JP4593623B2 - エッチングレジスト用のインク組成物、これを利用したエッチングレジストパターンの形成方法及び微細溝の形成方法 - Google Patents
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Description
本発明によるエッチングレジスト用のインク組成物は、組成物100重量部に対し、水溶性高分子または高分子エマルジョン2ないし50重量部(乾燥重量基準)及び水10ないし95重量部を含むことを特徴とする。
図1は、本発明のエッチングレジスト用のインク組成物を利用した微細溝形成工程の順序を図示したものである。図1の(a)段階は、インクジェットヘッドのインクジェットノズル1からエッチングレジスト用インク2を噴射して基材3上にパターンを形成する過程である。図1の(b)段階は、基材3上に形成された、パターニングされたエッチングレジスト用インク2を乾燥または熱硬化の方法によって硬化されたエッチングレジストパターン4を形成する工程である。図1の(c)段階では、エッチング液を使用してエッチングレジストパターン4の形成されていない部分をエッチングし、エッチング部5を形成する。図1の(d)段階では、残ったエッチングレジストパターン4を除去することによってエッチングが完了し、微細溝が形成される。
以下、実施例により、本発明をさらに詳細に説明する。下記の実施例は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲がこれに限定されるものではない。
[製造例1]
撹拌器にウレタンアクリルエマルジョン10重量部(乾燥質量基準)、ポリテトラフルオロエチレン分散液5重量部、グリセロール10重量部、エチレングリコール20重量部、フッ素系界面活性剤0.1重量部及び脱イオン水54.9重量部を添加して混合した後、1μm径のフィルタで濾過し、エッチングレジスト用インクを製造した。前記インクの接触角は、銅表面では35°、ステンレス鋼表面では55°であり、一般的な有機溶媒を使用した場合より大きい値を有し、従って表面での広がり現象が少なかった。
撹拌器にエトキシ化されたグリセリンの酢酸エステル10重量部、エチレングリコール20重量部、フッ素系界面活性剤0.1重量部、及び脱イオン水69.9重量部を添加して混合した後、1μm径のフィルタで濾過し、エッチングレジスト用インクを製造した。このインクの粘度は15cP、ステンレス鋼表面での接触角は45°であり、一般的な有機溶媒を使用した場合より大きい値を有した。
銅板基材を5%塩酸水溶液と脱イオン水とで洗浄と乾燥した後、前記製造例1で製造したインクを、米国のMICROFAB社のインクジェットヘッドを使用して微細溝パターンに噴射した。その後、80℃の熱板上で3分間乾燥し、また220℃オーブンで30分以上完全に硬化させた後、塩化鉄17重量部と塩酸20重量部とが含まれているエッチング液で30分間エッチングし、残っているエッチングレジストパターンは、アセトンに浸した後でブラシを掛けて除去した。かような操作により、エッチングレジストパターンの形成されていない部分の銅箔を深さ50μm以上エッチングし、微細溝パターンを形成した。この方式で、幅50μm以下のパターンを形成できた。
ステンレス鋼の基板を研磨剤の付着した不織布で拭いた後、10%硫酸水溶液、6%1−ヒドロキシエチレン二リン酸(米国のSigma Aldich社製)及び脱イオン水で洗浄と乾燥とを行った後、前記製造例2で製造したインクをMICROFAB社のインクジェットヘッドを使用して微細溝パターンに噴射した。その後、300℃の熱板で30分以上乾燥し、塩化鉄17重量部と塩酸20重量部とが含まれているエッチング液で2時間エッチングし、残っているエッチングレジストパターンは、アセトンに浸した後でブラシを掛けて除去した。かような操作により、エッチングレジストパターンが形成されていない部分に対して深さ約150μmエッチングし、微細溝パターンを形成した。これもまた幅50μm以下のパターンを形成できた。
水の代わりに、有機溶媒であるエチルエトキシプロピオネートを使用する液晶基板保護コーティング用の樹脂組成物(エポキシ基を含んだアクリレート高分子)を使用したことを除いては、実施例1と同じ方法で微細溝パターンを形成した。前記インク組成物で形成されたエッチングレジストは、エッチング液に対する耐性は優秀であったが、ステンレス鋼の基材上での接触角が3°未満であって大きく広がり、幅2,000μm以下の微細なパターンは形成されなかった。
