgKOH/g)的乙二醇单甲醚/甲苯溶液(固体成分:40质量%)
(光聚合性化合物)
FA-321M:EO改性双酚A二甲基丙烯酸酯(Hitachi Chemical Co.,Ltd.,EO基的数量:10(平均值))
FA-024M:聚亚烷基二醇二甲基丙烯酸酯(Hitachi Chemical Co.,Ltd.,EO基的数量:12(平均值),PO基的数量:4(平均值))
BPE-200:2,2-双(4-(甲基丙烯酰氧基二乙氧基)苯基)丙烷(Shin-NakamuraChemical Co.,Ltd.)
(光聚合引发剂)
B-CIM:2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑(Hodogaya Chemical Co.,Ltd.)
(敏化剂)
EAB:4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮(Hodogaya Chemical Co.,Ltd.制造)
[表1]
[支撑膜]
作为感光性元件的支撑膜,准备了具有表2所示的层结构的支撑膜S1~S7(厚度:16μm)。
S1:3层结构的双轴取向聚酯膜(Toray Industries,Inc.,商品名“QS64”,第1层及第2层的厚度:1μm以下)
S2:3层结构的双轴取向聚酯膜(Toray Industries,Inc.,商品名“QS66”,第1层及第2层的厚度:1μm以下)
S3:2层结构的双轴取向聚酯膜(Mitsubishi Chemical Corporation制造,商品名“R-705”,第2层的厚度:1μm以下)
S4:3层结构的双轴取向聚酯膜(Toray Industries,Inc.,商品名“FB40”,第1层及第2层的厚度:1μm以下)
S5:3层结构的双轴取向聚酯膜(Toray Industries,Inc.,商品名“QS61”,第1层及第2层的厚度:1μm以下)
S6:3层结构的双轴取向聚酯膜(Toray Industries,Inc.,商品名“QS63”,第1层及第2层的厚度:1μm以下)
(支撑膜的表面电阻率)
将切割为10cm×10cm的支撑膜置于温度23℃、湿度60±10%的环境下。在支撑膜上放置电极,使用数字超高电阻/微小电流计(ADC CORPORATION(ADCMT),商品名“8340A”)测定了在100V下放置1分钟之后的表面电阻率。
(润滑剂的平均粒径)
使用扫描型电子显微镜“SU-1500”(Hitachi,Ltd.制造)观察支撑膜的表面,并测定了润滑剂的平均粒径。
(润滑剂的个数)
使用共聚焦激光显微镜“OPTELICS HYBRID”(Lasertec Corporation)观察支撑膜的表面,并测定了在150μm×150μm见方中存在的润滑剂的个数。
[感光性元件]
使用逗号涂布机将感光性树脂组合物的溶液均匀地涂布于支撑膜的第1层上。随后,用100℃的热风对流式干燥机干燥2分钟而形成了厚度15μm的感光层。接着,在感光层上层压作为保护膜的PE膜(Tamapoly Co.,Ltd.制造,商品名“NF-15A”,厚度:28μm),从而制作出感光性元件。
(抗蚀剂图案的评价)
对作为两面层叠有铜箔(厚度:35μm)的玻璃环氧材料的覆铜层叠板(HitachiChemical Co.,Ltd.制造,商品名“MLC-E-679”)的铜表面进行酸洗、水洗之后,在空气流下进行了干燥。将所获得的覆铜层叠板加温至80℃,一边剥离保护膜,一边以感光层与铜表面接触的方式层压了感光性元件。如此获得了以覆铜层叠板、感光层、支撑膜的顺序层叠的层叠体。使用120℃的热辊,以0.4MPa的压接压力、1.5m/分钟的辊速度进行了层压。
使用具有41段阶段式曝光表的光具、具有线宽/间距宽度为2/2~20/20(单位:μm)的配线图案作为分辨率评价用负片的玻璃铬型的光具、具有高压汞灯的投影曝光机(UX-7系列,Ushio Inc.制造),以41段阶段式曝光表的显影后的残留阶段段数成为9段的照射能量进行了层叠体的感光层的曝光。接着,剥离支撑膜,在30℃下以最少显影时间的2倍的时间用1质量%碳酸钠水溶液进行喷雾显影,去除未曝光部分来进行了显影。
使用扫描型电子显微镜“SU-1500”(Hitachi,Ltd.制造)观察3个抗蚀剂宽度为10μm、间距宽度为10μm、线长为18mm的抗蚀剂图案,并评价了1μm以上的抗蚀剂缺损的数量。
[表2]
符号说明
1-感光性元件,10-支撑膜,10a-第1面,10b-第2面,12、22-第1层,14、24-第2层,16-基材层,20-感光层。
Claims (8)
1.一种感光性元件,其具备:支撑膜;及感光层,形成于该支撑膜的第1面上,其中,
所述支撑膜中的所述第1面的表面电阻率为1×1013~1×1017Ω,与所述第1面相反的一侧的第2面的表面电阻率为1×108~1×1012Ω。
2.根据权利要求1所述的感光性元件,其中,
所述支撑膜在所述第1面侧具有包含润滑剂的第1层,在所述第2面侧具有包含耐电防止剂及润滑剂的第2层。
3.根据权利要求2所述的感光性元件,其中,
所述润滑剂的平均粒径为1μm以下。
4.根据权利要求2或3所述的感光性元件,其中,
所述第1层中所包含的润滑剂的平均粒径小于所述第2层中所包含的润滑剂的平均粒径。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的感光性元件,其中,
所述支撑膜在所述第1层与所述第2层之间还具有基材层,所述基材层为不包含润滑剂及抗静电剂的层。
6.根据权利要求5所述的感光性元件,其中,
所述支撑膜为3层结构的双轴取向聚酯膜。
7.一种抗蚀剂图案的形成方法,其包括:
层叠工序,将权利要求1至6中任一项所述的感光性元件以感光层、支撑膜的顺序层叠于基板上;
曝光工序,通过所述支撑膜向所述感光层的规定部分照射活性光线而形成光固化部;及
显影工序,去除所述感光层中的除所述光固化部以外的区域。
8.一种印刷线路板的制造方法,其包括:
对具有通过权利要求7所述的抗蚀剂图案的形成方法而形成的抗蚀剂图案的基板进行蚀刻处理或镀敷处理来形成导体图案的工序。
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