感光性树脂组合物、感光性元件、抗蚀图案的形成方法及印刷配线板的制造方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201210414367.9

申请日:

2012.10.25

公开号:

CN103076717A

公开日:

2013.05.01

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):G03F 7/027申请日:20121025|||公开

IPC分类号:

G03F7/027; G03F7/004; G03F7/00; H05K1/02

主分类号:

G03F7/027

申请人:

日立化成工业株式会社

发明人:

村松有纪子; 宫坂昌宏

地址:

日本东京

优先权:

2011.10.26 JP 2011-235086; 2012.09.27 JP 2012-214547

专利代理机构:

永新专利商标代理有限公司 72002

代理人:

白丽;陈建全

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内容摘要

本发明的感光性树脂组合物含有:分散度为1.6以下的粘合剂聚合物、含有具有氨酯键的(甲基)丙烯酸酯化合物的光聚合性化合物、以及光聚合引发剂。

权利要求书

权利要求书一种感光性树脂组合物,其含有:
分散度为1.6以下的粘合剂聚合物;
含有具有氨酯键的(甲基)丙烯酸酯化合物的光聚合性化合物;以及
光聚合引发剂。
根据权利要求1所述的感光性树脂组合物,其中,所述具有氨酯键的(甲基)丙烯酸酯化合物为下述通式(1)所示的化合物或者下述通式(2)所示的化合物:

式(1)中,Q表示碳数为1~20的亚烷基、碳数为1~10的环亚烷基或亚苯基;R1及R2各自独立地表示氢原子或甲基;L1、L2及L3各自独立地表示碳数为2~4的亚烷基;r1及r2各自独立地表示1~40的整数;s1、s2、t1及t2各自独立地表示0~40的整数;其中s1、s2、t1及t2为0时,L1表示亚乙基;r1、r2、s1、s2、t1或t2为2以上时,多个存在的‑L1‑O‑、‑L2‑O‑或‑L3‑O‑所示的结构单元可以无规地存在,也可以形成嵌段;

式(2)中,R5、R6及R7各自独立地表示碳数为1~20的亚烷基;R8、R9及R10各自独立地表示氢原子或甲基;L1、L2及L3各自独立地表示碳数为2~4的亚烷基;r3、r4及r5各自独立地表示1~40的整数;s3、s4、s5、t3、t4及t5各自独立地表示0~40的整数;其中s3、s4、s5、t3、t4及t5为0时,L1表示亚乙基;r3、r4、r5、s3、s4、s5、t3、t4或t5为2以上时,多个存在的‑L1‑O‑、‑L2‑O‑或‑L3‑O‑所示的结构单元可以无规地存在,也可以形成嵌段。
根据权利要求1或2所述的感光性树脂组合物,其中,所述粘合剂聚合物具有基于从由(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苄酯衍生物、苯乙烯及苯乙烯衍生物组成的组中选择的至少1种聚合性单体的结构单元。
根据权利要求1~3任一项所述的感光性树脂组合物,其中,所述粘合剂聚合物的酸值为90~250mgKOH/g。
根据权利要求1~4任一项所述的感光性树脂组合物,其中,所述粘合剂聚合物的重均分子量为10000~100000。
根据权利要求1~5任一项所述的感光性树脂组合物,其中,所述光聚合性化合物进一步含有双酚A系二(甲基)丙烯酸酯化合物。
根据权利要求1~6任一项所述的感光性树脂组合物,其中,所述光聚合引发剂含有2,4,5‑三芳基咪唑二聚物。
根据权利要求1~7任一项所述的感光性树脂组合物,其进一步含有在340~430nm具有最大吸收的增感色素。
一种感光性元件,其具备支撑膜和在该支撑膜上由权利要求1~8任一项所述的感光性树脂组合物形成的感光层。
一种抗蚀图案的形成方法,其具有下述工序:
将由权利要求1~8任一项所述的感光性树脂组合物形成的感光层或权利要求9所述的感光性元件的感光层层叠在基板上的工序;
对所述感光层的规定部分照射活性光线以形成光固化部的曝光工序;和
将所述感光层的除所述规定部分以外的区域从所述基板上除去的显影工序。
一种印刷配线板的制造方法,其包含对通过权利要求10所述的方法形成了抗蚀图案的基板进行刻蚀或镀覆的工序。

说明书

说明书感光性树脂组合物、感光性元件、抗蚀图案的形成方法及印刷配线板的制造方法
技术领域
本发明涉及感光性树脂组合物、感光性元件、抗蚀图案的形成方法及印刷配线板的制造方法。
背景技术
在印刷配线板的制造领域中,作为刻蚀或镀覆中所使用的抗蚀材料,广泛使用感光性树脂组合物。感光性树脂组合物多以具备支撑膜和在该支撑膜上使用感光性树脂组合物形成的层(以下称作“感光层”)的感光性元件(层叠体)的形式使用。
印刷配线板例如如下制造。首先,将感光性元件的感光层层叠(层压)在基板上(层叠工序)。接着,将支撑膜剥离除去后,对感光层的规定部分照射活性光线而形成光固化部(曝光工序)。之后,通过将未曝光部从基板上除去(显影),从而在基板上形成由感光性树脂组合物的固化物形成的抗蚀图案(显影工序)。对所得抗蚀图案实施刻蚀处理或镀覆处理而在基板上形成电路后(电路形成工序),最后将抗蚀剂剥离除去而制造印刷配线板(剥离工序)。
作为曝光的方法,以往使用以汞灯作为光源并介由光掩模进行曝光的方法。而且近年来,正在使用被称作DLP(数字光处理,Digital Light Processing)或LDI(激光直接成像,Laser Direct Imaging)的将图案的数字数据直接描绘在感光层上的直接描绘曝光法。该直接描绘曝光法与介由光掩模的曝光法相比,位置对准精度更为良好,且可获得高精细的图案,因而被导入用于制作高密度封装基板。
在曝光工序中,为了提高生产效率,有必要缩短曝光时间。但是,在上述的直接描绘曝光法中,光源除了使用激光等单色光之外,由于要一边对基板进行扫描一边照射光线,因而具有与以往的介由光掩模的曝光方法相比需要更多的曝光时间的倾向。因此,为了缩短曝光时间以提高生产效率,有必要提高感光性树脂组合物的感度。
在剥离工序中,为了提高生产效率,有必要缩短抗蚀剂的剥离时间。另外,为了防止抗蚀剂的剥离片再次附着在电路基板上以提高生产成品率,有必要减小剥离片的尺寸。这样,要求固化后的剥离特性(剥离时间、剥离片尺寸等)优异的感光性树脂组合物。
另一方面,随着近年的印刷配线板的高密度化,对于析像度(分辨力)及密合性优异的感光性树脂组合物的要求有所提高。特别是在制作封装基板时,要求能够形成L/S(线宽/间距宽)为10/10(单位:μm)以下的抗蚀图案的感光性树脂组合物。
对于高密度封装基板,由于电路间的宽度狭窄,因而抗蚀剂形状优异也变得很重要。当抗蚀剂的截面形状为梯形或倒梯形时、或者有抗蚀剂的卷边时,有可能在通过之后的刻蚀处理或镀覆处理形成的电路上产生短路和/或断线。因此,期望抗蚀剂形状为矩形且没有卷边。
另外,当设于基板上的通孔(也称为贯穿孔)被抗蚀剂膜覆盖时,对所使用的感光性树脂组合物要求具有在显影液或水洗的喷雾压的作用下覆盖通孔的抗蚀剂膜不会被破坏的遮盖性、即要求具有遮盖可靠性。
针对这些要求,以往探讨了各种感光性树脂组合物(例如参照日本特开2007‑279381号公报、国际公开第2007/004619号、日本特开2009‑003177号公报、日本特开平11‑327137号公报、日本特开2003‑107695号公报)。
发明内容
但是,对于现有的感光性树脂组合物,特别是随着近年的印刷配线板的高密度化,就感光性树脂组合物的析像度及密合性而言,仍有改善的余地。另外,在具有柔软性的基板上形成抗蚀图案时,要求在该基板发生弯折时抗蚀剂可以随动的弯曲性。
因此,本发明的目的在于提供上述诸多特性优异且可形成析像度、密合性及弯曲性特别优异的抗蚀图案的感光性树脂组合物、以及使用了该感光性树脂组合物的感光性元件、抗蚀图案的形成方法及印刷配线板的制造方法。
本发明人等为了解决上述课题进行了反复深入的研究,结果发现:通过将分散度(重均分子量/数均分子量)为1.6以下的粘合剂聚合物和特定的光聚合性化合物组合,可获得能够形成析像度、密合性及弯曲性特别优异的抗蚀图案的感光性树脂组合物,从而完成了本发明。
即,本发明提供一种感光性树脂组合物,其含有:分散度为1.6以下的粘合剂聚合物、含有具有氨酯(也称为氨基甲酸酯)键的(甲基)丙烯酸酯化合物的光聚合性化合物、以及光聚合引发剂。
上述具有氨酯键的(甲基)丙烯酸酯化合物为下述通式(1)所示的化合物或下述通式(2)所示的化合物时,可形成析像度及密合性更为优异的抗蚀图案。

