JP5981572B2 - 電着フォトレジスト用水性粘着防止処理液組成物とそれを用いた電着フォトレジスト塗膜処理方法 - Google Patents

電着フォトレジスト用水性粘着防止処理液組成物とそれを用いた電着フォトレジスト塗膜処理方法 Download PDF

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Description

本発明は、電着フォトレジスト用水性粘着防止処理液組成物とそれを用いた電着フォトレジスト塗膜処理方法に関する。
各種リソグラフィー工程において、感光性樹脂を用いレジスト塗膜を形成後、光照射(露光)し現像することでパターンを形成することができる。しかし、レジストとフォトマスクを密着させる密着露光法においては、感光性樹脂の粘着性に起因する種々の問題、例えば、レジスト塗膜とフォトマスクのくっつき、フォトマスクにレジスト塗膜が付着することによるマスクパターンの汚染、フォトマスクと被塗物を剥がす際に被塗物が変形する等の問題があり、種々の改善方法が提案されている。
近年、複雑な形状の導電性基材へ均一処理が可能なことから、電着レジスト法を利用する例も増えてきているが、電着レジスト法においても前記と同様な課題があり、特に光硬化型であるネガ型電着フォトレジストにおいては顕著であり、その解決が強く求められているのが現状である。
前記の課題を解決するために、電着フォトレジスト塗膜上にも応用できる粘着防止膜を形成する提案が種々なされているが、いまだ満足できる解決策は見出されていない。
例えば、ポリビニルアルコールやけん化度を変えたポリ酢酸ビニルを使用する方法においては、塗膜が吸湿性であるために粘着防止膜が白化したり、小皺が入ったりして、露光感度に影響を与える問題があった。
また、ヒドロキシエチルセルロールの如きセルロース系樹脂を使用する方法においては、粘着防止効果はあるが、電着フォトレジスト塗膜が乾燥していない状態では膜形成できず、一度電着塗膜を加熱乾燥し処理し、粘着防止層を形成後、露光前に再度加熱乾燥が必要となり、生産性が良くない問題があった。特許文献1〜3等)。
フォトマスク側の改善策としては、フォトマスクにシリコン等の離型成分を塗布し、フォトレジスト塗膜との貼り付きを防止する改善も行われているが、処理回数が増えるに従い表面に粘着物質が付着し、貼りつき防止効果がなくなり、効果が永続的ではない問題点がある(特許文献4等)。
電着フォトレジスト液組成面からの改善も種々試みられているが、粘着性の課題は解決できるものの、電着塗膜厚が十分に確保できない等の課題がある。また、枚葉式ラインの如き連続処理ラインにおいては、露光前の加熱乾燥後の空冷時間が十分確保できず、フォトレジスト塗膜が粘着性になりやすくなる。その結果、フォトマスクへの貼り付きが発生しやすくなり、十分な粘着防止効果が得られないため処理速度を上げることができず、生産性向上の面から大きな課題がある(特許文献5等)。
以上のように、電着フォトレジスト、例えば、ネガ型電着フォトレジストを使用するプロセスにおいて、フォトレジスト塗膜の品質を維持し、塗膜の粘着性に起因する不具合が解消できる方法はこれまでなく、特にネガ型電着フォトレジストを使用する場合の大きな障害となっていた。
特開昭51−49803号公報 特開平5−72740号公報 特開平5−297594号公報 特開平3−228062号公報 特開2007−248617号公報
本発明は、前記したような従来技術における問題を解決し、電着フォトレジスト膜、特にネガ型電着フォトレジスト膜の特性を維持しつつ、レジスト膜の粘着性に起因する不具合を解消できる電着フォトレジスト用水性粘着防止処理液組成物とそれを用いた電着フォトレジスト塗膜処理方法に関する。
上記問題に対して、鋭意研究の結果、本発明者らは、ポリジメチルシロキサンのポリエーテル変性物、及び、ポリエーテル変性ノニオン性界面活性剤を含むことを特徴とする電着フォトレジスト用水性粘着防止処理液組成物とそれを用いた電着フォトレジスト塗膜処理方法により、上記問題点を克服できることを知見し発明に至った。
すなわち、本発明は、ポリジメチルシロキサンのポリエーテル変性物(A)50〜80重量部、ポリエーテル変性ノニオン性界面活性剤(B)20〜50重量部、(A)と(B)の合計100重量部を有効成分とし、水で有効成分を0.5重量部〜40重量部となるように希釈し調整した電着フォトレジスト用水性粘着防止処理液組成物とそれを用い、電着、水洗後、加熱工程なしで、電着フォトレジスト膜に塗布し、その後、加熱乾燥、露光後、現像工程で水性粘着防止処理液組成物を除去する電着フォトレジスト塗膜処理方法を要旨とするものである。
