WO2022085366A1 - 感光性樹脂積層体 - Google Patents
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Abstract
Description
[1]
支持フィルムと、上記支持フィルム上に積層された感光性樹脂層とを含む、感光性樹脂積層体であって、上記感光性樹脂層は、
(A)30質量%~70質量%のアルカリ可溶性高分子と、
(B)20質量%~50質量%のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物と、
(C)0.01質量%~20質量%の光重合開始剤と
を含有し、
上記アルカリ可溶性高分子は、芳香族基を有する(メタ)アクリレートを共重合成分として含有し、かつ酸当量が350以上であり、
上記エチレン性不飽和二重結合を有する化合物は、上記エチレン性不飽和二重結合を有する化合物の全質量を基準として、50質量%~100質量%のアクリレートモノマーを含み、かつ二重結合当量が150以上であり、
上記感光性樹脂層の厚さが30μm以上である、感光性樹脂積層体。
[2]
上記アルカリ可溶性高分子が、ベンジル(メタ)アクリレートを共重合成分として含有する、項目1に記載の感光性樹脂積層体。
[3]
上記感光性樹脂層の膜厚をT[μm]、上記感光性樹脂層の波長365nmでの吸光度をAとしたとき、次式:0<A/T≦0.007で表される関係を満たす、項目1又は2に記載の感光性樹脂積層体。
[4]
上記アルカリ可溶性高分子が、ベンジル(メタ)アクリレートを共重合成分として45質量%~95質量%含有する、項目1~3のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
[5]
上記アルカリ可溶性高分子が、ベンジル(メタ)アクリレートを共重合成分として50質量%以上含有する、項目1~4のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
[6]
上記アルカリ可溶性高分子が、ベンジル(メタ)アクリレートを共重合成分として70質量%以上含有する、項目1~4のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
[7]
上記エチレン性不飽和二重結合を有する化合物は、アクリレートモノマーとメタクリレートモノマーとを含有する、項目1~6のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
[8]
上記アクリレートモノマーと上記メタクリレートモノマーとの質量比(アクリレートモノマー/メタクリレートモノマー)が、1.2以上25.0以下である、項目7に記載の感光性樹脂積層体。
[9]
上記アルカリ可溶性高分子は、スチレンおよびスチレン誘導体を共重合成分として含まない、項目1~8のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
[10]
上記アルカリ可溶性高分子の酸当量が370以上である、項目1~9のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
[11]
上記アルカリ可溶性高分子の酸当量が410以上である、項目1~9のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
[12]
上記エチレン性不飽和二重結合を有する化合物は、トリメチロールプロパン骨格を有する化合物を含まない、項目1~11のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
[13]
上記エチレン性不飽和二重結合を有する化合物は、4官能以上の化合物を含む、項目1~12のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
[14]
上記エチレン性不飽和二重結合を有する化合物は、上記エチレン性不飽和二重結合を有する化合物の全質量を基準として、50質量%~99質量%のアクリレートモノマーを含有する、項目1~13のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
[15]
上記エチレン性不飽和二重結合を有する化合物は、上記エチレン性不飽和二重結合を有する化合物の全質量を基準として、60質量%~99質量%のアクリレートモノマーを含有する、項目1~13のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
[16]
上記エチレン性不飽和二重結合を有する化合物は、上記エチレン性不飽和二重結合を有する化合物の全質量を基準として、70質量%~99質量%のアクリレートモノマーを含有する、項目1~13のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
[17]
