WO2018163602A1 - メッキ造形物の製造方法、及びメッキ造形物製造用感光性樹脂組成物 - Google Patents

メッキ造形物の製造方法、及びメッキ造形物製造用感光性樹脂組成物 Download PDF

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宏和 伊東
朋之 松本
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a plated model and a photosensitive resin composition for producing a plated model.
  • connection terminals such as wirings and bumps of display elements such as semiconductor elements, liquid crystal displays, and touch panels have been increasingly miniaturized due to an increasing demand for high-density mounting.
  • miniaturization is also required in resist patterns used for forming wirings and bumps.
  • a plated model such as a wiring or a bump is formed by forming a resist pattern on a substrate having a metal foil such as copper and performing a plating process using the resist pattern as a mask (Patent Document 1). ⁇ 2).
  • the contact area between the resist and the substrate is reduced, and as a result, it cannot withstand the indentation of the plating that grows during the plating process, and the plating solution enters the interface between the substrate and the resist.
  • the problem ie plating soaking
  • plating soaking has become apparent.
  • the plating process is a copper plating process or a nickel plating process, plating soaking has become apparent.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and is used in a method for manufacturing a plated molded article that can suppress plating penetration during the plating process, and this manufacturing method, and plating penetration is suppressed.
  • An object of the present invention is to provide a photosensitive resin composition for producing a plated molded article that can form a resist on a substrate.
  • the present invention is as follows. [1] Resin (A) whose solubility in alkali is increased by the action of an acid on the substrate, a photoacid generator (B), and a compound that decomposes by the action of an acid to produce a primary or secondary amine (C) and a step (1) of forming a photosensitive resin coating film of a photosensitive resin composition containing: Step (2) of exposing the photosensitive resin coating film; Development of the photosensitive resin coating film after exposure to form a resist pattern (3) and a plating process using the resist pattern as a mask (4) Method. [2] The method for producing a plated article according to [1], wherein the resin (A) is a resin having a phenolic hydroxyl group.
  • Resin (A) whose solubility in alkali is increased by the action of an acid, a photoacid generator (B), a compound (C) that is decomposed by the action of an acid to produce a primary or secondary amine,
  • a photosensitive resin composition for producing a plated molded article comprising:
  • the method for producing a plated model of the present invention by forming a resist pattern on a base material using a specific photosensitive resin composition, to the interface between the base material and the resist in the plating process. Invasion of the plating solution (plating penetration) can be sufficiently suppressed. Therefore, it is possible to easily manufacture a plated model that is required to be finer. In particular, when the plating process is a copper plating process or a nickel plating process, plating penetration can be sufficiently suppressed. Moreover, according to the photosensitive resin composition for manufacturing a plated modeled article of the present invention, a resist capable of suppressing plating soaking can be easily formed on a substrate. Therefore, it can use suitably for formation of the resist pattern in the manufacturing method of a plating molded article.
  • FIG. 1 is an electron micrograph of the gold-plated shaped article of Example 1B and the resist pattern and the gold-plated shaped article after the sulfuric acid treatment of Comparative Example 1B.
  • the method for producing a plated modeled product according to the present invention includes a resin (A) whose solubility in an alkali is increased by the action of an acid, a photoacid generator (B), and an acid.
  • a step (3) of developing a photosensitive resin coating film after exposure to form a resist pattern and a step (4) of performing a plating process using the resist pattern as a mask are provided.
  • the said process (1) is a process of forming the photosensitive resin coating film of the photosensitive resin composition on a base material. First, the photosensitive resin composition used at this process (1) is demonstrated.
  • the photosensitive resin composition according to the present invention comprises at least a resin (A) whose solubility in alkali is increased by the action of an acid, a photoacid generator (B), and a primary or secondary amine that is decomposed by the action of an acid. And a compound (C) that produces
  • the photosensitive resin composition in the present invention is a resin composition for producing a plated molded article that uses this phenomenon to form a resist pattern serving as a mold for plating.
  • the pattern forming mechanism will be further described as follows. First, an acid is generated by exposure to a photoacid generator (B) or the like.
  • the acid dissociable functional group contained in the positive photosensitive resin composition reacts to become an acidic functional group, and an acid dissociating substance is generated.
  • the reaction of the acid dissociable functional group is promoted by heating after exposure (Post Exposure Bake: hereinafter also referred to as “PEB”).
  • PEB Post Exposure Bake
  • the acid newly generated by the reaction of the acid-dissociable functional group acts as a catalyst for the reaction of another acid-dissociable functional group, and the reaction of the acid-dissociable functional group and the generation of the acid are “amplified” one after another. It will be.
  • a predetermined pattern is formed with high sensitivity (ie, low exposure) and high resolution.
  • the resin (A) is a resin whose solubility in alkali is increased by the action of an acid, and is a group that decomposes at least one of the main chain and side chain of the resin by the action of an acid to generate an alkali-soluble group ( Hereinafter, it is also referred to as an “acid-dissociable group”. That is, a resin in which an acidic functional group in the resin is protected with an acid-dissociable group, and an acid-dissociable group is dissociated by the action of an acid to produce an alkali-soluble group, resulting in increased solubility in alkali. Resin.
  • the acidic functional group is not particularly limited as long as it exhibits acidity, and examples thereof include a phenolic hydroxyl group, a carboxyl group, and a sulfonic acid group, and may be one kind or two or more kinds.
  • the acid dissociable group may be any group generally used in a chemically amplified positive photosensitive resin composition.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 and JP-A No. 2014-013381 And acid dissociable groups described in JP-A No. 2015-526752, JP-A-2016-099483, and JP-A-2017-037320, which are described in the present specification. To do.
  • acid dissociable group examples include groups represented by the following formula (1) and the following formula (2).
  • R 1a to R 1c each independently represents a saturated hydrocarbon group, an unsaturated hydrocarbon group, or a ring structure in which at least two of R 1a to R 1c are bonded to each other; R 1a to R 1c and the hydrogen atom of the ring structure can be substituted with another group.
  • R 2a and R 2b are each independently a saturated hydrocarbon group or unsaturated hydrocarbon group, or represents a cyclic structure R 2a and R 2b are bonded to each other; R 2a and R 2b and the hydrogen atom of the ring structure can be substituted with another group.
  • Examples of the saturated hydrocarbon group represented by R 1a to R 1c , R 2a and R 2b include: Alkyl groups such as methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, 2-methylpropyl, 1-methylpropyl, and t-butyl; and cyclopropyl, cyclobutyl Cycloalkyl groups such as cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, cyclodecyl group, cyclododecyl group, norbornyl group, adamantyl group, tricyclodecyl group, and tetracyclododecyl group.
  • Examples of the unsaturated hydrocarbon group represented by R 1a to R 1c , R 2a and R 2b include: A cycloalkenyl group such as a cyclopropenyl group, a cyclobutenyl group, a cyclopentenyl group, a cyclohexenyl group, a cyclooctenyl group, a cyclodecenyl group, a norbornenyl group, a tricyclodecenyl group, and a tetracyclododecenyl group; Aryl groups such as phenyl group, tolyl group, xylyl group, naphthyl group, and anthryl group; and aralkyl groups such as benzyl group, phenethyl group, and naphthylmethyl group.
  • a cycloalkenyl group such as a cyclopropenyl group, a cyclobutenyl group, a cycl
  • Examples of the ring structure in which at least two of R 1a to R 1c are bonded to each other include the groups described for the cycloalkyl group and the cycloalkenyl group.
  • R 1a ring structure at least two are attached to each other ⁇ R 1c and R 1a ⁇ R 1c, and R 2a, R 2b, and R 2a and R 2b is another group is a hydrogen atom bonded to the ring structure with each other
  • the other group substituted by include an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group, an aryl group, a hydroxyl group, a carboxyl group, a carbonyl group, and an amino group.
  • examples of the structural unit (A1) having an acid dissociable group include a structural unit (3) having an acid dissociable group represented by the following general formula (3), and a phenolic hydroxyl group of novolak.
  • Structural units in which hydrogen atoms in the structural units are replaced with acid dissociable groups structural units derived from hydroxystyrene, in which hydrogen atoms of phenolic hydroxyl groups are replaced with acid dissociable groups, derived from hydroxyphenyl (meth) acrylate
  • a structural unit in which the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group is replaced with an acid dissociable group can be mentioned.
  • the structural unit (3) having an acid dissociable group represented by the following general formula (3) the dissolution contrast of the exposed area and the unexposed area with respect to the developer can be increased.
  • R 3a represents a hydrogen atom or an alkyl group
  • R 3b represents an acid dissociable group
  • the resin (A) can contain only one type of structural unit (A1) having the acid dissociable group described above, or can contain two or more types.
  • the resin (A) is used for the purpose of adjusting solubility in a developer, and includes a carboxyl group, a phenolic hydroxyl group, a sulfonic acid group, and / or a lactone. It can have a structural unit (A2) having a solubility promoting group such as a structure.
  • the structural unit (A2) may be a structural unit generally used in a chemically amplified positive photosensitive resin composition.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 and JP2014 -013381, JP-A-2015-526752, JP-A-2016-099483, and JP-A-2017-037320 include structural units having a solubility promoting group, which are described in this specification. It shall be described. Among these, it is preferable that a structural unit having a phenolic hydroxyl group is included because a resist capable of suppressing plating soaking can be easily formed.
  • the phenolic hydroxyl group means a hydroxyl group directly bonded on the aromatic ring.
  • the structural unit having a phenolic hydroxyl group As the structural unit having a phenolic hydroxyl group, the structural unit (4) having a phenolic hydroxyl group represented by the following general formula (4) or the structural unit (5) having a phenolic hydroxyl group represented by the following general formula (5): However, it is preferable because a resist capable of suppressing plating soaking can be easily formed.
  • R 37 is a hydrogen atom or a methyl group
  • R 38 is a hydrogen atom or a monovalent organic group.
  • D represents an integer of 1 to 4.
  • R 38 there are a plurality a plurality of R 38 are, respectively, it may be the same or may be different.
  • Examples of the monovalent organic group include an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group, an alkenyl group; a group having a cyclic ether structure such as a glycidyl group.
  • Examples of the alkyl group include linear or branched alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group.
  • Examples of the alkoxy group include linear or branched alkoxy groups having 1 to 10 carbon atoms.
  • examples thereof include a pentyloxy group, an n-hexyloxy group, an n-heptyloxy group, an n-octyloxy group, a 2-ethylhexyloxy group, an n-nonyloxy group, and an n-decyloxy group.
  • Examples of the aryl group include phenyl group, naphthyl group, methylphenyl group, benzyl group, phenethyl group, ethylphenyl group, chlorophenyl group, bromophenyl group, and fluorophenyl group. Among these, a phenyl group is preferable.
  • Examples of the alkenyl group include a vinyl group, a 1-propenyl group, a 2-propenyl group (allyl group), a 3-butenyl group, a 3-pentenyl group, and a 3-hexenyl group.
  • R 44 is a hydrogen atom or a methyl group
  • R 45 is a single bond, a methylene group or an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms
  • R 46 is a hydrogen atom or a monovalent organic group.
