TW202111429A - 感光性樹脂組合物、及感光性元件 - Google Patents
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Abstract
本發明之目的之一在於提供一種感光性樹脂組合物,該感光性樹脂組合物之側蝕量得以降低,銅線寬之均勻性優異,曝光時會促進染料之顯色,且曝光部之視認性優異。根據本發明,提供一種感光性樹脂組合物,其包含:(A)鹼溶性高分子、(B)具有乙烯性不飽和雙鍵之化合物、(C)光聚合起始劑、(D)染料、及(E)下述通式所表示之化合物{式中,R1
及R2
均不具有胺基,且獨立地選自由氫原子或碳數1~20之有機基所組成之群,其中,R1
及R2
中之至少一者具有pKa5以下之酸性基}。
Description
本發明係關於一種感光性樹脂組合物、及感光性元件。
印刷配線板通常藉由光微影法製造。所謂光微影法係指如下所述之方法:於基板上形成包含感光性樹脂組合物之層,對該塗膜進行圖案曝光及顯影而其上形成光阻圖案,繼而藉由蝕刻或鍍覆處理形成導體圖案,其後去除基板上之光阻圖案,藉此於基板上形成所需之配線圖案。
製造印刷配線板時,往往使用於支持體上積層有感光性樹脂層之感光性元件(乾膜光阻)。作為使用該感光性元件形成配線圖案之方法、及適於該方法之感光性樹脂組合物,已有許多眾所周知之例,例如可列舉以下專利文獻1~5。
專利文獻1之目的在於提供一種感光性樹脂組合物,該感光性樹脂組合物尤其是對紫外線光或可見光具有高感度,可藉由雷射繪圖而硬化,且於基材上形成膜後及繪圖後之保存穩定性優異。作為其解決方法,專利文獻1中記載有一種感光性樹脂組合物,其包含四唑或其衍生物、或者三唑或其衍生物。作為四唑或其衍生物,可列舉:1H-1,2,3,4-四唑、5-胺基-1H-四唑、及5-甲基-1H-四唑;作為三唑或其衍生物,可列舉1,2,4-三唑或5-氯苯并三唑。
專利文獻2之目的在於提供一種感光性樹脂組合物,該感光性樹脂組合物可形成與銅表面之密接性優異、塗裝或積層後不受經時變化影響、極其穩定之光阻膜。作為其解決方法,專利文獻2中記載有一種感光性樹脂組合物,其包含選自由三唑類、四唑類及咪唑類所組成之群中之1種或2種以上之雜環化合物。
專利文獻3之目的在於提供一種感光性樹脂組合物,該感光性樹脂組合物感度較高,可獲得良好之光阻圖案形狀,且遮蔽膜強度較高,可形成高精細且高縱橫比之圖案。作為其解決方法,專利文獻3中記載有一種感光性樹脂組合物,其包含分子量為180~2,000之單羧酸化合物。
專利文獻4之目的在於提供一種感光性樹脂組合物,該感光性樹脂組合物可使剝離片細分化(減小剝離後之光阻片之尺寸),且耐鍍覆性優異,感度、解像度及密接性優異。作為其解決方法,專利文獻4中記載有一種感光性樹脂組合物,其含有至少包含(甲基)丙烯酸及(甲基)丙烯酸羥烷基酯作為共聚成分之黏合劑聚合物,進而,含有苯并三唑及特定通式所表示之羧基苯并三唑衍生物作為密接性賦予劑。
專利文獻5之目的在於提供一種感光性樹脂組合物,該感光性樹脂組合物可形成對導體層具有充分優異之密接性,且不易引起導體層變色之光阻。作為其解決方法,專利文獻5中記載有一種感光性樹脂組合物,其包含黏合劑聚合物、具有乙烯性不飽和基之光聚合性化合物、光聚合起始劑、及特定通式所表示之苯并三唑衍生物。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2002-317005號公報
[專利文獻2]日本專利第4883537號公報
[專利文獻3]日本專利特開2011-81391號公報
[專利文獻4]日本專利特開2010-72535號公報
[專利文獻5]日本專利第4449983號公報
[發明所欲解決之問題]
近年來,隨著電子機器之小型化及輕量化,印刷配線板之微細化及高密度化不斷發展,於製造感光性元件之步驟中需要一種高性能感光性元件,其可降低側面蝕刻(以下亦簡稱為「側蝕」)而提供更均勻之銅線寬。又,感光性元件通常包含染料,以便能夠以較佳之對比度視認出顯影後形成於銅箔上之光阻圖案。染料具有於DF(dry film,乾膜)被曝光後改變曝光部分之顏色之功能。
本發明之目的之一在於提供一種感光性樹脂組合物,該感光性樹脂組合物之側蝕量得以降低,銅線寬之均勻性優異,曝光時會促進染料之顯色,且曝光部之視認性優異。
[解決問題之技術手段]
本申請案發明人等為解決上述課題反覆進行了銳意研究,結果發現,藉由如下感光性樹脂組合物可解決上述課題,該感光性樹脂組合物含有鹼溶性高分子、具有乙烯性不飽和雙鍵之化合物、光聚合起始劑、染料、及具有特定結構之化合物,從而完成本發明。即,本發明如下所述。
[1]
一種感光性樹脂組合物,其包含:
(A)鹼溶性高分子、
(B)具有乙烯性不飽和雙鍵之化合物、
(C)光聚合起始劑、
(D)染料、及
(E)下述通式(3)所表示之化合物:
[化1]
{式中,R1
及R2
均不具有胺基,且獨立地選自由氫原子或碳數1~20之有機基所組成之群,其中,R1
及R2
中之至少一者具有pKa5以下之酸性基}。
[2]
如項目1記載之感光性樹脂組合物,其中式中之R1
及R2
均不具有胺基,且獨立地選自由氫原子或碳數1~3之有機基所組成之群,其中,R1
及R2
中之至少一者具有pKa5以下之酸性基。
[3]
如項目2記載之感光性樹脂組合物,其中式中之R1
及R2
均不具有胺基,R1
及R2
中之其中一者係具有pKa5以下之酸性基之碳數1~3之有機基,另一者係氫原子。
[4]
如項目1至3中任一項之感光性樹脂組合物,其中上述酸性基係羧基、磷酸基、或磺酸基中之任一者。
[5]
如項目4記載之感光性樹脂組合物,其中上述酸性基為羧基。
[6]
如項目1至5中任一項之感光性樹脂組合物,其中上述染料(D)為隱色染料。
[7]
如項目1至6中任一項記載之感光性樹脂組合物,其中相對於上述感光性樹脂組合物之固形物成分之總量,含有0.001~0.5質量%之上述化合物(E)。
[8]
如項目1至7中任一項之感光性樹脂組合物,其中上述化合物(E)於25℃下為固體。
[9]
如項目1至8中任一項之感光性樹脂組合物,其中上述鹼溶性高分子(A)於其分子結構中包含芳香環。
[10]
一種感光性元件,其具備:支持體、及形成於上述支持體上之如項目1至9中任一項之感光性樹脂組合物層。
[發明之效果]
根據本發明,可提供一種感光性樹脂組合物,該感光性樹脂組合物之側蝕量得以降低,銅線寬之均勻性優異,曝光時會促進染料之顯色,且曝光部之視認性優異。再者,不可認為上述記載揭示了本發明之全部實施方式及本發明之全部優點。本發明之更多實施方式及其優點參照以下記載可知。
以下,為例示本發明之實施方式(以下稱為「本實施方式」)而詳細地進行說明,但本發明不受本實施方式限定。本案說明書中,各數值範圍之上限值及下限值可任意組合。
[感光性樹脂組合物]
本實施方式之感光性樹脂組合物含有:(A)鹼溶性高分子、(B)具有乙烯性不飽和雙鍵之化合物、(C)光聚合起始劑、(D)染料、及(E)具有特定雜環結構之化合物。化合物(E)為下述通式(3)所表示之化合物。本實施方式之感光性樹脂組合物藉由具有上述構成,而可提供一種感光性樹脂組合物,該感光性樹脂組合物之側蝕量得以降低,銅線寬之均勻性優異,曝光時會促進染料之顯色,且曝光部之視認性優異。
其理由尚未明確,且本發明並不受理論限定,但發明人等推測如下。
對於降低側蝕量而言,已硬化之光阻與銅界面之密接力及反應率較為重要。蝕刻液因蝕刻處理而滲入光阻-銅界面,因此產生乾膜之線寬與蝕刻後之銅線寬之差(側蝕)。若光阻-銅界面之相互作用牢固,則蝕刻液難以滲入,側蝕量變小。作為與銅之相互作用較強之化合物,已知有咪唑、三唑、四唑等,但是若該等化合物之疏水性較高,則存在顯影後亦殘留於基板上,而產生蝕刻殘留之問題。對此,發明人等發現藉由使用鹼性水溶液可溶性較高、且具有pKa5以下之酸性基之化合物(E),可降低蝕刻殘留。又,為了降低側蝕量,較小之膨潤量更有利,因此硬化後光阻之反應率亦較為重要。認為尤其是四唑會在約200 nm之短波長區域發生自由基裂解,因此具有較多該等之界面、尤其是銅界面(光阻底部)之反應率上升,光阻底部之膨潤率得以抑制,從而有助於低側蝕。
