JP4842029B2

JP4842029B2 - 精密微細空間の形成方法、および精密微細空間を有する部材の製造方法

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Publication number: JP4842029B2
Application number: JP2006171786A
Authority: JP
Inventors: 篤史山之内; 浩一三隅; 尊博先崎; 宏二斎藤
Original assignee: Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Current assignee: Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Priority date: 2006-06-21
Filing date: 2006-06-21
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2026-06-21
Also published as: JP2008000963A

Description

本発明は、精密微細凹部を有する基材にフィルムを布設することにより形成する精密微細空間の形成方法、および精密微細空間を有する部材の製造方法に関し、より詳細には基材とフィルムが接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力を一定に制御しながら布設する精密微細空間の形成方法、および精密微細空間を有する部材の製造方法に関する。

近年、産業分野において、各種製品の中に精密微細空間を形成し、さらにこの微細空間を有する部材を形成することによって、様々な作用を得る技術が注目されている。例えば、半導体デバイスの中に精密微細空間を構成し、この空間に存在する空気層を誘電体層として用いる技術や、精密微細空間を多数形成し、内部に電気的あるいは熱的に圧力を発生する素子を内蔵して、精密微細空間に充填したインク等の液体を定量的かつ連続的に吐出する液体吐出装置等の技術が開発されている。

このような精密微細空間の形成方法として、例えば特許文献１には、インク圧力室にインクを供給するインクプールの連続した精密微細空間を形成する方法であって、それぞれの空間の側壁を形成する大小の孔を形成した複数の板状部材を積層し、接着剤により一体化することによって精密微細空間を形成する方法を開示している。

また、例えば特許文献２には、樹脂フィルムの上に金属層を形成し、この金属層をサンドブラストとエッチング処理を用いて間欠的に除去し、得られた凹部を囲むように板部材を接着することによりインク圧力室を形成する方法を開示している。
特開２００１−６３０５２号公報特開平１１−３４２６０７号公報

しかしながら、従来の精密微細空間の形成方法では、使用する部品点数が多く、かつ、製造精度が厳しいために、製造工数が大きくなるといった問題があった。さらに、使用する材質の選択性が狭く、その結果、製造の効率化および製造コストの低減化が困難であった。

このような問題を解決するために、表面に精密微細凹部が形成されている基材に天板部となるフィルムを、基材上に布設するために、接触部材を用いて布設することにより精密微細空間を形成する方法が提案されている。

しかしながら、基材の中心部と周辺部とでは、基材とフィルムに接触している接触部の単位接触面積が異なるため、接触部の移動速度を一定にしても、基材の中心部と周辺部における精密微細空間の形状および体積が一定でないといった問題があった。すなわち、基材の中心部では、図１（ｂ）に示したような精密微細凹部であっても、基材の周辺部では、基材とフィルムに接触している接触部の単位接触面積が高くなるため必要以上の圧力がかかる傾向にあり、図１（ｃ）に示したように精密微細凹部にフィルムが入り込む。特に精密微細空間を液体吐出ヘッド等として使用する場合、精密微細空間の形状および体積が一定であることが要求される。また、精密微細凹部に部品等を入れてから精密微細空間を形成させる場合、フィルムと部品が接触し、部品が作動しない等の不良の原因となる。したがって、基材における全ての精密微細空間は、図１（ｂ）に示したようにフィルムが精密微細空間に侵食していない形となることが理想的である。一方、基材とフィルムが接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力を小さくすると、基材の中心部が、図１（ａ）に示したように精密微細凹部を有する基材とフィルムとの密着力が弱くなり、フィルムが剥がれてしまう。

以上のような問題を鑑み、本発明は、精密微細空間の形状および体積が一定である精密微細空間の形成方法、および精密微細空間を有する部材の製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、基材とフィルムが接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力を一定にすることにより、フィルムが精密微細凹部に入り込むことがなくなることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。

精密微細凹部を有する基材上に、フィルムを布設する工程を有する精密微細空間の形成方法において、フィルムを布設する工程が、基材とフィルムとが接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力を一定に制御しながら布設する工程であることを特徴とする精密微細空間の形成方法によって上記課題を解決できる。

上記形成方法において、基材とフィルムとが接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力を一定に制御しながら布設することにより、基材の周辺部における精密微細空間と基材の中心部における精密微細空間の形状および体積を一定にすることができる。なお、「精密微細凹部を有する基材」とは、少なくとも一つの精密微細凹部が表面上に形成されている基材をいう。

