JP4578358B2 - 感光性樹脂積層体の製造方法 - Google Patents
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また、保護フィルムとしては、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム等のポリオレフィンフィルムやシリコン等で表面処理したポリエステルフィルム等が用いられることがあるが、コスト及び感光性樹脂層との剥離特性の観点からポリオレフィンフィルムが一般に用いられる(特許文献1〜3)。
レジストパターン形成後(パターニング後)、回路を形成させるプロセスは大きく2つの方法に分かれる。第一の方法は、レジストパターンによって覆われていない銅張り積層板等の銅面をエッチング除去した後、レジストパターン部分を現像液よりも強いアルカリ水溶液で除去するエッチング法であり、第二の方法は同上の銅面に銅、半田、ニッケルおよび錫等のめっき処理を行った後、同様にレジストパターン部分の除去、さらに現れた銅張り積層板等の銅面をエッチングするめっき法である。エッチングには塩化第二銅、塩化第二鉄、銅アンモニア錯体溶液等が用いられる。
本発明の目的は、上記問題点を克服し、高感度でホールドタイムによる感度変化(感度低下)の少ない感光性樹脂積層体を提供することにある。
即ち、本発明は、
(1)少なくとも支持体フィルム、感光性樹脂組成物からなる感光性樹脂層、保護フィルムを積層してなる感光性樹脂積層体の製造方法において、感光性樹脂組成物が(a)酸当量が100〜600であり、且つ重量平均分子量が5000〜500000であるバインダー用樹脂、(b)光重合性不飽和化合物、ならびに(c)光重合開始剤として、下記一般式(X)で表される2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体を含み、下記一般式(I)で表される酸化防止剤量が100ppm以下0ppm以上である保護フィルムを感光性樹脂層に接して積層することを特徴とする感光性樹脂積層体の製造方法。
(2)保護フィルムがポリエチレンフィルムである上記(1)に記載の感光性樹脂積層体の製造方法。
(3)上記(1)又は(2)に記載の製造方法により製造された感光性樹脂積層体。
(4)上記(3)に記載の感光性樹脂積層体の保護フィルムを剥離しながらラミネートすることにより基板上に感光性樹脂層を形成し、露光し、現像する工程を含むレジストパターンの形成方法。
(5)上記(4)記載の方法によりレジストパターンを形成し、ついでエッチングまたはめっきする工程を含む導体パターンの製造方法。
本発明で用いられる感光性樹脂積層体において支持体フィルムとしては、平滑性が高く、露光に用いられる活性光線に対して透過性が高い有機ポリマーフィルムが用いられる。支持体フィルムのヘ-ズは5.0以下が好ましい。支持体フィルムの厚みは、5〜25μmが好ましく、特に好ましくは、9〜16μmである。支持体フィルムとしての強度を保つ上で5μm以上が好ましく、微細な配線を作るために感光性樹脂層の解像性を良好に保つ上で25μm以下が好ましい。
保護フィルムに用いられる例としては、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィンやポリエステルあるいはシリコーン処理又はアルキッド処理により剥離性を向上させたポリエステル等のフィルムが挙げられる。ポリオレフィンフィルムが一般的には用いられ、好ましくはポリエチレンが用いられる。
の酸化防止剤の含有量を180ppm以下にする事が好ましいとの結果を得た。より好ましくは120ppm以下、さらに好ましくは60pmm以下、さらに好ましくは30ppm以下である。この観点からは酸化防止剤が含まれていない、即ち0PPMであることがきわめて好ましい。
保護フィルム中の酸化防止剤の含有量の制御は、保護フィルム作製時において、例えば、ポリオレフィン樹脂に対する酸化防止剤の仕込み量によって行われる。上記含有量は、仕込み量から換算した値である。