另一方面,染料之顯色就曝光部之視認性之方面而言較佳,於檢查機等讀取用於曝光之位置對準標記之情形時,曝光部與未曝光部之對比度較大才更易辨識而較為有利。認為曝光時發生反應之具有pKa5以下之酸性基之化合物(E)使染料、較佳為隱色結晶紫(DMA)之陽離子穩定化,因此顯色變得良好,曝光對比度變得良好。
<(A)鹼溶性高分子>
(A)鹼溶性高分子較佳為藉由使下述第一單體之至少1種聚合而獲得者。又,(A)鹼溶性高分子更佳為藉由使第一單體之至少1種、及下述第二單體之至少1種共聚而獲得者。
第一單體為分子中含有羧基之單體。作為第一單體,例如可列舉:(甲基)丙烯酸、富馬酸、肉桂酸、丁烯酸、伊康酸、馬來酸酐、及馬來酸半酯等。該等中,特佳為(甲基)丙烯酸。本說明書中,「(甲基)丙烯酸」係指丙烯酸及甲基丙烯酸,「(甲基)丙烯酸酯」係指「丙烯酸酯」及「甲基丙烯酸酯」。
(A)鹼溶性高分子中第一單體之共聚比率相對於全部單體之合計質量,較佳為10質量%~35質量%,更佳為15質量%~30質量%,更佳為16質量%~28質量%。
第二單體係非酸性且分子中至少具有1個聚合性不飽和基之單體。作為第二單體,例如可列舉:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸苄酯等(甲基)丙烯酸酯;乙酸乙烯酯等乙烯醇之酯類;及(甲基)丙烯腈、苯乙烯、及可聚合之苯乙烯衍生物(例如甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、第三丁氧基苯乙烯、乙醯氧基苯乙烯、4-乙烯基苯甲酸、苯乙烯二聚物、苯乙烯三聚物等)等。該等中,較佳為:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、苯乙烯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、及(甲基)丙烯酸苄酯。就抑制側蝕之觀點而言,特佳為(甲基)丙烯酸苄酯。
相對於構成(A)鹼溶性高分子之共聚物的全部單體之合計質量,(A)鹼溶性高分子中第二單體之共聚比率較佳為70質量%~90質量%,更佳為70質量%~85質量%,進一步更佳為72質量%~84質量%。
本實施方式中,就提高光阻圖案之解像性之觀點而言,(A)鹼溶性高分子較佳為於其分子結構中包含芳香環,更佳為於其結構之側鏈具有芳香族基。
側鏈具有芳香族基之(A)鹼溶性高分子可藉由使用具有芳香族基之化合物作為上述第一單體及第二單體中之至少1種單體而製備。作為具有芳香族基之單體,例如除(甲基)丙烯酸苄酯等(甲基)丙烯酸芳烷基酯外,可列舉:苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯、肉桂酸、可聚合之苯乙烯衍生物(例如,甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、第三丁氧基苯乙烯、乙醯氧基苯乙烯、4-乙烯基苯甲酸、苯乙烯二聚物、苯乙烯三聚物等)等。就抑制側蝕之觀點而言,較佳為(甲基)丙烯酸芳烷基酯及苯乙烯,特佳為(甲基)丙烯酸苄酯。
相對於全部單體之合計質量,具有上述芳香族基之化合物之共聚比率較佳為20質量%以上、30質量%以上、40質量%以上、50質量%以上、60質量%以上、70質量%以上、或80質量%以上。就維持鹼溶性之觀點而言,具有芳香族基之化合物之共聚比率較佳為95質量%以下,更佳為90質量%以下。
本實施方式中,(A)鹼溶性高分子可藉由以既知之聚合法、較佳為加成聚合、更佳為自由基聚合使選自上述第一單體及第二單體中之1種以上之單體聚合而製備。
關於(A)鹼溶性高分子之酸當量(於包含複數種共聚物之情形時為其混合物整體之酸當量),就感光性樹脂層之耐顯影性、及光阻圖案之解像性及密接性之觀點而言,較佳為100以上,就感光性樹脂層之顯影性及剝離性之觀點而言,較佳為600以下。(A)鹼溶性高分子之酸當量更佳為200~500,進而較佳為250~450。
作為(A)鹼溶性高分子之重量平均分子量(以下有時略記為「Mw」)(於併用複數種鹼溶性高分子之情形時,係指其整體之Mw),較佳為5,000~500,000,更佳為5,000~100,000,進而較佳為10,000~65,000。作為重量平均分子量與數量平均分子量(以下有時略記為「Mn」)之比即分散度(Mw/Mn)(於併用複數種鹼溶性高分子之情形時,為其整體之分散度),較佳為1.0~6.0,更佳為1.5~5.0,進而較佳為2.0~5.0,更進一步較佳為2.5~4.5,特佳為3.0~4.2。
(A)鹼溶性高分子之重量平均分子量及分散度處於上述範圍就獲得適度之顯影性、較高之塗膜強度、及光阻厚度之均勻性之方面而言較佳。
作為(A)鹼溶性高分子,於併用複數種鹼溶性高分子之情形時,特佳為包含:
(A-1)Mw未達50,000之鹼溶性高分子、及
(A-2)Mw為50,000以上之鹼溶性高分子。
上述鹼溶性高分子(A-1)之Mw更佳為5,000以上且未達50,000,進而較佳為10,000~45,000,特佳為10,000~35,000。鹼溶性高分子(A-1)之Mw處於該範圍,就兼具顯影性及解像性之方面而言較佳。
另一方面,上述鹼溶性高分子(A-2)之Mw更佳為50,000~100,000,進而較佳為50,000~75,000,特佳為50,000~65,000。鹼溶性高分子(A-2)之Mw處於該範圍,就進一步延長將本實施方式之感光性樹脂組合物應用於感光性元件(亦稱為「乾膜光阻」)之情形時之產品壽命之方面而言較佳。
相對於感光性樹脂組合物之固形物成分之總量,鹼溶性高分子(A-1)成分之含有比率較佳為3質量%以上30質量%以下,更佳為5質量%以上25質量%以下,進而較佳為10質量%以上20質量%以下。將(A-1)成分之使用比率設定於上述範圍內,就兼具解像性及較小側蝕量之方面而言較佳。
相對於感光性樹脂組合物之固形物成分之總量,鹼溶性高分子(A-2)成分之含有比率較佳為5質量%以上50質量%以下,更佳為15質量%以上48質量%以下,進而較佳為18質量%以上45質量%以下。將(A-2)成分之使用比率設定於上述範圍內,就進一步延長將本實施方式之感光性樹脂組合物應用於感光性元件(乾膜光阻)之情形時之產品壽命之方面而言較佳。
相對於感光性樹脂組合物之固形物成分之總量,本實施方式之感光性樹脂組合物中(A)鹼溶性高分子之使用比率較佳為25質量%~85質量%,更佳為35質量%~75質量%。將(A)鹼溶性高分子之使用比率設定於上述範圍內,就解像度、顯影性、曝光部分之顯影液膨潤性、光阻圖案之剝離性、感光性元件之產品壽命之觀點而言較佳。
<(B)具有乙烯性不飽和雙鍵之化合物>
(B)具有乙烯性不飽和雙鍵之化合物係由於在其結構中具有乙烯性不飽和雙鍵而具有聚合性之化合物。作為此種化合物,可列舉:於聚環氧烷之一個末端加成(甲基)丙烯酸而成的化合物、於聚環氧烷之一個末端加成(甲基)丙烯酸並使另一個末端烷基醚化或烯丙醚化而成的化合物等(第1群之化合物);於環氧烷鏈之兩末端具有(甲基)丙烯醯基之化合物、於環氧乙烷鏈與環氧丙烷鏈無規鍵結或嵌段鍵結而成之環氧烷鏈之兩末端具有(甲基)丙烯醯基的化合物、使雙酚A改性所得之化合物等(第2群之化合物);一個分子中具有3個以上之(甲基)丙烯醯基之化合物等(第3群之化合物)等。
作為第1群之其他化合物,具體而言,例如可列舉:苯氧基六乙二醇單(甲基)丙烯酸酯,其係將聚乙二醇加成於苯基而成之化合物的(甲基)丙烯酸酯;4-正壬基苯氧基七乙二醇二丙二醇(甲基)丙烯酸酯,其係將加成有平均2莫耳之環氧丙烷的聚丙二醇及加成有平均7莫耳之環氧乙烷的聚乙二醇加成於壬基苯酚而成之化合物的(甲基)丙烯酸酯;加成有平均1莫耳之環氧丙烷的聚丙二醇及加成有平均5莫耳之環氧乙烷的聚乙二醇加成於壬基苯酚而成之化合物的(甲基)丙烯酸酯之4-正壬基苯氧基五乙二醇單丙二醇(甲基)丙烯酸酯加成有平均8莫耳之環氧乙烷的聚乙二醇加成於壬基苯酚而成之化合物的丙烯酸酯之4-正壬基苯氧基八乙二醇(甲基)丙烯酸酯(例如東亞合成(股)製造、M-114);等等。
