JP3852797B2 - レジストパターン形成法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント回路基板、ＭＣＭ（マルチ・チップ・モジュール）、金属精密加工等の分野でのレジストパターン形成法に関し、詳しくは、液状の感光性樹脂組成物を基材上に塗布（塗工）して良好なパターン形成が可能なレジストパターン形成法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、プリント回路基板、中でも、通常産業用基板と称される微細な配線回路を形成するためには、一般に銅箔を表面に貼った銅張積層板に感光性樹脂組成物（フォトレジスト）の層を設けて、その上からパターンマスクを通して露光・現像及びメッキ又はエッチングする方法が実施されおり、かかる感光性樹脂組成物層は、液状の感光性樹脂組成物を塗布して形成するか、あるいは予めフィルム化したもの（フォトレジストフィルム）を用いるのが一般的で、これらの方法には一長一短があるものの、解像性及び密着性、凹凸追従性の点では液状の感光性樹脂組成物を塗布して形成する方法が有利で、この方法も多く採用されている。
【０００３】
かかる方法では、通常、感光性樹脂組成物が基材上に塗布された後に、その上にパターンマスクを設けて、パターン形成が行われている。
しかしながら、感光性樹脂組成物は粘着性を有し、ごみや埃を巻き込んだり、パターンマスク間にエアだまりが発生したりする。かかる方法の一つとして特開平８−２５４８３２号公報には、感光性樹脂組成物層上に中性乃至酸性の水性媒体に溶解しうる保護層を形成することが開示され、具体的にポリビニルアルコールを形成された感光性樹脂組成物層の上に塗布して保護層を形成する方法が記載されている。
【０００４】
【本発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の方法でも、ポリビニルアルコールの塗布（塗工）時にゴミや埃を巻き込んだり、或いは大型基板では塗布厚みが一定にならずに形成パターンの精度が低下し、塗布・乾燥工程も必要で、更に乾燥が不十分な場合や塗布液中の水分が感光性樹脂組成物層の感光特性に悪影響を及ぼしかねず、また、パターンマスクにエアだまりが発生する恐れもある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者は、かかる事情に鑑みて鋭意研究した結果、基材上に感光性樹脂組成物（Ａ）を塗布した後、疎水性熱可塑性樹脂層（Ｂ）とオキシアルキレン基変性ポリビニルアルコール系樹脂層（Ｃ）からなる積層フィルムをそのオキシアルキレン基変性ポリビニルアルコール系樹脂層（Ｃ）表面が感光性樹脂組成物（Ａ）表面と接するように、該感光性樹脂組成物（Ａ）表面に圧着した後、疎水性熱可塑性樹脂層（Ｂ）を剥離し、次いで露出したオキシアルキレン基変性ポリビニルアルコール系樹脂層（Ｃ）表面にパターンマスクを当接して露光・現像を行うことにより、上記の如き欠点を解決でき、良好なパターン形成が可能となることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【０００６】
以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明の感光性樹脂組成物（Ａ）としては、基材上に塗布可能なものであれば、特に制限はなく、各種のものを用いることができるが、アルカリ水溶液で現像可能な感光性樹脂組成物であることが好ましい。
該組成物の一般的な例としては、（イ）重合体成分、（ロ）単量体成分及び（ハ）光重合開始剤又は光重合開始剤系を必須成分として含有するものがある。
【０００７】