2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール、アルキル化フェノール、4、4’-チオビス-(6-t-ブチル-3-メチルフェノール)、4,4’-ブチリデンビス-(6-t-ブチル-3-メチルフェノール)、2,2’-メチレンビス-(4-メチル-6-t-ブチルフェノール)、2,2’-メチレンビス-(4-エチル-6-t-ブチルフェノール)、2,6-ジ-t-ブチル-4-エチルフェノール、1,1,3-トリス(2-メチル-4-ヒドロキシ-5-t-ブチルフェニル)ブタン、n-オクタデシル-3-(4-ヒドロキシ-3,5-ジ-t-ブチルフェニル)プロピオネート、テトラキス〔メチレン-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタン、ジラウリルチオジプロピオネート、ジステアリルチオジプロピオネート、ジミリスチルチオプロピオネート。
上述のように、保護フィルム中の酸化防止剤は保護フィルム成形時に効果を奏し、感光性樹脂組成物の光ラジカル重合を阻害しないものが好ましい。下記一般式(I)または(II)で表される酸化防止剤を使用することは好ましい実施態様である。
また、上記一般式(II)で示される化合物においても、R4 、R5は感度低下抑制の観点からt-ブチル基が好ましい。上記一般式(II)で表される化合物の具体例としてはペンタエリスリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート](チバスペシャリティーケミカルズ株式会社製 IRGANOX1010)が挙げられる。
一方、高感度とするには感光性樹脂組成物中の光重合開始剤の種類、配合量からのアプローチからでも可能であるが、例えば、光重合開始剤の配合量を多くすれば現像液中のスカムが増量し、保存安定性も悪化する。ホールドタイムによる感度の経時変化を抑制するという観点では酸化防止剤量を低減した特定の保護フィルムを感光性樹脂積層体の材料として用いることは極めて有用である。
バインダ-用樹脂中のカルボキシル基は、感光性樹脂層にアルカリ水溶液に対する現像
性や剥離性を与えるために必要である。酸当量は、現像耐性、解像性および密着性の観点から100以上が好ましく、現像性および剥離性の観点から600以下が好ましい。
なお、酸当量の測定は、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を用いて電位差滴定法により行われる。
分子量は、日本分光(株)製ゲルパ-ミエ-ションクロマトグラフィ-(GPC)(ポンプ:Gulliver、PU-1580型、カラム:昭和電工(株)製Shodex(登録商標)(KF-807、KF-806M、KF-806M、KF-802.5)4本直列、移動層溶媒:テトラヒドロフラン、ポリスチレン標準サンプルによる検量線使用)により重量平均分子量(ポリスチレン換算)として求められる。
第一の単量体は、分子中に重合性不飽和基を一個有するカルボン酸又は酸無水物である。例えば、(メタ)アクリル酸、フマル酸、ケイ皮酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸無水物、マレイン酸半エステル等が挙げられる。
第二の単量体は、非酸性で、分子中に重合性不飽和基を一個有し、感光性樹脂層の現像性、エッチング及びめっき工程での耐性、硬化膜の可とう性等の種々の特性を保持するように選ばれる。このようなものとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレ-ト、エチル(メタ)アクリレ-ト、ブチル(メタ)アクリレ-ト、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレ-ト等のアルキル(メタ)アクリレ-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、(メタ)アクリロニトリル等が挙げられる。また、高解像度の点でフェニル基を有するビニル化合物(例えば、スチレン)を用いることは本発明の好ましい実施態様である。
本発明に用いられる(a)バインダ-用樹脂の感光性樹脂組成物全体に対する割合は、20〜90質量%の範囲であり、好ましくは30〜70質量%である。露光、現像によって形成されるレジストパターンが、レジストとしての特性、例えば、テンティング、エッチング及び各種めっき工程において十分な耐性等を有するという観点から20質量%以上90質量%以下が好ましい。
また、下記一般式(III)または(IV)で表される化合物を用いることはDFRのホールドタイムを置いた時の感度低下が少ないという観点から好ましい実施態様である。
また、下記一般式(III)及び(IV)の化合物は併用してもよく、前記光重合性不飽和化合物と併用してもちいても良い。
上記一般式(IV)で表される化合物は感度の観点からn4+n5及びn6+n7が30以下が好ましい。