  • . f represents an integer of 1 to 4.
  • R 46 there are a plurality a plurality of R 46, respectively may be the same or may be different.
  • the description in the structural unit (4) can be applied as it is.
  • resin (A) can contain only 1 type of structural unit (A2) which has an acidic group, or can contain 2 or more types.
  • the resin (A) may contain other structural unit (A3) in addition to the structural unit (A1) having an acid dissociable group and the structural unit (A2) having a solubility promoting group.
  • Examples of the other structural unit (A3) include styrene, ⁇ -methylstyrene, 2-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, 2-methoxystyrene, 3-methoxystyrene, 4-methoxystyrene, 4 -T-butoxycarbonylmethyloxystyrene, 4- (2'-t-butoxycarbonylethyloxy) styrene, 4-tetrahydrofuranyloxystyrene, 4-tetrahydropyranyloxystyrene, a single compound represented by the following general formula (a) Vinyl aromatic compounds such as monomers; Methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, i-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, i-butyl (meth) acryl
  • n represents a natural number of 1 to 6, respectively.
  • the other structural unit (A3) can contain only one type, or two or more types.
  • the content ratio of the structural unit (A1) having the acid dissociable group contained in the resin (A) is usually 20 to 20% when the total of all the structural units constituting the resin (A) is 100 mol%. It is 65 mol%, preferably 30 to 55 mol%, more preferably 35 to 50 mol%.
  • the total content of the structural units (A2) having a solubility promoting group contained in the resin (A) is usually 35 when the total of all the structural units constituting the resin (A) is 100 mol%. It is ⁇ 80 mol%, preferably 45 to 70 mol%, more preferably 50 to 65 mol%.
  • the weight average molecular weight in terms of polystyrene (hereinafter referred to as “Mw”) measured by gel permeation chromatography of the resin (A) is preferably 1,000 to 500,000, more preferably 3,000 to 300, 000. Furthermore, the ratio (Mw / Mn) between the Mw of the resin (A) and the polystyrene-equivalent number average molecular weight (hereinafter referred to as “Mn”) measured by gel permeation chromatography is usually 1 to 5, preferably 1 ⁇ 3.
  • the method for producing the resin (A) includes, for example, a method of introducing one or more acid dissociable groups into the acid functional group in an alkali-soluble resin produced in advance, and an acid functional group protected with the acid dissociable group.
  • Method for polymerizing one or more polymerizable unsaturated monomers having a group Method for polymerizing the one or more polymerizable unsaturated monomers and one or more other polymerizable unsaturated monomers .
  • a method of polymerizing one or more polymerizable unsaturated monomers having an acidic functional group protected by the acid dissociable group, or the one or more polymerizable unsaturated monomers and one or more types In the method of polymerizing with other polymerizable unsaturated monomers, radical polymerization initiator, anion polymerization catalyst, coordination anion polymerization catalyst, cation polymerization catalyst, etc., depending on the type of monomer and reaction medium, etc.
  • the polymerization initiator or polymerization catalyst is appropriately selected, and polymerization methods such as bulk polymerization, solution polymerization, precipitation polymerization, emulsion polymerization, suspension polymerization or bulk-suspension polymerization can be appropriately employed.
  • a method of polycondensing one or more polycondensation components having an acidic functional group protected by the acid dissociable group, or one or more polycondensation components and one or more other polycondensation components in the method of polycondensation, (co) polycondensation can be carried out in an aqueous medium or a mixed medium of water and a hydrophilic solvent in the presence of an acidic catalyst.
  • radical polymerization initiator examples include azo compounds such as 2,2′-azobisisobutyronitrile (AIBN) and 2,2′-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), benzoyl peroxide, lauryl peroxide. And organic peroxides such as t-butyl peroxide.
  • AIBN 2,2′-azobisisobutyronitrile
  • 2,2′-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile 2,2′-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile
  • benzoyl peroxide examples include benzoyl peroxide, lauryl peroxide.
  • organic peroxides such as t-butyl peroxide.
  • the solvent used in the solution polymerization method is not particularly limited as long as it does not react with the monomer component used and dissolves the polymer to be produced.
  • examples include ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl lactate, and ⁇ -butyrolactone. These solvents can be used alone or in combination of two or more.
  • the resulting polymer solution can be used as it is for the preparation of a positive photosensitive resin composition, or the resin (A) is separated from the polymer solution. Then, it can be used for the preparation of a positive photosensitive resin composition.
  • a molecular weight regulator such as a mercaptan compound or a halogen hydrocarbon can be used as necessary.
  • the resin (A) can be used alone or in admixture of two or more.
  • the photoacid generator (B) is a compound that generates an acid upon exposure (irradiation with radiation). By the action of this acid, the acid dissociable group present in the above-mentioned resin (A) is dissociated to generate an acidic functional group such as a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group. As a result, the exposed region of the photosensitive resin coating formed from the photosensitive resin composition becomes readily soluble in an alkali developer, and a positive resist pattern can be formed.
  • Examples of the photoacid generator (B) include onium salt compounds (including thiophenium salt compounds), halogen-containing compounds, diazoketone compounds, sulfone compounds, sulfonic acid compounds, sulfonimide compounds, diazomethane compounds, and the like. . Examples of these compounds are shown below.
  • Examples of the onium salt compounds include iodonium salts, sulfonium salts, phosphonium salts, diazonium salts, pyridinium salts, and the like.
  • Examples of the onium salt compound include diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium p-toluenesulfonate, diphenyliodonium hexafluoroantimonate, diphenyliodonium hexafluorophosphate, diphenyliodonium tetrafluoroborate, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenyl Sulfonium hexafluoroantimonate, triphenylsulfonium hexafluorophosphate, 4-t-butylphenyl diphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-t-butylphen
  • halogen-containing compound examples include haloalkyl group-containing hydrocarbon compounds and haloalkyl group-containing heterocyclic compounds.
  • halogen-containing compound examples include 1,10-dibromo-n-decane, 1,1-bis (4-chlorophenyl) -2,2,2-trichloroethane, and phenyl-bis (trichloromethyl) -s-triazine.
  • diazo ketone compounds examples include 1,3-diketo-2-diazo compounds, diazobenzoquinone compounds, diazonaphthoquinone compounds, and the like.
  • the diazoketone compound examples include 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester of phenols and 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester of phenols.
  • Examples of the sulfonated product include ⁇ -ketosulfone, ⁇ -sulfonylsulfone, ⁇ -diazo compounds of these compounds, and the like.
  • Examples of the sulfone compound include 4-trisphenacylsulfone, mesitylphenacylsulfone, and bis (phenylsulfonyl) methane.
  • Examples of the sulfonic acid compound include alkyl sulfonic acid esters, haloalkyl sulfonic acid esters, aryl sulfonic acid esters, and imino sulfonates.
  • Examples of the sulfonic acid compound include benzoin tosylate, pyrogallol tris trifluoromethane sulfonate, o-nitrobenzyl trifluoromethane sulfonate, and o-nitrobenzyl-p-toluene sulfonate.
  • sulfonimide compound examples include N- (trifluoromethylsulfonyloxy) succinimide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) phthalimide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) diphenylmaleimide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy).
  • diazomethane compound examples include bis (trifluoromethylsulfonyl) diazomethane, bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, bis (phenylsulfonyl) diazomethane, bis (p-toluenesulfonyl) diazomethane, methylsulfonyl-p-toluenesulfonyldiazomethane, and cyclohexylsulfonyl. -1,1-dimethylethylsulfonyldiazomethane, bis (1,1-dimethylethylsulfonyl) diazomethane, and the like.
  • photoacid generators (B) onium salt compounds, sulfonimide compounds, and diazomethane compounds are preferred.
  • a sulfonimide compound that generates trifluoromethanesulfonic acid upon irradiation with radiation is preferable.
  • a photo-acid generator (B) can be used individually or in mixture of 2 or more types.
  • the content of the photoacid generator (B) is preferably 0.1 to 20 parts by mass, more preferably 0.3 to 15 parts by mass, and still more preferably 100 parts by mass of the resin (A). 0.5 to 10 parts by mass.
  • the blending amount of the photoacid generator (B) is within the above range, a resist having excellent sensitivity, resolution, and transparency to radiation can be obtained, and an excellent pattern can be obtained.
  • Compound (C) is a compound that decomposes by the action of an acid to produce a primary or secondary amine.
  • the compound (C) has an action of suppressing plating penetration during the plating process in a positive resist in which a non-exposed region of the resist film remains as a resist pattern on the substrate. The mechanism of action for suppressing this penetration will be described in detail later.
  • Compound (C) controls the diffusion phenomenon in the resist film of the acid generated from the photoacid generator (B) by exposure to the resist film, and has an action of suppressing undesired chemical reaction in the non-exposed region (that is, By producing a primary or secondary amine, it acts as an acid diffusion controller.)
  • the compound (C) compound improves resolution as a resist and can suppress changes in the line width of the resist pattern due to fluctuations in the holding time (PED) from exposure to development processing, resulting in excellent process stability. It can be set as the photosensitive resin composition. Furthermore, the storage stability of the photosensitive resin composition can be improved.
  • Examples of the compound (C) include compounds described in JP-A No. 2001-166476, JP-A No. 2004-347738, and JP-A No. 2009-199021, which are described in this specification. It shall be.
  • Examples of the compound (C) include amine derivatives in which an acid dissociable group is bonded to a nitrogen atom, and amine derivatives in which the following formulas (6) and (7) are bonded to a nitrogen atom.
  • R 6a represents an acid dissociable group.
  • Examples of the acid dissociable group include those shown for the acid dissociable group in the resin (A).
  • the compound (C) include N- (alkoxycarbonyl) piperidine, N- (alkoxycarbonyl) -4-hydroxypiperidine, N- (alkoxycarbonyl) imidazole, N- (alkoxycarbonyl) benzimidazole, N- ( Alkoxycarbonylated amines such as alkoxycarbonyl) -2-phenylbenzimidazole, N- (alkoxycarbonyl) dioctylamine, N- (alkoxycarbonyl) diethanolamine, N- (alkoxycarbonyl) dicyclohexylamine, N- (alkoxycarbonyl) diphenylamine Can be mentioned.
  • the compound (C) is preferably an alkoxycarbonylated amine.
  • the constitution of alkoxy in the alkoxycarbonyl moiety of the alkoxycarbonylated amine is not particularly limited, and for example, it can be a linear or branched alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms.
  • the alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms include methoxy group, ethoxy group, propoxy group, isopropoxy group, butoxy group, isobutoxy group, sec-butoxy group, tert-butoxy group, pentaoxy group, isopentaoxy group, Examples include a hexaoxy group, a heptaoxy group, and an octaoxy group. Among these, an isopentaoxy group is preferable. That is, isopentaoxycarbonylated amine is preferable among alkoxycarbonylated amines.
  • a compound (C) can be used individually or in mixture of 2 or more types.
  • the content of the compound (C) is preferably 100 mol or less, more preferably 10 to 80 mol, still more preferably 20 to 60 mol with respect to 100 mol of the photoacid generator (B).