本発明の電着フォトレジスト用水性粘着防止処理液組成物は、電着フォトレジスト膜に好適に使用でき、それを用いて電着フォトレジスト膜上に形成された水性粘着防止塗膜は、平滑でフォトマスクとの貼り付きもなく、現像後残存せず、後工程に影響を及ぼすこともなく、優れた実施効果を有するものである。
本発明について更に詳しく説明する。
本発明においては、ポリジメチルシロキサンのポリエーテル変性物(A)、ポリエーテル変性ノニオン性界面活性剤(B)の各成分は、電着フォトレジスト用水性粘着防止処理液組成物を得るための必須構成成分である。
ポリジメチルシロキサンのポリエーテル変性物(A)としては、ポリジメチルシロキサン骨格の側鎖、及び、片末端または両末端がポリエーテル基で置換された非反応性のものを使用でき、一般的には、シリコーンオイルのポリエーテル変性物、シリコーン系界面活性剤等が該当する。
市販品を例示すると、東レ・ダウコーニング(株)製有機変性シリコーンオイルであるSH8700(HLB=6)、SF8410(HLB=6)、SH8400(HLB=8)、L−7002(HLB=8)、FZ−2104(HLB=9)、FZ=77(HLB=11)、L=7604(HLB=11)、信越化学工業(株)製ポリエーテル変性シリコーンオイルであるKF−351A(HLB=12)、KF−352A(HLB=7)、KF=353(HLB=10)、KF−355A(HLB=12)、KF−615A(HLB=10)、KF−945(HLB=4)、KF−642(HLB=12)、KF−644(HLB=11)、KF−6020(HLB=4)、KF−6204(HLB=10)、X−22−4515(HLB=5)、KF−6011(HLB=12)、KF−6012(HLB=7)、KF−6015(HLB=5)、KF−6017(HLB=5)、信越化学工業(株)製ポリエーテル変性シリコーン界面活性剤であるKF−6013(HLB=10)、KF−6017P(HLB=4.5)、KF−6004(HLB=9)、KF−6028(HLB=4)、KF−6028P(HLB=4)、モメンティブ・パフォーマンズ・マテリアル・ジャパン(株)製ポリエーテル変性シリコーンオイルであるTSF4440(HLB=14)、TSF4441(HLB=11)、TSF4445(HLB=7)等があるがこれらに限定されない。また、これらを1種単独、または、2種以上組み合わせて使用してもよい。なかでもHLBが4〜12、好ましくは、6〜9のものが好適に使用できる。HLBが4未満では疎水性が強くなり洗浄性が悪いため、後工程に持ち込みやすい。また、HLBが12を超えると可溶化しやすくなり、塗布した際の成膜性や均一性に劣る。
ポリエーテル変性ノニオン性界面活性剤(B)としては、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル化物が好適に使用できる。例示すると、ポリオキシエチレンオクチルエーテル、ポリオキシエチレンアルキル(炭素数12−炭素数14)エーテル、ポリオキシエチレン2級アルキル(炭素数12−炭素数14)エーテル、ポリオキシエチレントリデシルエーテル、ポリオキシアルキレン分岐デシルエーテル、ポリオキシアルキレントリデシルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシアルキレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンイソデシルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルセチルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキル(炭素数11−炭素数15)エーテル、ポリオキシアルキレン2級アルキル(炭素数12−炭素数14)エーテル、ポリオキシエチレンオクチルドデシルエーテル、ポリオキシエチレンミリステルエーテル等が例示されるがこれらに限定されない。なかでも炭素数が11〜15のアルキルエーテル基を有するポリオキシアルキレンアルキルエーテル化物が望ましい。また、これらを1種単独、または、2種以上組み合わせて使用してもよい。