上記エチレン性不飽和二重結合を有する化合物の二重結合当量が200以上である、項目1~16のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
[18]
上記アルカリ可溶性高分子と上記エチレン性不飽和二重結合を有する化合物との質量比(A/B)が1.40以上である、項目1~17のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
[19]
上記アルカリ可溶性高分子と上記エチレン性不飽和二重結合を有する化合物との質量比(A/B)が1.60以上である、項目1~17のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
[20]
上記アルカリ可溶性高分子と上記エチレン性不飽和二重結合を有する化合物との質量比(A/B)が1.80以上である、項目1~17のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
[21]
上記光重合開始剤は、2,4,5-トリアリールイミダゾール二量体を含有する、項目1~20のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
[22]
上記感光性樹脂層の膜厚が40μmを超える、項目1~21のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
[23]
上記感光性樹脂層の膜厚が70μmを超える、項目1~21のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
[24]
上記感光性樹脂層の膜厚が100μmを超える、項目1~21のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
[25]
上記感光性樹脂層の膜厚が150μmを超える、項目1~21のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
[26]
上記感光性樹脂層の膜厚が200μmを超える、項目1~21のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
本開示の感光性樹脂積層体は、支持フィルムと、上記支持フィルム上に積層された感光性樹脂層とを含む。感光性樹脂積層体は、ドライフィルムレジストであることが好ましい。感光性樹脂層は、必要により、支持フィルム側とは反対側の表面に保護層を有してもよい。
アルカリ可溶性高分子は、芳香族基を有する(メタ)アクリレートを共重合成分として含有する。アルカリ可溶性高分子の量は、感光性樹脂層の全固形分質量を基準として、30質量%~70質量%、好ましくは40質量%~70質量%、より好ましくは50質量%~70質量%である。芳香族基を有する(メタ)アクリレートを共重合成分として含有することによって、最小現像時間の短縮、解像性の向上、裾引きの低減、及び耐めっき潜り性の向上等の利点がある。なお、本願明細書において、アルカリ可溶性高分子とは、アルカリ性水溶液に溶解することができる高分子である。(メタ)アクリレートとは、アクリレート又はメタクリレートを意味し、(メタ)アクリルとは、アクリル又はメタクリルを意味する。
感光性樹脂層は、エチレン性不飽和二重結合を有する化合物を、感光性樹脂層の全固形分質量を基準として、20質量%以上~50質量%、好ましくは20質量%~40質量%含有する。エチレン性不飽和二重結合は、光重合開始剤の存在下光を照射することにより重合して感光性樹脂層を硬化させることができる。
で表される化合物が挙げられる。
ヘキサエチレングリコールのジメタクリレート、
ヘプタエチレングリコールのジメタクリレート、
オクタエチレングリコールのジメタクリレート、
ノナエチレングリコールのジメタクリレート、
デカエチレングリコールのジメタクリレート、
ヘキサプロピレングリコールのジメタクリレート、
ヘプタプロピレングリコールのジメタクリレート、
オクタプロピレングリコールのジメタクリレート、
ノナプロピレングリコールのジメタクリレート、及び
デカプロピレングリコールのジメタクリレート
等が挙げられる。
で表される化合物が挙げられる。骨格が芳香環を有することで、耐めっき潜り性が改善される傾向にある。
ビスフェノールAの両端にそれぞれ平均1モルのエチレンオキサイドを付加したエチレングリコールのジアクリレート、
ビスフェノールAの両端にそれぞれ平均2モルのエチレンオキサイドを付加したエチレングリコールのジアクリレート、
ビスフェノールAの両端にそれぞれ平均5モルのエチレンオキサイドを付加したエチレングリコールのジアクリレート、
ビスフェノールAの両端にそれぞれ平均6モルのエチレンオキサイドと平均2モルのプロピレンオキサイドを付加したアルキレングリコールのジアクリレート、
ビスフェノールAの両端にそれぞれ平均15モルのエチレンオキサイドと平均2モルのプロピレンオキサイドを付加したアルキレングリコールのジアクリレート、
ビスフェノールAの両端にそれぞれ平均1モルのエチレンオキサイドを付加したエチレングリコールのジメタクリレート、