ノ-ルAの両端にそれぞれ平均2モルのプロピレンオキサイドと平均6モルのエチレンオキサイドを付加したポリアルキレングリコ-ルのジメタクリレ-トや、ビスフェノ-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ポリエチレングリコ-ルのジメタクリレ-ト(新中村化学工業(株)製NKエステルBPE-500)及びビスフェノ-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ポリエチレングリコ-ルのジメタクリレ-ト(新中村化学工業(株)製NKエステルBPE-200)がある。
本発明において、(c)光重合開始剤として、下記一般式(X)で表される2,4,5-トリアリ-ルイミダゾ-ル二量体を含むことは高感度の観点から好ましい実施態様である。
2,4,5-トリアリ-ルイミダゾ-ル二量体には、例えば、2-(o-クロロフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾ-ル二量体、2-(o-クロロフェニル)-4,5-ビス-(m-メトキシフェニル)イミダゾ-ル二量体、2-(p-メトシキフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾ-ル二量体等があるが、特に、2-(o-クロロフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾ-ル二量体が好ましい。
。p-アミノフェニルケトンとしては、例えば、p-アミノベンゾフェノン、p-ブチルアミノフェノン、p-ジメチルアミノアセトフェノン、p-ジメチルアミノベンゾフェノン、p,p’-ビス(エチルアミノ)ベンゾフェノン、p,p’-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン[ミヒラーズケトン]、p,p’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、p,p’-ビス(ジブチルアミノ)ベンゾフェノン等があげられる。
また、上記で示された化合物以外に、他の光重合開始剤との併用も可能である。ここでの光重合開始剤とは、各種の活性光線、例えば紫外線等により活性化され、重合を開始する化合物である。
また、例えば、チオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、2-クロロチオキ
サントン等のチオキサントン類と、ジメチルアミノ安息香酸アルキルエステル化合物等の三級アミン化合物との組み合わせもある。
また、1-フェニル-1,2-プロパンジオン-2-O-ベンゾイルオキシム、1-フェニル-1,2-プロパンジオン-2-(O-エトキシカルボニル)オキシム等のオキシムエステル類等がある。また、N-アリ-ル-α-アミノ酸化合物も用いることも可能であり、これらの中では、N-フェニルグリシンが特に好ましい。
本発明における感光性樹脂組成物には、染料、顔料等の着色物質を含有させることもできる。用いられる着色物質としては、例えば、フクシン、フタロシアニングリ-ン、オ-ラミン塩基、カルコキシドグリ-ンS,パラマジエンタ、クリスタルバイオレット、メチルオレンジ、ナイルブル-2B、ビクトリアブル-、マラカイトグリ-ン(保土ヶ谷化学(株)製 アイゼン(登録商標) MALACHITE GREEN)、ベイシックブル-20、ダイアモンドグリ-ン(保土ヶ谷化学(株)製 アイゼン(登録商標) DIAMOND GREEN GH)等が挙げられる。
ロイコ染料としては、例えば、トリス(4-ジメチルアミノ-2-メチルフェニル)メタン[ロイコクリスタルバイオレット]、トリス(4-ジメチルアミノ-2-メチルフェニル)メタン[ロイコマラカイトグリ-ン]等が挙げられる。
トリアジン化合物としては、2,4,6-トリス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(4-メトキシフェニル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジンが挙げられる。
このような発色系染料の中でも、トリブロモメチルフェニルスルフォンとロイコ染料との組み合わせや、トリアジン化合物とロイコ染料との組み合わせが有用である。