[式(1)中,Q表示碳数为1~20的亚烷基、碳数为1~10的环亚烷基或亚苯基,R1及R2各自独立地表示氢原子或甲基,L1、L2及L3各自独立地表示碳数为2~4的亚烷基,r1及r2各自独立地表示1~40的整数,s1、s2、t1及t2各自独立地表示0~40的整数。其中,s1、s2、t1及t2为0时,L1表示亚乙基,r1、r2、s1、s2、t1或t2为2以上时,多个存在‑L1‑O‑、‑L2‑O‑或‑L3‑O‑所示的结构单元可以无规地存在、也可以形成嵌段。]

[式(2)中,R5、R6及R7各自独立地表示碳数为1~20的亚烷基,R8、R9及R10各自独立地表示氢原子或甲基,L1、L2及L3各自独立地表示碳数为2~4的亚烷基,r3、r4及r5各自独立地表示1~40的整数,s3、s4、s5、t3、t4及t5各自独立地表示0~40的整数。其中,s3、s4、s5、t3、t4及t5为0时,L1表示亚乙基,r3、r4、r5、s3、s4、s5、t3、t4或t5为2以上时,多个存在的‑L1‑O‑、‑L2‑O‑或‑L3‑O‑所示的结构单元可以无规地存在、也可以形成嵌段。]
上述粘合剂聚合物优选具有基于从由(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苄酯衍生物、苯乙烯及苯乙烯衍生物组成的组中选择的至少1种聚合性单体的结构单元。由此,可以进一步提高析像度及密合性。
粘合剂聚合物的酸值优选为90~250mgKOH/g,粘合剂聚合物的重均分子量优选为10000~100000。由此,可以平衡性良好地提高碱显影性、显影时间及耐显影液性(密合性)。
光聚合性化合物通过进一步含有双酚A系二(甲基)丙烯酸酯化合物,可以进一步提高感光性树脂组合物的碱显影性、析像度及固化后的剥离特性。
上述光聚合引发剂优选含有2,4,5‑三芳基咪唑二聚物。由此,可以更进一步提高感光性树脂组合物的感度、析像度及密合性。
另外,从进一步提高感度、析像度、密合性及固化后的剥离特性的观点出发,本发明的感光性树脂组合物可以进一步含有在340~430nm具有最大吸收的增感色素。
本发明还提供具备支撑膜和在该支撑膜上由上述感光性树脂组合物形成的感光层的感光性元件。通过使用这种感光性元件,可以感度良好且高效地形成析像度、密合性、抗蚀剂形状及遮盖可靠性特别优异的抗蚀图案。
本发明还提供一种抗蚀图案的形成方法,其具有下述工序:将由上述感光性树脂组合物形成的感光层或上述感光性元件的感光层层叠在基板上的工序;对上述感光层的规定部分照射活性光线以形成光固化部的曝光工序;和将上述感光层的除上述规定部分以外的区域从基板上除去的显影工序。根据上述方法,可以感度良好且高效地形成析像度、密合性、抗蚀剂形状、遮盖可靠性及固化后的剥离特性均良好的抗蚀图案。
另外,本发明提供一种印刷配线板的制造方法,其包含对通过上述方法形成了抗蚀图案的基板进行刻蚀或镀覆的工序。根据该制造方法,可以精度良好且高效地制造高密度封装基板等具有经高密度化的配线的印刷配线板。
根据本发明,可以提供可形成析像度、密合性及弯曲性特别优异的抗蚀图案的感光性树脂组合物、以及使用了该感光性树脂组合物的感光性元件、抗蚀图案的形成方法及印刷配线板的制造方法。
附图说明
图1为表示本发明的感光性元件的优选的一个实施方式的示意截面图,
图2为表示破孔数测定用基板的示意图。
符号说明
1、感光性元件;2、支撑膜;3、感光层;4、保护膜。
具体实施方式
以下,对用于实施本发明的方式详细地进行说明。但本发明并非限定于以下的实施方式。另外,本说明书中,(甲基)丙烯酸是指丙烯酸或甲基丙烯酸,(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯,(甲基)丙烯酰氧基是指丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基。另外,(聚)氧乙烯链是指氧乙烯基或聚氧乙烯链、(聚)氧丙烯链是指氧丙烯基或聚氧丙烯链。此外,“EO改性”是指具有(聚)氧乙烯链的化合物,“PO改性”是指具有(聚)氧丙烯链的化合物,“BO改性”是指具有(聚)氧丁烯链的化合物,“EO‑PO改性”是指具有(聚)氧乙烯链及(聚)氧丙烯链这两者的化合物,“EO‑PO‑BO改性”是指具有(聚)氧乙烯链、(聚)氧丙烯链及(聚)氧丁烯链的全部的化合物。
(感光性树脂组合物)
本实施方式的感光性树脂组合物含有:分散度为1.6以下的粘合剂聚合物、含有具有氨酯键的(甲基)丙烯酸酯化合物的光聚合性化合物、以及光聚合引发剂。
<粘合剂聚合物>
首先,对分散度(重均分子量/数均分子量)为1.6以下的粘合剂聚合物(以下也称作“(A)成分”)进行说明。
本说明书中,“分散度”是指重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)。(A)粘合剂聚合物的分散度(Mw/Mn)为1.60以下即可,但从密合性及析像度优异的方面出发,优选为1.58以下、更优选为1.55以下。
本实施方式的感光性树脂组合物通过含有分散度为1.6以下的粘合剂聚合物作为(A)成分,不仅感度、抗蚀剂形状及固化后的剥离特性良好,而且在析像度及密合性的方面也变得优异。特别是可形成L/S(线宽/间距宽)小于10/10(单位:μm)的抗蚀图案。
作为(A)成分,只要是分散度为1.6以下的粘合剂聚合物则可以没有特别限定地使用,但从将分散度更为准确地调整至规定值内、进一步提高分辨力及密合性的方面出发,优选为通过活性自由基聚合获得的分散度为1.6以下的粘合剂聚合物。(A)成分例如可通过使聚合性单体(单体)发生自由基聚合而获得。粘合剂聚合物的分散度可通过合成时的反应温度、反应时间或引发剂的添加量来调整。