ビスフェノールAの両端にそれぞれ平均2モルのエチレンオキサイドを付加したエチレングリコールのジメタクリレート、
ビスフェノールAの両端にそれぞれ平均5モルのエチレンオキサイドを付加したエチレングリコールのジメタクリレート、
ビスフェノールAの両端にそれぞれ平均6モルのエチレンオキサイドと平均2モルのプロピレンオキサイドを付加したアルキレングリコールのジメタクリレート、及び
ビスフェノールAの両端にそれぞれ平均15モルのエチレンオキサイドと平均2モルのプロピレンオキサイドを付加したアルキレングリコールのジメタクリレート
などが挙げられる。
で表される化合物が挙げられる。
トリメチロールプロパンの水酸基の末端に合計で平均3モルのエチレンオキサイドを付加したトリアクリレート、
トリメチロールプロパンの水酸基の末端に合計で平均9モルのエチレンオキサイドを付加したトリアクリレート、
トリメチロールプロパンの水酸基の末端に合計で平均15モルのエチレンオキサイドを付加したトリアクリレート、及び
トリメチロールプロパンの水酸基の末端に合計で平均30モルのエチレンオキサイドを付加したトリアクリレート、
などが挙げられる。
で表される化合物が挙げられる。
で表される化合物が挙げられる。
ペンタエリスリトールの水酸基の末端に合計で平均4モルのエチレンオキサイドを付加したテトラアクリレート、
ペンタエリスリトールの水酸基の末端に合計で平均9モルのエチレンオキサイドを付加したテトラアクリレート、
ペンタエリスリトールの水酸基の末端に合計で平均12モルのエチレンオキサイドを付加したテトラアクリレート、
ペンタエリスリトールの水酸基の末端に合計で平均15モルのエチレンオキサイドを付加したテトラアクリレート、
ペンタエリスリトールの水酸基の末端に合計で平均20モルのエチレンオキサイドを付加したテトラアクリレート、
ペンタエリスリトールの水酸基の末端に合計で平均28モルのエチレンオキサイドを付加したテトラアクリレート、及び
ペンタエリスリトールの水酸基の末端に合計で平均35モルのエチレンオキサイドを付加したテトラアクリレート
などが挙げられる。
で表される化合物が挙げられる。一般式(VI)において、nは0であってもよく、すなわち、アルキレンオキサイド部分は存在しなくてもよい。
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、
ジペンタエリスリトールの6つの末端に合計で1~36モルのエチレンオキサイドが付加されたヘキサアクリレート、
ジペンタエリスリトールの6つの末端に合計で6~30モルのエチレンオキサイドが付加されたヘキサアクリレート、
ジペンタエリスリトールの6つの末端に合計で12~30モルのエチレンオキサイドが付加されたヘキサアクリレート、
ジペンタエリスリトールの6つの末端に合計で18~30モルのエチレンオキサイドが付加されたヘキサアクリレート、及び
ジペンタエリスリトールの6つの末端に合計で1~10モルのε-カプロラクトンが付加されたヘキサアクリレート
等が挙げられる。
光重合開始剤は、エチレン性不飽和二重結合を有する化合物の存在下光を照射することで、該エチレン性不飽和二重結合を有する化合物の重合を開始することができる化合物である。
2-エチルアントラキノン、フェナントレンキノン、2-tert-ブチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、1,2-ベンズアントラキノン、2,3-ベンズアントラキノン、2-フェニルアントラキノン、2,3-ジフェニルアントラキノン、1-クロロアントラキノン、2-メチルアントラキノン、1,4-ナフトキノン、9,10-フェナントラキノン、2-メチル-1,4-ナフトキノン、2,3-ジメチルアントラキノンなどのキノン類;
ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテルなどのベンゾインエーテル化合物;
ベンジルメチルケタールなどのベンジル誘導体;
クマリン系化合物;
1-フェニル-3-(4-tert-ブチル-スチリル)-5-(4-tert-ブチル-フェニル)-ピラゾリン、1-フェニル-3-(4-ビフェニル)-5-(4-tert-ブチル-フェニル)-ピラゾリン、1-フェニル-3-(4-ビフェニル)-5-(4-tert-オクチル-フェニル)-ピラゾリンなどのピラゾリン誘導体;
などが挙げられる。
感光性樹脂層は、染料を更に含有してもよい。染料は、ロイコ染料、フルオラン染料、及び他の着色物質から選択される少なくとも一つを含有してもよい。感光性樹脂層がこれらの成分を含有することにより露光部分が発色するため、視認性が向上する。更に、検査機などが露光のための位置合わせマーカーを読み取る場合、露光部と未露光部とのコントラストが大きくなって認識し易くなる。
感光性樹脂層は、ハロゲン化合物を更に含有してもよく、ロイコ染料と組み合わせて、更にハロゲン化合物を含有することが好ましい。ロイコ染料とハロゲン化合物との組み合わせを含むと、密着性及びコントラストが向上する傾向にある。