このようなラジカル重合禁止剤としては、例えば、p-メトキシフェノ-ル、ハイドロキノン、ピロガロ-ル、ナフチルアミン、tert-ブチルカテコ-ル、塩化第一銅、2,6ージ-tert-ブチル-p-クレゾ-ル、2,2’-メチレンビス(4-エチル-6-tert-ブチルフェノ-ル)、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-tert-ブチルフェノ-ル)、ジフェニルニトロソアミン、ペンタエリスリトール3,5-ジt-ブチル-4-ヒドロキシフェニルプロピオン酸テトラエステル(エチレンビス(オキシエチレン)ビス[3-(5-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-m-トリル)プロピオネート](チバスペシャリティーケミカルズ(株)製 IRGANOX245))等が挙げられる。
また、本発明における感光性樹脂組成物に、必要に応じて可塑剤等の添加剤を含有させることもできる。そのような添加剤としては、例えば、ジエチルフタレ-ト等のフタル酸エステル類やp-トルエンスルホンアミド、ポリプロピレングリコ-ル、ポリエチレングリコ-ルモノアルキルエ-テル等が挙げられる。
また、本発明において感光性樹脂層の膜厚は、感度影響の観点から0.1〜40μmである場合に効果が大きく、0.1〜15μmである場合により大きく、0.1〜5μmである場合にさらに大きい。
(A)ラミネート工程:感光性樹脂積層体の保護フィルムを剥がしながら感光性樹脂層と基板の銅面とが接着する重ね方で、上下1対のホットロールの間を通すことにより圧着させる。
ロール温度は50〜120℃、ラミネート速度は0.1〜6.0m/分であることが好ましい。上下1対のロールは、エアーシリンダー、あるいはばねによりピンチされており、圧力はラミネートロールの単位長さ当たりの圧力として、0.1〜1.0MPa/cmが好ましく、0.2〜0.5MPa/cmがより好ましい。
また、ラミネートする前に基材との密着性を高めるために種々の処理(前処理)をすることがある。
例えば、物理的に基材表面を荒らす方法としてはバフロール研磨がある。また、銅を腐食させる能力を持つ酸性液を前処理液として使用し、必要に応じ、25〜50℃に加温し
て、浸漬法やスプレー法で基板を処理する。
化学研磨剤、ソフトエッチング剤あるいは表面粗化剤として市販されている薬液も上記成分を含むものであれば使用できる。例としては、CPE-900、CPE-500(いずれも三菱ガス化学製、商品名)、CZ-8100、CB-801(いずれもメック製、商品名)が挙げられる。
現像工程で用いられるアルカリ水溶液としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の水溶液が挙げられる。最も一般的には、0.2〜2.0質量%の炭酸ナトリウム水溶液が用いられる。
現像後の水洗水は、レジストパターンの密着性、解像度、裾引きの観点から脱イオン化していない水が好ましい。例えば市井、水道水があげられる。
(E)剥離工程:レジストパターンをアルカリ剥離液を用いて基板から除去する。
剥離工程で用いられるアルカリ水溶液としては、現像で用いたアルカリ水溶液よりもさらに強いアルカリ性であり、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、有機アミン化合物等が挙げられる。最も一般的には1〜5質量%の水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムの水溶液が用いられる。
以下、実施例により本発明の実施の形態の例をさらに詳しく説明する。
表1に示す化合物の混合溶液を支持体フィルム上にバ-コ-タ-を用いて均一に塗布し
、95℃の乾燥機中で1分間乾燥して、10μm厚みの感光性樹脂層を形成する。さらに感光性樹脂層の上に保護フィルムを張り合わせて感光性樹脂積層体を得る。
支持体フィルムには、R340G(三菱化学ポリエステルフィルム株式会社製、ポリエチレンテレフタレート、16μm厚み)を使用する。また、保護フィルムには22μm厚みのポリエチレンフィルム、又は20μm厚みのポリプロピレンフィルムを用いる。
に感光性樹脂層の上に保護フィルムを張り合わせて感光性樹脂積層体を得る。支持体フィルムには、R340G(三菱化学ポリエステルフィルム株式会社製、ポリエチレンテレフタレート、16μm厚み)を使用する。また、保護フィルムには21μm厚みのポリエチレンフィルムを用いる。
表2の実施例及び比較例、並びに表4にこれら保護フィルム中に含有する酸化防止剤2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール量及び下記の感度試験、ホールドタイム感度試験の結果を示す。