作为聚合性单体(单体),可以举出(甲基)丙烯酸;(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸环烷基酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苄酯衍生物、(甲基)丙烯酸糠基酯、(甲基)丙烯酸四氢糠基酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸二环戊基酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸2,2,2‑三氟乙酯、(甲基)丙烯酸2,2,3,3‑四氟丙酯、α‑溴代(甲基)丙烯酸、α‑氯代(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸β‑呋喃酯、(甲基)丙烯酸β‑苯乙烯基酯等(甲基)丙烯酸酯;苯乙烯;乙烯基甲苯、α‑甲基苯乙烯等在α‑位或芳香族环上被取代的可聚合等的苯乙烯衍生物;双丙酮丙烯酰胺等丙烯酰胺;丙烯腈;乙烯基‑正丁基醚等乙烯醇的醚类;马来酸、马来酸酐、马来酸单甲酯、马来酸单乙酯、马来酸单异丙酯等马来酸单酯;富马酸、肉桂酸、α‑氰基肉桂酸、衣康酸、巴豆酸、丙炔酸等。这些单体可单独使用或者任意地组合使用2种以上。
(A)成分从使析像度及密合性变得良好的观点出发,优选具有基于从由(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苄酯衍生物、苯乙烯及苯乙烯衍生物组成的组中选择的至少1种聚合性单体的结构单元。另外,更优选含有从由(甲基)丙烯酸苄酯及(甲基)丙烯酸苄酯衍生物组成的组中选择的至少1种和从由苯乙烯及苯乙烯衍生物组成的组中选择的至少1种这两方。即,(A)成分优选为通过使这些聚合性单体发生自由基聚合而获得的物质,优选具有由这些聚合性单体衍生的结构单元。
(A)成分具有基于(甲基)丙烯酸苄酯或其衍生物的结构单元时,从析像度及剥离性优异的方面出发,其含量以构成(A)成分的聚合性单体的总质量为基准优选为5~80质量%、更优选为10~70质量%、进一步优选为20~60质量%。从析像度优异的方面出发,其含量优选为5质量%以上、更优选为10质量%以上、进一步优选为20质量%以上。另外,从剥离性优异的方面出发,其含量优选为80质量%以下、更优选为70质量%以下、进一步优选为60质量%以下。
(A)成分具有基于苯乙烯或其衍生物的结构单元时,从密合性及剥离性优异的方面出发,其含量以构成(A)成分的聚合性单体的总质量为基准优选为10~70质量%、更优选为15~60质量%、进一步优选为20~50质量%。从密合性优异的方面出发,其含量优选为10质量%以上、更优选为15质量%以上、进一步优选为20质量%以上。另外,从剥离性优异的方面出发,其含量优选为70质量%以下、更优选为60质量%以下、进一步优选为50质量%以下。
另外,(A)成分从提高碱显影性及剥离特性的观点出发,优选具有基于(甲基)丙烯酸烷基酯的结构单元。
(A)成分具有基于(甲基)丙烯酸烷基酯的结构单元时,从剥离性、析像度及密合性优异的方面出发,其含量以构成(A)成分的聚合性单体的总质量为基准优选为1~30质量%、更优选为2~20质量%、进一步优选为3~10质量%。从剥离性优异的方面出发,其含量优选为1质量%以上、更优选为2质量%以上、进一步优选为3质量%以上。另外,从析像度及密合性优异的方面出发,其含量优选为30质量%以下、更优选为20质量%以下、进一步优选为10质量%以下。
作为(甲基)丙烯酸烷基酯,例如可举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯及(甲基)丙烯酸2‑乙基己酯。这些物质可单独使用或者任意地组合使用2种以上。
(A)成分的酸值从显影性及耐显影液性优异的方面出发优选为90~250mgKOH/g、更优选为100~230mgKOH/g、进一步优选为110~210mgKOH/g、特别优选为120~200mgKOH/g。另外,进行溶剂显影时,优选少量地制备(甲基)丙烯酸等具有羧基的聚合性单体(单体)。
(A)成分的重均分子量(Mw)利用凝胶渗透色谱法(GPC)进行测定(由使用了标准聚苯乙烯的标准曲线进行换算)时,从显影性及耐显影液性优异的方面出发,优选为10000~100000、更优选为20000~80000、进一步优选为25000~70000、特别优选为35000~50000、极优选为35000~45000。从显影性优异的方面出发,优选为100000以下、更优选为80000以下、进一步优选为70000以下、特别优选为50000以下、极优选为45000以下。从耐显影液性优异的方面出发,优选为10000以上、更优选为20000以上、进一步优选为25000以上、特别优选为35000以上。
作为(A)成分,可单独使用1种的粘合剂聚合物,也可任意地组合使用2种以上的粘合剂聚合物。
(A)成分的含量从膜形成性和感度及析像度优异的方面出发,相对于(A)成分及(B)成分的总量100质量份优选为30~70质量份、更优选为35~65质量份、特别优选为40~60质量份。
<光聚合性化合物>
接着,对光聚合性化合物(以下也称作“(B)成分”)进行说明。
本实施方式的感光性树脂组合物含有至少1个具有氨酯键的(甲基)丙烯酸酯化合物作为(B)成分。
从进一步提高使用感光性树脂组合物形成的抗蚀图案的析像度、密合性及弯曲性的方面出发,作为具有氨酯键的(甲基)丙烯酸酯化合物,例如可举出EO改性氨酯二(甲基)丙烯酸酯、PO改性氨酯二(甲基)丙烯酸酯、BO改性氨酯二(甲基)丙烯酸酯、EO‑PO改性氨酯二(甲基)丙烯酸酯、EO‑BO改性氨酯二(甲基)丙烯酸酯、EO‑PO‑BO改性氨酯二(甲基)丙烯酸酯、EO改性异氰脲酸酯衍生(甲基)丙烯酸酯、PO改性异氰脲酸酯衍生(甲基)丙烯酸酯、BO改性异氰脲酸酯衍生(甲基)丙烯酸酯、EO‑PO改性异氰脲酸酯衍生(甲基)丙烯酸酯、EO‑BO改性异氰脲酸酯衍生(甲基)丙烯酸酯及EO‑PO‑BO改性异氰脲酸酯衍生(甲基)丙烯酸酯。
上述化合物中,(B)成分优选含有EO改性氨酯二(甲基)丙烯酸酯、PO改性氨酯二(甲基)丙烯酸酯、EO‑PO改性氨酯二(甲基)丙烯酸酯、EO改性异氰脲酸酯衍生(甲基)丙烯酸酯、PO改性异氰脲酸酯衍生(甲基)丙烯酸酯、EO‑PO改性异氰脲酸酯衍生(甲基)丙烯酸酯,更优选含有EO‑PO改性氨酯二(甲基)丙烯酸酯或EO改性异氰脲酸酯衍生(甲基)丙烯酸酯。
作为具有氨酯键的(甲基)丙烯酸酯化合物,可以使用下述通式(1)或(2)所示的化合物。