ここで、「単位接触面積あたりの圧力」とは、基材上にフィルムを布設するために、基材とフィルムを接触させる際、接触部にかかる圧力をフィルムと直接接触している接触部分の面積で除した圧力をいう。

上述した精密微細空間の形成方法に使用するフィルムであって、感光性組成物層と、支持フィルムとを積層してなることを特徴とする感光性積層フィルムによっても上記課題を解決できる。

感光性積層フィルムを使用することにより、感光性組成物層の変形を防止することができ、一定の形状および体積を有する精密微細空間を効率よく提供することができる。

精密微細凹部を有する基材上に、フィルムを布設する工程を有する精密微細空間を有する部材の製造方法において、前記フィルムを布設する工程が、前記基材と前記フィルムとが接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力を一定に制御しながら布設する工程であることを特徴とする精密微細空間を有する部材の製造方法によっても上記課題を解決できる。

本発明の精密微細空間を有する部材の製造方法により、基材の周辺部における精密微細空間と基材の中心部における精密微細空間の形状および体積を一定にすることができる。

本発明によれば、基材とフィルムとが接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力を一定に制御することにより、基材の中心部における精密微細凹部と周辺部における精密微細凹部から得られる精密微細空間の形状および体積を一定に制御できるようになった。これにより、形状および体積が一定の精密微細空間を効率よく形成することができ、形状および体積が一定の精密微細空間を有する部材を効率よく製造することができるようになった。

また、本発明によれば、基材に感光性積層フィルムを布設した後、光硬化させることにより容易に寸法精度に優れた天板部を形成することができるようになった。また、天板部として感光性組成物層を使用することにより、高感度で、加熱硬化時の体積収縮の小さく、寸法安定性が良好で、かつ多機能な精密微細空間を容易に形成することができるようになった。

本発明は、基材とフィルムが接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力を一定に制御することを特徴とする。これにより、基材の中心部における精密微細凹部と周辺部における精密微細凹部から得られる精密微細空間の形状および体積を一定に制御できないという問題点を解決することができるようになった。以下、本発明の実施形態について詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。なお、説明の便宜上、フィルムが感光性積層フィルムの場合について説明するが、感光性積層フィルム以外のフィルムを使用する場合であっても同様の製造方法および形成方法等で本発明を実施でき、発明の趣旨を制限するものではない。

図２は、本発明の精密微細空間の形成方法および精密微細空間を有する部材の製造方法の全体の流れを示した図である。

精密微細凹部３１を有している基材３は、ステージ１上に載置されている。感光性積層フィルム４中の感光性組成物層４２は、精密微細凹部３１の天板部となり、感光性積層フィルム４は、感光性組成物層４２、感光性組成物層４２を支持する支持フィルム４１、および感光性組成物層４２を保護する保護フィルム４３が積層している。また、ステージ１上には、基材３上に感光性積層フィルム４を布設する接触部材２が備えられている。基材３上に感光性積層フィルム４と布設するために、必要に応じて接触部材２により圧接するようにしてもよい。

基材３に形成されている精密微細凹部３１は、使用目的等に応じて適宜公知の手法等を用いて形成することができるが、高感度で、加熱硬化時の体積収縮の小さい、精度のよい精密微細空間を形成するために、フォトレジストパターンにより精密微細凹部３１を形成することが好ましい。

精密微細凹部３１の高さ（深さ）は、特に限定されないが、０．１μｍ〜１ｍｍであることが好ましく、形状等は特に限定されない。また、精密微細凹部３１は、使用目的等に応じて適宜変更することができるが、幅１ｍｍ以下および奥行き１ｍｍ以下の凹部である。精密微細空間を有する部材は、主に電子部品内に形成されたもの、例えば、ＳＡＷフィルター、インクジェットヘッド、レジスト液滴吐出ヘッド、ＤＮＡ液滴吐出ヘッド等の液体吐出ヘッド、その他、マイクロポンプ、マイクロ光アレイ、マイクロスイッチ、マイクロリレー、光スイッチ、マイクロ流量計、圧力センサ等に使用することができる。

感光性組成物層４２を保護する保護フィルム４３を途中で剥離することにより感光性組成物層４２を露出させ、接触部材２で基材３上に感光性積層フィルム４と布設する。接触部材２は、感光性積層フィルム３を基材２上に布設できれば特に形状等は限定されないが、作業効率性等の観点からローラを使用することが好ましい。