作為第2群之其他化合物,具體而言,例如可列舉:四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、五乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、六乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、七乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、八乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、九乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、十乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、於12莫耳環氧乙烷鏈之兩末端具有(甲基)丙烯醯基之化合物等聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯;聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯;聚丁二醇二(甲基)丙烯酸酯等。作為化合物中包含環氧乙烷基及環氧丙烷基之聚環氧烷二(甲基)丙烯酸酯化合物,例如可列舉:對加成有平均12莫耳之環氧丙烷的聚丙二醇之兩末端進而分別加成平均3莫耳之環氧乙烷而成的二醇之二甲基丙烯酸酯;對加成有平均18莫耳之環氧丙烷的聚丙二醇之兩末端進而分別加成平均15莫耳之環氧乙烷而成的二醇之二甲基丙烯酸酯等;除此以外,還可列舉:
於對雙酚A加成環氧烷而成之聚伸烷基二醇之兩末端具有乙烯性不飽和雙鍵的化合物等。
作為上述第2群之化合物中之將雙酚A改性所得之化合物,使用於對雙酚A加成環氧烷而成的聚伸烷基二醇之兩末端具有乙烯性不飽和雙鍵之化合物,就解像性及密接性之觀點而言較佳。該化合物中之乙烯性不飽和雙鍵較佳為,以包含於(甲基)丙烯醯基中之形式而包含於該化合物中。
為了對雙酚A加成環氧烷而進行改性,例如已知有:環氧乙烷改性、環氧丙烷改性、環氧丁烷改性、環氧戊烷改性、環氧己烷改性等。較佳為於對雙酚A加成環氧乙烷而成之聚伸烷基二醇之兩末端具有(甲基)丙烯醯基的化合物。
作為此種化合物,例如可列舉:2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基二乙氧基)苯基)丙烷(例如新中村化學工業(股)製造之NK ESTER BPE-200)、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基三乙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基四乙氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-((甲基)丙烯醯氧基五乙氧基)苯基)丙烷(例如新中村化學工業(股)製造之NK ESTER BPE-500)等。進而,如於雙酚A之兩末端分別加成有平均2莫耳之環氧丙烷及平均6莫耳之環氧乙烷之聚伸烷基二醇的二(甲基)丙烯酸酯、或於雙酚A之兩末端分別加成有平均2莫耳之環氧丙烷及平均15莫耳之環氧乙烷之聚伸烷基二醇的二(甲基)丙烯酸酯等此種經環氧乙烷改性及環氧丙烷改性之化合物亦較佳。藉由使雙酚A進行環氧烷改性而於兩末端具有(甲基)丙烯醯基的化合物中之環氧乙烷、環氧丙烷之莫耳數就提高解像性、密接性、及柔軟性之觀點而言,較佳為1莫耳以上60莫耳以下,更佳為4莫耳以上40莫耳以下,進而較佳為5莫耳以上20莫耳以下。
上述第3群之化合物藉由以下方式獲得,對分子內具有3莫耳以上之可加成環氧烷基之基的中心骨架加成伸乙氧基、伸丙氧基、伸丁氧基等伸烷基氧基而獲得醇,使所獲得之醇(甲基)丙烯酸酯化。作為可成為中心骨架之化合物,例如可列舉:甘油、三羥甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇、異氰尿酸酯環等。
更具體而言,例如可列舉:三羥甲基丙烷之環氧乙烷(EO)(3莫耳)改性三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷之EO(6莫耳)改性三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷之EO(9莫耳)改性三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷之EO(12莫耳)改性三丙烯酸酯等。作為此種化合物,例如可列舉:甘油之EO(3莫耳)改性三丙烯酸酯(例如新中村化學工業(股)製造之A-GLY-3E)、甘油之EO(9莫耳)改性三丙烯酸酯(例如新中村化學工業(股)製造之A-GLY-9E)、甘油之EO(6莫耳)改性及環氧丙烷(PO)(6莫耳)改性三丙烯酸酯(A-GLY-0606PE)、甘油之EO(9莫耳)改性及PO(9莫耳)改性三丙烯酸酯(A-GLY-0909PE)等。進而可列舉:季戊四醇之4EO改性四丙烯酸酯(例如沙多瑪日本(股)公司製造之SR-494)、季戊四醇之35EO改性四丙烯酸酯(例如新中村化學工業(股)公司製造之NK ESTER ATM-35E)等。
作為具有乙烯性不飽和雙鍵之化合物,亦可列舉異氰尿酸酯化合物。
作為此種化合物之具體例,例如可列舉:乙氧基化異三聚氰酸三(甲基)丙烯酸酯、ε-己內酯改性異氰尿酸三(2-(甲基)丙烯醯氧基乙基)酯、異氰尿酸三烯丙酯、下述式:
[化2]
[式中,R5
、R6
及R7
分別獨立地表示碳數1〜20之伸烷基,R8
、R9
及R10
分別獨立地表示氫原子或甲基,L1
、L2
及L3
分別獨立地表示碳數2~4之伸烷基,r3、r4及r5分別獨立地表示1〜40之整數,s3、s4、s5、t3、t4及t5分別獨立地表示0〜40之整數;其中,於s3、s4、s5、t3、t4及t5為0之情形時,L1
表示伸乙基,於r3、r4、r5、s3、s4、s5、t3、t4或t5為2以上之情形時,複數個-L1
-O-、-L2
-O-或-L3
-O-所表示之結構單元可無規存在亦可形成嵌段]
所表示之化合物、(EO)改性異氰尿酸酯衍生三(甲基)丙烯酸酯(環氧乙烷平均27 mol加成物)等。
作為此種化合物可使用市售品,例如可列舉:UA-7100、A-9300-1CL(以上為新中村化學工業公司製造);ARONIX M-327(東亞合成公司製造)等。
作為具有胺基甲酸酯鍵及乙烯性不飽和雙鍵之化合物,例如可列舉:六亞甲基二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、或二異氰酸酯化合物(例如2,2,4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯)與一個分子中具有羥基及(甲基)丙烯酸基之化合物(例如,丙烯酸2-羥基丙酯、寡聚丙二醇單甲基丙烯酸酯)之胺基甲酸酯化合物。具體而言,係六亞甲基二異氰酸酯與寡聚丙二醇單甲基丙烯酸酯(日本油脂(股)製造之Blemmer PP1000)之反應物。
作為具有鄰苯二甲酸結構及乙烯性不飽和雙鍵之化合物,例如可列舉:γ-氯-β-羥丙基-β'-(甲基)丙烯醯氧基乙基-鄰苯二甲酸酯、β-羥烷基-β'-(甲基)丙烯醯氧基烷基-鄰苯二甲酸酯等。
此外,作為(B)具有乙烯性不飽和雙鍵之化合物,亦可包含三環癸烷二(甲基)丙烯酸酯或(2,2-雙{4-(甲基丙烯醯氧基五乙氧基)環己基}丙烷等。