式(1)中,Q表示碳数为1~20的亚烷基、碳数为1~10的环亚烷基或亚苯基,R1及R2各自独立地表示氢原子或甲基,L1、L2及L3各自独立地表示碳数为2~4的亚烷基。r1及r2各自独立地表示1~40的整数,s1、s2、t1及t2各自独立地表示0~40的整数。其中,s1、s2、t1及t2为0时,L1表示亚乙基,r1、r2、s1、s2、t1或t2为2以上时,多个存在的‑L1‑O‑、‑L2‑O‑或‑L3‑O‑所示的结构单元可以无规地存在、也可以形成嵌段。r1、r2、s1、s2、t1及t2表示各结构单元的数目。因此在单一的分子中如上述那样表示整数值,而作为多种分子的集合体则表示作为平均值的有理数。以下对于结构单元的数目也是同样的。

式(2)中,R5、R6及R7各自独立地表示碳数为1~20的亚烷基,R8、R9及R10各自独立地表示氢原子或甲基,L1、L2及L3各自独立地表示碳数为2~4的亚烷基,r3、r4及r5各自独立地表示1~40的整数,s3、s4、s5、t3、t4及t5各自独立地表示0~40的整数。其中,s3、s4、s5、t3、t4及t5为0时,L1表示亚乙基,r3、r4、r5、s3、s4、s5、t3、t4或t5为2以上时,多个存在的‑L1‑O‑、‑L2‑O‑或‑L3‑O‑所示的结构单元可以无规地存在、也可以形成嵌段。
通过使用通式(1)所示的化合物或通式(2)所示的化合物作为(B)成分,可以形成机械强度及柔软性、耐化学试剂性优异、有良好遮盖性、没有缺失的抗蚀图案,还可抑制由于药液所导致的镀覆金属渗透。从在确保遮盖性的情况下进一步提高析像度及密合性的观点出发,(B)成分优选含有上述通式(1)所示的化合物。
式(1)及(2)中,优选:‑L1‑O‑为氧乙烯(氧化亚乙基)、‑L2‑O‑为氧丙烯(氧化亚丙基)、‑L3‑O‑为氧丁烯(氧化亚丁基)。此外,‑L1‑O‑、‑L2‑O‑及‑L3‑O‑所示的结构单元的排列顺序并无特别限定,也可以与式(1)及(2)所记载的排列不同。
通式(1)中,从使分辨力变得更为良好的观点出发,Q优选是碳数为1~18的亚烷基、碳数为1~8的环亚烷基或亚苯基,更优选是碳数为1~15的亚烷基、碳数为1~7的环亚烷基或亚苯基,进一步优选是碳数为1~10的亚烷基、碳数为1~6的环亚烷基或亚苯基。
通式(1)中,当‑L1‑O‑为氧乙烯、‑L2‑O‑为氧丙烯、‑L3‑O‑为氧丁烯时,r1及r2从使显影性、剥离性变得更为良好的观点出发,优选各自独立地为1~35、更优选为1~30、进一步优选为1~25。另外,s1及s2从使分辨力变得更为良好的观点出发,优选各自独立地为0~30、更优选为0~25、进一步优选为0~20。进而,t1及t2从使分辨力变得更为良好的观点出发,优选各自独立地为0~25、更优选为0~20、进一步优选为0~15。
通式(1)所示的化合物可以使用市售品、也可使用合成品。这些物质可单独使用或者任意地组合使用2种以上。作为通式(1)所示的化合物,可以从商业途径获得下述式(3)所示的EO改性氨酯二甲基丙烯酸酯(日立化成工业株式会社制、样品名“UA‑11”:氧乙烯平均10mol加成物)及下述式(4)所示的EO改性氨酯二甲基丙烯酸酯(日立化成工业株式会社制、样品名“UA‑13”:氧乙烯平均2mol及氧丙烯平均18mol加成物)。


通式(2)中,从使分辨力变得更为良好的观点出发,R5、R6及R7优选各自独立地是碳数为1~18的亚烷基、更优选是碳数为1~15的亚烷基、进一步优选是碳数为1~10的亚烷基。
上述通式(2)中,当‑L1‑O‑为氧乙烯、‑L2‑O‑为氧丙烯、‑L3‑O‑为氧丁烯时,从使显影性、剥离性变得更为良好的观点出发,r3、r4及r5优选各自独立地为1~35、更优选为1~30、进一步优选为1~25。另外,从使分辨力变得更为良好的观点出发,s3、s4及s5优选各自独立地分别为0~30、更优选为0~25、进一步优选为0~20。进而,从使分辨力变得更为良好的观点出发,t3、t4及t5优选各自独立地为0~30、更优选为0~25、进一步优选为0~20。
通式(2)所示的化合物可以使用市售品、也可使用合成品。这些物质可单独使用或者任意地组合使用2种以上。作为通式(2)所示的化合物,可以从商业途径获得下述式(5)所示的EO改性异氰脲酸酯衍生三甲基丙烯酸酯(新中村化学工业株式会社制、产品名“UA‑7100”:氧乙烯平均27mol加成物)及下述式(6)所示的EO改性异氰脲酸酯衍生三甲基丙烯酸酯(新中村化学工业株式会社制、产品名“UA‑21”:氧乙烯平均12mol加成物)。