図３は、接触部材２が基材３および感光性積層フィルム４上を、圧力をかけて移動しながら基材３上にと感光性積層フィルム４を布設する様子を表した図である。基材３と感光性積層フィルム４（図示せず）との接触部の布設を開始する点（始点）から、基材３の中心部にむかって接触部材２を移動させる際、接触部の圧力が一定の場合、徐々に感光性積層フィルム４に接触している接触部の単位接触面積当たりの圧力が小さくなる。すなわち、接触部が基材３の中心部に達したとき、感光性積層フィルム４に接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力が最小となる。したがって、始点から中心部にむかって、接触部の圧力を徐々に大きくすれば、感光性積層フィルム４に接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力を一定に制御することができる。

一方、接触部が基材３の中心部に達し、基材３に感光性積層フィルム４の布設を終了する点（終点）に移動させる際、接触部の圧力が一定の場合、徐々に基材３と感光性積層フィルム４に接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力が大きくなる。すなわち、接触部が基材３の終点に達したとき、感光性積層フィルム４に接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力が最大となる。したがって、中心部から終点にむかって、接触部の圧力を徐々に小さくすれば、感光性積層フィルム４に接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力を一定に制御することができる。

なお、図３は、基材３が円形状の場合を図示しているが、基材３は円形状の場合のみに限定されず、始点から中心部にむかって徐々に基材３と感光性積層フィルム４に接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力を大きくし、中心部から終点にむかって徐々に基材３と感光性積層フィルム４が接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力を小さくするようにすればよい。

基材３と感光性積層フィルム４が接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力は、図１（ｂ）に示すような精密微細空間および精密微細空間を有する部材を得るために、０．１〜１ＭＰａ／ｃｍ^２となるようにすることが好ましく、０．３〜０．６ＭＰａ／ｃｍ^２となるようにすることがより好ましい。基材３と感光性積層フィルム４が接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力を０．１ＭＰａ／ｃｍ^２以上にすることにより、図１（ａ）に示したように基材３と感光性積層フィルム４との密着不足により精密微細空間が形成されないということを防止することができる。一方、基材３と感光性積層フィルム４が接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力を１ＭＰａ／ｃｍ^２以下にすることにより、図１（ｃ）に示したように精密微細空間に感光性積層フィルム４が入り込むことを防止することができる。

基材３上に感光性積層フィルム４を布設する際の接触部材２の移動速度は、基材３に有する精密微細凹部３１の個数等に応じて適宜変更することができるが、０．１〜５ｍ／ｍｉｎであることが好ましい。接触部材２の移動速度を０．１ｍ／ｍｉｎ以上とすることにより、図１（ｃ）に示したように精密微細空間に感光性積層フィルム４が入り込むことを防止することができ、複数の精密微細空間の形状および体積を一定にすることができる。一方、接触部材２の移動速度を１ｍ／ｍｉｎ以下とすることにより、図１（ａ）に示したように基材３と感光性積層フィルム４との密着不足により精密微細空間が形成されないということを防止することができ、複数の精密微細空間の体積を一定にすることができる。

基材３と感光性積層フィルム４とを布設する際の接触部材２の温度（ローラ温度）とステージ１の温度は、基材３に有する精密微細凹部３１の個数等に応じて適宜変更することができるが、２０〜８０℃であることが好ましい。それぞれの温度を２０度以上とすることにより、図１（ａ）に示したように基材３と感光性積層フィルム４との密着不足により精密微細空間が形成されないということを防止することができ、複数の精密微細空間の形状および体積を一定にすることができる。一方、それぞれの温度を８０℃以下とすることにより、図１（ｃ）に示したように精密微細空間に感光性積層フィルム４が入り込むことを防止することができ、複数の精密微細空間の体積を一定にすることができる。

接触部材２で基材３上に感光性積層フィルム４を布設後、基材３と密着していない余分な感光性積層フィルム４を切り取る。感光性積層フィルム４が密着している基材３をステージ１から取り出し、支持フィルム４１を介して感光性組成物層４２を露光した後加熱処理を行い、感光性組成物層４２を硬化させる。その後、硬化した感光性組成物層４２から支持フィルム４１を剥離し、硬化した感光性組成物層４２を再加熱処理することにより本硬化させ、精密微細凹部３２上に天板部を成形し、精密微細空間を形成させる。なお、感光性組成物層４２を硬化させる硬化温度や加熱処理する加熱温度等は感光性組成物層４２に使用する物質等に応じて適宜変更することができる。また、感光性積層フィルム４以外を使用して精密微細空間を形成させる場合等、必要に応じて感光性組成物層４２を加熱処理、硬化させる工程を省略することができる。