市販品として、第一工業製薬(株)製ノイゲンTDSシリーズ、ノイゲンXLシリーズ、ノイゲンTDXシリーズ、ノイゲンLFシリーズ、ノイゲンSDシリーズ、ノイゲンLPシリーズ、ノイゲンCLシリーズ、ノイゲンETシリーズ、DKS NLシリーズ、竹本油脂(株)製パイオニンD−1000番シリーズ、(株)ADEKA製アデカトールLAシリーズ、アデカトールOAシリーズ、アデカトールTNシリーズ、アデカトールUADBシリーズ、アデカトールSOシリーズ、花王(株)製エマルゲンシリーズ等が例示されるがこれらに限定されない。
また、本発明においては、必要に応じ、防腐剤、防かび剤、増粘剤、添加剤等を特性に悪影響しない範囲で使用することができる。
本発明が適用できる電着フォトレジストとしては、アニオン電着、カチオン電着フォトレジスト特性としてネガ型、ポジ型に大別でき、具体的にはネガ型アニオン電着フォトレジスト、ネガ型カチオン電着フォトレジスト、ポジ型アニオン電着フォトレジスト、ポジ型カチオン電着フォトレジストのいずれかに該当する。そして、本発明は、これらのいずれに対しても有用であるが、粘着性の高いネガ型タイプに対して特に効果を発揮する。
これらの市販品としては、ハニレジストE−2000(ネガ型カチオン電着フォトレジスト)、ハニレジストAP−1000(ポジ型アニオン電着フォトレジスト)等が例示できるがこれらに限定されない。
本発明の電着フォトレジスト用水性粘着防止処理液組成物において、ポリジメチルシロキサンのポリエーテル変性物(A)50〜80重量部、ポリエーテル変性ノニオン性界面活性剤(B)20〜50重量部、(A)と(B)の合計100重量部を有効成分とし、水で有効成分を0.5重量部〜40重量部となるように希釈し調整することが必要である。
好ましい配合は、成分(A)60〜75重量部、成分(B)25〜40重量部、(A)と(B)の合計100重量部を有効成分とし、水で有効成分を1重量部〜10重量部となるように希釈し調整することであり、特に好ましい配合は、水で有効成分を1重量部〜5重量部となるように希釈し調整することである。
これに対して、(A)が50重量部未満となった時、粘着防止層の形成が不十分となり十分な効果が得られず。また、80重量部を超えると水洗性が悪くなり現像工程以降にシリコン成分を持ち込み影響がでる懸念がある。(B)が、20重量部未満ではポリジメチルシロキサンのポリエーテル変性物(A)の乳化分散能や洗浄能が低下し、また、50重量部を超えると洗浄性が上がるため粘着防止層の成膜性が低下したり、ムラが生じる等の問題が生じる。((A)と(B)の合計100重量部を有効成分とし、水で希釈した有効成分が0.5重量部未満であれば、粘着防止層の成膜性が低下したり、ムラが生じ、40重量部を超えると乾燥ムラが発生したり、水洗性が悪くなり現像工程以降にシリコン成分を持ち込む影響がでる懸念がある。
本発明の電着フォトレジスト用水性粘着防止処理液組成物を使用する処理方法では、電着フォトレジストの電着、水洗後に、加熱工程なしで、電着フォトレジストを塗装した材料に対し、本発明の水性粘着防止処理液組成物をディッピング処理、あるいは、スプレー処理等の方法にて塗布する。その際の水性粘着防止処理液の液温は、5℃から50℃の範囲で、好ましくは、20℃から35℃の範囲に調整する。また処理時間は、露光前の塗膜へのダメージや生産性を考慮すると0.5秒から10秒、好ましくは1.5秒〜5秒が適している。
その後、浸漬した材料を加熱乾燥した後、露光工程にてフォトマスクと密着露光を行い、現像を行う。この現像液は、カチオン電着であればギ酸、酢酸、乳酸等の有機酸を1〜5%程度の水溶液にしたもの、アニオン電着であれば炭酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム等のアルカリ塩を1〜5%程度の水溶液にしたものを、室温から50℃の範囲で、好ましくは35〜45℃の範囲で使用する。また、必要であれば、ノニオン性界面活性剤を添加して現像時間を短縮することも出来る。
本発明の水性粘着防止処理液組成物は、洗浄性が良好であり、現像、及び、その水洗工程にて完全に除去されるため、現像にて電着フォトレジスト膜が除去され素材が露出した部分、及び、残存した塗膜部にもシリコン成分が残存しない。さらに品質を高めるため現像液へのシリコン成分の持ち込みを嫌う場合は、露光後、現像前に専用の水洗工程を入れても良い。
現像後に、被塗装物をめっき処理又はエッチング処理を行う。その後、電着塗膜が不要であれば、剥離液で塗膜を剥離除去する。