具有氨酯键的(甲基)丙烯酸酯化合物的含量相对于(B)成分整体的质量优选为10~50质量%、更优选为15~40质量%、进一步优选为20~30质量%。
(B)成分可以含有除具有氨酯键的(甲基)丙烯酸酯化合物以外的其他光聚合性化合物,只要是能够进行光交联的物质,则可以没有特别限定地使用。
作为其他的光聚合性化合物,例如可举出双酚A系二(甲基)丙烯酸酯化合物、氢化双酚A系二(甲基)丙烯酸酯化合物、分子内具有(聚)氧乙烯链及(聚)氧丙烯链这两者的聚亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯化合物、三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、壬基苯氧基聚乙烯氧基丙烯酸酯、苯二甲酸系化合物及(甲基)丙烯酸烷基酯。
上述化合物中,从进一步提高析像度及剥离特性的观点出发,(B)成分可以含有双酚A系二(甲基)丙烯酸酯化合物。通过将双酚A系二(甲基)丙烯酸酯化合物与上述具有氨酯键的(甲基)丙烯酸酯化合物并用,可以在保持遮盖性的情况下进一步提高析像度及密合性。
作为双酚A系二(甲基)丙烯酸酯化合物,可举出下述通式(7)所示的化合物。

式(7)中,R3及R4各自独立地表示氢原子或甲基。XO及YO各自独立地表示氧乙烯基或氧丙烯基。(XO)m1、(XO)m2、(YO)n1、(YO)n2表示(聚)氧乙烯链或(聚)氧丙烯链。m1、m2、n1及n2各自独立地表示0~40的整数。XO为氧乙烯基、YO为氧丙烯基时,m1+m2为1~40、n1+n2为0~20,XO为氧丙烯基、YO为氧乙烯基时,m1+m2为0~20、n1+n2为1~40。
在通式(7)所示的化合物中,2,2‑双(4‑(甲基丙烯酰氧基五乙氧基)苯基)丙烷可作为BPE‑500(新中村化学工业株式会社制、产品名)或FA‑321M(日立化成工业株式会社制、产品名)从商业途径获得,2,2‑双(4‑(甲基丙烯酰氧基十五乙氧基)苯基)丙烷可作为BPE‑1300(新中村化学工业株式会社制、产品名)从商业途径获得。这些化合物可单独使用或者任意地组合使用2种以上。
上述化合物中,从平衡性良好地提高析像度、密合性、抗蚀剂形状及固化后的剥离特性的观点出发,(B)成分可以进一步含有壬基苯氧基聚乙烯氧基丙烯酸酯或苯二甲酸系化合物。
作为上述壬基苯氧基聚乙烯氧基丙烯酸酯,例如可举出壬基苯氧基三乙烯氧基丙烯酸酯、壬基苯氧基四乙烯氧基丙烯酸酯、壬基苯氧基五乙烯氧基丙烯酸酯、壬基苯氧基六乙烯氧基丙烯酸酯、壬基苯氧基七乙烯氧基丙烯酸酯、壬基苯氧基八乙烯氧基丙烯酸酯、壬基苯氧基九乙烯氧基丙烯酸酯、壬基苯氧基十乙烯氧基丙烯酸酯及壬基苯氧基十一乙烯氧基丙烯酸酯。这些物质可单独使用或者任意地组合使用2种以上。另外,“壬基苯氧基聚乙烯氧基丙烯酸酯”也被称作“壬基苯氧基聚乙二醇丙烯酸酯”。
其中,壬基苯氧基八乙烯氧基丙烯酸酯例如可作为M‑114(东亚合成株式会社制、产品名、4‑正壬基苯氧基八乙烯氧基丙烯酸酯)从商业途径获得。另外,“4‑正壬基苯氧基八乙烯氧基丙烯酸酯”也被称作“4‑正壬基苯氧基八乙二醇丙烯酸酯”。
作为苯二甲酸系化合物,例如可举出γ‑氯‑β‑羟基丙基‑β’‑(甲基)丙烯酰氧基乙基‑邻苯二甲酸酯、β‑羟基乙基‑β’‑(甲基)丙烯酰氧基乙基‑邻苯二甲酸酯及β‑羟基丙基‑β’‑(甲基)丙烯酰氧基乙基‑邻苯二甲酸酯,其中优选γ‑氯‑β‑羟基丙基‑β’‑(甲基)丙烯酰氧基乙基‑邻苯二甲酸酯。γ‑氯‑β‑羟基丙基‑β’‑甲基丙烯酰氧基乙基‑邻苯二甲酸酯可作为FA‑MECH(日立化成工业株式会社制、产品名)从商业途径获得。这些物质可单独使用或者组合使用2种以上。
当(B)成分含有壬基苯氧基聚乙烯氧基丙烯酸酯或苯二甲酸系化合物时,其含量从平衡性良好地提高析像度、密合性、抗蚀剂形状及固化后的剥离特性的观点出发,相对于(B)成分整体的质量优选为1~30质量%、更优选为3~25质量%、进一步优选为5~20质量%。
上述化合物中,从进一步提高密合性的方面出发,(B)成分优选含有三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯或二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯。
更具体地说,(B)成分可以含有三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、EO改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯(氧乙烯基的重复总数为1~5者)、PO改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、EO‑PO改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯或二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯。这些物质可单独使用或者组合使用2种以上。其中,作为可获得的物质,可举出A‑TMM‑3(新中村化学工业株式会社制、产品名、四羟甲基甲烷三丙烯酸酯)、TMPT21E、TMPT30E(日立化成工业株式会社制、样品名、EO改性三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯)。另外,当(B)成分含有这些物质时,其含量相对于(B)成分整体的质量优选为5~50质量%、更优选为10~40质量%。
<光聚合引发剂>
接着,对光聚合引发剂(以下也称作“(C)成分”)进行说明。
作为(C)成分的光聚合引发剂并无特别限定,例如可举出二苯甲酮、2‑苄基‑2‑二甲基氨基‑1‑(4‑吗啉代苯基)‑丁酮‑1,2‑甲基‑1‑[4‑(甲基硫代)苯基]‑2‑吗啉代‑丙酮‑1等芳香族酮;烷基蒽醌等醌类;苯偶姻烷基醚等苯偶姻醚化合物;苯偶姻、烷基苯偶姻等苯偶姻化合物;苄基二甲基缩酮等苄基衍生物;2‑(邻氯苯基)‑4,5‑二苯基咪唑二聚物、2‑(邻氟苯基)‑4,5‑二苯基咪唑二聚物等2,4,5‑三芳基咪唑二聚物;9‑苯基吖啶、1,7‑(9,9’‑吖啶基)庚烷等吖啶衍生物。这些物质可单独使用或者组合使用2种以上。
(C)成分从提高感度及密合性的观点出发,优选含有2,4,5‑三芳基咪唑二聚物、更优选含有2‑(邻氯苯基)‑4,5‑二苯基咪唑二聚物。2,4,5‑三芳基咪唑二聚物的结构可以是对称的、也可以是非对称的。
(C)成分的含量相对于(A)成分及(B)成分的总量100质量份优选为0.1~10质量份、更优选为1~7质量份、进一步优选为2~6质量份、特别优选为3~5质量份。其含量为0.1质量份以上时,有易于获得良好的感度、析像度或密合性的倾向;为10质量份以下时,有易于获得良好的抗蚀剂形状的倾向。
<增感色素>
本实施方式的感光性树脂组合物可以进一步含有增感色素(以下也称作“(D)成分”)。增感色素优选在340~430nm具有最大吸收。
作为(D)成分的增感色素,例如可举出二烷基氨基二苯甲酮化合物、吡唑啉化合物、蒽化合物、香豆素化合物、呫吨酮化合物、噻吨酮化合物、噁唑化合物、苯并噁唑化合物、噻唑化合物、苯并噻唑化合物、三唑化合物、二苯乙烯化合物、三嗪化合物、噻吩化合物、萘二甲酰亚胺化合物、三芳基胺化合物及氨基吖啶化合物。这些化合物可单独使用或者组合使用2种以上。
特别是在使用340~430nm的活性光线进行感光层的曝光时,从感度及密合性的观点出发,(D)成分优选含有从由二烷基氨基二苯甲酮化合物、吡唑啉化合物、蒽化合物、香豆素化合物、三芳基胺化合物、噻吨酮化合物及氨基吖啶化合物组成的组中选择的至少1种增感色素,其中更优选含有二烷基氨基二苯甲酮化合物、吡唑啉化合物、蒽化合物或三芳基胺化合物。
(D)成分的含量相对于(A)成分及(B)成分的总量100质量份优选为0.01~10质量份、更优选为0.05~5质量份、进一步优选为0.1~3质量份。该含量为0.01质量份以上时,有易于提高感度及析像度的倾向;为10质量份以下时,有易于获得良好的抗蚀剂形状的倾向。
作为上述吡唑啉化合物,优选下述通式(8)或(9)所示的化合物。