本発明で使用する感光性積層フィルム４は、感光性組成物層４２が精密微細凹部３１の天板部となり、さらに感光性組成物層４２を露光、硬化等させることにより、寸法精度に優れた精密微細空間を有する部材を製造することができる。

上述したように、本発明で使用する感光性積層フィルム４は、支持フィルム４１、感光性組成物層４２および保護フィルム４３の順に積層されている。保護フィルム４３はポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルム、およびポリエチレンフィルム等公知の種々のフィルムを用いることができ、これら単独で使用してもよく、複数組み合わせて使用してもよい。

感光性組成物層４２を構成する感光性組成物としては、化学増幅型ネガ型感光性樹脂組成物であることが好ましい。

本発明の感光性積層フィルム４に好適に使用される感光性組成物層４２を構成する感光性樹脂組成物として、多官能エポキシ樹脂と、カチオン重合開始剤を含有してなる感光性樹脂組成物であることが好ましい。多官能エポキシ樹脂とカチオン重合開始剤との組み合わせにより、高感度で、加熱硬化時の体積収縮の小さい、精度のよい精密微細空間を形成することができる。これらの組み合わせとしては、種々可能であるが、なかでも、特に、８官能ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ社製、商品名：エピコート１５７Ｓ７０）と、４−｛４−（２−クロロベンゾイル）フェニルチオ｝フェニルビス（４−フルオロフェニル）スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート（旭電化工業社製、商品名：アデカオプトマーＳＰ−１７２）との組み合わせが最も好ましい。

カチオン重合開始剤は、放射線の照射によるカチオンの発生効率が高いため、比較的少量含有させればよく、多官能エポキシ樹脂との組み合わせにより、感光性組成物層４２の感度を大幅に高めることができる。また、カチオン重合開始剤は、多官能エポキシ樹脂、特に多官能ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂の分子内のエポキシ基を効率よく攻撃し重合を進行させることができるという多官能エポキシ樹脂と特有な相性を有するため、優れた効果を有する。さらに、この組み合わせにより、感光性組成物層４２の加熱硬化時の体積収縮が少なくなる効果を有する。したがって、このような感光性樹脂組成物を用いた感光性組成物層４２を使用すれば、寸法精度の優れた精密微細空間の天板部を形成することができ、一定の形状および体積を有する精密微細空間を形成することおよび一定の形状および体積を有する精密微細空間を有する部材を製造することができる。

感光性組成物層４２に含有させるカチオン重合開始剤は、紫外線、遠紫外線、ＫｒＦ、ＡｒＦ等のエキシマレーザー、Ｘ線、および電子線等の放射線の照射を受けてカチオンを発生し、そのカチオンが重合開始剤となりうる化合物であり、具体的には、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族スルホニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、メタロセン系化合物、芳香族ホスホニウム塩、シラノール・アルミニウム錯体から選ばれる少なくとも１種であり、これら単独で使用してもよく、複数組み合わせて使用してもよい。