(イ)重合体成分としては、分子量が１０００以上でカルボキシル基を含有する重合体であり、ビニル共重合体、ポリエステル樹脂等があげられ、単独又は２種以上を混合して用いられる。ビニル共重合体に用いられる成分としては、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ブチル、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸メトキシエチル、スチレン、（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリロニトリル、酢酸ビニル、ビニルアルコール等があげられる。ポリエステル樹脂は、（無水）フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、（無水）マレイン酸、フマール酸、アジピン酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリト酸等の２価以上のカルボン酸とエチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、水素化ビスフェノールＡ、グリセリン、トリメチロールプロパン等の２価以上のアルコールとのエステル化反応により得られ、これらの重合体の分子量は、１０００以上が好ましく、更には１０００〜２０万が好ましく、かかる分子量が１０００未満では膜厚が不均一となって好ましくない。
【０００８】
（ロ）単量体成分としては、光重合可能なビニル単量体であり、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（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、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、２，２−ビス〔４−（メタ）アクリロキシプロピロキシフェニル〕プロパン、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トリ（メタ）アクリレート、トリ（メタ）アクリロキシエチルホスフェート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトール（メタ）アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、グリセリントリグリシジルエーテルトリ（メタ）アクリレート等があげられ、これらは単独又は２種以上を混合して用いられる。
【０００９】
（ハ）光重合開始剤又は光重合開始剤系としては、２−エチルアントラキノン、２−ｔ−ブチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、１，２−ベンズアントラキノン、２，２−ジフェニルアントラキノン等の置換又は非置換の多核キノン類、ジアセチル、ベンジル等のジケトン類、ベンゾイン、ピバロン等のα−ケタルドニルアルコール類及びエーテル類、α−フェニルベンゾイン、α，α−ジエトキシアセトフェノン、ベンゾフェノン、４，４−ビスジアルキルアミノベンゾフェノン等の芳香族ケトン類などの１種又は２種以上の組み合わせの光重合開始剤が挙げられ、光重合開始剤系としては２，４，５−トリアリールイミダゾール２量体と２−メルカプトベンゾキナゾール、ロイコクリスタルバイオレット、トリス（４−ジエチルアミノ−２−メチルフェニル）メタン等の組み合わせなどが挙げられる。又、それ自体では光開始性はないが、上記の物質と組み合わせて用いることにより全体として光開始性能のより良好な光重合開始剤系となるような添加剤を用いることができる。このような添加剤としては、ベンゾフェノンに対するトリエタノールアミン等の三級アミンなどがある。
【００１０】
（ハ）光重合開始剤又は光重合開始剤系は、感光性樹脂組成物（Ａ）中に０．０５〜２０重量％の範囲で用いられる。
また、更に感光性樹脂組成物（Ａ）中には、染料、着色顔料、密着改良剤、重合禁止剤、塗面改良剤、可塑剤、難燃剤等を含有させることもできる。