感光性樹脂層は、酸化防止剤を更に含有してもよい。酸化防止剤は、感光性樹脂層の熱安定性及び保存安定性を向上させることができる。酸化防止剤としては、ジカル重合禁止剤、ベンゾトリアゾール類及びカルボキシベンゾトリアゾール類から成る群から選ばれる少なくとも一つの化合物が好ましい。
感光性樹脂層は、必要に応じて可塑剤を含有してもよい。可塑剤としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリオキシプロピレンポリオキシエチレンエーテル、ポリオキシエチレンモノメチルエーテル、ポリオキシプロピレンモノメチルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンモノメチルエーテル、ポリオキシエチレンモノエチルエーテル、ポリオキシプロピレンモノエチルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンモノエチルエーテルなどのグリコールエステル類;
ジエチルフタレートなどのフタル酸エステル類;
o-トルエンスルフォン酸アミド、p-トルエンスルフォン酸アミド、クエン酸トリブチル、クエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリ-n-プロピル、アセチルクエン酸トリ-n-ブチルなど;
ビスフェノールAの両末端にプロピレンオキサイドを付加したプロピレングリコール、ビスフェノールAの両末端にエチレンオキサイドを付加したエチレングリコールなど;
ニトロソフェニルヒドロキシルアミンが1~3モル付加したアルミニウム塩など;
が挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。これらの中でも、耐めっき潜り性の観点から、ニトロソフェニルヒドロキシルアミンが3モル付加したアルミニウム塩が好ましい。
感光性樹脂層は、後述するように、各成分を溶剤に溶解させた溶液として支持フィルム上に塗布し、次いで乾燥させることにより形成することができる。得られる感光性樹脂層は、残存した溶剤を含んでもよい。溶剤としては、例えば、メチルエチルケトン(MEK)に代表されるケトン類、メタノール、エタノール及びイソプロパノールに代表されるアルコール類等が挙げられる。
感光性樹脂層の膜厚は、30μm以上であり、好ましくは40μmを超え、より好ましくは70μmを超え、更に好ましくは100μmを超え、より更に好ましくは150μmを超え、特に好ましくは200μmを超える。めっき工法では、厚膜(30μm以上)の感光性樹脂層を有する感光性樹脂積層体が使用される。また、感光性樹脂層の膜厚が厚いことで、ラミエアーの発生を抑制し、めっき工法により適する感光性樹脂積層体を得ることができる。感光性樹脂層の膜厚の上限は、限定されないが、例えば、500μm以下、400μm以下又は300μm以下とすることができる。
感光性樹脂積層体は、感光性樹脂層の膜厚をT(μm)、感光性樹脂層の波長365nmでの吸光度をAとすると、下式:0<A/T≦0.007で表される関係を満たすことが好ましい。厚膜になるほど、特にTが100μmを超えると、感光性樹脂層の底まで光が届きにくく架橋が困難になるところ、上記関係を満たす感光性樹脂積層体は、厚膜であっても底まで光が届き易いことを意味する。したがって、A/T>0.007の感光性樹脂積層体に比べて、解像性の向上、裾引きの低減、剥離液処理性及び剥離液疲労性の向上の観点で好ましい。
支持フィルムとしては、露光光源から放射される光を透過する透明なものが望ましい。支持フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、塩化ビニル共重合体フィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、塩化ビニリデン共重合フィルム、ポリメタクリル酸メチル共重合体フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム、スチレン共重合体フィルム、ポリアミドフィルム、及びセルロース誘導体フィルムなどが挙げられる。これらのフィルムは、必要に応じて延伸されたものも使用可能である。支持フィルムのヘイズは5以下であることが好ましい。支持フィルムの厚みは、薄い方が画像形成性及び経済性の面で有利であるが、強度を維持する機能も考慮すると、10μm~30μmであることが好ましい。
感光性樹脂積層体は、感光性樹脂層の支持フィルムとは反対側の表面に保護層を有してもよい。保護層は、感光性樹脂層を保護する役割を担う。保護層は、感光性樹脂層に対して適当な密着力を有することが好ましい。すなわち、保護層の感光性樹脂層に対する密着力が、支持フィルムの感光性樹脂層に対する密着力よりも充分小さく、保護層が感光性樹脂積層体から容易に剥離できることが好ましい。保護層としては、例えば、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、特開昭59-202457号公報に示された剥離性の優れたフィルムなどを用いることができる。保護層の膜厚は、好ましくは10μm~100μm、より好ましくは10~50μmである。