  • the content of the compound (C) is within the above range, it is possible to sufficiently suppress the penetration of the plating during the plating process. Furthermore, the sensitivity as a resist and the developability of the exposed portion can be improved, and the decrease in pattern shape and dimensional fidelity as a resist can be suppressed.
  • the photosensitive resin composition in addition to the resin (A), the photoacid generator (B), and the compound (C), a solvent, a surfactant, and a quencher (excluding the compound (C)), and Other additives can be contained.
  • the said photosensitive resin composition can contain a solvent in order to mix each component uniformly.
  • the solvent include ethers, esters, ether esters, ketones, ketone esters, amides, amide esters, lactams, lactones, and (halogenated) hydrocarbons. .
  • ethylene glycol monoalkyl ethers diethylene glycol dialkyl ethers, propylene glycol monoalkyl ethers, propylene glycol dialkyl ethers, ethylene glycol monoalkyl ether acetates, propylene glycol monoalkyl ether acetates, acetate esters, Hydroxyacetic acid esters, lactic acid esters, alkoxyacetic acid esters, (non) cyclic ketones, acetoacetic acid esters, pyruvate esters, propionate esters, N, N-dialkylformamides, N, N-dialkyl Acetamides, N-alkylpyrrolidones, ⁇ -lactones, (halogenated) aliphatic hydrocarbons, (halogenated) aromatic hydrocarbons and the like can be mentioned.
  • ethylene glycol monomethyl ether ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono-n-propyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol di-n-propyl ether, diethylene glycol Di-n-butyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol mono-n-propyl ether acetate, isopropenyl acetate, isopropenyl propio Nate, Torue Xylene, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, 2-heptanone, 3-heptanone, 4-heptanone, ethyl 2-hydroxypropionate, ethylene
  • organic solvents can be used individually by 1 type, and can mix and use 2 or more types.
  • the surfactant that can be added to the photosensitive resin composition exhibits an effect of improving the coating property, defoaming property, developability, and the like of the photosensitive resin composition.
  • a commercially available surfactant can be used as the surfactant. Examples of commercially available surfactants include NBX-15, FTX-204D, FTX-208D, FTX-212D, FTX-216D, FTX-218, FTX-220D, FTX-222D (and above, Neos Co., Ltd.).
  • BM-1000, BM-1100 (above, manufactured by BM Chemie), MegaFuck F142D, F172, F173, F183 (above, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), Fluorard FC-135, FC-170C, FC-430, FC-431 (manufactured by Sumitomo 3M Limited), Surflon S-112, S-113, S-131, S-141, S-145 ( Asahi Glass Co., Ltd.), SH-28PA, -190, -193, SZ-6032, SF-8428 (above, Toray Dow Corning Siri) Over-made emissions (Ltd.)), and the like.
  • FTX-216D, FTX-218, and FTX-220D are preferable.
  • the said surfactant can be used individually or in mixture of 2 or more types.
  • the content of the surfactant contained in the photosensitive resin composition is usually 2 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the resin (A).
  • the photosensitive resin composition contains a quencher (excluding the compound (C)) for the purpose of controlling the diffusion of the acid generated from the photoacid generator (B) in the resist film upon exposure. Can do.
  • the quencher may be any compound that is generally used in a chemically amplified positive photosensitive resin composition.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 and JP-A No. 2014-013381 And compounds described in JP-T-2015-526752, JP-A-2016-099483, and JP-A-2017-037320, which are described in this specification.
  • the above quenchers can be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the quencher contained in the photosensitive resin composition is usually 0.001 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin (A).
  • additives include, for example, an alkali-soluble resin for the purpose of controlling the dissolution rate of a resin coating film formed from the photosensitive resin composition in an alkaline developer; the purpose of improving the apparent sensitivity of the photosensitive resin composition Sensitizers; UV absorbers for the purpose of preventing photoreaction caused by wrapping of scattered light during exposure to unexposed areas; thermal polymerization inhibitors for enhancing storage stability; antioxidants, adhesion aids, and An inorganic filler etc. are mentioned.
  • the respective components are uniformly mixed so that the solid content concentration is usually 20 to 90% by mass, preferably 35 to 80% by mass, more preferably 50 to 70% by mass. Can be manufactured.
  • the said solid content concentration shows the content rate of the component except the solvent contained in the photosensitive resin composition.
  • any base material capable of forming the photosensitive resin coating film can be used without particular limitation.
  • a semiconductor substrate, a glass substrate, a silicon substrate, and these Examples include a substrate in which a conductive layer such as various metal films is provided on the surface of the substrate.
  • a conductive layer such as various metal films is provided on the surface of the substrate.
  • the conductive material used for forming the conductive layer on the surface of the substrate include aluminum, copper, silver, gold, palladium, and two or more alloys thereof (for example, palladium-gold). It is done.
  • the conductive layer on the substrate surface can be formed by processing the conductive material by, for example, sputtering.
  • the thickness of the conductive layer is not particularly limited, but is usually about 200 to 10,000 mm, preferably about 500 to 2,000 mm.
  • the photosensitive resin coating film in the step (1) can be formed, for example, by applying a photosensitive resin composition on a substrate and removing part or all of the volatile components as necessary.
  • the method for applying the photosensitive resin composition include a spin coating method, a roll coating method, screen printing, an applicator method, and the like. Among these, the spin coating method is preferable. In the case of the spin coating method, the rotation speed is usually 500 to 4000 rpm, preferably 800 to 3500 rpm.
  • the film thickness of the photosensitive resin coating film is preferably 1 to 100 ⁇ m, more preferably 5 to 80 ⁇ m, and still more preferably 15 to 60 ⁇ m.
  • the removal of the volatile component is usually performed by heating the photosensitive resin coating, and the heating condition varies depending on the type of each component in the resin composition, the blending ratio, the coating film thickness, etc. It is 5 to 20 minutes at 140 ° C., preferably 2 to 10 minutes at 80 to 130 ° C.
  • the photosensitive resin coating film formed on the substrate is laminated by transferring the photosensitive resin composition onto the support film and using the transfer film having the photosensitive resin coating film on the substrate. It can be formed by a method.
  • the material of the support film can be used without any limitation as long as it has a strength that can withstand the production and use of the transfer film.
  • the step (2) is a step of exposing the photosensitive resin coating film formed in the step (1). Specifically, it is a step of irradiating the photosensitive resin coating film with radiation through a mask having a pattern corresponding to the structure of the target plated model.
  • the exposure may be an equal magnification exposure or a reduced projection exposure using a stepper or a scanner.
  • the radiation used for the exposure light having a wavelength of 150 to 600 nm is usually used, and light having a wavelength of 200 to 500 nm is preferably used.
  • the amount of exposure varies depending on the type of radiation, the composition of the composition, the thickness of the resin coating film, etc., but is usually 100 to 20,000 mJ / cm 2 .
  • the step (3) is a step of developing the exposed photosensitive resin coating film exposed in the step (2) to form a resist pattern.
  • the development can be performed, for example, using an alkaline developer by a shower development method, a spray development method, an immersion development method, a paddle development method, or the like. This development time is usually about 1 to 30 minutes at room temperature. In addition, after developing with an alkaline developer, it is usually washed with water and dried.
  • alkaline developer examples include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, aqueous ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, triethylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, and tetramethyl.
  • alkaline aqueous solution in which one or more alkaline compounds such as ammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, choline, pyrrole and piperidine are dissolved in water so that the concentration becomes, for example, 1 to 10% by mass. it can.
  • an appropriate amount of an organic solvent such as methanol or ethanol, a surfactant, or the like can be added to the alkaline aqueous solution.
  • the step (4) is a step of performing plating using the resist pattern formed in the step (3) as a mask.
  • a plated model for example, an electrode
  • the pattern formed from the resin film is preferably subjected to a hydrophilic treatment such as an ashing treatment using oxygen plasma.
  • the plating solution used for electrolytic plating include those containing the same components as the metals and alloys exemplified for the conductive layer and those containing a nickel component.
  • this plating treatment can be a copper plating treatment using copper sulfate or a nickel plating treatment using nickel sulfate, and further a copper plating treatment using copper sulfate.
  • the conditions for electrolytic plating vary depending on the composition of the plating solution, but in the case of gold plating, for example, the temperature is usually 40 to 70 ° C., preferably 55 to 70 ° C., and the current density is usually 0.1 to 1 A / dm 2 , preferably 0.2 to 0.8 A / dm 2 .
  • the temperature is usually 10 to 90 ° C., preferably 20 to 70 ° C.
  • the current density is usually 0.3 to 30 A / dm 2 , preferably 0.5 to 20 A / dm. 2 .
  • the temperature is usually 20 to 90 ° C., preferably 40 to 70 ° C.
  • the current density is usually 0.3 to 30 A / dm 2 , preferably 0.5 to 20 A / dm. 2 .
  • the state of the pattern, the thickness and state of the plated model, etc. can be observed, and electrolytic plating can be performed again as necessary.
  • the thickness of the plated model varies depending on the application, for example, when the plated model is a bump, it is usually 5 to 100 ⁇ m, preferably 10 to 80 ⁇ m, and more preferably 20 to 60 ⁇ m.
  • the plated model is a wiring, it is usually 1 to 30 ⁇ m, preferably 3 to 20 ⁇ m, more preferably 5 to 15 ⁇ m.
  • the method for producing a plated model according to the present invention may further include a step (5) of removing the resist pattern after the step (4).
  • this step (5) is a step of peeling off and removing the resist pattern (resin film portion) remaining in step (4), for example, peeling with stirring at 20 to 80 ° C.
  • the stripping solution for example, a solution containing tetramethylammonium hydroxide, dimethyl sulfoxide, and / or N, N-dimethylformamide can be used.
  • the method for producing a plated model according to the present invention may include a step (6) of removing the conductive layer other than the region where the plated model is formed, for example, by a wet etching method or the like.
  • a positive resist using a conventional resin composition in which a resist film is formed on a substrate and patterned by exposure and development has a strong basic amine compounded as a quencher (acid diffusion controller). It is left.
  • a strong basic amine forms a salt with sulfuric acid.
  • this compound (C) exhibits acid dissociation control action by generating dissociation of the acid dissociable group by the action of acid in the exposed region, and generating primary or secondary amine. In the exposed region, it does not receive much action of acid, and remains in the positive resist pattern while having an acid dissociable group. Therefore, when a positive resist patterned with a photosensitive resin composition containing such a compound (C) is subjected to a copper plating process using copper sulfate, the patterned resist has The quencher remains while the basicity is reduced due to the presence of the acid dissociable group, and salt formation with sulfuric acid can be relatively reduced. As a result, it is presumed that the penetration of copper ions into the resist bottom (calling of sulfuric acid into the resist) is relatively suppressed.
  • the photosensitive resin composition for plating shaped article production according to the present invention includes a resin (A) whose solubility in alkali is increased by the action of an acid, and a photoacid generator (B). And a compound (C) that decomposes by the action of an acid to produce a primary or secondary amine.