本発明の疎水性熱可塑性樹脂層（Ｂ）に用いられる疎水性熱可塑性樹脂とは、特に限定されず、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレン（ＰＥ）等のポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等のポリエステル系樹脂、ナイロン系樹脂等が挙げられ、中でもポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が好適に用いられる。
【００１１】
かかる疎水性熱可塑性樹脂層（Ｂ）の厚みとしては、１０〜５０μｍが好ましく、更には１６〜３８μｍが好ましい。かかる厚みが１０μｍ未満では疎水性熱可塑性樹脂層（Ｂ）の剥離時に該層の破断等をきたし、逆に５０μｍを越えると感光性樹脂組成物層（Ａ）への積層時にエアを巻き込みやすくなって好ましくない。また、かかる疎水性熱可塑性樹脂層（Ｂ）は後述の如くフィルム状又はシート状であることが好ましく、このときは無延伸又は（１軸、２軸）延伸のいずれでもよく、また、帯電防止処理が施されていてもよく、更には水溶性または水膨潤性樹脂層（Ｃ）と積層される面は離型処理が施されていてもよい。
本発明のオキシアルキレン基変性ポリビニルアルコール系樹脂層（Ｃ）に用いられる樹脂としては、オキシアルキレン基で変性されたポリビニルアルコール系樹脂が用いられる。特に、オキシアルキレン基の変性基を１〜８０重量％程度含有することが好ましく、かかるオキシアルキレン基としては、オキシエチレン基、オキシプロピレン基等が好適に用いられる。
【００１２】
かかるオキシアルキレン基変性ポリビニルアルコール系樹脂は、通常、水溶性とするときはケン化度が１０〜９０モル％が好ましく、更には５０〜９０モル％で、水膨潤性とするときはケン化度は８０〜９９．９モル％が好ましく、更には９０〜９９．９モル％であって、（平均）重合度は５００〜３０００が好ましい。尚、上記のケン化度の重複部分（８０〜９０モル％）は変性基の有無やその種類等により水溶性或いは水膨潤性となる場合があることを意味するものである。
【００１３】
また、本発明では、オキシアルキレン基以外に、少量の不飽和カルボン酸（塩、エステル、アミド、ニトリル等を含む）、オレフィン類、ビニルエーテル類、不飽和スルホン酸塩等、酢酸ビニルと共重合可能な成分を含有していてもよい。
かかるオキシアルキレン基変性ポリビニルアルコール系樹脂層（Ｃ）の厚みとしては、０．３〜１０μｍが好ましく、更には１〜５μｍが好ましい。かかる厚みが０．５μｍ未満では感光性樹脂組成物層（Ａ）とのマイグレーションによりタックが生じ、逆に１０μｍを越えると解像度低下の原因となって好ましくない。
【００１４】
上記の疎水性熱可塑性樹脂層（Ｂ）とオキシアルキレン基変性ポリビニルアルコール系樹脂層（Ｃ）からなる積層フィルムを得るにあたっては特に限定されず、任意の方法で得ることができ、例えば、予め疎水性熱可塑性樹脂のフィルム等を成形しておき、それにオキシアルキレン基変性ポリビニルアルコール系樹脂を塗工する方法、予めオキシアルキレン基変性ポリビニルアルコール系樹脂のフィルム等を成形しておき、それに疎水性熱可塑性樹脂を溶融コートする方法、あるいは疎水性熱可塑性樹脂とオキシアルキレン基変性ポリビニルアルコール系樹脂を共押出する方法等が挙げられるが、予め疎水性熱可塑性樹脂のフィルム等を成形しておき、それにオキシアルキレン基変性ポリビニルアルコール系樹脂を塗工する方法が好ましい。
【００１５】
本発明の方法は、上記の如き感光性樹脂組成物（Ａ）及び疎水性熱可塑性樹脂層（Ｂ）とオキシアルキレン基変性ポリビニルアルコール系樹脂層（Ｃ）からなる積層フィルムを用いて行うのであるが、具体的には、先ず、基材（銅板、鉄板、アルミ板、ステンレス板等の金属基板、電気絶縁性を有する無機あるいは有機基板の表面に銅箔や金属箔を積層した板上に感光性樹脂組成物（Ａ）をロールコーター、グラビアコーター、リバースコーター、コンマコーター、ダイコーター等の公知の塗布装置を用いて塗布（乾燥）厚みが０．３〜１０μｍ程度のなるように塗布すればよい。