感光性樹脂積層体は、支持フィルム上に、感光性樹脂層、及び必要により保護層を順次積層することにより製造することができる。積層方法としては、既知の方法を採用することができる。例えば、感光性樹脂層に用いる各成分を、これらを溶解する溶剤と混合して均一な溶液(塗工液)を得る。溶剤としては、例えば、メチルエチルケトン(MEK)に代表されるケトン類、メタノール、エタノール及びイソプロパノールに代表されるアルコール類等が挙げられる。溶剤の量は、塗工液の粘度が25℃において500~4,000mPa・sとなるような量であることが好ましい。該塗工液を支持フィルム上に塗布し、次いで乾燥して支持フィルム上に感光性樹脂層を形成することができる。塗布は、既知の方法を採用することができ、例えば、バーコーター、又はロールコーターを用いる方法が挙げられる。次いで、必要により、感光性樹脂層上に保護層をラミネートすることにより、感光性樹脂積層体を製造することができる。
本開示の感光性樹脂積層体を用いて、レジストパターンを形成することができる。レジストパターン形成方法は:
感光性樹脂積層体の感光性樹脂層を基材上にラミネートする工程(ラミネート工程)と、
ラミネートされた感光性樹脂積層体に露光する工程(露光工程)と、
露光された感光性樹脂積層体を現像してレジストパターンを形成する工程(現像工程)と、
所望により、得られたレジストパターンを加熱する工程(加熱工程)と
を含むことができる。
所望により、デスカム及びめっき前処理工程と、
レジストパターンが形成された基材を銅めっき又ははんだめっきすることにより、半導体バンプを形成する工程(めっき工程)と、
所望により、レジストパターンが形成された基材をエッチングする工程(エッチング工程)と、
所望により、基材からレジストパターンを剥離する工程(剥離工程)と
を含むことができる。
例えば、感光性樹脂積層体の保護層を剥がしながら、スパッタ銅薄膜などの基材上に、例えばホットロールラミネータを用いて密着させる。スパッタ銅薄膜は、スパッタリング装置によりシリコンウエハ上に銅層を形成させた銅スパッタシリコンウエハであることが好ましい。
露光工程は、例えば:
上記基材上に積層された感光性樹脂積層体の感光性樹脂層に、所望の配線パターンを有するマスクフィルムを密着させた状態で、該マスクフィルムを介して露光を施す工程、
所望の配線パターンをダイレクトイメージング露光法によって露光を施す工程、又は
フォトマスクの像を、レンズを介して投影する露光法によって露光を施す工程
であることができる。
露光工程の後、感光性樹脂層上の支持フィルムを剥離し、アルカリ水溶液の現像液を用いて、未露光部(ネガ型の場合)又は露光部(ポジ型の場合)を現像除去してレジストパターンを基材上に形成することができる。アルカリ水溶液としては、Na2CO3又はK2CO3の水溶液を用いることができる。アルカリ水溶液は、感光性樹脂層の特性に合わせて適宜選択されるが、約0.2~2質量%の濃度、且つ約20~40℃のNa2CO3水溶液を使用することが好ましい。
所望により、形成されたレジストパターンを、例えば約100℃~300℃において、1分~5時間加熱する工程を更に行ってもよい。この加熱工程を実施することにより、得られる硬化レジストパターンの密着性や耐薬品性を更に向上することが可能となる。この場合の加熱には、例えば、熱風、赤外線、又は遠赤外線の方式の加熱炉を用いることができる。
所望により、レジストパターンが形成された基材を、プラズマ処理及び/又は浸水処理に供して、デスカム及びめっき前処理を行うことができる。
現像により露出した基材表面(例えばスパッタ銅薄膜の銅面)を銅めっき又ははんだめっきすることにより、導体パターンを製造することができる。めっき液は、硫酸銅めっき液であることが好ましい。
所望により、上記の工程を経て形成されたレジストパターンに、上からエッチング液を吹き付けて、該レジストパターンによって覆われていない銅面をエッチングして、回路パターンを形成してよい。エッチング方法としては、酸性エッチング、アルカリエッチングなどを挙げることができ、使用する感光性樹脂積層体に適した方法で行なわれる。
その後、積層体を現像液よりも強いアルカリ性を有する水溶液によって処理し、基材からレジストパターンを剥離することができる。剥離液は、濃度約2~5質量%且つ温度約40~70℃のNaOH又はKOHの水溶液;SPR920(製品名);及びR-101(製品名)から成る群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。なお、剥離液に、少量の水溶性溶媒を加えてもよい。
〈酸当量〉
酸当量の測定は、滴定装置(例えば平沼産業(株)製、平沼自動滴定装置(COM-555))を使用し、0.1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を用いる電位差滴定法により行った。