本實施方式之感光性樹脂組合物較理想為包含使雙酚A改性所得之化合物。相對於感光性樹脂組合物之固形物成分之合計質量,本實施方式之感光性樹脂組合物中之使雙酚A改性所得之化合物之使用比率較佳為12質量%~45質量%,更佳為17質量%~40質量%,進而較佳為20質量%~40質量%。將使用比率設置為該範圍,就獲得解像度、顯影性之平衡優異之感光性樹脂組合物之方面而言較為適合。
(B)具有乙烯性不飽和雙鍵之化合物相對於感光性樹脂組合物的總固形物成分質量之比率較佳為5質量%~70質量%。將該比率設置為5質量%以上,就感度、解像性及密接性之觀點而言較佳,更佳為將該比率設置為15質量%以上,進而較佳為設置為20質量%以上。另一方面,將該比率設置為70質量%以下就抑制邊緣熔融及硬化光阻之剝離延遲之觀點而言較佳,更佳為將該比率設置為60質量%以下。
<(C)光聚合起始劑>
作為(C)光聚合起始劑,例如可列舉:六芳基聯咪唑化合物、N-芳基-α-胺基酸化合物、醌化合物、芳香族酮化合物、苯乙酮化合物、醯基氧化膦化合物、安息香化合物、安息香醚化合物、二烷基縮酮化合物、9-氧硫𠮿化合物、二烷基胺基苯甲酸酯化合物、肟酯化合物、吖啶化合物、吡唑啉衍生物、N-芳基胺基酸之酯化合物、鹵素化合物等。
作為六芳基聯咪唑化合物,例如可列舉:2-(鄰氯苯基)-4,5-二苯基聯咪唑、2,2',5-三-(鄰氯苯基)-4-(3,4-二甲氧基苯基)-4',5'-二苯基聯咪唑、2,4-雙-(鄰氯苯基)-5-(3,4-二甲氧基苯基)-二苯基聯咪唑、2,4,5-三-(鄰氯苯基)-二苯基聯咪唑、2-(鄰氯苯基)-雙-4,5-(3,4-二甲氧基苯基)-聯咪唑、2,2'-雙-(2-氟苯基)-4,4',5,5'-四-(3-甲氧基苯基)-聯咪唑、2,2'-雙-(2,3-二氟甲基苯基)-4,4',5,5'-四-(3-甲氧基苯基)-聯咪唑、2,2'-雙-(2,4-二氟苯基)-4,4',5,5'-四-(3-甲氧基苯基)-聯咪唑、2,2'-雙-(2,5-二氟苯基)-4,4',5,5'-四-(3-甲氧基苯基)-聯咪唑、2,2'-雙-(2,6-二氟苯基)-4,4',5,5'-四-(3-甲氧基苯基)-聯咪唑、2,2'-雙-(2,3,4-三氟苯基)-4,4',5,5'-四-(3-甲氧基苯基)-聯咪唑、2,2'-雙-(2,3,5-三氟苯基)-4,4',5,5'-四-(3-甲氧基苯基)-聯咪唑、2,2'-雙-(2,3,6-三氟苯基)-4,4',5,5'-四-(3-甲氧基苯基)-聯咪唑、2,2'-雙-(2,4,5-三氟苯基)-4,4',5,5'-四-(3-甲氧基苯基)-聯咪唑、2,2'-雙-(2,4,6-三氟苯基)-4,4',5,5'-四-(3-甲氧基苯基)-聯咪唑、2,2'-雙-(2,3,4,5-四氟苯基)-4,4',5,5'-四-(3-甲氧基苯基)-聯咪唑、2,2'-雙-(2,3,4,6-四氟苯基)-4,4',5,5'-四-(3-甲氧基苯基)-聯咪唑、及2,2'-雙-(2,3,4,5,6-五氟苯基)-4,4',5,5'-四-(3-甲氧基苯基)-聯咪唑等。其中,就高感度、解像性及密接性之觀點而言,較佳為2-(鄰氯苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物。
作為N-芳基-α-胺基酸化合物,例如可列舉:N-苯基甘胺酸、N-甲基-N-苯基甘胺酸、N-乙基-N-苯基甘胺酸等。尤其是N-苯基甘胺酸由於增感效果較高故而較佳。
作為醌化合物,例如可列舉:2-乙基蒽醌、辛乙基蒽醌、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-氯蒽醌、2-氯蒽醌、2-甲基蒽醌、1,4-萘醌、9,10-菲醌、2-甲基-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。
作為芳香族酮化合物,例如可列舉:二苯甲酮、米其勒酮[4,4'-雙(二甲胺基)二苯甲酮]、4,4'-雙(二乙胺基)二苯甲酮、4-甲氧基-4'-二甲胺基二苯甲酮等。
作為苯乙酮化合物,例如可列舉:2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1酮、1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基丙烷-1酮、1-(4-十二烷苯基)-2-羥基-2-甲基丙烷-1酮、4-(2-羥基乙氧基)-苯基(2-羥基-2-丙基)酮、1-羥基環己基苯基酮、2-苄基-2-二甲胺基-1-(4-嗎啉基苯基)-丁酮-1、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉基-丙酮-1等。作為苯乙酮化合物之市售品,例如可列舉:Ciba Specialty Chemicals公司製造之Irgacure-907、Irgacure-369、及Irgacure-379。就密接性之觀點而言,較佳為4,4'-雙(二乙胺基)二苯甲酮。
作為醯基氧化膦化合物,例如可列舉:2,4,6-三甲基苄基二苯基氧化膦、雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-氧化膦、雙(2,6-二甲氧基苯甲醯基)-2,4,4-三甲基-戊基氧化膦等。作為醯基氧化膦化合物之市售品,例如可列舉:巴斯夫公司製造之Lucirin TPO、及Ciba Specialty Chemicals公司製造之Irgacure-819。
作為安息香化合物及安息香醚化合物,例如可列舉:安息香、安息香乙醚、安息香苯醚、甲基安息香、乙基安息香等。
作為二烷基縮酮化合物,例如可列舉:苄基二甲基縮酮、苄基二乙基縮酮等。
作為9-氧硫𠮿化合物,例如可列舉:2,4-二乙基9-氧硫𠮿、2,4-二異丙基9-氧硫𠮿、2-氯9-氧硫𠮿等。
作為二烷基胺基苯甲酸酯化合物,例如可列舉:二甲胺基苯甲酸乙酯、二乙基胺基苯甲酸乙酯、對二甲胺基苯甲酸乙酯、4-(二甲胺基)苯甲酸2-乙基己酯等。
作為肟酯化合物,例如可列舉:1-苯基-1,2-丙烷二酮-2-O-苯甲醯基肟、1-苯基-1,2-丙烷二酮-2-(O-乙氧基羰基)肟等。作為肟酯化合物之市售品,例如可列舉:Ciba Specialty Chemicals公司製造之CGI-325、Irgacure-OXE01、及Irgacure-OXE02。
作為吖啶化合物,就感度、解像性、獲取性等方面而言,較佳為1,7-雙(9,9'-吖啶基)庚烷或9-苯基吖啶。
作為吡唑啉衍生物,就密接性及光阻圖案之矩形性之觀點而言,較佳為:1-苯基-3-(4-第三丁基-苯乙烯基)-5-(4-第三丁基-苯基)-吡唑啉、1-苯基-3-(4-聯苯)-5-(4-第三丁基-苯基)-吡唑啉及1-苯基-3-(4-聯苯)-5-(4-第三辛基-苯基)-吡唑啉。
作為N-芳基胺基酸之酯化合物,例如可列舉:N-苯基甘胺酸之甲酯、N-苯基甘胺酸之乙酯、N-苯基甘胺酸之正丙酯、N-苯基甘胺酸之異丙酯、N-苯基甘胺酸之1-丁酯、N-苯基甘胺酸之2-丁酯、N-苯基甘胺酸之第三丁酯、N-苯基甘胺酸之戊酯、N-苯基甘胺酸之己酯、N-苯基甘胺酸之戊酯、N-苯基甘胺酸之辛酯等。
作為鹵素化合物,例如可列舉:溴戊烷、溴異戊烷、1,2-二溴-2-甲基丙烷、1,2-二溴乙烷、二苯溴甲烷、苄基溴、二溴甲烷、三溴甲基苯基碸、四溴化碳、磷酸三(2,3-二溴丙基)酯、三氯乙醯胺、碘戊烷、碘異丁烷、1,1,1-三氯-2,2-雙(對氯苯基)乙烷、氯化三𠯤化合物、二烯丙基錪化合物等,尤佳為三溴甲基苯基碸。
本實施方式之感光性樹脂組合物中之(C)光聚合起始劑之使用比率相對於該感光性樹脂組合物之固形物成分之合計質量,較佳為0.01質量%~20質量%,更佳為0.5質量%~10質量%。藉由將(C)光聚合起始劑之使用比率設置為該範圍,可獲得如下感光性樹脂組合物,其可獲得充分之感度,可使光充分地透射至光阻底部,可獲得高解像性並且與導體圖案中之側蝕量之平衡優異。