カチオン重合開始剤としては、さらに具体的に芳香族スルホニウム塩系のカチオン重合開始剤として、例えば、４−（４−ベンゾイルフェニルチオ）フェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、４−（４−ベンゾイルフェニルチオ）フェニルビス（４−ヒドロキシエチルオキシフェニル）スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、４−（４−ベンゾイルフェニルチオ）フェニルビス（４−フルオロフェニル）スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、４−（４−ベンゾイルフェニルチオ）フェニルビス（４−クロロフェニル）スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、４−｛４−（３−クロロベンゾイル）フェニルチオ｝フェニルビス（４−フルオロフェニル）スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、４−（４−ベンゾイルフェニルチオ）フェニルビス（４−メチルフェニル）スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、４−（４−ベンゾイルフェニルチオ）フェニルビス（４−ヒドロキシエチルフェニル）スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、４−｛４−（４−ヒドロキシエチルオキシベンゾイル）フェニルチオ｝フェニルビス（４−フルオロフェニル）スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、４−｛４−（４−ヒドロキシエチルオキシベンゾイル）フェニルチオ｝フェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、４−｛４−（４−ヒドロキシエチルオキシベンゾイル）フェニルチオ｝フェニルビス（４−ヒドロキシエチルオキシフェニル）スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、４−（４−ベンゾイルフェニルチオ）フェニルビス（４−メトキシエトキシフェニル）スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、４−｛４−（３−メトキシベンゾイル）フェニルチオ｝フェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、４−｛４−（３−メトキシカルボニルベンゾイル）フェニルチオ｝フェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、４−｛４−（２−ヒドロキシメチルベンゾイル）フェニルチオ｝フェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、４−｛４−（４−メチルベンゾイル）フェニルチオ｝フェニルビス（４−フルオロフェニル）スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、４−｛４−（４−メトキシベンゾイル）フェニルチオ｝フェニルビス（４−フルオロフェニル）スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、４−｛４−（４−フルオロベンゾイル）フェニルチオ｝フェニルビス（４−フルオロフェニル）スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、４−｛４−（２−メトキシカルボニルベンゾイル）フェニルチオ｝フェニルビス（４−フルオロフェニル）スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ビス［４−（ジフェニルスルホニオ）フェニル］スルフィドビスヘキサフルオロホスフェート、ビス［４−（ジフェニルスルホニオ）フェニル］スルフィドビステトラフルオロボレート、ビス［４−（ジフェニルスルホニオ）フェニル］スルフィドテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、ジフェニル−４−（フェニルチオ）フェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニル−４−（フェニルチオ）フェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、ジフェニル−４−（フェニルチオ）フェニルスルホニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、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、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テトラフルオロボレート、トリフェニルスルホニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、ビス［４−（ジ（４−（２−ヒドロキシエトキシ））フェニルスルホニオ）フェニル］スルフィドビスヘキサフルオロホスフェート、ビス［４−（ジ（４−（２−ヒドロキシエトキシ））フェニルスルホニオ）フェニル］スルフィドビステトラフルオロボレート、ビス［４−（ジ（４−（２−ヒドロキシエトキシ））フェニルスルホニオ）フェニル］スルフィドテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート等を挙げることができる。これらの化合物のうち、４−（４−ベンゾイルフェニルチオ）フェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、４−（４−ベンゾイルフェニルチオ）フェニルビス（４−ヒドロキシエチルオキシフェニル）スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、４−（４−ベンゾイルフェニルチオ）フェニルビス（４−フルオロフェニル）スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、４−（４−ベンゾイルフェニルチオ）フェニルビス（４−クロロフェニル）スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、４−｛４−（３−クロロベンゾイル）フェニルチオ｝フェニルビス（４−フルオロフェニル）スルホニウムヘキサフルオロアンチモネートがより好ましく、旭電化工業社製の「アデカオプトマーＳＰ−１７２」［４−｛４−（２−クロロベンゾイル）フェニルチオ｝フェニルビス（４−フルオロフェニル）スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート］旭電化工業社製の「アデカオプトマーＳＰ−１７０」が好ましく使用され、これら単独で使用してもよく、複数組み合わせて使用してもよい。

ヨードニウム塩系のカチオン重合開始剤としては、例えば、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テトラフルオロボレート、ジフェニルヨードニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、ビス（ドデシルフェニル）ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ビス（ドデシルフェニル）ヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ビス（ドデシルフェニル）ヨードニウムテトラフルオロボレート、ビス（ドデシルフェニル）ヨードニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、４−メチルフェニル−４−（１−メチルエチル）フェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、４−メチルフェニル−４−（１−メチルエチル）フェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、４−メチルフェニル−４−（１−メチルエチル）フェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、４−メチルフェニル−４−（１−メチルエチル）フェニルヨードニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート等が挙げられる。これらの化合物のうち、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ（株）「ＤＩ−１」「ＤＩ−２」が好ましく使用され、これらを複数組み合わせて使用してもよい。

ジアゾニウム塩系のカチオン重合開始剤としては、例えば、フェニルジアゾニウムヘキサフルオロホスフェート、フェニルジアゾニウムヘキサフルオロアンチモネート、フェニルジアゾニウムテトラフルオロボレート、フェニルジアゾニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート等が挙げられ、これら単独で使用してもよく、複数組み合わせて使用してもよい。