また、表1及び表3において略号(P-1〜C-4)で表した感光性樹脂組成物を構成する成分を後記する<記号説明>に示す。
(整面)
35μm圧延銅箔を積層した銅張積層板表面を湿式バフロ-ル研磨(スリーエム(株)製、商品名スコッチブライト(登録商標)#600、2連)する。
(ラミネート)
感光性樹脂積層体のポリエチレンフィルムを剥しながらラミネーターAL-70(旭化成製、商品名)を用いて感光性樹脂層をラミネートした。その条件は、ラミネート速度:1.5m/分、ラミネートロール温度:105℃、ラミネート圧力:0.35MPa/cmとする。
マスクフィルムを通して、超高圧水銀ランプ(株式会社オ-ク製作所製HMW-201KB)により120mJ/cm2で感光性樹脂層を露光する。
(現像)
続いてポリエチレンテレフタレ-ト支持フィルムを剥離した後、30℃の1質量%の炭酸ナトリウム水溶液を約20秒間スプレ-し、未露光部分を溶解除去し、現像する。
表2、表4記載の保護フィルムを張り合わせた感光性樹脂積層体を(DFR)を23℃、50%の環境下で5時間保存し、銅張積層板にラミネ-トされた積層体に、スト-ファ-製21段ステップタブレットを通して露光し、現像する。得られた硬化レジストの最高の残膜段数を感度とする。
[ホールドタイム感度試験]
表2、表4記載の保護フィルムを張り合わせたDFRを23℃、50%の環境下で保存し、2週間後に上記方法により感度試験を行う。
P-1:メタクリル酸メチル50重量%、メタクリル酸25重量%、スチレン25重量%の三元共重合体のメチルエチルケトン溶液(固形分濃度35重量%、重量平均分子量5万、当量344)
M-1:ビスフェノ-ルAの両端にそれぞれ平均2モルのプロピレンオキサイドと平均6モルのエチレンオキサイドを付加したポリアルキレングリコ-ルのジメタクリレ-ト
M-2:ビスフェノ-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ポリエチレングリコ-ルのジメタクリレ-ト(新中村化学工業(株)製NKエスエルBPE-200)
M-4:トリメチロ-ルプロパントリアクリレ-ト
M-5:トリオキシエチルトリメチロ-ルプロパントリアクリレ-ト(新中村化学工業(株)製 NKエステルA-TMPT-3EO)
A-1:4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン
A-2:2-(o-クロロフェニル)-4、5-ジフェニルイミダゾ-ル二量体
DIAMOND GREEN GH)
B-2:ロイコクリスタルバイオレット
C-1:p-トルエンスルホンアミド
C-2:ベンゾトリアゾール
C-3:エチレンビス(オキシエチレン)ビス[3-(5-tert-ブチル-4-ヒド
ロキシ-m-トリル)プロピオネート](チバスペシャリティーケミカルズ(株)製
IRGANOX245)
C-4:1-(2-ジ−n−ブチルアミノメチル)-5-カルボキシルベンゾトリアゾールと1-(2-ジ−n−ブチルアミノメチル)-6-カルボキシルベンゾトリアゾールの1:1混合物
Claims (5)
- 少なくとも支持体フィルム、感光性樹脂組成物からなる感光性樹脂層、保護フィルムを積層してなる感光性樹脂積層体の製造方法において、感光性樹脂組成物が(a)酸当量が100〜600であり、且つ重量平均分子量が5000〜500000であるバインダー用樹脂、(b)光重合性不飽和化合物、ならびに(c)光重合開始剤として、下記一般式(X)で表される2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体を含み、下記一般式(I)で表される酸化防止剤量が100ppm以下0ppm以上である保護フィルムを感光性樹脂層に接して積層することを特徴とする感光性樹脂積層体の製造方法。
- 保護フィルムがポリエチレンフィルムである請求項1に記載の感光性樹脂積層体の製造方法。
- 請求項1又は2に記載の製造方法により製造された感光性樹脂積層体。
- 請求項3に記載の感光性樹脂積層体の保護フィルムを剥離しながらラミネートすることにより基板上に感光性樹脂層を形成し、露光し、現像する工程を含むレジストパターンの形成方法。
- 請求項4記載の方法によりレジストパターンを形成し、ついでエッチングまたはめっきする工程を含む導体パターンの製造方法。
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