次いで、感光性樹脂組成物（Ａ）の表面に熱ロールを用いて、疎水性熱可塑性樹脂層（Ｂ）とオキシアルキレン基変性ポリビニルアルコール系樹脂層（Ｃ）からなる積層フィルムを、そのオキシアルキレン基変性ポリビニルアルコール系樹脂層（Ｃ）表面が感光性樹脂組成物（Ａ）表面に接するように、該感光性樹脂組成物（Ａ）表面に圧着する。このときエアによる圧力をかけるとよい。
次いで、圧着した疎水性熱可塑性樹脂層（Ｂ）とオキシアルキレン基変性ポリビニルアルコール系樹脂層（Ｃ）からなる積層フィルムの疎水性熱可塑性樹脂層（Ｂ）を剥離した後、露出したオキシアルキレン基変性ポリビニルアルコール系樹脂層（Ｃ）表面にパターンマスクを当接（真空密着）して露光・現像を行うのである。
【００１６】
露光・現像については公知の方法により行うことができ、通常は紫外線照射により行い、その際の光源としては、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、キセノン灯、メタルハライドランプ、ケミカルランプなどが用いられる。紫外線照射後は、必要に応じ加熱を行って、硬化の完全を図ることもできる。
露光後の現像は、炭酸ソーダ、苛性ソーダ、炭酸カリウムなどのアルカリ１〜２重量％程度の稀薄水溶液を用いて行う。この際、有機アルカリ等の現像液を使用することも可能である。本発明においては、硬化した感光性樹脂組成物（Ａ）表面にオキシアルキレン基変性ポリビニルアルコール系樹脂層（Ｃ）が設けられているため、事前にフイルムを剥離除去する必要がなく、かかる現像時に同時にオキシアルキレン基変性ポリビニルアルコール系樹脂層（Ｃ）を除去することができるという利点を有するが、勿論、事前に水洗等により除去することも可能である。
【００１７】
このように、本発明の方法によれば、作業性に優れ、解像性にも優れ、また、パターン欠けもなく、歩留まりにも優れた良好なレジストパターンの形成が簡便に行うことができるのである。
上記の如くレジストパターンが形成された後は、公知の方法により、メッキ、エッチング、テンティング等をすることができ、具体的にはメッキ用途においては、まず必要な前処理を行った後、硫酸銅メッキ、ピロリン酸銅メッキ、ハンダメッキ、スズメッキ、ニッケルメッキ、金メッキ等目的とするメッキ工程が行われ、次いで苛性ソーダー、苛性カリ等のアルカリ水溶液や塩化メチレン等でレジストパターンを除去し、更に露呈した金属板や金属箔部分を塩化第１鉄、塩化第２銅、過酸化水素／硫酸、アルカリ性アンモニア等の溶液でエッチングして除去して、実用に供され、また、テンティング用途やエッチング用途においては、前記と同様のエッチング液で露呈した金属板や金属箔部分を除去し、次いで苛性ソーダ、苛性カリ等のアルカリ水溶液や塩化メチレン等でレジストパターン除去して、実用に供される。
【００１８】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明する。
尚、実施例中、「部」、「％」とあるのは断りのない限り重量基準を表す。
実施例１
（感光性樹脂組成物（Ａ）の調製）
アクリル樹脂（メタアクリル酸メチル／アクリル酸ｎ−ブチル／メタクリル酸＝５７／２０／２３重量比の分子量約１０．４万の共重合体をメチルエチルケトン／メチルセロソルブ＝６／４重量比の混合溶媒に溶解させたものでポリマー成分は６０重量％）１５０部、トリメチロールプロパントリアクリレート１０部、ポリプロピレングリコール＃４００ジアクリレート３０部、ベンゾフェノン５部、Ｎ，Ｎ’−テトラエチル−４，４’−ジアミノベンゾフェノン０．２部、マラカイトグリーン０．０３部及びメチルエチルケトン３０部を均一混合した。
【００１９】
（疎水性熱可塑性樹脂層（Ｂ）とオキシアルキレン基変性ポリビニルアルコール系樹脂層（Ｃ）からなる積層フィルムの作製）
厚み２０μｍのＰＥＴフィルム（Ｂ）の表面に、ケン化度７０モル％でオキシプロピレン基を２０重量％含有した変性ポリビニルアルコール系樹脂の１０％水溶液を塗布後、８０℃で１０分間乾燥して、厚み２μｍの変性ポリビニルアルコール系樹脂層（Ｃ）を設けた積層フィルムを作製した。