感光性組成物層４２中のカチオン重合開始剤の組成比が高すぎる場合には、感光性組成物層４２の現像が困難となり、逆に組成比が低すぎる場合には、感光性組成物層４２の放射線露光による硬化時間が長くなる。これらを考慮すると、カチオン重合開始剤の組成比は、０．１％〜１０％が好ましく、０．５％〜５％であることがより好ましい。

感光性組成物層４２を構成する感光性樹脂組成物には、さらに成膜性改善のために高分子直鎖２官能エポキシ樹脂を含有させることもできる。

感光性組成物層４２を構成する感光性樹脂組成物には、さらにナフトール型増感剤を含有させることができる。感度が高い場合、マスクとレジスト面との間にギャップがあると、露光の結果、得られる樹脂パターンの寸法がマスク寸法に比べて太くなる現象が生じるが、ナフトール型増感剤を含有することにより、感度を下げずにこの太り現象を抑えることができる。このようにナフトール型増感剤を添加することは、マスクパターン寸法に対するレジストパターン寸法の誤差を抑えることができるため、好ましい。

ナフトール型増感剤としては、例えば、１−ナフトール、β−ナフトール、α−ナフトールメチルエーテル、α−ナフトールエチルエーテル等が挙げられ、レジストの太りを、感度を下げずに抑える効果の点から１−ナフトールを使用することが好ましい。

ナフトール型増感剤の感光性組成物層４２中の組成比が高すぎる場合には、逆テーパー形状となり線幅が細り過ぎる点から好ましくない。これらを考慮すると、ナフトール型増感剤の組成比は、０〜１０％が好ましく、０．１〜３％であることがより好ましい。

感光性組成物層４２を構成する感光性樹脂組成物には、さらに溶剤を含有することができる。溶剤を含有することにより感光性組成物層４２の感度を高めることができる。このような溶剤として、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（以下、「ＰＧＭＥＡ」と記す）、メチルイソブチルケトン（以下、「ＭＩＢＫ」と記す）、酢酸ブチル、メチルアミルケトン（２−ヘプタノン）、酢酸エチル、およびメチルエチルケトン（以下、「ＭＥＫ」と記す）等を挙げることができ、これら単独で使用してもよく、複数組み合わせて使用してもよい。

液体レジストの場合には、溶剤が反応してレジストに取り込まれる点から、γ−ブチロラクトンを溶剤として使用することが好ましく、ドライフィルムに成形することを考慮すると、基材３との濡れ性および表面張力の点から、ＰＧＭＥＡ、ＭＩＢＫ、酢酸ブチル、ＭＥＫ等を使用することが好ましい。

感光性組成物層４２を構成する感光性樹脂組成物には、さらオキセタン誘導体およびエポキシ誘導体を含有することができる。ドライフィルムに成形すると、オキセタン誘導体やエポキシ誘導体を含有することにより、感光性組成物層４２の硬化後の物性を下げずに、硬化前の感光性組成物層４２の柔軟性を上げることができる。このようなオキセタン誘導体としては特に限定されないが、例えば、３−エチル−３−ヒドロキシメチルオキセタン、１，４−ビス［〔（３−エチル−３−オキセタニル）メトキシ〕メチル］ベンゼン、ジ〔１−エチル（３−オキセタニル）〕メチルエーテル等を挙げることができ、これらは複数組み合わせて使用してもよい。またこのようなエポキシ誘導体としては、平均分子量７０００以下、好ましくは２０００以下、より好ましくは１０００以下のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等を挙げることができる。具体的にはビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製の「エピコート８２８」平均分子量３８０）等を挙げることができる。

本発明の感光性積層フィルム４に用いる感光性組成物層４２には、さらに所望により混和性のある添加物、例えば、パターンの性能を改良するための付加的樹脂、可塑剤、安定剤、着色剤、界面活性剤等必要に応じて適宜公知のものを添加含有することができる。

感光性組成物層４２の厚みは、使用目的等に応じて適宜変更することができるが、２〜５００μｍであることが好ましく、５〜２００μｍであることがより好ましい。

感光性組成物層４２から感光性積層フィルム４を得るには、感光性組成物層４２を樹脂フィルムにより両面を保護した乾燥フィルム状に形成し、パターン露光前に所望の精密微細凹部３１を有する部材上に貼り付けるようにしてもよい。