感光性樹脂積層体の波長365nmでの吸光度(A)は、紫外-可視光(UV-Vis)測定装置((株)日立ハイテクノロジーズ製、U-3010形分光光度計)を用いて測定した。感光性樹脂積層体から保護フィルムを剥がし、365nmにおける吸光度を測定し、得られた値を吸光度(A)とした。ブランク試料として空気を用いた。
ラミネート後のウエハ基材を観察し、感光性樹脂とウエハ間に発生した直径1μm以上の気泡個数をカウントし、以下のようにランク分けした。
E(優):気泡の数が0個
G(良):気泡の数が1個以上5個以下
F(可):気泡の数が6個以上10個以下
P(不可):気泡の数が11個以上
未露光部分の感光性樹脂層が完全に溶解するのに要する最も少ない時間を「最小現像時間」として測定し、以下のようにランク分けした。
E(優):最小現像時間の値が300秒以下
G(良):最小現像時間の値が300秒を超え、320秒以下
F(可):最小現像時間の値が320秒を超え、340秒以下
P(不可):最小現像時間の値が340秒を超える
硬化レジストパターンが正常に形成されている最小の円孔マスク値を解像度とし、下記のようにランク分けした。
E(優):解像度100μm以下
G(良):100μmを超え、120μm以下
F(可):120μmを超え130μm以下
P(不可):130μmを超える
150μmの円孔をパターニングし、デスカム処理した基板を割断し、レジスト底部のスソ長さをSEM観察した。以下のようにランク分けした。レジストの裾が小さい場合の例を図1(a)に示し、レジストの裾が大きい場合の例を図2(a)に示す。
E(優):スソ長さ3μm以下;
G(良):3μmを超え、4μm以下;
F(可):4μmを超え、5μm以下;
P(不可):5μmを超える
銅めっきの後、硬化レジストを剥離した基板の150μm円孔銅ポスト底部をSEM観察して、以下のようにランク分けした。めっき潜りが小さい場合の例を図1(b)に示し、めっき潜りが大きい場合の例を図2(b)に示す。
E(優):銅めっき潜りなし
G(良):1μm幅以下の銅めっき潜り
F(可):1μm幅超え、3μm幅以下の銅めっき潜り
P(不可):3μm幅超える銅めっき潜り
露光:
感光性樹脂積層体を支持フィルム側から露光し、硬化レジストを作製した。露光にはUltratech Prisma ghiステッパー(ウルトラテック(株)製)を用いた。露光量は、390mJ/cm2で実施した。
露光した感光性樹脂積層体からポリエチレンフィルムを剥離し、30℃の1質量%Na2CO3水溶液を「最小現像時間」の2倍の時間に亘ってスプレーして現像した。その後、ポリエチレンテレフタラートフィルムを剥離して硬化レジストを得た。
得られた硬化レジスト1.4cm3を、65℃、3%NaOHの剥離液30mLに75分間浸漬した。その後、残存する硬化膜を濾過し、真空乾燥し、得られた濾過物の質量を最初に浸漬した硬化レジストの質量で除することにより残膜率を求め、剥離処理性を評価した。以下のようにランク分けした。
E(優):残膜率の値が0%
G(良):残膜率の値が0%を超え、10%以下
F(可):残膜率の値が10%を超え、25%以下
P(不可):残膜率の値が25%を超える
上記剥離処理性評価1において、剥離液にSPR920を用いて同様に評価した。
E(優):残膜率の値が0%
G(良):残膜率の値が0%を超え、10%以下
F(可):残膜率の値が10%を超え、25%以下
P(不可):残膜率の値が25%を超える
上記剥離処理性評価1において、剥離液にR-101を用いて同様に評価した。
E(優):残膜率の値が0%
G(良):残膜率の値が0%を超え、10%以下
F(可):残膜率の値が10%を超え、25%以下
P(不可):残膜率の値が25%を超える
剥離液疲労性評価1:
前述の「剥離液処理性」の項目に記載した条件で露光、現像して得られた硬化レジスト1.4cm3を、65℃、3%NaOHの剥離液30mLに75分間浸漬した後、残存する硬化膜を濾過し、濾液(疲労剥離液)を得た。その後、前述の条件で露光、現像して得られた硬化レジスト0.007cm3を、この疲労剥離液30mLに75分間浸漬した後、残存する硬化膜を濾過し、真空乾燥し、得られた濾過物の質量を浸漬した硬化レジストの質量で除することにより残膜率を求め、剥離処理性を評価した。以下のようにランク分けした。
E(優):残膜率の値が0%
G(良):残膜率の値が0%を超え、10%以下
F(可):残膜率の値が10%を超え、25%以下
P(不可):残膜率の値が25%を超える
上記剥離液疲労性評価1において、SPR920で作製した疲労剥離液を用いて同様に評価した。
E(優):残膜率の値が0%
G(良):残膜率の値が0%を超え、10%以下
F(可):残膜率の値が10%を超え、25%以下
P(不可):残膜率の値が25%を超える
上記剥離液疲労性評価1において、R-101で作製した疲労剥離液を用いて同様に評価した。
E(優):残膜率の値が0%
G(良):残膜率の値が0%を超え、10%以下
F(可):残膜率の値が10%を超え、25%以下
P(不可):残膜率の値が25%を超える
感光性樹脂積層体8cm×20cmを直径8.5cmのポリ瓶に巻き付け、23℃、50%RHの条件下で一定時間放置し、レジスト表面のシワの発生度を評価して、以下のようにランク分けした。