  • A a resin whose solubility in alkali is increased by the action of an acid
  • B a photoacid generator
  • C that decomposes by the action of an acid to produce a primary or secondary amine.
  • each description of the photosensitive resin composition used at the process (1) in the manufacturing method of the above-mentioned plated molded article can be applied as it is.
  • a positive resist capable of suppressing plating soaking can be easily formed on a substrate. Therefore, it can use suitably for formation of the resist pattern in the manufacturing method of a plating molded article. In particular, it is suitable for the production of a plated model that requires fine processing.
  • a2 a copolymer having a structural unit represented by the following formula (a2) (Mw: 22,000)
  • a3 a copolymer having a structural unit represented by the following formula (a3) (Mw: 23,000)
  • a4 a copolymer having a structural unit represented by the following formula (a4) (Mw: 21,000)
  • a5 a copolymer having a structural unit represented by the following formula (a5) (Mw: 22,000)
  • a6 a copolymer having a structural unit represented by the following formula (a6) (Mw: 20,000)
  • a7 a copolymer having a structural unit represented by the following formula (a7) (Mw: 16,000)
  • a8 a copolymer having a structural unit represented by the following formula (a8) (Mw: 15,000)
  • a9 a copolymer having a structural unit represented by the following formula (a9) (Mw: 15,000)
  • a10 a copolymer having a structural unit represented by the following formula (a10) (Mw: 48,000)
  • a11 a copolymer having a structural unit represented by the following formula (a11) (Mw: 35,000)
  • d1 Propylene glycol monomethyl ether acetate
  • d2 Diglycerin ethylene oxide (average number of moles added: 18) adduct perfluorononenyl ether ("Factent FTX-218", manufactured by Neos Co., Ltd.)
  • Example 1B Using the spin coater, the photosensitive resin composition of Example 1A produced above was applied onto a copper sputtered film of a substrate provided with a copper sputtered film on a silicon wafer, and heated at 110 ° C. at 60 ° C. Heated for 2 seconds to form a coating film (1) having a film thickness of 6 ⁇ m.
  • the coating film (1) was exposed through a pattern mask using a stepper (manufactured by Nikon Corporation, model “NSR-i10D”). The exposed coating film (1) is heated at 90 ° C.
  • a resist pattern (resist width: 2 ⁇ m, distance between resist patterns: 2 ⁇ m, height: about 6 ⁇ m) was formed.
  • the vertical cross-sectional shape was rectangular.
  • ashing with oxygen plasma (output 100 W, oxygen flow rate 100 ml, treatment time 60 seconds) is performed, followed by sulfuric acid treatment (contact with 10% by mass sulfuric acid aqueous solution for 60 seconds), and then washing with water. went.
  • the substrate after the pretreatment is immersed in 1 liter of cyan gold plating solution (product name: TEMPEREX 401, manufactured by Nippon Electro Engineering Co., Ltd.), and the plating bath temperature is set to 42 ° C. and the current density is set to 0.6 A / dm 2. Electrolytic plating was performed for about 60 minutes.
  • the resist pattern was removed with a resist stripper to produce a gold-plated shaped article.
  • a gold-plated shaped article could be produced because there was no soaking of the gold plating solution at the bottom of the resist pattern (FIG. 1).
  • Example 1B A gold-plated shaped article was produced in the same manner as in Example 1B except that the photosensitive resin composition of Comparative Example 1A was used instead of the photosensitive resin composition of Example 1A.
  • the gold-plated shaped article of Comparative Example 1B a trace of a gold plating solution was seen at the bottom of the resist pattern, and the gold-plated shaped article was thinly formed on the surface of the substrate (FIG. 1).
  • the substrate after the sulfuric acid treatment was observed with an electron microscope. As a result, traces of sulfuric acid permeation were observed at the bottom of the resist pattern (FIG. 1).
  • Example 1B was used except that the photosensitive resin compositions of Examples 2A to 14A and Comparative Example 2A were used instead of the photosensitive resin composition of Example 1A, respectively.
  • a gold-plated shaped article was manufactured. When observed with an electron microscope, the gold-plated shaped articles of Examples 2B to 14B were good gold-plated shaped articles like the gold-plated shaped article of Example 1B.
  • the gold-plated shaped article of Comparative Example 2B showed traces of the infiltration of the gold plating solution at the bottom of the resist pattern similarly to the gold-plated shaped article of Comparative Example 1B, and the gold-plated shaped article was thinly formed on the surface of the substrate. .

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Abstract

【課題】メッキ処理の際におけるメッキの染み込みを抑制することができるメッキ造形物の製造方法、及び当該メッキ造形物の製造方法に用いられ、メッキの染みこみが抑制されたレジストを基板上に形成することが可能なメッキ造形物製造用感光性樹脂組成物を提供する。 【解決手段】本発明のメッキ造形物の製造方法は、基材上に、酸の作用によりアルカリに対する溶解性が増大する樹脂(A)と、光酸発生剤(B)と、酸の作用により分解し1級又は2級アミンを生成する化合物(C)と、を含有する感光性樹脂組成物の感光性樹脂塗膜を形成する工程(1)、感光性樹脂塗膜を露光する工程(2)、露光後の感光性樹脂塗膜を現像してレジストパターンを形成する工程(3)、及びレジストパターンをマスクとしてメッキ処理を行う工程(4)を備える。

Description

メッキ造形物の製造方法、及びメッキ造形物製造用感光性樹脂組成物
 本発明は、メッキ造形物の製造方法、及びメッキ造形物製造用感光性樹脂組成物に関する。
 近年、半導体素子や、液晶ディスプレイ、タッチパネル等の表示素子の配線やバンプ等の接続端子は、高密度に実装することに対する要求が高まっていることから、微細化が進んでいる。これに伴い、配線やバンプ等の形成に用いられるレジストパターンにおいても微細化が必要になってきている。
 一般的に、配線やバンプ等のメッキ造形物は、銅等の金属箔を有する基板上に、レジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとしてメッキ処理を行うことで形成される(特許文献1~2)。
特開2007-272087号公報 特開2006-145853号公報
 しかしながら、レジストの微細化により、レジストと基板との接触面積が小さくなり、その結果、メッキ処理の際に成長してくるメッキの押し込みに耐えられず、メッキ液が基板とレジストとの界面に侵入してくるという問題(即ち、メッキの染みこみ)が明らかになってきた。
 特に、メッキ処理が銅メッキ処理やニッケルメッキ処理の場合、メッキの染みこみが顕在化してきている。
 本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、メッキ処理の際におけるメッキの染み込みを抑制することができるメッキ造形物の製造方法、及びこの製造方法に用いられ、メッキの染みこみが抑制されるレジストを基材上に形成することが可能なメッキ造形物製造用感光性樹脂組成物を提供することを目的とするものである。
 本発明は、以下のとおりである。
 [1]基材上に、酸の作用によりアルカリに対する溶解性が増大する樹脂(A)と、光酸発生剤(B)と、酸の作用により分解し1級又は2級アミンを生成する化合物(C)と、を含有する感光性樹脂組成物の感光性樹脂塗膜を形成する工程(1)、
 前記感光性樹脂塗膜を露光する工程(2)、
 露光後の前記感光性樹脂塗膜を現像してレジストパターンを形成する工程(3)、及び 前記レジストパターンをマスクとしてメッキ処理を行う工程(4)を備えることを特徴とするメッキ造形物の製造方法。
 [2]前記樹脂(A)が、フェノール性水酸基を有する樹脂である前記[1]に記載のメッキ造形物の製造方法。
 [3]前記化合物(C)が、アルコキシカルボニル化アミンである前記[1]又は[2]に記載のメッキ造形物の製造方法。
 [4]前記アルコキシカルボニル化アミンが、イソペンタオキシカルボニル化アミンである前記[3]に記載のメッキ造形物の製造方法。
 [5]前記メッキ処理が、硫酸銅を用いた銅メッキ処理である前記[1]乃至[4]のうちのいずれかに記載のメッキ造形物の製造方法。
 [6]更に、前記レジストパターンを除去する工程(5)を備える前記[1]乃至[5]のうちのいずれかに記載のメッキ造形物の製造方法。