支持フィルム４１は、感光性組成物層４２が露光される前から完全に硬化するまでの間、感光性組成物層４２を支持する。すなわち、感光性組成物層４２の変形を防止する。そのため、所定の熱収縮率、所定の厚み、および所定のヘーズ値を有する必要がある。

支持フィルム４１として、１００℃で３０分の加熱による縦収縮率が０．０１〜１％である樹脂フィルムを使用することが好ましく、１５０℃で３０分の加熱による縦収縮率が４％以下あるいは２００℃で１０分の加熱による縦収縮率が３％以下の樹脂フィルムを使用することがより好ましい。なお、縦収縮率を０．０１〜１％以上とすることにより、感光性組成物層５２の変形を防止することができる。また、その厚みは、６〜３５０μｍであることが好ましく、１０〜１００μｍであることがより好ましい。さらに、ヘーズ値が０．１〜５であることが好ましく、０．１〜３（フィルム膜厚３０μｍにおける）であることがより好ましい。この支持フィルム５の材料としては、具体的には、ポリエチレンテレフタレートが好適であり、その他にポリエチレン、ポリプロピレン等も使用することができる。支持フィルム５１は必要に応じて容易に剥離できるように離型処理されていることが好ましい。

感光性組成物層４２を有する感光性積層フィルム４を、所望の精密微細凹部３１を有する基材３上に布設し、その支持フィルム４１を剥がすことなく、感光性組成物層４２を放射線でパターン露光し、その後、熱を加えて硬化を促進させた後、支持フィルム４１を剥離し、現像液で現像処理すると、マスクパターンに忠実で良好な樹脂パターンが精密微細凹部３１を有する基材３の形状に依存することなく形成することができる。これにより、一定の形状および体積を有する精密微細空間を形成することおよび一定の形状および体積を有する精密微細空間を有する部材を製造することができる。

本発明の精密微細空間の形成方法および精密微細空間を有する部材の製造方法は、予め用意されたプログラムをパソコン等のコンピュータで実行することによって実現されるようにしてもよい。このプログラムは、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行するようにしてもよい。

以下、本発明の実施例を説明するが、これら実施例は、本発明を好適に説明するための例示に過ぎず、なんら本発明を限定するものではない。

（感光性組成物層４２）
エポキシ樹脂（ＪＥＲ１５７ｓ７０ジャパンエポキシレジン社製）を１００重量部と、酸発生剤（アデカオプトマーＳＰ１７２株式会社ＡＤＥＫＡ）を３重量部とをＰＧＭＥＡに溶解混合することにより感光性組成物層４２を得た。なお、感光性組成物層４２の膜厚は３０μｍであった。

（感光性積層フィルム４の形成）
離型剤付きポリエチレンテレフタレートフィルム（ピューレックスＡ５３帝人デュポンフィルム社製）からなる膜厚５０μｍの支持フィルム５１上に、上記のように作製した感光性組成物層４２を均一に塗布し、温風対流乾燥機により６５℃で５分および８０℃で５分乾燥させた。その後、感光性組成物層４２上に離型剤付きポリエチレンテレフタレートフィルム（ピューレックスＡ３１帝人デュポンフィルム社製）からなる膜厚２５μｍの保護フィルム４３をラミネートして感光性積層フィルム４を形成した。

（精密微細空間の形成）
フォトレジストパターンにより形成した精密微細凹部３１を有する直径３００ｍｍの円形状の基材３をステージ１上に載置した。なお、精密微細凹部３１は、高さ（深さ）３０μｍ、幅、奥行きが共に１００μｍであった。

次に、精密微細凹部３１を有する基材３上に保護フィルム４３を剥離した感光性積層フィルム４を設置した。接触部材２としてローラを使用し、ローラのロール温度を５０℃、移動速度０．５ｍ／ｍｉｎで、基材３と感光性積層フィルム４に接触しているローラの単位接触面積あたりの圧力が一定になるように基材３上に感光性積層フィルム４を布設（ラミネート）した。このときのローラが感光性積層フィルム４に接している幅は１ｍｍであり、始点および終点における圧力（Ｐ_１）は１×１０^−３ＭＰａ、中心部における圧力（Ｐ_２）は０．１５ＭＰａであった。

ローラが基材３上を５０ｍｍ移動した地点ａでの圧力Ｐａは、２２３．６×１０^−３ＭＰａであった。また、ローラが基材３上を５０ｍｍ移動した地点の感光性積層フィルム４に接触しているローラの接触面積Ｓａは２２３．６ｍｍ^２であった。