通式(8)中,R11~R13各自独立地表示碳原子数为1~12的直链状或支链状的烷基、碳原子数为1~10的直链状或支链状的烷氧基或者卤原子。另外,a、b及c各自独立地表示0~5的整数,且a、b及c的总和为1~6。当a、b及c的总和为2以上时,多个存在的R11~R13可相互相同也可不同。
通式(8)中,R11~R13中的至少1个优选是碳原子数为1~12的直链状或支链状的烷基或者碳原子数为1~10的直链状或支链状的烷氧基,更优选是碳原子数为1~3的直链状或支链状的烷基或者碳原子数为1~3的直链状或支链状的烷氧基,进一步优选为异丙基、甲氧基或乙氧基。
作为通式(8)所示的吡唑啉化合物,可以没有特别限定地使用,具体地可举出1‑苯基‑3‑(4‑异丙基苯乙烯基)‑5‑(4‑异丙基苯基)‑吡唑啉、1‑苯基‑3‑(4‑叔丁基‑苯乙烯基)‑5‑(4‑叔丁基)‑吡唑啉、1‑苯基‑3‑(4‑甲氧基苯乙烯基)‑5‑(4‑甲氧基苯基)‑吡唑啉、1‑苯基‑3‑(3,5‑二甲氧基苯乙烯基)‑5‑(3,5‑二甲氧基苯基)‑吡唑啉、1‑苯基‑3‑(3,4‑二甲氧基苯乙烯基)‑5‑(3,4‑二甲氧基苯基)‑吡唑啉、1‑苯基‑3‑(2,6‑二甲氧基苯乙烯基)‑5‑(2,6‑二甲氧基苯基)‑吡唑啉、1‑苯基‑3‑(2,5‑二甲氧基苯乙烯基)‑5‑(2,5‑二甲氧基苯基)‑吡唑啉、1‑苯基‑3‑(2,3‑二甲氧基苯乙烯基)‑5‑(2,3‑二甲氧基苯基)‑吡唑啉、1‑苯基‑3‑(2,4‑二甲氧基苯乙烯基)‑5‑(2,4‑二甲氧基苯基)‑吡唑啉等相当于上述通式(8)中的a=0的吡唑啉化合物。

通式(9)中,R14~R16各自独立地表示碳原子数为1~12的直链状或支链状的烷基、碳原子数为1~10的直链状或支链状的烷氧基、卤原子或者苯基。另外,d、e及f各自独立地表示0~5的整数,且d、e及f的总和为1~6。d、e及f的总和为2以上时,多个存在的R14~R16可相互相同也可不同。
通式(9)中,R14~R16中的至少1个优选是碳原子数为1~12的直链状或支链状的烷基、碳原子数为1~10的直链状或支链状的烷氧基或苯基,更优选是碳原子数为1~4的直链状或支链状的烷基、碳原子数为1~4的直链状或支链状的烷氧基或者苯基,进一步优选为叔丁基、异丙基、甲氧基、乙氧基或苯基。
作为通式(9)所示的吡唑啉化合物,可以没有特别限定地使用,可举出1‑苯基‑3,5‑双(4‑叔丁基苯基)‑吡唑啉、1‑苯基‑3,5‑双(4‑甲氧基苯基)‑吡唑啉、1‑苯基‑3‑(4‑甲氧基苯基)‑5‑(4‑叔丁基苯基)‑吡唑啉、1‑苯基‑3‑(4‑叔丁基苯基)‑5‑(4‑甲氧基苯基)‑吡唑啉、1‑苯基‑3‑(4‑异丙基苯基)‑5‑(4‑叔丁基苯基)‑吡唑啉、1‑苯基‑3‑(4‑叔丁基苯基)‑5‑(4‑异丙基苯基)‑吡唑啉、1‑苯基‑3‑(4‑甲氧基苯基)‑5‑(4‑异丙基苯基)‑吡唑啉、1‑苯基‑3‑(4‑异丙基苯基)‑5‑(4‑甲氧基苯基)‑吡唑啉、1,5‑二苯基‑3‑(4‑叔丁基苯基)‑吡唑啉、1,3‑二苯基‑5‑(4‑叔丁基苯基)‑吡唑啉、1,5‑二苯基‑3‑(4‑异丙基苯基)‑吡唑啉、1,3‑二苯基‑5‑(4‑异丙基苯基)‑吡唑啉、1,5‑二苯基‑3‑(4‑甲氧基苯基)‑吡唑啉、1,3‑二苯基‑5‑(4‑甲氧基苯基)‑吡唑啉、1‑苯基‑3,5‑双(4‑叔丁基苯基)‑吡唑啉、1,5‑二苯基‑3‑(4‑叔丁基苯基)‑吡唑啉等相当于上述通式(7)中的a=0的吡唑啉化合物;1‑苯基‑3‑(4‑联苯基)‑5‑(4‑叔丁基苯基)‑吡唑啉、1‑苯基‑3‑(4‑联苯基)‑5‑(4‑叔辛基苯基)‑吡唑啉等相当于上述通式(9)中e=1、R15=苯基的吡唑啉化合物等。
作为上述蒽化合物,优选含有下述通式(10)所示的化合物。