 [7]酸の作用によりアルカリに対する溶解性が増大する樹脂(A)と、光酸発生剤(B)と、酸の作用により分解し1級又は2級アミンを生成する化合物(C)と、を含有することを特徴とするメッキ造形物製造用感光性樹脂組成物。
 本発明のメッキ造形物の製造方法によれば、基材上に、特定の感光性樹脂組成物を用いてレジストパターンを形成することにより、メッキ処理の際における、基材とレジストとの界面へのメッキ液の侵入(メッキの染み込み)を十分に抑制することができる。そのため、より微細な加工が要求されつつあるメッキ造形物を容易に製造することができる。特に、メッキ処理が銅メッキ処理やニッケルメッキ処理の場合には、メッキの染み込みを十分に抑制することができる。
 また、本発明のメッキ造形物製造用感光性樹脂組成物によれば、基材上に、メッキの染みこみを抑制できるレジストを容易に形成することができる。そのため、メッキ造形物の製造方法におけるレジストパターンの形成に好適に用いることができる。
図1は、実施例1Bの金メッキ造形物、ならびに比較例1Bの硫酸処理後のレジストパターンおよび金メッキ造形物の電子顕微鏡写真である。
 以下、本発明のメッキ造形物の製造方法、及びメッキ造形物製造用感光性樹脂組成物を詳細に説明する。
1.メッキ造形物の製造方法
 本発明におけるメッキ造形物の製造方法は、基材上に、酸の作用によりアルカリに対する溶解性が増大する樹脂(A)と、光酸発生剤(B)と、酸の作用により分解し1級又は2級アミンを生成する化合物(C)と、を含有する感光性樹脂組成物の感光性樹脂塗膜を形成する工程(1)、感光性樹脂塗膜を露光する工程(2)、露光後の感光性樹脂塗膜を現像してレジストパターンを形成する工程(3)、及びレジストパターンをマスクとしてメッキ処理を行う工程(4)を備えることを特徴とする。
[工程(1)]
 上記工程(1)は、基材上に、感光性樹脂組成物の感光性樹脂塗膜を形成する工程である。
 まず、この工程(1)で用いられる感光性樹脂組成物について説明する。
 <感光性樹脂組成物>
 本発明における感光性樹脂組成物は、少なくとも、酸の作用によりアルカリに対する溶解性が増大する樹脂(A)と、光酸発生剤(B)と、酸の作用により分解し1級又は2級アミンを生成する化合物(C)と、を含有する。
 上記感光性樹脂組成物により形成される感光性樹脂塗膜は、露光により酸が発生すると、この酸の触媒作用により化学反応(例えば、極性の変化、化学結合の分解等)が起こり、露光部において現像液に対する溶解性が変化する。本発明における感光性樹脂組成物は、この現象を利用して、メッキ処理の鋳型となるレジストパターンを形成するメッキ造形物製造用の樹脂組成物である。
 このパターンの形成機構を更に説明すると、次のとおりである。まず、光酸発生剤(B)等への露光により酸が発生する。この酸の触媒作用により、ポジ型である感光性樹脂組成物に含まれる酸解離性官能基が反応して、酸性官能基となるとともに、酸解離物質を生じる。その結果、重合体の露光された部分のアルカリ現像液に対する溶解性が増大する。また、この酸解離性官能基の反応は、露光後に加熱(PostExposureBake:以下、「PEB」ともいう。)することにより促進される。
 この酸解離性官能基の反応によって新たに発生した酸は、別の酸解離性官能基の反応に触媒として作用し、酸解離性官能基の反応と酸の発生が次々と「増幅」されることになる。このような化学増幅作用を利用することにより、所定のパターンが高感度(即ち低露光量)且つ高解像度で形成される。
 〔樹脂(A)〕
 上記樹脂(A)は、酸の作用によりアルカリに対する溶解性が増大する樹脂であり、樹脂の主鎖及び側鎖のうちの少なくとも一方に、酸の作用により分解し、アルカリ可溶性基を生じる基(以下、「酸解離性基」ともいう)を有する樹脂である。即ち、樹脂中の酸性官能基が酸解離性基で保護された樹脂であって、酸の作用によって酸解離性基が解離することによりアルカリ可溶性基を生じ、その結果、アルカリに対する溶解性が増大する樹脂である。
 上記酸性官能基としては、酸性を示すものであれば特に限定されず、例えば、フェノール性水酸基、カルボキシル基及びスルホン酸基等が挙げられ、1種単独でも2種以上でもよい。
 上記酸解離性基としては、化学増幅型のポジ型である感光性樹脂組成物で一般的に用いられる基であればよく、例えば、上記特許文献1および特許文献2、ならびに特開2014-013381号公報、特表2015-526752号公報、特開2016-099483号公報、および特開2017-037320号公報に記載の酸解離性基が挙げられ、これらは本明細書に記載されているものとする。
 酸解離性基の具体例としては、例えば、下記式(1)および下記式(2)で示される基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
(式(1)中、R1a~R1cは、それぞれ独立に、飽和炭化水素基、または不飽和炭化水素基、若しくは、R1a~R1cの少なくとも2つが相互に結合した環構造を示し;R1a~R1c、および前記環構造の水素原子は、別の基に置換することができる。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
(式(2)中、R2aおよびR2bは、それぞれ独立に、飽和炭化水素基、または不飽和炭化水素基、若しくは、R2aおよびR2bが相互に結合した環構造を示し;R2aおよびR2bおよび前記環構造の水素原子は、別の基に置換することができる。)
 R1a~R1c、R2aおよびR2bで示される飽和炭化水素基としては、例えば、
 メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、2-メチルプ
ロピル基、1-メチルプロピル基、およびt-ブチル基等のアルキル基;ならびに
 シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデシル基、シクロドデシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基、トリシクロデシル基、およびテトラシクロドデシル基等のシクロアルキル基;が挙げられる。
 R1a~R1c、R2aおよびR2bで示される不飽和炭化水素基としては、例えば、
 シクロプロペニル基、シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロオクテニル基、シクロデセニル基、ノルボルネニル基、トリシクロデセニル基、およびテトラシクロドデセニル基等のシクロアルケニル基;
 フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、およびアントリル基等のアリール基;ならびに
 ベンジル基、フェネチル基、およびナフチルメチル基等のアラルキル基;が挙げられる。
 R1a~R1cの少なくとも2つが相互に結合した環構造としては、例えば、前記シクロアルキル基、および前記シクロアルケニル基で挙げた基が挙げられる。
 R1a~R1c、およびR1a~R1cの少なくとも2つが相互に結合した環構造、並びにR2a、R2b、およびR2aおよびR2bが相互に結合した環構造の水素原子が別の基に置換する別の基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アリール基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボニル基、およびアミノ基が挙げられる。
 上記樹脂(A)において、酸解離性基を有する構造単位(A1)としては、例えば、下記一般式(3)で示される酸解離性基を有する構成単位(3)、ノボラックのフェノール性水酸基を有する構造単位においての水素原子を酸解離性基に置き換えた構造単位、ヒドロキシスチレン由来の構造単位において、フェノール性水酸基の水素原子を酸解離性基に置き換えた構造単位、ヒドロキシフェニル(メタ)アクリレート由来の構造単位において、フェノール性水酸基の水素原子を酸解離性基に置き換えた構造単位が挙げられる。
 これらの中でも下記一般式(3)で示される酸解離性基を有する構成単位(3)を含むことにより、露光部と未露光部の現像液に対する溶解コントラストを上げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 式(3)中、R3aは水素原子又はアルキル基であり、R3bは酸解離性基を示す。
 上記樹脂(A)は、上述の酸解離性基を有する構成単位(A1)を1種のみ含むことができ、または2種以上含むことができる。
 また、樹脂(A)は、酸解離性基を有する構造単位(A1)以外にも、現像液への溶解性を調節する目的で、カルボキシル基、フェノール性水酸基、スルホン酸基、および/またはラクトン構造等の溶解性促進基を有する構造単位(A2)を有することができる。
 上記構造単位(A2)としては、化学増幅型のポジ型である感光性樹脂組成物で一般的に用いられる構造単位であればよく、例えば、上記特許文献1および特許文献2、ならびに特開2014-013381号公報、特表2015-526752号公報、特開2016-099483号公報、および特開2017-037320号公報に記載の溶解性促進基を有する構造単位が挙げられ、これらは本明細書に記載されているものとする。
 これらの中でも、フェノール性水酸基を有する構成単位を含んでいることが、メッキの染みこみを抑制できるレジストを容易に形成することができることから好ましい。尚、フェノール性水酸基とは、芳香環上に直接結合した水酸基をいう。
 上記フェノール性水酸基を有する構成単位としては、下記一般式(4)で示されるフェノール性水酸基を有する構成単位(4)または下記一般式(5)で示されるフェノール性水酸基を有する構成単位(5)がメッキの染みこみを抑制できるレジストを容易に形成することができることから好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 式(4)中、R37は水素原子又はメチル基であり、R38は水素原子又は1価の有機基である。また、dは1~4の整数を表す。尚、R38が複数存在する場合、複数のR38は、それぞれ、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
 上記1価の有機基としては、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アルケニル基;グリシジル基等の環状エーテル構造を有する基等が挙げられる。
 上記アルキル基としては、炭素数1~5の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基が挙げられる。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられる。
 上記アルコキシ基としては、炭素数1~10の直鎖状または分岐状のアルコキシ基が挙げられる。具体的には、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、i-プロポキシ基、n-ブトキシ基、2-メチルプロポキシ基、1-メチルプロポキシ基、t-ブトキシ基、n-ペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、n-ヘキシルオキシ基、n-ヘプチルオキシ基、n-オクチルオキシ基、2-エチルヘキシルオキシ基、n-ノニルオキシ基、およびn-デシルオキシ基等が挙げられる。
 上記アリール基としては、フェニル基、ナフチル基、メチルフェニル基、ベンジル基、フェネチル基、エチルフェニル基、クロロフェニル基、ブロモフェニル基、およびフルオロフェニル基等が挙げられる。これらのなかでも、フェニル基が好ましい。
 上記アルケニル基としては、ビニル基、1-プロペニル基、2-プロペニル基(アリル基)、3-ブテニル基、3-ペンテニル基、3-ヘキセニル基等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 式(5)中、R44は水素原子又はメチル基であり、R45は単結合、メチレン基又は炭素数2~4のアルキレン基であり、R46は水素原子又は1価の有機基である。fは1~4の整数を表す。尚、R46が複数存在する場合、複数のR46は、それぞれ、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
 上記1価の有機基については、上記構成単位(4)における説明をそのまま適用することができる。
 尚、樹脂(A)は、酸性基を有する構造単位(A2)を1種のみ含むことができ、または2種以上含むことができる。
 また、樹脂(A)は、酸解離性基を有する構成単位(A1)、及び溶解性促進基を有する構造単位(A2)以外にも、他の構成単位(A3)を含んでいてもよい。  
 他の構成単位(A3)としては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、2-メチルスチレン、3-メチルスチレン、4-メチルスチレン、2-メトキシスチレン、3-メトキシスチレン、4-メトキシスチレン、4-t-ブトキシカルボニルメチルオキシスチレン、4-(2’-t-ブトキシカルボニルエチルオキシ)スチレン、4-テトラヒドロフラニルオキシスチレン、4-テトラヒドロピラニルオキシスチレン、下記一般式(a)で表される単量体等のビニル芳香族化合物;
 メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、i-プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、i-ブチル(メタ)アクリレート、sec-ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、n-ペンチル(メタ)アクリレート、ネオペンチル(メタ)アクリレート、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ノルボルニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、2-メチルアダマンチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフラニル(メタ)アクリレート、テトラヒドロピラニル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェネチル(メタ)アクリレート、下記一般式(b)および式(c)で表される単量体等の(メタ)アクリル酸エステル類;
 (メタ)アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、けい皮酸等の不飽和カルボン酸類;
 2-カルボキシエチル(メタ)アクリレート、2-カルボキシプロピル(メタ)アクリレート、3-カルボキシプロピル(メタ)アクリレート等の不飽和カルボン酸のカルボキシアルキルエステル類;