作為(C)光聚合起始劑,較佳為使用六芳基雙咪唑化合物。於此情形時,六芳基雙咪唑化合物之使用比率相對於該感光性樹脂組合物之固形物成分之合計質量,較佳為0.1質量%~10質量%,更佳為0.5質量%~5質量%。
作為(C)光聚合起始劑,特佳為將芳香族酮化合物與六芳基雙咪唑化合物併用。於此情形時,芳香族酮化合物之使用比率相對於該感光性樹脂組合物之固形物成分之合計質量較佳為0.5質量%以下,更佳為0.01質量%~0.4質量%。六芳基雙咪唑化合物之使用比率相對於該感光性樹脂組合物之固形物成分之合計質量,較佳為0.1質量%~10質量%,更佳為0.5質量%~5質量%。
<(D)染料>
本實施方式之感光性樹脂組合物包含染料(D)。感光性樹脂組合物藉由含有染料而使曝光部分顯色,因此就視認性之方面而言較佳,又,於檢查機等讀取用於曝光之位置對準標記之情形時,曝光部與未曝光部之對比度較大才更易辨識而較為有利。與本實施方式之化合物(E)組合時,作為曝光部與未曝光部之對比度較大之染料,較佳為隱色染料及螢烷染料,更佳為隱色染料。
上述隱色染料可調配至本實施方式之感光性樹脂組合物中,以對光阻硬化膜賦予適合之顯色性及優異之剝離特性。
作為隱色染料之具體例,例如可列舉:隱色結晶紫(三[4-(二甲胺基)苯基]甲烷:DMA)、3,3-雙(對二甲胺基苯基)-6-二甲胺基酞內酯等。該等中,較佳為隱色結晶紫(DMA)。
本實施方式之感光性樹脂組合物中染料之使用比率就曝光部與未曝光部之對比度之觀點而言,相對於感光性樹脂組合物之固形物成分之總量,較佳為0.01質量%~2質量%,更佳為0.1質量%~1.5質量%。藉由將隱色染料之使用比率設定於該範圍內,可實現良好之顯色性及感度。
本實施方式中,染料可含有基礎染料。作為基礎染料,例如可列舉:鹼性綠1[CAS編號(下同):633-03-4](例如Aizen Diamond Green GH、商品名、保土谷化學工業製造)、孔雀綠草酸鹽[2437-29-8](例如Aizen Malachite Green、商品名、保土谷化學工業製造)、煌綠[633-03-4]、品紅[632-99-5]、甲基紫[603-47-4]、甲基紫2B[8004-87-3]、結晶紫[548-62-9]、甲基綠[82-94-0]、維多利亞藍B[2580-56-5]、鹼性藍7[2390-60-5](例如Aizen Victoria Pure Blue BOH、商品名、保土谷化學工業製造)、玫瑰紅B[81-88-9]、玫瑰紅6G[989-38-8]、鹼性黃2[2465-27-2]等。該等中,較佳為選自鹼性綠1、孔雀綠草酸鹽、及鹼性藍7中之1種以上,就色相穩定性及曝光對比度之觀點而言,特佳為鹼性綠1。
本實施方式之感光性樹脂組合物中基礎染料之使用比率相對於該感光性樹脂組合物之固形物成分之總量,較佳為0.001質量%~3質量%,更佳為0.01質量%~2質量%之範圍,進而較佳為0.01質量%~1.2質量%之範圍。藉由設置為該範圍之使用比率可獲得良好之著色性。
<(E)具有特定雜環結構之化合物>
本實施方式中,化合物(E)係不具有胺基且具有pKa5以下之酸性基及含有4個氮原子之雜環結構之化合物。化合物(E)較佳為於常溫(25℃)下為固體。
化合物(E)係由以下記載之通式(3)所表示之化合物。
通式(3)中,R1
及R2
均不具有胺基,且獨立地選自由氫原子或碳數1~20之有機基所組成之群,較佳為獨立地選自由氫原子及碳數1~10之有機基所組成之群,進而較佳為獨立地選自由氫原子及碳數1~3之有機基所組成之群。其中,通式(3)中,R1
及R2
中之至少一者具有pKa5以下之酸性基。於R1
及/或R2
係具有pKa5以下之酸性基之有機基之情形時,「碳數」係指包含pKa5以下之酸性基之碳數之有機基整體的碳數。
通式(3)中,作為碳數1~20之有機基,具體而言可列舉:十八烷基、十七烷基、十六烷基、十五烷基、十四烷基、十三烷基、十二烷基、十一烷基、及癸基。
通式(3)中,作為碳數1~10之有機基,具體而言可列舉:壬基、辛基、庚基、己基、戊基、及丁基。
通式(3)中,作為碳數1~3之有機基,具體而言可列舉:甲基、乙基、正丙基、及異丙基等。
通式(3)中,作為pKa5以下之酸性基,具體而言可列舉:羧基、磷酸基、及磺酸基。就優異之顯色性及低側面蝕刻之觀點而言,酸性基較佳為羧基。
藉由使化合物(E)為通式(3)所表示之化合物,可獲得優異之顯色性及低側面蝕刻。
就優異之顯色性及低側面蝕刻之觀點而言,作為通式(3)所表示之化合物,進而較佳為R1
及R2
中之一者係具有pKa5以下之酸性基之碳數1~3的有機基,另一者獨立地選自由氫原子及碳數1~3之有機基所組成之群;更進而較佳為R1
及R2
中之一者係具有pKa5以下之酸性基之碳數1~3的有機基,另一者係氫原子。
作為通式(3)所表示之化合物,具體而言可列舉:1H-四唑-1-羧酸、1H-四唑-5-羧酸、1H-四唑-1-乙酸、1H-四唑-5-乙酸、1H-四唑-1-丙酸、1H-四唑-5-丙酸、5-甲基-1H-四唑-1-羧酸、1-甲基-1H-四唑-5-羧酸、5-甲基-1H-四唑-1-乙酸、1-甲基-1H-四唑-5-乙酸、5-甲基-1H-四唑-1-丙酸、1-甲基-1H-四唑-5-丙酸、5-乙基-1H-四唑-1-羧酸、1-乙基-1H-四唑-5-羧酸、5-乙基-1H-四唑-1-乙酸、1-乙基-1H-四唑-5-乙酸、5-乙基-1H-四唑-1-丙酸、1-乙基-1H-四唑-5-丙酸、5-丙基-1H-四唑-1-羧酸、1-丙基-1H-四唑-5-羧酸、5-丙基-1H-四唑-1-乙酸、1-丙基-1H-四唑-5-乙酸、5-丙基-1H-四唑-1-丙酸、1-丙基-1H-四唑-5-丙酸、1-十八烷基-1H-四唑-5-乙酸、1-十七烷基-1H-四唑-5-乙酸、1-十六烷基-1H-四唑-5-乙酸、1-十五烷基-1H-四唑-5-乙酸、1-十四烷基-1H-四唑-5-乙酸、1-十三烷基-1H-四唑-5-乙酸、1-十二烷-1H-四唑-5-乙酸、1-十一烷基-1H-四唑-5-乙酸、1-癸基-1H-四唑-5-乙酸、1-壬基-1H-四唑-5-乙酸、1-辛-1H-四唑-5-乙酸、1-庚-1H-四唑-5-乙酸、1-己-1H-四唑-5-乙酸、1-戊-1H-四唑-5-乙酸、1-丁基-1H-四唑-5-乙酸、1-十八烷基-1H-四唑-5-丙酸、1-十七烷基-1H-四唑-5-丙酸、1-十六烷基-1H-四唑-5-丙酸、1-十五烷基-1H-四唑-5-丙酸、1-十四烷基-1H-四唑-5-丙酸、1-十三烷基-1H-四唑-5-丙酸、1-十二烷基-1H-四唑-5-丙酸、1-十一烷基-1H-四唑-5-丙酸、1-癸基-1H-四唑-5-丙酸、1-壬基-1H-四唑-5-丙酸、1-辛-1H-四唑-5-丙酸、1-庚-1H-四唑-5-丙酸、1-己-1H-四唑-5-丙酸、1-戊-1H-四唑-5-丙酸、1-丁基-1H-四唑-5-丙酸等。該等中,就優異之顯色性及低側面蝕刻之觀點而言,作為通式(3)所表示之化合物,較佳為1H-四唑-1-乙酸、及1H-四唑-5-乙酸,更佳為1H-四唑-5-乙酸。
化合物(E)於感光性樹脂組合物中之含量就優異之顯色性及低側面蝕刻之觀點而言,相對於感光性樹脂組合物之固形物成分之總量,可為0.001質量%~5質量%之範圍,較佳為0.001質量%~0.5質量%,更佳為0.001質量%~0.3質量%,進而較佳為0.001質量%~0.2質量%,更進一步較佳為0.001質量%~0.1質量%。化合物(E)於感光性樹脂組合物中之含量之下限值相對於感光性樹脂組合物之固形物成分之總量,可為0.01質量%,可為0.02質量%,亦可為0.03質量%。
<其他成分>
本實施方式之感光性樹脂組合物可僅含有上述已說明之(A)~(E)成分,亦可含有該等之同時還含有其他成分。作為此處可使用之其他成分,例如可列舉穩定劑。
穩定劑就提高感光性樹脂組合物之熱穩定性或保存穩定性、或該等兩者之觀點而言較佳。作為穩定劑,例如可列舉選自由:自由基聚合抑制劑、苯并三唑化合物、羧基苯并三唑化合物、及具有縮水甘油基之環氧烷化合物所組成之群中之至少1種化合物。該等可單獨使用1種或將2種以上組合使用。