通式(10)中,R17及R18各自独立地表示碳原子数为1~20的烷基、碳原子数为5~12的环烷基、苯基、苄基、碳原子数为2~12的酰基或苯甲酰基。R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25及R26各自独立地表示氢原子、碳原子数为1~12的烷基、卤原子、氰基、羧基、苯基、碳原子数为2~6的烷氧基羰基或苯甲酰基。上述碳原子数为1~20的烷基在烷基的碳原子数为2~12时,主链碳原子间可具有氧原子、还可被羟基取代。上述碳原子数为5~12的环烷基可以在环中具有氧原子、也可被羟基取代。上述R17及R18中的上述苯基可以被从由碳原子数为1~6的烷基、羟基、卤原子、氰基、羧基、苯基、碳原子数为1~6的烷氧基、苯氧基及碳原子数为2~6的烷氧基羰基组成的组中选择的1种以上的基团和/或原子取代。上述苄基可以被从由碳原子数为1~6的烷基、羟基、卤原子、氰基、羧基、苯基、碳原子数为1~6的烷氧基、苯氧基及碳原子数为2~6的烷氧基羰基组成的组中选择的1种以上的基团和/或原子取代。上述苯甲酰基可以被从由碳原子数为1~6的烷基、羟基、卤原子、氰基、羧基、苯基、碳原子数为1~6的烷氧基、苯氧基及碳原子数为2~6的烷氧基羰基组成的组中选择的1种以上的基团和/或原子取代。
通式(10)中,作为R17及R18,例如可举出甲基、乙基、丙基、丁基、戊基及己基。作为R17及R18的组合,例如可举出乙基与乙基的组合、丙基与丙基的组合、丁基与丁基的组合。
作为R19~R26,例如可举出氢原子、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、乙氧基羰基、羟基乙氧基羰基及苯氧基。作为R19~R26的组合,可以举出下述组合:它们全部为氢原子;它们中的任一个为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、乙氧基羰基、羟基乙氧基羰基或苯氧基、而其余全部为氢原子;它们中的任意2个为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、乙氧基羰基、羟基乙氧基羰基或苯氧基或者它们的组合、而其余全部为氢原子等。
上述R17及R18优选是碳原子数为1~4的烷基,优选R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25及R26为氢原子。
作为通式(10)所示的化合物,具体地可举出9,10‑二甲氧基蒽、9,10‑二乙氧基蒽、9,10‑二丁氧基蒽等。
作为上述三芳基胺化合物,优选含有下述通式(11)所示的化合物。