水の代わりに、有機溶媒であるプロピレングリコールメチルエーテルアセテートを使用して高分子添加剤として、ポリ(メタアクリレート−ベンジルメタアクリレート)を含有した光硬化型インク組成物を使用し、インクジェットで生成されたパターンに紫外線を照射して硬化することを除いては、実施例1と同じ方法で微細溝パターンを形成した。前記インク組成物を使用したエッチングレジストは、エッチング液に対する耐性は優秀であったが、比較例1と同様に、ステンレス鋼の基材上にでの接触角が3°未満であって大きく広がり、幅2,000μm以下の微細なパターンは形成されなかった。
Claims (8)
- 熱硬化または乾燥させてエッチングレジストパターンを形成するためのエッチングレジスト用のインク組成物であって、組成物100重量部に対し、
水溶性高分子または高分子エマルジョン2ないし50重量部(乾燥重量基準)と、
水10ないし95重量部と、
50重量部以下の乾燥防止剤と、
5重量部以下のポリテトラフルオロエチレンのエマルジョンと、
5重量部未満の、界面活性剤、気泡発生抑制剤、紫外線吸収剤、光安定剤、微生物抑制剤、キレート剤、酸素吸収剤、及び熱硬化抑制剤からなる群から選択された1種以上のその他添加剤
のみからなり、
前記水溶性高分子が3ないし30個のエトキシ基またはプロポキシ基を含有した多官能性(メタ)アクリル高分子またはウレタン(メタ)アクリル高分子であり、
前記高分子エマルジョンがアクリル高分子またはウレタンアクリル高分子のエマルジョンであり、
前記乾燥防止剤がグリコール類、グリセリン、多価アルコールのエーテル類、アセテート類、チオグリコール類及びアミノ酸類から選択されることを特徴とする組成物(但し、光開始剤を含むインク組成物は除く)。 - 前記エトキシ基またはプロポキシ基を含有した多官能性(メタ)アクリル高分子またはウレタン(メタ)アクリル高分子が、エトキシ化されたビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エトキシ化されたグリセリントリ(メタ)アクリレート、エトキシ化されたポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化されたネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化されたトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エトキシ化またはプロポキシ化されたペンタエリトリトールテトラアクリレート、エトキシ化されたトリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化された2−メチル−1,3−プロパンジオールジアクリレート、プロポキシ化またはエトキシ化されたビスフェノール−A−ジアクリレート、エトキシ化されたシクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化されたビスフェノール−A−ジメタクリレート、エトキシ化されたポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、あるいはプロポキシ化されたポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレートであることを特徴とする請求項1に記載の組成物。
- エッチングレジスト用のインク組成物を基材上に所望のパターンに噴射する段階と、
前記噴射されたインク組成物を熱硬化または乾燥させる段階とを含むエッチングレジストパターンの形成方法であって、
前記エッチングレジスト用のインク組成物が組成物100重量部に対し、水溶性高分子または高分子エマルジョン2ないし50重量部(乾燥重量基準)と、水10ないし95重量部と、50重量部以下の乾燥防止剤と、5重量部以下のポリテトラフルオロエチレンのエマルジョンと、5重量部未満の、界面活性剤、気泡発生抑制剤、紫外線吸収剤、光安定剤、微生物抑制剤、キレート剤、酸素吸収剤、及び熱硬化抑制剤からなる群から選択された1種以上のその他添加剤
のみからなり、
前記水溶性高分子が3ないし30個のエトキシ基またはプロポキシ基を含有した多官能性(メタ)アクリル高分子またはウレタン(メタ)アクリル高分子であり、
前記高分子エマルジョンがアクリル高分子またはウレタンアクリル高分子のエマルジョンであり、
前記乾燥防止剤がグリコール類、グリセリン、多価アルコールのエーテル類、アセテート類、チオグリコール類及びアミノ酸類から選択される、エッチングレジストパターンの形成方法(但し、前記インク組成物が光開始剤を含む場合を除く)。 - エッチングレジスト用のインク組成物をインクジェット方式で噴射することを特徴とする請求項3に記載のエッチングレジストパターンの形成方法。
- エッチングレジスト用のインク組成物を基材上に所望のパターンに噴射する段階と、
前記噴射されたインク組成物を熱硬化または乾燥させてエッチングレジストパターンを形成する段階と、
前記エッチングレジストパターンが形成された基材を選択的にエッチングする段階と、