 (メタ)アクリロニトリル、α-クロロアクリロニトリル、クロトンニトリル、マレインニトリル、フマロニトリル等の不飽和ニトリル化合物;
 (メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、クロトンアミド、マレインアミド、フマルアミド等の不飽和アミド化合物;
 マレイミド、N-フェニルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド等の不飽和イミド化合物;
 N-ビニル-ε-カプロラクタム、N-ビニルピロリドン、2-ビニルピリジン、3-ビニルピリジン、4-ビニルピリジン、2-ビニルイミダゾール、4-ビニルイミダゾール等の他の含窒素ビニル化合物等の重合性不飽和結合が開裂した単位を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 式(a)~(c)中、nは、それぞれ、1~6の自然数を示す。
 上記他の構造単位(A3)は、1種のみ含むことができ、または2種以上含むことができる。
 樹脂(A)中に含まれる上記酸解離性基を有する構成単位(A1)の含有割合は、樹脂(A)を構成する全構成単位の合計を100モル%とした場合に、通常、20~65モル%であり、好ましくは30~55モル%、より好ましくは35~50モル%である。
 樹脂(A)中に含まれる溶解性促進基を有する構成単位(A2)の含有割合の合計は、樹脂(A)を構成する全構成単位の合計を100モル%とした場合に、通常、35~80モル%であり、好ましくは45~70モル%、より好ましくは50~65モル%である。
 また、樹脂(A)のゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定したポリスチレン換算重量平均分子量(以下、「Mw」という。)は、好ましくは1,000~500,000、更に好ましくは3,000~300,000である。
 更に、樹脂(A)のMwとゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定したポリスチレン換算数平均分子量(以下、「Mn」という。)との比(Mw/Mn)は、通常、1~5、好ましくは1~3である。
 上記樹脂(A)の製造方法は、例えば、予め製造したアルカリ可溶性樹脂中の上記酸性官能基に1種以上の上記酸解離性基を導入する方法、上記酸解離性基で保護された酸性官能基を有する1種以上の重合性不飽和単量体を重合する方法、該1種以上の重合性不飽和単量体と1種以上の他の重合性不飽和単量体とを重合する方法、上記酸解離性基で保護された酸性官能基を有する1種以上の重縮合成分を重縮合する方法、又は該1種以上の重縮合成分と1種以上の他の重縮合成分とを重縮合する方法等によって製造することができる。
 ここで、上記酸解離性基で保護された酸性官能基を有する1種以上の重合性不飽和単量体を重合する方法、又は該1種以上の重合性不飽和単量体と1種以上の他の重合性不飽和単量体とを重合する方法においては、単量体や反応媒質の種類等に応じて、ラジカル重合開始剤、アニオン重合触媒、配位アニオン重合触媒、カチオン重合触媒等の重合開始剤若しくは重合触媒を適宜に選定し、塊状重合、溶液重合、沈澱重合、乳化重合、懸濁重合または塊状-懸濁重合等の重合方法を適宜採用することができる。また、上記酸解離性基で保護された酸性官能基を有する1種以上の重縮合成分を重縮合する方法、または、該1種以上の重縮合成分と1種以上の他の重縮合成分とを重縮合する方法においては、酸性触媒の存在下、水媒質中又は水と親水性溶媒との混合媒質中で(共)重縮合をすることができる。
 上記ラジカル重合開始剤としては、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、2,2’-アゾビス-(2,4-ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物や、ベンゾイルペルオキシド、ラウリルペルオキシド、t-ブチルペルオキシド等の有機過酸化物等が挙げられる。
 上記溶液重合法に用いられる溶媒は、用いる単量体成分と反応せず、生成する重合体を溶解するものであれば特に限定されない。例えば、メタノール、エタノール、n-ヘキサン、トルエン、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、酢酸エチル、酢酸n-ブチル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、2-ヘプタノン、シクロヘキサノン、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、乳酸エチル、γ-ブチロラクトン等が挙げられる。これらの溶媒は、単独で用いることができ、または2種以上を混合して用いることができる。
 尚、樹脂(A)が溶液重合法により製造された場合、得られる重合体溶液をそのままポジ型感光性樹脂組成物の調製に供することができ、或いは、重合体溶液から樹脂(A)を分離してポジ型感光性樹脂組成物の調製に供することができる。
 また、重合に際しては、必要に応じて、例えば、メルカプタン化合物、ハロゲン炭化水素等の分子量調節剤を使用することができる。
 上記感光性樹脂組成物において、樹脂(A)は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
 〔光酸発生剤(B)〕
 上記光酸発生剤(B)は、露光(放射線の照射)により酸を発生する化合物である。この酸の作用により、上述の樹脂(A)中に存在する酸解離性基が解離して、カルボキシル基やフェノール性水酸基等の酸性官能基が生成する。その結果、感光性樹脂組成物から形成された感光性樹脂塗膜の露光領域がアルカリ現像液に易溶性となり、ポジ型のレジストパターンを形成することができる。
 光酸発生剤(B)としては、例えば、オニウム塩化合物(チオフェニウム塩化合物を含む。)、ハロゲン含有化合物、ジアゾケトン化合物、スルホン化合物、スルホン酸化合物、スルホンイミド化合物、ジアゾメタン化合物等を挙げることができる。以下、これらの化合物の例を示す。
 オニウム塩化合物としては、例えば、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩、ピリジニウム塩等が挙げられる。
 前記オニウム塩化合物としては、例えば、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムp-トルエンスルホネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、4-t-ブチルフェニル・ジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4-t-ブチルフェニル・ジフェニルスルホニウムパーフルオロ-n-オクタンスルホネート、4-t-ブチルフェニル・ジフェニルスルホニウムピレンスルホネート、4-t-ブチルフェニル・ジフェニルスルホニウムn-ドデシルベンゼンスルホネート、4-t-ブチルフェニル・ジフェニルスルホニウムp-トルエンスルホネート、4-t-ブチルフェニル・ジフェニルスルホニウムベンゼンスルホネート、4,7-ジ-n-ブトキシナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、が挙げられる。
 ハロゲン含有化合物としては、例えば、ハロアルキル基含有炭化水素化合物、ハロアルキル基含有複素環式化合物等が挙げられる。
 前記ハロゲン含有化合物としては、例えば、1,10-ジブロモ-n-デカン、1,1-ビス(4-クロロフェニル)-2,2,2-トリクロロエタンや、フェニル-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、4-メトキシフェニル-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、スチリル-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、ナフチル-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン等の(トリクロロメチル)-s-トリアジン誘導体が挙げられる。
 ジアゾケトン化合物としては、例えば、1,3-ジケト-2-ジアゾ化合物、ジアゾベンゾキノン化合物、ジアゾナフトキノン化合物等が挙げられる。
 前記ジアゾケトン化合物の好適な例としては、フェノール類の1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホン酸エステル化物、フェノール類の1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸エステル化物が挙げられる。
 スルホン化物としては、例えば、β-ケトスルホン、β-スルホニルスルホン、これらの化合物のα-ジアゾ化合物等が挙げられる。
 前記スルホン化合物としては、例えば、4-トリスフェナシルスルホン、メシチルフェナシルスルホン、ビス(フェニルスルホニル)メタンが挙げられる。
 スルホン酸化合物としては、例えば、アルキルスルホン酸エステル、ハロアルキルスルホン酸エステル、アリールスルホン酸エステル、イミノスルホネート等が挙げられる。
 前記スルホン酸化合物としては、例えば、ベンゾイントシレート、ピロガロールトリストリフルオロメタンスルホネート、o-ニトロベンジルトリフルオロメタンスルホネート、o-ニトロベンジル-p-トルエンスルホネートが挙げられる。
 スルホンイミド化合物としては、例えば、N-(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N-(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)フタルイミド、N-(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N-(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)-7-オキサビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-5,6-オキシ-2,3-ジカルボキシイミド、N-(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N-(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)-4-ブチル-ナフチルイミド、N-(4-メチルフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N-(4-メチルフェニルスルホニルオキシ)フタルイミド、N-(4-メチルフェニルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N-(4-メチルフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(4-メチルフェニルスルホニルオキシ)-7-オキサビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(4-メチルフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-5,6-オキシ-2,3-ジカルボキシイミド、N-(4-メチルフェニルスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N-(2-トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N-(2-トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)フタルイミド、N-(2-トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N-(2-トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(2-トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)-7-オキサビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(2-トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-5,6-オキシ-2,3-ジカルボキシイミド、N-(2-トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N-(4-フルオロフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N-(4-フルオロフェニルスルホニルオキシ)-7-オキサビシクロ[2.1.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(4-フルオロフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.1.1]ヘプタン-5,6-オキシ-2,3-ジカルボキシイミド、N-(4-フルオロフェニルスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N-(10-カンファ-スルホニルオキシ)ナフチルイミド等が挙げられる。
 ジアゾメタン化合物としては、例えば、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p-トルエンスルホニル)ジアゾメタン、メチルスルホニル-p-トルエンスルホニルジアゾメタン、シクロヘキシルスルホニル-1,1-ジメチルエチルスルホニルジアゾメタン、ビス(1,1-ジメチルエチルスルホニル)ジアゾメタン等が挙げられる。
 これらの光酸発生剤(B)のうち、オニウム塩化合物、スルホンイミド化合物、ジアゾメタン化合物が好ましい。特に、放射線の照射によりトリフルオロメタンスルホン酸を発生するスルホンイミド化合物であることが好ましい。より具体的には、N-(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N-(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)フタルイミド、N-(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N-(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)-7-オキサビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボキシイミド、N-(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-5,6-オキシ-2,3-ジカルボキシイミド、N-(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N-(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)-4-ブチル-ナフチルイミドが好ましい。