本発明が適用できる電着フォトレジストの被塗装物としては、プリント基板、リードフレーム、コネクター端子、水晶振動子等の微細加工用途の電子部品のみでなく 導電性を有する微細加工用途のものであれば、特に限定されることなく使用できる。例えば、透明性と導電性とを同時に付与することができるITO(Indium Tin Oxide)を蒸着したガラス板上でもかまわない。
本発明について、製造例、実施例および比較例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。なお、製造例、実施例および比較例中の部は、特に断りのない限り重量部を意味する。
(製造例1)
3リットルフラスコにKF6004(信越化学工業(株)製)20部、ノイゲンTDS−70(第一工業製薬(株)製)10部、サンアイバックIT−20BTP(三愛石油(株)製):防腐剤)0.6部を仕込み、ディスパーで30分撹拌混合し、脱イオン水969.4部を加え60分混合し、水性粘着防止処理液(有効成分3%)を得た。
(製造例2)
ノイゲンTDS−70(第一工業製薬(株)製)の代わりにパイオニンD−1107SP3(竹本油脂(株)製)を使用する以外は製造例1と同様な方法で製造した。
(製造例3)
ノイゲンTDS−70(第一工業製薬(株)製)の代わりにDKS NL−70(第一工業製薬(株)製)を使用する以外は製造例1と同様な方法で製造した。
(製造例4)
KF6004(信越化学工業(株)製)の代わりにSH8400(東レ・ダウコーニング(株)製)を使用する以外は製造例1と同様な方法で製造した。
(製造例5)
3リットルフラスコに製造例1で得られた水性粘着防止処理液(有効成分3%)を70部仕込み、ディスパーで撹拌混合しながら、脱イオン水980部加え60分混合し、水性粘着防止処理液(有効成分0.2%)を得た。
(製造例6)
3リットルフラスコにKF6004(信越化学工業(株)製)300部、ノイゲンTDS−70(第一工業製薬(株)製)150部、サンアイバックIT−20BTP(三愛石油(株)製):防腐剤)1部を仕込み、ディスパーで30分撹拌混合し、脱イオン水449部を加え60分混合し、水性粘着防止処理液(有効成分50%)を得た。
(製造例7)
3リットルフラスコに脱イオン水970部を仕込み、ディスパーで撹拌しながら、完全ケン化ポリビニルアルコールVC−20(日本酢ビ・ポバール(株)製)30部加え、60分混合し、水性粘着防止処理液(有効成分3%)を得た。
(製造例8)
3リットルフラスコにKF6004(信越化学工業(株)製)10部、ノイゲンTDS−70(第一工業製薬(株)製)20部、サンアイバックIT−20BTP(三愛石油(株)製:防腐剤)0.6部を仕込み、ディスパーで30分撹拌混合し、脱イオン水969.4部を加え60分混合し、水性粘着防止処理液(有効成分3%)を得た。
(製造例9)
3リットルフラスコにKF6004(信越化学工業(株)製)25部、ノイゲンTDS−70(第一工業製薬(株)製)5部、サンアイバックIT−20BTP(三愛石油(株)製:防腐剤)0.6部を仕込み、ディスパーで30分撹拌混合し、脱イオン水969.4部を加え60分混合し、水性粘着防止処理液(有効成分3%)を得た。
(実施例1)
50mm×100mmの銅板をハニレジストE−2000(ハニー化成(株)製ネガ型カチオン電着フォトレジスト)電着液に浸漬し、液温39℃、印加電圧140Vで塗膜厚が10μmとなるように電着塗布し、水洗後、製造例1で得られた液温20℃の水性粘着防止処理液をスプレーにて2秒間塗布し、60℃で加熱乾燥後、フォトマスクと水性粘着防止処理液塗装面を密着させた。その後、メタルハライドランプ式露光機を用い、露光光量300mJ/cm露光し、フォトマスクを取り外してから、酸性現像液ハニレジスト現像液DEV−1(ハニー化成(株))を4%に希釈した槽に浸漬して現像後、水洗し、所定
のパターンを得た。
(実施例2)
製造例1で得られた水性粘着防止処理液の代わりに製造例2で得られた水性粘着防止処理液を使用する以外は、実施例1と同様な方法で行った。
(実施例3)
製造例1で得られた水性粘着防止処理液の代わりに製造例3で得られた水性粘着防止処理液を使用する以外は、実施例1と同様な方法で行った。
(実施例4)
製造例1で得られた水性粘着防止処理液の代わりに製造例4で得られた水性粘着防止処理液を使用する以外は、実施例1と同様な方法で行った。
(比較例1〜6)
(比較例1)