E(優):12時間以上経過後シワ発生なし
G(良):6時間を超え、12時間以内にシワ発生
F(可):3時間を超え、6時間以内にシワ発生
P(不可):3時間以内にシワ発生
〈感光性樹脂積層体の作製〉
下記表1に示す材料を、表2に示す組成(但し、各成分の数字は固形分としての配合量(質量部)を示す。)で攪拌及び混合して感光性樹脂の塗工液を得た。得られた塗工液を、支持フィルムとして16μm厚のポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ(株)製、FB-40)の表面にバーコーターを用いて均一に塗布し、95℃の乾燥機中で12分間乾燥して感光性樹脂層を形成した。乾燥後の感光性樹脂層の厚み(T)は、60μmであった。
基材:
銅ポストを作製する場合は、基材として、キャノンアネルバ製スパッタリング装置(L-440S-FHL)により6インチのシリコンウエハ上に2000オングストローム(Å)厚みの銅層を形成させた銅スパッタシリコンウエハを用いた。
感光性樹脂積層体のポリエチレンフィルムを剥がしながら、70℃に予熱したシリコンウエハ上に、ホットロールラミネータ(大成ラミネーター(株)製、VA-400III)により、ロール温度70℃でラミネートした。エアー圧力は0.20MPaとし、ラミネート速度は0.18m/min.とした。
100μmから150μmまで、10μm刻みで円孔パターンのあるガラスクロムマスクを用いて、Ultratech Prisma ghiステッパー(ウルトラテック(株)製)により390mJ/cm2で露光を行なった。基材面で測定した照度は2400mW/cm2であった。
露光後の積層体からポリエチレンテレフタレートフィルムを剥がし、30℃で1質量%Na2CO3水溶液をスピン現像機(滝沢産業(株)製スピン現像機AD-1200)を用いて、200mL/min.の流量でスプレーして現像を行なった。
基材を、低圧プラズマ装置(神港精機(株)製、EXAM)にて50Pa、133W、O240mL/min.、CF41mL/min.1500secの条件でプラズマ処理し、めっき前処理を実施した。
以下のように銅めっきし、後述の通り基材を剥離して、銅ポストを作製した。SC-50 MU MA(MICROFAB(登録商標)製)968mLに、SC-50 R1(同社製)を20mL、SC-50 R2(同社製)を12mL添加して硫酸銅めっき液を作製した。めっき前処理後の基材(6cm×12.5cm)を、作製された硫酸銅めっき液を用いてハーリングセル均一めっき装置(株式会社 山本鍍金試験器社製)により、毎分1μmの高さで銅が析出するように電流値を調節し、100minめっきした。得られた銅めっき被膜の厚みは100μm厚であった。
剥離:
めっき処理を施した基材を、3%NaOH、SPR920(KANTO-PPC製)、R-101(三菱ガス化学(株)製)の剥離液により65℃、70分加熱することにより剥離した。
表1~3に示すように材料及び組成を変更したこと以外は、実施例1と同様にして感光性樹脂積層体、レジストパターン及び半導体バンプを形成し、評価した。評価結果を表4及び5に示す。
Claims (26)
- 支持フィルムと、前記支持フィルム上に積層された感光性樹脂層とを含む、感光性樹脂積層体であって、前記感光性樹脂層は、
(A)30質量%~70質量%のアルカリ可溶性高分子と、
(B)20質量%~50質量%のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物と、
(C)0.01質量%~20質量%の光重合開始剤と
を含有し、
前記アルカリ可溶性高分子は、芳香族基を有する(メタ)アクリレートを共重合成分として含有し、かつ酸当量が350以上であり、
前記エチレン性不飽和二重結合を有する化合物は、前記エチレン性不飽和二重結合を有する化合物の全質量を基準として、50質量%~100質量%のアクリレートモノマーを含み、かつ二重結合当量が150以上であり、
前記感光性樹脂層の厚さが30μm以上である、感光性樹脂積層体。 - 前記アルカリ可溶性高分子が、ベンジル(メタ)アクリレートを共重合成分として含有する、請求項1に記載の感光性樹脂積層体。
- 前記感光性樹脂層の膜厚をT[μm]、前記感光性樹脂層の波長365nmでの吸光度をAとしたとき、次式:0<A/T≦0.007で表される関係を満たす、請求項1又は2に記載の感光性樹脂積層体。
- 前記アルカリ可溶性高分子が、ベンジル(メタ)アクリレートを共重合成分として45質量%~95質量%含有する、請求項1~3のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
- 前記アルカリ可溶性高分子が、ベンジル(メタ)アクリレートを共重合成分として50質量%以上含有する、請求項1~4のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