作為自由基聚合抑制劑,例如可列舉:對甲氧基苯酚、對苯二酚、鄰苯三酚、萘胺、第三丁基鄰苯二酚、氯化亞銅、2,6-二-第三丁基-對甲酚、2,2'-亞甲基雙(4-甲基-6-第三丁基苯酚)、2,2'-亞甲基雙(4-乙基-6-第三丁基苯酚)、三乙二醇-雙[3-(3-第三丁基-5-甲基-4-羥基苯基)丙酸酯]、亞硝基苯基羥基胺鋁鹽(例如加成有3莫耳亞硝基苯基羥基胺之鋁鹽等)、二苯基亞硝基胺等。該等中,較佳為三乙二醇-雙[3-(3-第三丁基-5-甲基-4-羥基苯基)丙酸酯]或加成有3莫耳亞硝基苯基羥基胺之鋁鹽。又,該等可單獨使用1種或將2種以上組合使用。
作為苯并三唑化合物,例如可列舉:1,2,3-苯并三唑、1-氯-1,2,3-苯并三唑、雙(N-2-乙基己基)胺基亞甲基-1,2,3-苯并三唑、雙(N-2-乙基己基)胺基亞甲基-1,2,3-甲苯基三唑、雙(N-2-羥乙基)胺基亞甲基-1,2,3-苯并三唑、1-(2-二-正丁基胺基甲基)-5-羧基苯并三唑與1-(2-二-正丁基胺基甲基)-6-羧基苯并三唑之1:1混合物等。該等中,較佳為1-(2-二-正丁基胺基甲基)-5-羧基苯并三唑與1-(2-二-正丁基胺基甲基)-6-羧基苯并三唑之1:1混合物。又,該等可單獨使用1種或將2種以上組合使用。
作為羧基苯并三唑化合物,例如可列舉: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)胺基亞甲基羧基苯并三唑、N-(N,N-二-2-羥乙基)胺基亞甲基羧基苯并三唑、及N-(N,N-二-2-乙基己基)胺基伸乙基羧基苯并三唑等。該等可單獨使用1種或將2種以上組合使用。
作為具有縮水甘油基之環氧烷化合物,例如可列舉:新戊二醇二縮水甘油醚(例如共榮社化學(股)製造之Epolight 1500 NP)、九乙二醇二縮水甘油醚(例如共榮社化學(股)製造之Epolight 400 E)、雙酚A-環氧丙烷2莫耳加成物之二縮水甘油醚(例如共榮社化學(股)製造之Epolight 3002)、1,6-己二醇二縮水甘油醚(例如共榮社化學(股)製造之Epolight 1600)等。該等可單獨使用1種或將2種以上組合使用。
本實施方式中,自由基聚合抑制劑、苯并三唑化合物、羧基苯并三唑化合物、及具有縮水甘油基之環氧烷化合物於感光性樹脂組合物中之合計含量較佳為0.001質量%~3質量%之範圍,更佳為0.05~1.5質量%之範圍。該合計含量就對感光性樹脂組合物賦予良好之保存穩定性之觀點而言,較佳為0.001質量%以上,另一方面,就維持感光性樹脂層之感度之觀點而言,較佳為3質量%以下。
[感光性樹脂組合物調合液]
本實施方式中,藉由向如上所述之感光性樹脂組合物中添加溶劑,可製備感光性樹脂組合物調合液。作為適合此處使用之溶劑,可列舉:甲基乙基酮(MEK)等酮;甲醇、乙醇、異丙基醇等醇等。較佳為以於25℃下感光性樹脂組合物調合液之黏度成為500 mPa・sec~4,000 mPa・sec之方式,向感光性樹脂組合物中添加溶劑來製備調合液。
[感光性元件]
本實施方式之感光性元件(亦稱為乾膜光阻)具備:支持體、及由上述本實施方式之感光性樹脂組合物形成於該支持體上之感光性樹脂組合物層。本實施方式之感光性元件亦可視需要於上述感光性樹脂組合物層之與支持體相反之側之表面具有保護層。
[支持體]
作為支持體,較佳為透射從曝光光源放射之光之透明基材(膜基材,以下亦稱為「支持膜」)。作為此種支持膜,例如可列舉:聚對苯二甲酸乙二酯膜、聚乙烯醇膜、聚氯乙烯膜、氯乙烯共聚物膜、聚偏二氯乙烯膜、偏二氯乙烯共聚膜、聚甲基丙烯酸酸甲酯共聚物膜、聚苯乙烯膜、聚丙烯腈膜、苯乙烯共聚物膜、聚醯胺膜、纖維素衍生物膜等。作為該等膜,亦可使用視需要經延伸者。
作為支持體之霧度,較佳為0.01%~5.0%,更佳為0.01%~3.5%,進而較佳為0.01%~2.5%,更進一步較佳為0.01%~1.0%。
支持體之厚度較薄對於圖像形成性及經濟性之面更有利,但需要維持強度。考慮該等兩方面,可較佳地使用10~30 μm之支持體。
[感光性樹脂組合物層]
本實施方式之感光性元件之感光性樹脂組合物層係包含上述本實施方式之感光性樹脂組合物之層。於用於感光性樹脂組合物層之形成之感光性樹脂組合物含有溶劑之情形時,較佳為將該溶劑從感光性樹脂組合物層中去除,但溶劑亦可殘存。
本實施方式之感光性元件中之感光性樹脂組合物層之厚度較佳為5~100 μm,更佳為5~50 μm。該厚度越薄則解像度越高,越厚則膜強度越高。因此,該組合物層之厚度可根據用途於上述範圍內適當選擇。
[保護膜]
本實施方式之感光性元件之保護層之重要特性係其與感光性樹脂組合物層之密接力充分地小於支持體與感光性樹脂組合物層之密接力,而可容易地剝離。作為保護層,例如可較佳地使用聚乙烯膜、聚丙烯膜等,除此以外例如可使用日本專利特開昭59-202457號公報中所揭示之剝離性優異之膜。
保護層之厚度較佳為10~100 μm,更佳為10~50 μm。
[感光性元件之製造方法]
本實施方式之感光性元件可藉由依序積層支持體、感光性樹脂組合物層、及視需要積層之保護層來製造。作為積層支持體、感光性樹脂組合物層、及保護層之方法,可採用公知之方法。
例如,製備本實施方式之感光性樹脂組合物作為上述感光性樹脂組合物調合液,首先,使用棒式塗佈機或輥式塗佈機將其塗佈於支持體上並使其乾燥,於支持體上形成包含該感光性樹脂組合物之感光性樹脂組合物層。繼而,可視需要於所形成之感光性樹脂組合物層上積層保護層,藉此製造感光性元件。
[光阻圖案之形成方法]
可使用如上所述之感光性元件,於基板上形成光阻圖案。光阻圖案之形成方法依序包括以下步驟:層壓步驟,其使用本實施方式之感光性元件,於基板上形成感光性樹脂組合物層;曝光步驟,其對該感光性樹脂組合物層進行曝光;及顯影步驟,其利用顯影液去除該感光性樹脂組合物層之未曝光部,藉此形成光阻圖案。
本實施方式之光阻圖案之形成方法中,首先,於層壓步驟中使用貼合機而於基板上形成感光性樹脂組合物層。具體而言,於感光性元件具有保護層之情形時,於剝離保護層後,使用貼合機將感光性樹脂組合物層加熱壓接於基板表面,進行層壓。作為所使用之基板之材質,例如可列舉:銅、不鏽鋼(SUS)、玻璃、氧化銦錫(ITO)、積層有導體薄膜之撓性基材等。作為上述導體薄膜,例如可列舉:ITO、銅、銅-鎳合金、銀等;作為構成上述撓性基材之材料,例如可列舉聚對苯二甲酸乙二酯(PET)等。上述基板亦可具有用以應對多層基板之通孔。
本實施方式之感光性元件可適宜地用於利用蝕刻工法製造觸控面板感測器。為了形成觸控面板感測器中之配線(導體圖案),通常使用蝕刻工法。如上所述,觸控面板感測器中,要求形成遠比普通印刷配線板更微細之尺寸之配線。此處,若採用藉由先前技術之感光性元件的蝕刻工法,則由於所形成之導體圖案之側蝕量較大,故觸控面板感測器製造之產品良率有限。然而本實施方式之感光性元件由於其優異之低側蝕量,故可以較高之良率來製造觸控面板感測器。
此處,感光性樹脂組合物層可僅層壓於基板表面之單面,亦可視需要層壓於基板兩面。此時之加熱溫度較佳為設置為40℃~160℃。藉由進行2次以上之加熱壓接,進一步提高所獲得之光阻圖案對基板的密接性。於進行2次以上之壓接之情形時,可使用具備雙聯輥之二段式貼合機,亦可使基板與感光性樹脂組合物層之積層物反覆通過輥多次來進行壓接。
繼而,於曝光步驟中使用曝光機對感光性樹脂組合物層進行曝光。該曝光可不剝離支持體而介隔該支持體來進行,亦可視需要於剝離支持體後進行。
藉由圖案狀地進行該曝光,於經過下述顯影步驟之後,可獲得具有所需圖案之光阻膜(光阻圖案)。圖案狀之曝光可藉由介隔光罩進行曝光之方法、及無光罩曝光方法中之任一方法。於介隔光罩進行曝光之情形時,曝光量由光源照度及曝光時間決定。曝光量可使用光量計測定。