50mm×100mmの銅板をハニレジストE−2000(ハニー化成(株)製ネガ型カチオン電着フォトレジスト)電着液に浸漬し、液温39℃、印加電圧140Vで塗膜厚が10μmとなるように電着塗布し、水洗後、60℃で加熱乾燥し、水性粘着防止処理液での処理を行わずに、フォトマスクと電着塗装面を密着させた。その後、メタルハライドランプ式露光機を用い、露光光量300mJ/cm露光し、フォトマスクを取り外してから、酸性現像液ハニレジスト現像液DEV−1(ハニー化成(株))を4%に希釈した槽に浸漬して現像後、水洗し、所定のパターンを得た。
(比較例2)
製造例1で得られた水性粘着防止処理液の代わりに製造例5で得られた水性粘着防止処理液を使用する以外は、実施例1と同様な方法で行った。
(比較例3)
製造例1で得られた水性粘着防止処理液の代わりに製造例6で得られた水性粘着防止処理液を使用する以外は、実施例1と同様な方法で行った。
(比較例4)
製造例1で得られた水性粘着防止処理液の代わりに製造例7で得られた水性粘着防止処理液を使用する以外は、実施例1と同様な方法で行った。
(比較例5)
製造例1で得られた水性粘着防止処理液の代わりに製造例8で得られた水性粘着防止処理液を使用する以外は、実施例1と同様な方法で行った。
(比較例6)
製造例1で得られた水性粘着防止処理液の代わりに製造例9で得られた水性粘着防止処理液を使用する以外は、実施例1と同様な方法で行った。
実施例1〜4および比較例1〜6の評価結果について表1に示す。
Figure 0005981572
(水性粘着防止処理液の評価法)
(1)塗布外観:水性粘着防止処理液を塗布し加熱乾燥した後の塗膜外観で評価。
○:異常なし、
×:乾燥ムラや小皺あり。
(2)露光前の塗膜の非粘着性:露光前の加熱乾燥後塗片にPET(ポリエチレンテレフタラート)フィルムをかぶせる。PETフイルムをのせた塗片を50℃に加熱したホットプレート上に置いたバキュームクランプWKC−250(サンハヤト(株)製)にはさみ、1分間保持した後、2分間真空圧着させた。バキュームクランプ内を常圧に戻し、塗片を取り出した時のフォトレジスト塗膜とPETフイルムの貼りつき具合で評価した。
○:貼りつきなし、
×:貼りつきあり。
(3)洗浄性:現像後の塗片について、蛍光X線装置で元素分析し、Si元素の検出の有無で評価した。
○:銅面、レジスト面にSi元素検出なし、
×:銅面、レジスト面のいずれもSi元素検出。
(4)水洗性:現像前の塗片を20℃の脱イオン水に1分浸漬し水洗した後、蛍光X線装置で元素分析し、Si元素の検出の有無で評価した。
○:Si元素検出なし、
×:Si元素検出。
本発明の電着フォトレジスト用水性粘着防止処理液組成物とそれを用いた、電着、水洗後、加熱工程なしで、電着フォトレジスト膜に塗布し、その後、加熱乾燥、露光後、現像工程で、水性粘着防止処理液組成物を除去する電着フォトレジスト塗膜処理方法は、塗布外観に優れ、露光前の塗膜の非粘着性に優れ、露光時のフォトマスクとの貼りつきもなく、露光後現像工程にて除去されるため後工程への影響もない等の優れた効果を有するものであり、産業上極めて有用である。

Claims (5)

  1. ポリジメチルシロキサンのポリエーテル変性物(A)50〜80重量部、ポリエーテル変性ノニオン性界面活性剤(B)20〜50重量部、(A)と(B)の合計100重量部を有効成分とし、水で有効成分を0.5重量部〜40重量部となるように希釈し調整した電着フォトレジスト用水性粘着防止処理液組成物。
  2. 前記ポリジメチルシロキサンのポリエーテル変性物(A)のHLBが、4〜12であることを特徴とする請求項1記載の電着フォトレジスト用水性粘着防止処理液組成物。
  3. 前記ポリエーテル変性ノニオン性界面活性剤(B)が、炭素数11〜15のアルキルエーテル基を有するポリオキシアルキレンアルキルエーテル化物であることを特徴とする請求項1記載の電着フォトレジスト用水性粘着防止処理液組成物。
  4. 前記請求項1〜3のいずれかに記載の電着フォトレジスト用水性粘着防止処理液組成物を用い、電着、水洗後、加熱工程なしで、電着フォトレジスト膜に塗布し、その後、加熱乾燥、露光後の現像工程で、水性粘着防止処理液組成物を除去する電着フォトレジスト塗膜処理方法。
  5. 電着フォトレジストを電着塗布する工程、
    電着塗布層を水洗後、前記請求項1〜3のいずれかに記載の電着フォトレジスト用水性粘着防止処理液組成物で処理する工程、フォトマスクと水性粘着防止処理液処理面を密着させ、露光する工程、現像、水洗をし、パターンを形成すると同時に水性粘着防止処理液を除去する工程、を含むことを特徴とするパターンの形成方法。
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