上記で得られた感光性樹脂組成物（Ａ）を銅張積層板（銅厚１８μｍ）にアプリケーターで塗布して、約１００℃で５分乾燥処理して厚み１０μｍの感光性樹脂組成物（Ａ）の層を得た。
次いで、上記の積層フィルムを変性ポリビニルアルコール系樹脂層（Ｃ）が該（Ａ）の表面と接するように、１００℃、３ｋｇ／ｃｍ²、１ｍ／分の条件でラミネートした後、ＰＥＴフィルム（Ｂ）を剥離して、パターンマスクを密着させて、露光（１２０ｍｊ／ｃｍ²）後、パターンマスクを取り除いて、現像（２５℃、０．５％炭酸ソーダ水溶液で３０秒間）を行うと同時に以下の評価を行った。
【００２０】
（粘着性）
パターンマスクを取り除いく際の剥離音の有無を調べて、以下の通り粘着性を評価した。
○ −−− 剥離音あり
× −−− 剥離音なし
（解像力）
ライン／スペース＝１／１で、ライン幅が１０〜５０μｍまで５μｍ毎に設計したパターンマスクを用いて、解像される最小ライン幅を調べた。
（歩留まり）
パターンマスクとして、ライン／スペース＝３０μｍ／４００μｍを用いて、１０００本の平行線パターン（エッチング後）の断線率（％）を調べて、１００％からかかる断線率（％）を差し引いた値（％）を歩留まりとした。尚、エッチングは、塩化第２銅水溶液を用い、５０℃で、スプレー圧２ｋｇ／ｃｍ²の条件で５０秒間行った。
【００２２】
実施例２
実施例１において、変性ポリビニルアルコール系樹脂層（Ｃ）の厚みを５μｍとした以外は、同様に行って、同様に評価をした。
【００２３】
実施例３
実施例１において、変性ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度を９５モル％とした以外は、同様に行って、同様に評価をした。
【００２４】
比較例１
実施例１において、積層フィルムをＰＥＴフィルム（Ｂ）の単層とした以外は、同様に行って、同様に評価をした。
【００２５】
比較例２
実施例１において、積層フィルムを用いる代わりに、実施例１の変性ポリビニルアルコール系樹脂を感光性樹脂組成物（Ａ）に直接塗工した以外は、同様に行って、同様に評価をした。
【００２６】
比較例３
実施例１において、積層フィルムを用いる代わりに、予めパターンマスクに貼着したプロテクトフィルム（６μｍ厚みのＰＥＴフィルム）を用いた以外は、同様に行って、同様に評価をした。
実施例及び比較例の評価結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】

【００２８】
【発明の効果】
本発明では、感光性樹脂組成物を塗布した後、特定の積層フィルムを圧着して、その後オキシアルキレン基変性ポリビニルアルコール系樹脂層を残して、レジストパターンを形成しているため、塗工したフォトレジストフィルムは、特定の支持体フィルムを使用しているため、感光性樹脂組成物の粘着性に影響を受けることなく作業性に優れ、パターンの解像性にも優れ、また、パターン欠けもなく、歩留まりにも優れ、プリント回路基板や金属精密加工等の分野でのレジストパターンの形成に有用である。

Claims (2)

1. 基材上に感光性樹脂組成物（Ａ）を塗布した後、疎水性熱可塑性樹脂層（Ｂ）とオキシアルキレン基変性ポリビニルアルコール系樹脂層（Ｃ）からなる積層フィルムを、そのオキシアルキレン基変性ポリビニルアルコール系樹脂層（Ｃ）表面が感光性樹脂組成物（Ａ）表面と接するように、該感光性樹脂組成物（Ａ）表面に圧着した後、疎水性熱可塑性樹脂層（Ｂ）を剥離し、次いで露出したオキシアルキレン基変性ポリビニルアルコール系樹脂層（Ｃ）表面にパターンマスクを当接して露光・現像を行うことを特徴とするレジストパターン形成法。
2. 疎水性熱可塑性樹脂層（Ｂ）の疎水性熱可塑性樹脂がポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリイミドのいずれかであることを特徴とする請求項１記載のレジストパターン形成法。