残っているエッチングレジストパターンを除去する段階とを含む微細溝の形成方法であって、
前記エッチングレジスト用のインク組成物が組成物100重量部に対し、水溶性高分子または高分子エマルジョン2ないし50重量部(乾燥重量基準)と、水10ないし95重量部と、50重量部以下の乾燥防止剤と、5重量部以下のポリテトラフルオロエチレンのエマルジョンと、5重量部未満の、界面活性剤、気泡発生抑制剤、紫外線吸収剤、光安定剤、微生物抑制剤、キレート剤、酸素吸収剤、及び熱硬化抑制剤からなる群から選択された1種以上のその他添加剤
のみからなり、
前記水溶性高分子が3ないし30個のエトキシ基またはプロポキシ基を含有した多官能性(メタ)アクリル高分子またはウレタン(メタ)アクリル高分子であり、
前記高分子エマルジョンがアクリル高分子またはウレタンアクリル高分子のエマルジョンであり、
前記乾燥防止剤がグリコール類、グリセリン、多価アルコールのエーテル類、アセテート類、チオグリコール類及びアミノ酸類から選択される、微細溝の形成方法(但し、前記インク組成物が光開始剤を含む場合を除く)。 - エッチングレジスト用のインク組成物をインクジェット方式で噴射することを特徴とする請求項5に記載の微細溝の形成方法。
- 前記エトキシ基またはプロポキシ基を含有した多官能性(メタ)アクリル高分子またはウレタン(メタ)アクリル高分子が、エトキシ化されたビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エトキシ化されたグリセリントリ(メタ)アクリレート、エトキシ化されたポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化されたネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化されたトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エトキシ化またはプロポキシ化されたペンタエリトリトールテトラアクリレート、エトキシ化されたトリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化された2−メチル−1,3−プロパンジオールジアクリレート、プロポキシ化またはエトキシ化されたビスフェノール−A−ジアクリレート、エトキシ化されたシクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化されたビスフェノール−A−ジメタクリレート、エトキシ化されたポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、あるいはプロポキシ化されたポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレートであることを特徴とする請求項3に記載のエッチングレジストパターンの形成方法。
- 前記エトキシ基またはプロポキシ基を含有した多官能性(メタ)アクリル高分子またはウレタン(メタ)アクリル高分子が、エトキシ化されたビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エトキシ化されたグリセリントリ(メタ)アクリレート、エトキシ化されたポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化されたネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化されたトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エトキシ化またはプロポキシ化されたペンタエリトリトールテトラアクリレート、エトキシ化されたトリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化された2−メチル−1,3−プロパンジオールジアクリレート、プロポキシ化またはエトキシ化されたビスフェノール−A−ジアクリレート、エトキシ化されたシクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化されたビスフェノール−A−ジメタクリレート、エトキシ化されたポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、あるいはプロポキシ化されたポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレートであることを特徴とする請求項5に記載の微細溝の形成方法。
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