- 前記アルカリ可溶性高分子が、ベンジル(メタ)アクリレートを共重合成分として70質量%以上含有する、請求項1~4のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
- 前記エチレン性不飽和二重結合を有する化合物は、アクリレートモノマーとメタクリレートモノマーとを含有する、請求項1~6のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
- 前記アクリレートモノマーと前記メタクリレートモノマーとの質量比(アクリレートモノマー/メタクリレートモノマー)が、1.2以上25.0以下である、請求項7に記載の感光性樹脂積層体。
- 前記アルカリ可溶性高分子は、スチレンおよびスチレン誘導体を共重合成分として含まない、請求項1~8のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
- 前記アルカリ可溶性高分子の酸当量が370以上である、請求項1~9のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
- 前記アルカリ可溶性高分子の酸当量が410以上である、請求項1~9のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
- 前記エチレン性不飽和二重結合を有する化合物は、トリメチロールプロパン骨格を有する化合物を含まない、請求項1~11のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
- 前記エチレン性不飽和二重結合を有する化合物は、4官能以上の化合物を含む、請求項1~12のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
- 前記エチレン性不飽和二重結合を有する化合物は、前記エチレン性不飽和二重結合を有する化合物の全質量を基準として、50質量%~99質量%のアクリレートモノマーを含有する、請求項1~13のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
- 前記エチレン性不飽和二重結合を有する化合物は、前記エチレン性不飽和二重結合を有する化合物の全質量を基準として、60質量%~99質量%のアクリレートモノマーを含有する、請求項1~13のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
- 前記エチレン性不飽和二重結合を有する化合物は、前記エチレン性不飽和二重結合を有する化合物の全質量を基準として、70質量%~99質量%のアクリレートモノマーを含有する、請求項1~13のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
- 前記エチレン性不飽和二重結合を有する化合物の二重結合当量が200以上である、請求項1~16のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
- 前記アルカリ可溶性高分子と前記エチレン性不飽和二重結合を有する化合物との質量比(A/B)が1.40以上である、請求項1~17のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
- 前記アルカリ可溶性高分子と前記エチレン性不飽和二重結合を有する化合物との質量比(A/B)が1.60以上である、請求項1~17のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
- 前記アルカリ可溶性高分子と前記エチレン性不飽和二重結合を有する化合物との質量比(A/B)が1.80以上である、請求項1~17のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
- 前記光重合開始剤は、2,4,5-トリアリールイミダゾール二量体を含有する、請求項1~20のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
- 前記感光性樹脂層の膜厚が40μmを超える、請求項1~21のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
- 前記感光性樹脂層の膜厚が70μmを超える、請求項1~21のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
- 前記感光性樹脂層の膜厚が100μmを超える、請求項1~21のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
- 前記感光性樹脂層の膜厚が150μmを超える、請求項1~21のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
- 前記感光性樹脂層の膜厚が200μmを超える、請求項1~21のいずれか一項に記載の感光性樹脂積層体。
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