よって、圧力Ｐａを接触面積Ｓａで割ることにより、ローラが基材３上を５０ｍｍ移動した地点での基材３と感光性積層フィルム４が接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力を求めたところ、０．１ＭＰａ／ｃｍ^２であった。

基材３の中心部における圧力Ｐ_２は０．１５ＭＰａであり、接触面積Ｓは３００ｍｍ^２であった。ローラが基材３の中心部を移動した地点での感光性積層フィルム４に接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力は０．１ＭＰａ／ｃｍ^２であり、ローラが基材３上を５０ｍｍ移動した地点での基材３と感光性積層フィルム４が接触している接触部の単位接触面積が一定に制御されていることがわかった。

基材３上に布設した感光性積層フィルム４の感光性組成物層４２に、Ｐａｒａｌｌｅｌｌｉｇｈｔａｌｉｇｎｅｒ（マスクアライナー：キャノン社製）を用いてパターン露光（プロキシミティ、ＧＨＩ線、露光量４００ｍＪ／ｃｍ^２）を行った。このときのパターニングは、精密微細凹部３１の上部の感光性組成物層４２が硬化し、精密微細凹部３１を塞ぐように行った。その後、ホットプレートにより９０℃で５分間加熱（以下「ＰＥＢ」と呼ぶ）を行った。感光性積層フィルム４の支持フィルム４１を剥がしたのち、ＰＧＭＥＡを用いて浸漬法により４分現像処理を行った。次に、オーブンを用いて２００℃で１時間ポストベークを行い、精密微細空間を得た。このパターンは、精密微細凹部３１の上部が感光性組成物層４２の硬化部分により塞がれたものとなっていた。走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて精密微細空間を観察すると、部材中に有する全ての精密微細空間は図１（ｂ）に示したような空間であり形状と体積が一定であった。

（比較例）
基材３と感光性積層フィルム４が接触している接触部の単位接触面積当たりの圧力を一定になるように制御しなかったこと以外は実施例と同様に行った。走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて精密微細空間を観察すると、部材上に有する全ての精密微細空間は図１（ｂ）に示したような空間ではなく、図１（ｃ）に示したような空間もあれば図１（ａ）に示したような空間もあり、精密微細空間の形状と体積は一定でなかった。

精密微細空間の形状を表した図である。基材上にフィルムを布設する工程の全体の流れを示した図である。接触部が基材およびフィルム上を移動しながら布設する様子を示した図である。

符号の説明

１ステージ
２接触部材
３基材
３１精密微細凹部
４感光性積層フィルム（フィルム）
４１支持フィルム
４２感光性組成物層
４３保護フィルム

Claims

精密微細凹部を有する基材上に、前記精密微細凹部の天板部となるフィルムを布設する工程を有する精密微細空間の形成方法において、前記フィルムを布設する工程が、前記基材と前記フィルムとが接触する接触部の単位接触面積あたりの圧力を一定に制御しながら布設する工程であることを特徴とする精密微細空間の形成方法。
前記フィルムは、支持フィルム上に感光性組成物層が積層されてなる感光性積層フィルムであることを特徴とする請求項１に記載の精密微細空間の形成方法。
前記基材と前記フィルムとが接触する接触部の単位接触面積あたりの圧力が０．１〜１ＭＰａ／ｃｍ^２であることを特徴とする請求項１または２に記載の精密微細空間の形成方法。
前記精密微細凹部は、高さが０．１μｍ〜１ｍｍであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の精密微細空間の形成方法。
前記精密微細凹部が、フォトレジストパターンにより形成される精密微細凹部であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の精密微細空間の形成方法。
前記精密微細凹部を有する基材上に、前記感光性積層フィルムを布設する工程後、前記感光性積層フィルムを露光し、加熱処理を行い、前記感光性組成物層を硬化させ、前記精密微細凹部上に天板部を成形し、精密微細空間を形成する工程を有することを特徴とする請求項２に記載の精密微細空間の形成方法。
精密微細凹部を有する基材上に、前記精密微細凹部の天板部となるフィルムを布設する工程を有する精密微細空間を有する部材の製造方法において、前記フィルムを布設する工程が、前記基材と前記フィルムとが接触する接触部の単位接触面積あたりの圧力を一定に制御しながら布設する工程であることを特徴とする精密微細空間を有する部材の製造方法。