無光罩曝光中,不使用光罩,而藉由直接繪圖裝置於基板上進行曝光。作為光源,使用波長350 nm~410 nm之半導體雷射、超高壓水銀燈等。無光罩曝光中,繪圖圖案由電腦控制,曝光量由曝光光源之照度及基板之移動速度決定。
本實施方式之感光性元件就最大程度地發揮提高解像度且降低側蝕量之效果之方面而言,較佳為應用於介隔光罩進行曝光之方法。
繼而,於顯影步驟中,藉由顯影液去除感光性樹脂組合物層之未曝光部。於曝光後感光性樹脂組合物層上存在支持體之情形時,較佳為將其卸除後供於顯影步驟。
於顯影步驟中,使用包含鹼性水溶液之顯影液來顯影去除未曝光部,從而獲得光阻圖像。作為鹼性水溶液,例如較佳為使用Na2
CO3
、K2
CO3
等水溶液。鹼性水溶液係根據感光性樹脂組合物層之特性來選擇,較佳為使用0.2質量%~2質量%之濃度之Na2
CO3
水溶液。於該鹼性水溶液中可混入界面活性劑、消泡劑、用以促進顯影之少量有機溶劑等。
顯影步驟之顯影液之溫度較佳為於18℃~40℃之範圍內保持一定溫度。
藉由上述步驟可獲得光阻圖案。可根據情況進而執行100℃~300℃之加熱步驟。藉由實施該加熱步驟,可進一步提高耐化學品性。加熱可使用熱風、紅外線、遠紅外線等適當方式之加熱爐。
[配線板之形成方法]
本實施方式之配線板之形成方法依序包括:層壓步驟,其使用本實施方式之感光性元件於基板上形成感光性樹脂組合物層;曝光步驟,其對該感光性樹脂組合物層進行曝光;顯影步驟,其利用顯影液去除該感光性樹脂組合物層之未曝光部,藉此形成光阻圖案;導體圖案形成步驟,其對形成有該光阻圖案之基板進行蝕刻或鍍覆;及剝離步驟,其將該光阻圖案剝離。藉由上述方法,可獲得於基板上形成有所需之導線圖案之配線板。
層壓步驟、曝光步驟、及顯影步驟與上述[光阻圖案之形成方法]同樣。於藉由上述光阻圖案之形成方法形成光阻圖案之後,藉由經過以下導體圖案形成步驟及剝離步驟,可獲得於基板上形成有導體圖案之配線板。
導體圖案形成步驟中,可於形成有光阻圖案之基板上,於藉由顯影步驟所露出之基板表面(例如銅面),使用公知之蝕刻法或鍍覆法形成導體圖案。
使用本實施方式之感光性樹脂組合物所獲得之光阻圖案之側蝕量較佳為5.5 μm以下。更佳為5.4 μm以下。進而更佳為5.3 μm以下。
又,作為銅之線圖案之頂端寬度,較佳為4.2 μm以上。更佳為4.5 μm以上。進而更佳為4.8 μm以上。
藉此,可獲得能夠形成微細之配線之優點,故而較佳。
本實施方式之感光性樹脂組合物、感光性元件、及導體圖案之形成方法例如可極其適合地應用於:印刷配線板、引線框架、具有凹凸圖案之基材、半導體封裝體、觸控面板感測器等之製造。
[觸控面板感測器]
本實施方式之感光性樹脂組合物、感光性元件、及導體圖案之形成方法尤其適合製造觸控面板感測器。觸控面板感測器藉由下述方法製造:於具有濺鍍銅層之撓性基材上,形成包含利用上述方法所形成之導體圖案之引出配線。並且藉由依序積層液晶顯示元件、上述觸控面板感測器、及玻璃,可獲得觸控面板。
上述各種參數之評估值除非另有說明,否則均係根據下述實施例之測定方法測得之測定值。
[實施例]
以下,藉由實施例及比較例對本實施方式進行具體說明,但本發明並不受該等實施例及比較例限定。
<重量平均分子量及分散度>
藉由凝膠滲透層析法(GPC)測定試樣,使用聚苯乙烯(昭和電工(股)製造之Shodex STANDARD SM-105)之校準曲線,計算重量平均分子量(Mw)、數量平均分子量(Mn)、及分散度(Mw/Mn)。
具體而言,使用日本分光(股)製造之凝膠滲透層析儀,於以下條件下進行測定。
示差折射計:RI-1530
泵:PU-1580
除氣器:DG-980-50
管柱烘箱:CO-1560
管柱:依序串聯連接KF-8025、KF-806M×2、及KF-807
溶離液:THF(Tetrahydrofuran,四氫呋喃)
<酸當量>
所謂酸當量,係指分子中具有1當量之羧基之聚合物之質量(克)。使用平沼產業(股)製造之平沼自動滴定裝置(COM-555),使用0.1 mol/L之氫氧化鈉水溶液藉由電位差滴定法測定酸當量。
<玻璃轉移溫度>
鹼溶性高分子之玻璃轉移溫度係使用上述文獻值作為各共聚單體之Tgi
,藉由上述Fox式(I)計算。
<感光性元件之製作>
混合表1所示之各成分,進而追加甲基乙基酮(MEK),製備固形物成分濃度61質量%之感光性樹脂組合物。又,將對表1所示之各成分之說明示於表2。
使用棒式塗佈機將所獲得之感光性樹脂組合物均勻地塗佈於作為支持膜之厚度16 μm之聚對苯二甲酸乙二酯膜(東麗(股)製造、商品名「FB40」)上之後,於調溫至95℃之乾燥機中加熱乾燥5分鐘,從而於支持膜上形成厚度5 μm之感光性樹脂組合物層。
繼而,於上述感光性樹脂組合物層之與支持膜為相反側之面上貼附作為保護層之厚度33 μm之聚乙烯膜(Tamapoly(股)製造、商品名「GF-858」),藉此獲得感光性元件。
<用於評估之基板>
作為評估用基板,使用依序於PET上蒸鍍有ITO及5 μm以下之薄膜銅之撓性基材。
<層壓>
於上述基板上,一面剝離各實施例或比較例所獲得之感光性元件之聚乙烯膜,一面藉由加熱輥貼合機(旭化成(股)製造之AL-70),於輥溫度105℃、氣壓0.35 MPa、及層壓速度1.5 m/min之條件下進行層壓。
<曝光>
使用鉻玻璃光罩,藉由平行光曝光機((股)Oak股份有限公司,HMW-801),以曝光、顯影後所獲得之光阻之頂端寬度成為光罩設計值比0 μm~+1 μm之曝光量進行曝光。
<對比度>
從感光性元件上剝離聚乙烯膜,以上述曝光量曝光後經過15分鐘之後,使用光譜儀(日本電色工業(股)、NF333),從聚對苯二甲酸乙二酯側測定曝光部與未曝光部之對比度。
對比度=曝光部透射率(%)/未曝光部透射率(%)
<顯影>
於從曝光後之感光性樹脂組合物層剝離支持膜之後,使用鹼顯影機(Fuji Kiko製造之乾膜用顯影機),以最小顯影時間之2倍時間噴射30℃、1質量%之Na2
CO3
水溶液,溶解去除感光性樹脂組合物層之未曝光部分。藉由顯影後進行水洗處理,獲得具有評估用硬化膜之基板。
上述最小顯影時間係指感光性樹脂組合物層之未曝光部分完全溶解去除所需之最短之時間。
<密接性>
以於上述顯影條件下測定長度30 mm之獨立細線時圖案殘留之最小線寬作為密接力
<側蝕量>
側蝕量之評估係使用於上述<層壓>後、經過15分鐘後之層壓基板。
對該層壓基板,曝光線/間隙=10 μm/10 μm之圖案後,藉由上述<顯影>所記載之方法進行顯影。
首先,利用光學顯微鏡測定該圖案之光阻底端寬度Wb。
繼而,對具有該線/間隙圖案之基板使用浸漬方式,於鹽酸濃度2質量%、氯化鐵2質量%、及溫度30℃下,進行70秒鐘(條件I)或30秒鐘(條件II)之蝕刻。
於上述蝕刻後,使用濃度3質量%之NaOH水溶液作為剝離液,於溫度50℃下剝離去除基板上之硬化膜,利用光學顯微鏡測定所獲得之銅之線圖案的頂端寬度Wt。
接下來,藉由下述數式:
側蝕(μm)=Wb-Wt
計算側蝕量。
<銅線寬之均勻性>
於藉由上述<顯影>所記載之方法進行顯影後,測定100 mm之長度之銅線,決定銅線之最外端與最內端,按照以下基準進行評估。
◎:從線最外端至線最內端之距離未達0.2 μm
○:從線最外端至線最內端之距離為0.2 μm以上且未達0.5 μm
△:從線最外端至線最內端之距離為0.5 μm以上
<實施例1~5及比較例1~5>
將實施例及比較例所使用之感光性樹脂組合物之組成示於表1,將表1中所記載之各成分名之詳細情況示於表2。表1中之各成分之調配量均為固形物成分換算之質量份。將使用各感光性樹脂組合物所進行之對密接性、側蝕量、銅線寬之均勻性、及對比度之評估結果總結於表1中。表1中,實施例1~5均獲得評估項目「側蝕量」、「銅線寬之均勻性」及「對比度」之平衡較好,且各自之評估結果亦良好之結果。尤其是實施例2及4,儘管感光性樹脂組合物中之化合物(E)之含量較少,但依然獲得了良好之結果。
[表1]