 光酸発生剤(B)は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
 光酸発生剤(B)の含有量は、樹脂(A)100質量部に対して、0.1~20質量部であることが好ましく、より好ましくは0.3~15質量部、更に好ましくは0.5~10質量部である。この光酸発生剤(B)の配合量が上記範囲内であることにより、感度、解像性及び放射線に対する透明性に優れたレジストが得られるとともに、優れた形状のパターンが得られる。
 〔化合物(C)〕
 化合物(C)は、酸の作用により分解し1級又は2級アミンを生成する化合物である。
 化合物(C)は、レジスト被膜の非露光領域が基材上にレジストパターンとして残るポジ型レジストにおいて、メッキ処理時におけるメッキの染み込みを抑制する作用を有する。尚、この染み込み抑制の作用機序については、後段にて詳細を説明する。
 化合物(C)は、レジスト被膜に対する露光により上記光酸発生剤(B)から生じる酸のレジスト被膜中における拡散現象を制御し、非露光領域での好ましくない化学反応を抑制する作用を有する(即ち、1級又は2級アミンを生成することで、酸拡散制御剤としての作用を発揮する。)。また、化合物(C)の配合により、レジストとして解像度を向上させるとともに、露光から現像処理までの引き置き時間(PED)の変動によるレジストパターンの線幅変化を抑えることができ、プロセス安定性に優れた感光性樹脂組成物とすることができる。更には、感光性樹脂組成物の貯蔵安定性を向上させることができる。
 化合物(C)としては、例えば、特開2001-166476号公報、特開2004-347738号公報、および特開2009-199021号公報に記載の化合物が挙げられ、これらは本明細書に記載されているものとする。
 化合物(C)としては、例えば、窒素原子に酸解離性基が結合したアミン誘導体、および下記式(6)、式(7)が窒素原子に結合したアミン誘導体が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
(式(6)中、R6aは、酸解離性基を示す。)
 前記酸解離性基としては、樹脂(A)における酸解離性基で示したものが挙げられる。
 化合物(C)の具体例としては、N-(アルコキシカルボニル)ピペリジン、N-(アルコキシカルボニル)-4-ヒドロキシピペリジン、N-(アルコキシカルボニル)イミダゾール、N-(アルコキシカルボニル)ベンズイミダゾール、N-(アルコキシカルボニル)-2-フェニルベンズイミダゾール、N-(アルコキシカルボニル)ジオクチルアミン、N-(アルコキシカルボニル)ジエタノールアミン、N-(アルコキシカルボニル)ジシクロヘキシルアミン、N-(アルコキシカルボニル)ジフェニルアミン等のアルコキシカルボニル化アミンが挙げられる。前記化合物(C)は、アルコキシカルボニル化アミンが好ましい。
 また、前記アルコキシカルボニル化アミンのアルコキシカルボニル部位におけるアルコキシの構成は特に限定されず、例えば、炭素数1~8の直鎖状又は分岐鎖状のアルコキシ基とすることができる。
 炭素数1~8のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec-ブトキシ基、tert-ブトキシ基、ペンタオキシ基、イソペンタオキシ基、ヘキサオキシ基、ヘプタオキシ基、及びオクタオキシ基等が挙げられる。これらのなかでも、イソペンタオキシ基が好ましい。即ち、アルコキシカルボニル化アミンのなかでも、イソペンタオキシカルボニル化アミンが好ましい。
 上記感光性樹脂組成物において、化合物(C)は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
 化合物(C)の含有量は、光酸発生剤(B)100molに対して、100mol以下であることが好ましく、より好ましくは10~80mol、更に好ましくは20~60molである。化合物(C)の含有量が上記範囲内であることにより、メッキ処理時におけるメッキの染み込みを十分に抑制することができる。更には、レジストとしての感度や露光部の現像性を向上させることができるとともに、レジストとしてのパターン形状や寸法忠実度の低下を抑制できる。
上記感光性樹脂組成物には、樹脂(A)、光酸発生剤(B)、および化合物(C)以外に、溶剤、界面活性剤、およびクエンチャー(前記化合物(C)を除く)、ならびにその他添加剤を含有することができる。
 〔溶剤〕
 上記感光性樹脂組成物は、各成分を均一に混合する目的で、溶剤を含有することができる。
 上記溶剤としては、例えば、エーテル類、エステル類、エーテルエステル類、ケトン類、ケトンエステル類、アミド類、アミドエステル類、ラクタム類、ラクトン類、(ハロゲン化)炭化水素類等を挙げることができる。
 具体的には、エチレングリコールモノアルキルエーテル類、ジエチレングリコールジアルキルエーテル類、プロピレングリコールモノアルキルエーテル類、プロピレングリコールジアルキルエーテル類、エチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、酢酸エステル類、ヒドロキシ酢酸エステル類、乳酸エステル類、アルコキシ酢酸エステル類、(非)環式ケトン類、アセト酢酸エステル類、ピルビン酸エステル類、プロピオン酸エステル類、N,N-ジアルキルホルムアミド類、N,N-ジアルキルアセトアミド類、N-アルキルピロリドン類、γ-ラクトン類、(ハロゲン化)脂肪族炭化水素類、(ハロゲン化)芳香族炭化水素類等を挙げることができる。
 更に具体的には、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ-n-プロピルエーテル、エチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジ-n-プロピルエーテル、ジエチレングリコールジ-n-ブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ-n-プロピルエーテルアセテート、イソプロペニルアセテート、イソプロペニルプロピオネート、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、2-ヘプタノン、3-ヘプタノン、4-ヘプタノン、2-ヒドロキシプロピオン酸エチル、2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2-ヒドロキシ-3-メチル酪酸メチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n-プロピル、乳酸i-プロピル、3-メトキシブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルプロピオネート、3-メチル-3-メトキシブチルブチレート、酢酸エチル、酢酸n-プロピル、酢酸n-ブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、N-メチルピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等を挙げることができる。
 これらのなかでも、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、2-ヘプタノン、乳酸エステル類、プロピオン酸エステル類(具体的には、2-ヒドロキシプロピオン酸エチル等の2-ヒドロキシプロピオン酸エステル類、3-メトキシプロピオン酸メチル等の3-アルコキシプロピオン酸エステル類)等を用いると、塗布時の膜面内均一性が良好となるので好ましい。
 これらの有機溶媒は1種単独で用いることができ、2種以上を混合して用いることができる。
 〔界面活性剤〕
 上記感光性樹脂組成物に添加することができる界面活性剤は、感光性樹脂組成物の塗布性、消泡性、現像性等を改良する作用を示す。
 前記界面活性剤としては、市販されている界面活性剤を用いることができる。市販されている界面活性剤としては、例えば、NBX-15、FTX-204D、FTX-208D、FTX-212D、FTX-216D,FTX-218、FTX-220D、FTX-222D(以上、(株)ネオス製)、BM-1000、BM-1100(以上、BMケミー社製)、メガファックF142D、同F172、同F173、同F183(以上、大日本インキ化学工業(株)製)、フロラードFC-135、同FC-170C、同FC-430、同FC-431(以上、住友スリーエム(株)製)、サーフロンS-112、同S-113、同S-131、同S-141、同S-145(以上、旭硝子(株)製)、SH-28PA、同-190、同-193、SZ-6032、SF-8428(以上、東レダウコーニングシリコーン(株)製)が挙げられる。これらの中ではFTX-216D、FTX-218、FTX-220Dが好ましい。
 上記界面活性剤は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
 上記感光性樹脂組成物中に含まれる界面活性剤の含有量は、樹脂(A)100質量部に対して、通常、2質量部以下である。
 〔クエンチャー〕
 上記感光性樹脂組成物は、露光により光酸発生剤(B)から生じる酸のレジスト膜中での拡散を制御することを目的に、クエンチャー(前記化合物(C)を除く)を含有することができる。
 上記クエンチャーとしては、化学増幅型のポジ型である感光性樹脂組成物で一般的に用いられる化合物であればよく、例えば、上記特許文献1および特許文献2、ならびに特開2014-013381号公報、特表2015-526752号公報、特開2016-099483号公報、および特開2017-037320号公報に記載の化合物が挙げられ、これらは本明細書に記載されているものとする。
 上記クエンチャーは1種単独で用いることができ、または2種以上を併用して用いることができる。
 上記感光性樹脂組成物中に含まれるクエンチャーの含有量は、樹脂(A)100質量部に対して、通常、0.001~10質量部である。
 〔その他の添加剤〕
 その他の添加剤としては、例えば、感光性樹脂組成物から形成した樹脂塗膜のアルカリ現像液への溶解速度を制御する目的でアルカリ可溶性樹脂;感光性樹脂組成物のみかけの感度を向上させる目的で増感剤;露光時の散乱光の未露光部への回り込みによる光反応を阻止する目的で紫外線吸収剤;保存安定性を高めるための熱重合禁止剤;酸化防止剤、接着助剤、および無機フィラー等が挙げられる。
 〔感光性樹脂組成物の製造〕
 本発明の感光性樹脂組成物は、固形分濃度を、通常、20~90質量%、好ましくは35~80質量%、より好ましくは50~70質量%になるよう各成分を均一に混合することにより製造することができる。なお、前記固形分濃度とは、感光性樹脂組成物中に含まれる溶剤を除く成分の含有割合を示す。
 また、ゴミを取り除くために、各成分を均一に混合した後、得られた混合物をフィルター等で濾過しても良い。
 続いて、この工程(1)の詳細を説明する。
 工程(1)における基材としては、前記感光性樹脂塗膜を形成することができる基材であれば特に制限はなく用いることができ、例えば、半導体基板、ガラス基板、およびシリコン基板、ならびにこれら基板の表面に各種金属膜などの導電層を設けた基板が挙げられる。基材の形状には特に制限はなく用いることができ、例えば、平板状、TSV構造のように凸凹状が挙げられる。また、大きさについても制限なく用いることができる。
 上記基板の表面に前記導電層を形成するために使用される導電材料としては、例えば、アルミニウム、銅、銀、金、パラジウムや、これらの2種以上の合金(例えばパラジウム-金)等が挙げられる。基板表面の導電層は、上記導電材料を、例えばスパッタ法により処理することより形成することができる。導電層の厚さは、特に限定されるものではないが、通常、200~10,000Å、好ましくは500~2,000Å程度である。
 工程(1)における感光性樹脂塗膜は、例えば、基材上に感光性樹脂組成物を塗布して、必要に応じて、揮発成分を一部または全部除去することにより形成することができる。
 前記感光性樹脂組成物の塗布方法としては、例えば、スピンコート法、ロールコート法、スクリーン印刷、アプリケーター法等が挙げられ、これらの中でもスピンコート法が好ましい。
 スピンコート法の場合、回転速度は通常500~4000rpm、好ましくは800~3500rpmである。
 感光性樹脂塗膜の膜厚は、1~100μmであることが好ましく、より好ましくは5~80μm、更に好ましくは15~60μmである。
 上記揮発成分の除去は、通常、感光性樹脂塗膜を加熱することにより行い、その加熱条件は、樹脂組成物中の各成分の種類、配合割合、塗布膜厚等によって異なるが、通常、70~140℃で5~20分間であり、好ましくは80~130℃で2~10分間である。
 また、基材上に形成される感光性樹脂塗膜は、感光性樹脂組成物を支持フィルム上に塗布して感光性樹脂塗膜を有する転写フィルムを用い、基材上に転写して積層する方法により形成することができる。前記支持フィルムの材料は、転写フィルムの作製及び使用に耐えうる強度を有する限り、特に限定なく用いることができる。
[工程(2)]
 上記工程(2)は、工程(1)で形成された感光性樹脂塗膜を露光する工程である。
 具体的には、目的のメッキ造形物の構造に対応するパターンを有するマスクを介して、感光性樹脂塗膜に放射線を照射する工程である。
 露光は、等倍露光であってもよく、ステッパーまたはスキャナーを用いて縮小投影露光であってもよい。
 露光に用いられる放射線としては、通常、波長150~600nmの光、好ましくは、200~500nmの光を用いる。
 露光量は、放射線の種類、組成物の組成、樹脂塗膜の厚さ等によって異なるが、通常、100~20,000mJ/cmである。
[工程(3)]
 上記工程(3)は、工程(2)で露光された露光後の感光性樹脂塗膜を現像してレジストパターンを形成する工程である。
 前記現像は、例えば、アルカリ性現像液を用いて、シャワー現像法、スプレー現像法、浸漬現像法、パドル現像法等により行うことができる。この現像時間は、通常、常温で1~30分程度である。尚、アルカリ性現像液で現像したのちは、通常、水で洗浄して乾燥する。
 上記アルカリ性現像液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、アンモニア水、エチルアミン、n-プロピルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリン、ピロール、ピペリジン等の1種又は2種以上のアルカリ性化合物を、濃度が、例えば1~10質量%になるように水に溶解したアルカリ性水溶液を挙げることができる。上記アルカリ性水溶液には、例えば、メタノール、エタノール等の有機溶剤や界面活性剤等を適量添加することもできる。
[工程(4)]
 上記工程(4)は、工程(3)で形成されたレジストパターンをマスクとしてメッキ処理を行う工程である。
 具体的には、例えば、レジストパターンを鋳型とし、電解メッキ処理によりメッキ造形物(例えば、電極)が形成される。この際、パターン表面とメッキ液との親和性を高めるため、樹脂膜から形成されたパターンを、例えば、酸素プラズマによるアッシング処理等の親水化処理しておくことが好ましい。
 電解メッキに使用されるメッキ液としては、例えば、上記導電層について例示した金属や合金と同様の成分を含むものや、ニッケル成分を含むものを挙げることができる。特に、本発明においては、このメッキ処理は、硫酸銅を用いた銅メッキ処理、又は硫酸ニッケルを用いたニッケルメッキ処理とすることができ、更には、硫酸銅を用いた銅メッキ処理とすることができる。
 電解メッキの条件は、メッキ液の組成等により異なるが、例えば、金メッキの場合、温度が、通常、40~70℃、好ましくは55~70℃であり、電流密度が、通常、0.1~1A/dm、好ましくは0.2~0.8A/dmである。
 また、銅メッキの場合、温度が、通常、10~90℃、好ましくは20~70℃であり、電流密度が、通常、0.3~30A/dm、好ましくは0.5~20A/dmである。
 更に、ニッケルメッキの場合、温度が、通常、20~90℃、好ましくは40~70℃であり、電流密度が、通常、0.3~30A/dm、好ましくは0.5~20A/dmである。
 更に、メッキ後は、水洗して乾燥したのち、パターンの状態、メッキ造形物の厚さや状態等を観察し、必要に応じて再び電解メッキを行うことができる。
 メッキ造形物の厚さは、その用途によって異なるが、例えば、メッキ造形物がバンプの場合、通常、5~100μm、好ましくは10~80μm、更に好ましくは20~60μmである。また、メッキ造形物が配線の場合、通常、1~30μm、好ましくは3~20μm、更に好ましくは5~15μmである。
[他の工程]
 本発明のメッキ造形物の製造方法は、上記工程(4)の後に、更に、レジストパターンを除去する工程(5)を有することができる。
 この工程(5)は、具体的には、工程(4)において残存するレジストパターン(樹脂膜部分)を剥離して除去する工程であって、例えば、20~80℃にて攪拌している剥離液に、基材を、例えば1~10分間程度浸漬する方法等が挙げられる。
 上記剥離液としては、例えば、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、ジメチルスルホキシド、および/またはN,N-ジメチルホルムアミドを含有する溶液を使用することができる。
 更に、本発明のメッキ造形物の製造方法は、メッキ造形物を形成した領域以外の導電層を、例えば、ウェットエッチング法等により除去する工程(6)を含んでいてもよい。
 <メッキの染み込み抑制の作用機序について>
 本発明のメッキ造形物の製造方法における、メッキ処理時のメッキの染み込みが抑制される作用機序(推測)について説明する。
 従来の方法では、以下の理由によりメッキの染み込みが発生すると推測される。
 基材上にレジスト被膜が形成され、露光・現像によってパターン化される従来の樹脂組成物を用いたポジ型レジストには、クエンチャー(酸拡散制御剤)として配合された塩基性の強いアミンが残されている。そして、このポジ型レジストに対し、硫酸塩を用いるメッキ処理(例えば、硫酸銅を用いる銅メッキ処理等)を行った場合、塩基性の強いアミンが硫酸と塩を形成することにより、レジスト内部に硫酸を呼び込み、その結果、レジスト底部に銅イオンが侵入し、メッキの染みこみが生じると考えられる。即ち、硫酸に作用する塩基性の強いアミンの存在がメッキの染み込みの一因となっていると推定される。
 一方、本発明における感光性樹脂組成物では、酸の作用により分解し1級又は2級アミンを生成する化合物(C)、即ち、酸解離性基の存在によりアミンの塩基性が低減されている化合物(C)をクエンチャーとして用いている。この化合物(C)は、ポジ型のレジスト被膜において、露光領域では酸の作用により酸解離性基の解離が生じ、1級又は2級アミンを生成することにより酸拡散制御作用を発揮し、非露光領域では酸の作用をあまり受けず、酸解離性基を有したままの状態でポジ型レジストパターンに残存する。そのため、このような化合物(C)を含む感光性樹脂組成物を用いてパターン形成されたポジ型レジストに対し、硫酸銅を用いる銅メッキ処理等を行った場合、パターン化されたレジストには、酸解離性基の存在によって塩基性が低減化されたままクエンチャーが残存しており、硫酸との塩形成を相対的に低減することができる。その結果、レジスト底部に対する銅イオンの侵入(レジスト内部への硫酸の呼び込み)が相対的に抑制されると推測される。
2.メッキ造形物製造用感光性樹脂組成物
 本発明におけるメッキ造形物製造用感光性樹脂組成物は、酸の作用によりアルカリに対する溶解性が増大する樹脂(A)と、光酸発生剤(B)と、酸の作用により分解し1級又は2級アミンを生成する化合物(C)と、を含有することを特徴とする。
 尚、このメッキ造形物製造用感光性樹脂組成物については、前述のメッキ造形物の製造方法における工程(1)で用いられる感光性樹脂組成物の各説明をそのまま適用することができる。
 本発明のメッキ造形物製造用感光性樹脂組成物によれば、メッキの染みこみを抑制できるポジ型のレジストを、基材上に容易に形成することができる。そのため、メッキ造形物の製造方法におけるレジストパターンの形成に好適に用いることができる。特に、微細な加工が必要とされるメッキ造形物の製造に好適である。
 以下、実施例を挙げて、本発明を更に具体的に説明する。但し、本発明は、これらの実施例に何ら制約されるものではない。尚、下記において、「部」及び「%」は、特に断らない限り、質量基準である。
<感光性樹脂組成物の製造>
[実施例1A~14A、比較例1A~2A]
 下記表1に示す量の各成分を均一に混合し、カプセルフィルター(孔径3μm)で濾過して、実施例1A~14Aおよび比較例1A~2Aの感光性樹脂組成物を製造した。なお、表1中に示す各成分の詳細は以下の通りである。
a1:下記式(a1)に示す構造単位を有する共重合体(Mw:10,000)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
a2:下記式(a2)に示す構造単位を有する共重合体(Mw:22,000)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
a3:下記式(a3)に示す構造単位を有する共重合体(Mw:23,000)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
a4:下記式(a4)に示す構造単位を有する共重合体(Mw:21,000)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
a5:下記式(a5)に示す構造単位を有する共重合体(Mw:22,000)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
a6:下記式(a6)に示す構造単位を有する共重合体(Mw:20,000)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
a7:下記式(a7)に示す構造単位を有する共重合体(Mw:16,000)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
a8:下記式(a8)に示す構造単位を有する共重合体(Mw:15,000)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
a9:下記式(a9)に示す構造単位を有する共重合体(Mw:15,000)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
a10:下記式(a10)に示す構造単位を有する共重合体(Mw:48,000)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
a11:下記式(a11)に示す構造単位を有する共重合体(Mw:35,000)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
b1:N-(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)-4-ブチル-ナフチルイミド
c1:下記式(c1)に示す化合物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
c2:下記式(c2)に示す化合物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
c3:下記式(c3)に示す化合物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
c4:下記式(c4)に示す化合物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
c‘1:下記式(c’1)に示す化合物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
c‘2:下記式(c’2)に示す化合物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
d1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
d2:ジグリセリンエチレンオキサイド(平均付加モル数:18)付加物ペルフルオロノネニルエーテル (「フタージェントFTX-218」、(株)ネオス製)
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000025
<メッキ造形物の製造>
[実施例1B]
 シリコンウェハ上に銅スパッタ膜を備えてなる基板の銅スパッタ膜上にスピンコーターを用いて、前記で製造した実施例1Aの感光性樹脂組成物を塗布し、ホットプレートにて、110℃で60秒間加熱し、膜厚6μmの塗膜(1)を形成した。
 塗膜(1)を、ステッパー(ニコン社製、型式「NSR-i10D」)を用い、パターンマスクを介して、露光した。露光後の塗膜(1)を、90℃で60秒間加熱し、次いで、2.38質量%のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液に80秒間浸漬し、塗膜(1)を現像し、基板上にレジストパターン(レジスト幅:2μm、レジストパターン間距離:2μm、高さ:約6μm)を形成した。得られたレジストパターンを電子顕微鏡で観察したところ、その縦断面形状は矩形であった。
 次いで、このレジストパターンをマスクにして、金メッキを行った。電解メッキの前処理として、酸素プラズマによるアッシング処理(出力100W、酸素流量100ミリリットル、処理時間60秒間)を行い、その後、硫酸処理(10質量%の硫酸水溶液を60秒間接触)、次いで、水洗を行った。前処理後の基板をシアン金メッキ液(日本エレクトロエンジニヤース(株)製、商品名テンペレックス401)1リットル中に浸漬し、メッキ浴温度42℃、電流密度0.6A/dmに設定して、約60分間電解メッキを行った。金メッキ後、レジスト剥離液でレジストパターンを除去し、金メッキ造形物を製造した。
 金メッキ造形物を電子顕微鏡で観察したところ、レジストパターンの底部で金メッキ液の染みこみがないことから、良好な金メッキ造形物を製造することができた(図1)。
[比較例1B]
 実施例1Aの感光性樹脂組成物の代わりに、比較例1Aの感光性樹脂組成物を用いた以外は実施例1Bと同様にして、金メッキ造形物を製造した。比較例1Bの金メッキ造形物はレジストパターンの底部で金メッキ液の染みこみの痕跡がみられ、金メッキ造形物は基板の表面に薄く形成されていた(図1)。
 比較例1Bにおいて、硫酸処理後の基板を電子顕微鏡で観察したところ、レジストパターンの底部に、硫酸の染みこみの痕跡が見られた(図1)。
[実施例2B~14B、比較例2B]
 実施例2B~14B、比較例2Bにおいては、実施例1Aの感光性樹脂組成物の代わりに、それぞれ実施例2A~14A、および比較例2Aの感光性樹脂組成物を用いた以外は実施例1Bと同様にして、金メッキ造形物を製造した。電子顕微鏡で観察したところ、実施例2B~14Bの金メッキ造形物は、実施例1Bの金メッキ造形物と同様に良好な金メッキ造形物であった。一方、比較例2Bの金メッキ造形物は、比較例1Bの金メッキ造形物と同様にレジストパターンの底部で金メッキ液の染みこみの痕跡がみられ、金メッキ造形物は基板の表面に薄く形成されていた。
 

Claims (7)

  1.  基材上に、酸の作用によりアルカリに対する溶解性が増大する樹脂(A)と、光酸発生剤(B)と、酸の作用により分解し1級又は2級アミンを生成する化合物(C)と、を含有する感光性樹脂組成物の感光性樹脂塗膜を形成する工程(1)、
     前記感光性樹脂塗膜を露光する工程(2)、
     露光後の前記感光性樹脂塗膜を現像してレジストパターンを形成する工程(3)、及び 前記レジストパターンをマスクとしてメッキ処理を行う工程(4)を備えることを特徴とするメッキ造形物の製造方法。
  2.  前記樹脂(A)が、フェノール性水酸基を有する樹脂である請求項1に記載のメッキ造形物の製造方法。
  3.  前記化合物(C)が、アルコキシカルボニル化アミンである請求項1又は2に記載のメッキ造形物の製造方法。
  4.  前記アルコキシカルボニル化アミンが、イソペンタオキシカルボニル化アミンである請求項3に記載のメッキ造形物の製造方法。
  5.  前記メッキ処理が、硫酸銅を用いた銅メッキ処理である請求項1乃至4のうちのいずれか一項に記載のメッキ造形物の製造方法。
  6.  更に、前記レジストパターンを除去する工程(5)を備える請求項1乃至5のうちのいずれか一項に記載のメッキ造形物の製造方法。
  7.  酸の作用によりアルカリに対する溶解性が増大する樹脂(A)と、光酸発生剤(B)と、酸の作用により分解し1級又は2級アミンを生成する化合物(C)と、を含有することを特徴とするメッキ造形物製造用感光性樹脂組成物。
     
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