實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 實施例4 | 實施例5 | 比較例1 | 比較例2 | 比較例3 | 比較例4 | 比較例5 | ||
成分A-1 | 質量份 | 14 | 14 | 14 | 14 | 14 | 14 | 14 | 14 | ||
成分A-2 | 質量份 | 43 | 43 | 43 | 43 | 43 | 43 | 43 | 43 | ||
成分A-3 | 質量份 | 30 | 30 | ||||||||
成分A-4 | 質量份 | 28 | 28 | ||||||||
成分B-1 | 質量份 | 29 | 29 | 29 | 29 | 28 | 29 | 29 | 29 | 29 | 28 |
成分B-2 | 質量份 | 8 | 8 | 8 | 8 | 3 | 8 | 8 | 8 | 8 | 3 |
成分B-3 | 質量份 | 6 | 6 | 6 | 6 | 9 | 6 | 6 | 6 | 6 | 9 |
成分B-4 | 質量份 | 2 | 2 | ||||||||
成分C-1 | 質量份 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
成分C-2 | 質量份 | 0.06 | 0.06 | 0.06 | 0.06 | 0.06 | 0.06 | 0.06 | 0.06 | 0.06 | 0.06 |
成分D-1 | 質量份 | 0.14 | 0.14 | 0.14 | 0.14 | 0.14 | 0.14 | 0.14 | 0.14 | 0.14 | 0.14 |
成分D-2 | 質量份 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 |
其他成分1 | 質量份 | 0.006 | 0.006 | 0.006 | 0.006 | 0.006 | 0.006 | 0.006 | 0.006 | 0.006 | 0.006 |
其他成分2 | 質量份 | 0.11 | 0.11 | 0.11 | 0.11 | 0.11 | 0.11 | 0.11 | 0.11 | 0.11 | 0.11 |
其他成分3 | 質量份 | 1 | 1 | ||||||||
成分E-1 | 質量份 | 0.1 | 0.1 | ||||||||
成分E-2 | 質量份 | 0.1 | 0.05 | 0.1 | |||||||
成分E-3 | 質量份 | 0.1 | 0.05 | ||||||||
成分E-4 | 質量份 | 0.1 | |||||||||
成分E-5 | 質量份 | 0.1 | |||||||||
成分E-6 | 質量份 | 0.1 | |||||||||
合計 | 104.216 | 104.266 | 104.216 | 104.266 | 104.216 | 104.216 | 104.216 | 104.216 | 104.22 | 104.216 | |
蝕刻時間 | 條件 | I | I | I | I | II | I | I | I | I | II |
密接性 | 6 | 4 | 6 | 4 | 3.5 | 4 | 4 | 4 | 5 | 3 | |
側蝕量 | 1.1 | 2.0 | 1.6 | 2.6 | 0.6 | 3.3 | 3.1 | 3.7 | 3.4 | 2.3 | |
銅線寬之均勻性 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ○ | ◎ | ◎ | △ | ◎ | ◎ | |
對比度 | 3.5 | 2.8 | 3.9 | 3.4 | 3.0 | 2.1 | 2.4 | 2.0 | 1.8 | 1.7 |
[表2]
[產業上之可利用性]
成分 | 說明 |
成分A-1 | 具有甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯(聚合比為20/80)之組成、酸當量為430、重量平均分子量為26000之共聚合物之54%(固形物成分)MEK溶液 |
成分A-2 | 具有甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯(聚合比為20/80)之組成、酸當量為430、重量平均分子量為53000之共聚合物之50%(固形物成分)MEK溶液 |
成分A-3 | 具有甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯(聚合比為21/39/40)之組成、酸當量為413、重量平均分子量為50000之共聚合物之41%(固形物成分)MEK溶液 |
成分A-4 | 具有甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/丙烯酸丁酯(聚合比為25/10/60/5)之組成、酸當量為344、重量平均分子量為17400之共聚合物之54%(固形物成分)MEK溶液 |
成分B-1 | 於雙酚A之兩端分別加成平均5莫耳之環氧乙烷而成之聚乙二醇的二甲基丙烯酸酯(新中村化學公司製造之BPE-500、產品名) |
成分B-2 | ε-己內酯改性異氰尿酸三(2-丙烯醯氧基乙基)酯(東亞合成公司製造、ARONIX M-327) |
成分B-3 | 對二季戊四醇加成13莫耳環氧乙烷而成之聚乙二醇的六甲基丙烯酸酯 |
成分B-4 | 對三羥甲基丙烷加成平均3莫耳之環氧乙烷而成之三丙烯酸酯(新中村化學公司製造之A- TMPT-3EO、產品名) |
成分C-1 | 2-(鄰氯苯基)-4,5-二苯咪唑二聚物 |
成分C-2 | 4,4'-雙(二乙基胺基)二苯甲酮 |
成分D-1 | 鑽石綠 |
成分D-2 | 隱色結晶紫 |
其他成分1 | 加成有3莫耳亞硝基苯基羥基胺之鋁鹽 |
其他成分2 | 藉由2莫耳3-[( 3-第三丁基)-5-甲基-4-羥基苯基]丙酸與1莫耳三乙二醇之反應所獲得之縮合物 |
其他成分3 | 對甘油分別加成平均16莫耳之環氧乙烷而成之聚氧化丙烯甘油醚 |
成分E-1 | 1-(2-二-正丁基胺基甲基)-5-羧基苯并三唑與1-(2-二-正丁基胺基甲基)-6-羧基苯并三唑之1:1混合物 |
成分E-2 | 1H-四唑-5-乙酸 |
成分E-3 | 1H-四唑-1-乙酸 |
成分E-4 | 5-胺基-1H-四唑 |
成分E-5 | 1,2,4-三唑 |
成分E-6 | 1,2,4-三唑-3-羧酸 |
本實施方式之感光性樹脂組合物並無限定,例如可用於配線形成用乾膜、染料之顯色助劑、防止蝕刻液滲透至光阻-基材間之滲透防止劑。
Claims (10)
- 如請求項1之感光性樹脂組合物,其中,式中之R1 及R2 均不具有胺基,且獨立地選自由氫原子或碳數1~3之有機基所組成之群,其中R1 及R2 中之至少一者具有pKa5以下之酸性基。
- 如請求項2之感光性樹脂組合物,其中,式中之R1 及R2 均不具有胺基,R1 及R2 中之一者係具有pKa5以下之酸性基之碳數1~3之有機基,另一者係氫原子。
- 如請求項1至3中任一項之感光性樹脂組合物,其中上述酸性基係羧基、磷酸基、或磺酸基中之任一者。
- 如請求項4之感光性樹脂組合物,其中上述酸性基係羧基。
- 如請求項1至5中任一項之感光性樹脂組合物,其中上述染料(D)為隱色染料。
- 如請求項1至6中之任一項感光性樹脂組合物,其中相對於上述感光性樹脂組合物之固形物成分之總量,含有0.001~0.5質量%之上述化合物(E)。
- 如請求項1至7中任一項之感光性樹脂組合物,其中上述化合物(E)於25℃下為固體。
- 如請求項1至8中任一項之感光性樹脂組合物,其中上述鹼溶性高分子(A)於其分子結構中包含芳香環。
- 一種感光性元件,其具備支持體、及形成於上述支持體上之如請求項1至9中任一項之感光性樹脂組合物層。
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