通式(11)中,R27、R28及R29各自独立地表示碳原子数为1~10的烷基或碳原子数为1~4的烷氧基,g、h及i表示按照使g+h+i的值达到1以上的方式选择的0~5的整数。其中,当g为2以上时,多个存在的R27可相同也可不同,h为2以上时,多个存在的R28可相同也可不同,i为2以上时,多个存在的R29可相同也可不同。
<胺化合物>
本实施方式的感光性树脂组合物还可进一步含有与上述三芳基胺化合物不同的胺化合物(以下也称作“(E)成分”)。作为(E)成分,例如可举出双[4‑(二甲基氨基)苯基]甲烷、双[4‑(二乙基氨基)苯基]甲烷及隐色结晶紫。这些物质可单独使用或者组合使用2种以上。
当感光性树脂组合物含有(E)成分时,其含量相对于(A)成分及(B)成分的总量100质量份优选为0.01~10质量份、更优选为0.05~5质量份、特别优选为0.1~2质量份。其含量为0.01质量份以上时,有易于提高感度的倾向,为10质量份以下时,有在膜形成后过剩的(E)成分难以作为异物析出的倾向。
<其他成分>
本实施方式的感光性树脂组合物根据需要还可含有分子内具有至少1个可阳离子聚合的环状醚基的光聚合性化合物(氧杂环丁烷化合物等)、阳离子聚合引发剂、孔雀绿等染料、三溴苯基砜、隐色结晶紫等光发色剂、热发色防止剂、对甲苯磺酰胺等增塑剂、颜料、填充剂、消泡剂、阻燃剂、稳定剂、密合性赋予剂、流平剂、剥离促进剂、抗氧化剂、香料、成像剂、热交联剂等。这些物质可单独使用或者组合使用2种以上。它们的含量相对于(A)成分(粘合剂聚合物)及(B)成分(光聚合性化合物)的总量100质量份优选分别为0.01~20质量份左右。
(感光性树脂组合物的溶液)
可以将本实施方式的感光性树脂组合物溶解在有机溶剂中制成固体成分为30~60质量%左右的溶液(涂布液)来使用。作为有机溶剂,例如可举出甲醇、乙醇、丙酮、甲乙酮、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、甲苯、N,N‑二甲基甲酰胺、丙二醇单甲基醚及它们的混合溶剂。
通过将上述涂布液涂布在金属板等的表面上并使其干燥,可形成由本实施方式的感光性树脂组合物构成的感光层。作为金属板,可举出铜、铜系合金、镍、铬、铁、不锈钢等铁系合金,优选地可举出铜、铜系合金、铁系合金。
感光层的厚度根据其用途而不同,但优选以干燥后的厚度计为1~100μm左右。还可以用保护膜将感光层的与金属板相反侧的表面覆盖。作为保护膜,可举出聚乙烯、聚丙烯等聚合物膜。
(感光性元件)
图1为表示本发明的感光性元件1的优选实施方式的示意截面图。
通过将上述感光性树脂组合物的溶液涂布在支撑膜2上并使其干燥,可以在支撑膜上形成由上述感光性树脂组合物构成的感光层3。如此,可获得具备支撑膜2和形成于该支撑膜2上的上述感光层3的本实施方式的感光性元件1。
作为支撑膜,可使用聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯、聚丙烯、聚乙烯等聚烯烃等具有耐热性及耐溶剂性的聚合物膜。
感光性元件根据需要可具备将感光层的与支撑膜相对侧的表面覆盖的保护膜。具体地说,作为保护膜,可以使用聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯、聚丙烯、聚乙烯等聚烯烃等具有耐热性及耐溶剂性的聚合物膜。作为市售品,可举出王子制纸公司制Alphan MA‑410、E‑200C、信越Film公司制等的聚丙烯膜、帝人公司制PS‑25等PS系列的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。另外,保护膜也可以是与支撑膜相同的膜。
感光性树脂组合物的溶液在支撑膜上的涂布可通过辊涂、逗号涂布、凹版涂布、气刀涂布、模涂、棒涂等公知的方法进行。
上述溶液的干燥优选在70~150℃下进行5~30分钟左右。干燥后,感光层中的残存有机溶剂量从防止之后工序中的有机溶剂的扩散的观点出发,优选为2质量%以下。
感光性元件中的感光层的厚度根据用途而不同,但以干燥后的厚度计优选为1~100μm、更优选为1~50μm、进一步优选为5~40μm。如果该厚度为1μm以上,则有在工业上易于涂覆的倾向,如果该厚度为100μm以下,则有易于充分地获得密合性及析像度的倾向。
感光性元件还可进一步具有缓冲层、粘接层、光吸收层、气体阻隔层等中间层等。
所得的感光性元件可以以片材状进行保管、或者在卷芯上卷绕成辊状进行保管。卷绕成辊状时,优选按照支撑膜处于外侧的方式进行卷绕。
(抗蚀图案的形成方法)
使用上述感光性树脂组合物可以形成抗蚀图案。本实施方式的抗蚀图案的形成方法具有下述工序:(i)将使用上述感光性树脂组合物形成的感光层层叠在基板上的层叠工序;(ii)对感光层的规定部分照射活性光线以使该规定部分曝光、固化的曝光工序;以及(iii)将感光层的除上述规定部分以外的部分从基板上除去、从而在基板上形成由感光性树脂组合物的固化物形成的抗蚀图案的显影工序。
(i)层叠工序
首先,将使用感光性树脂组合物形成的感光层层叠在基板上。作为基板,可使用具备绝缘层和形成于该绝缘层上的导体层的基板。
感光层在基板上的层叠例如通过将上述感光性元件的保护膜除去后一边对感光性元件的感光层进行加热一边压接在上述基板上来进行。由此,可获得由基板、感光层和支撑膜构成、且按顺序将它们层叠而成的层叠体。
该层叠操作从密合性及随动性的立场出发,优选在减压下进行。压接时的感光层和/或基板的加热优选在70~130℃的温度下进行,优选以0.1~1.0MPa左右(1~10kgf/cm2左右)的压力进行压接,但对这些条件并无特别限定。此外,如果将感光层加热至70~130℃,则没有必要预先对基板进行预热处理,但为了进一步提高层叠性,也可以进行基板的预热处理。
(ii)曝光工序
接着,对基板上的感光层的规定部分照射活性光线以使该规定部分曝光、固化。此时,在存在于感光层上的支撑膜相对于活性光线为透过性时,可透过支撑膜照射活性光线,但在支撑膜为遮光性时,则在除去支撑膜后对感光层照射活性光线。
作为曝光方法,可举出通过被称为原图的负或正掩模图案将活性光线照射成图像状的方法(掩模曝光法)。另外,还可采用利用LDI(激光直接成像,Laser Direct Imaging)曝光法或DLP(数字光处理,Digital Light Processing)曝光法等直接描绘曝光法将活性光线照射成图像状的方法。
本实施方式的感光性树脂组合物可以优选地用于直接描绘曝光方法。即,本发明的优选实施方式之一是含有分散度为1.6以下的粘合剂聚合物、含有具有氨酯键的(甲基)丙烯酸酯化合物的光聚合性化合物、以及光聚合引发剂的感光性树脂组合物在直接描绘曝光法中的应用。
作为活性光线的光源,可以使用公知的光源,例如可使用碳弧灯、汞蒸汽弧灯、高压汞灯、氙灯、氩激光等气体激光器、YAG激光器等固体激光器、半导体激光器等有效地放射紫外线等活性光线的光源。
作为活性光线的波长(曝光波长),从更确实地获得本发明效果的观点出发,优选在340~430nm的范围内、更优选在350~420nm的范围内。
(iii)显影工序
进而,将感光层的除上述规定部分以外的区域从基板上除去,从而在基板上形成由感光性树脂组合物的固化物形成的抗蚀图案。当在感光层上存在支撑膜时,将支撑膜除去后进行除上述规定部分(曝光部分)以外的部分(未曝光部分)的除去(显影)。显影方法有湿式显影和干式显影,但广泛使用湿式显影。作为显影液,可举出碱性水溶液、水系显影液、有机溶剂系显影液。
显影液优选为碱性水溶液。具体地优选0.1~5质量%碳酸钠的稀溶液、0.1~5质量%碳酸钾的稀溶液、0.1~5质量%氢氧化钠的稀溶液、0.1~5质量%四硼酸钠的稀溶液等。碱性水溶液的pH优选为9~11的范围,其温度可根据感光层的碱显影性来进行调节。在碱性水溶液中还可混入表面活性剂、消泡剂、用于促进显影的少量有机溶剂等。
将未曝光部分除去后,根据需要进行60~250℃左右的加热或0.2~10J/cm2左右的曝光,从而可以将抗蚀图案进一步固化。
[印刷配线板的制造方法]
通过对利用上述方法形成了抗蚀图案的基板进行刻蚀或镀覆,可以制造印刷配线板。基板的刻蚀或镀覆以所形成的抗蚀图案为掩模而对基板的导体层等进行。
作为进行刻蚀时的刻蚀液,例如可举出氯化铜溶液、氯化铁溶液、碱刻蚀溶液及过氧化氢刻蚀液,其中从刻蚀因子良好的方面出发,优选使用氯化铁溶液。
作为进行镀覆时的镀覆方法,例如可举出硫酸铜镀覆、焦磷酸铜镀覆等铜镀覆、High Throw焊锡镀覆等焊锡镀覆、Watts浴(硫酸镍‑氯化镍)镀覆、氨基磺酸镍等镍镀覆、镀硬金、镀软金等金镀覆。
在刻蚀或镀覆结束后,抗蚀图案例如可以利用比显影所用的碱性水溶液的碱性更强的水溶液进行剥离。作为该强碱性的水溶液,例如可使用1~10质量%氢氧化钠水溶液、1~10质量%氢氧化钾水溶液等。其中,优选使用1~10质量%氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液、更优选使用1~5质量%氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液。
作为抗蚀图案的剥离方式,可举出浸渍方式、喷雾方式等,这些方式可单独使用也可并用。另外,形成了抗蚀图案的印刷配线板可以是多层印刷配线板、也可具有小径通孔。
本发明的感光性树脂组合物可优选用于印刷配线板的制造。即,本发明的优选实施方式之一是含有分散度为1.6以下的粘合剂聚合物、含有具有氨酯键的(甲基)丙烯酸酯化合物的光聚合性化合物、以及光聚合引发剂的感光性树脂组合物在印刷配线板的制造中的用途,更优选的实施方式是上述感光性树脂组合物在高密度封装基板的制造中的用途。
[实施例]
以下举出实施例更具体地说明本发明,但本发明并非限定于以下的实施例。
(感光性树脂组合物的溶液的制备)
通过以表2及表3所示的配合量混合表2及表3所示的成分,制备了实施例1~10及比较例1~12的感光性树脂组合物的溶液。表2及表3所示的(A)成分的配合量是不挥发成分的质量(固体成分量)。表2及表3所示各成分的详细情况如下所述。
<(A)粘合剂聚合物>
[粘合剂聚合物(A‑1)及(A‑2)]
作为粘合剂聚合物(A‑1)~(A‑2),使用通过活性自由基聚合(精密聚合)合成的粘合剂聚合物。作为合成手法,例如可举出日本特开2009‑19165号公报所记载的手法。
[粘合剂聚合物(A‑3)的合成]
将作为聚合性单体(单体)的甲基丙烯酸150g、甲基丙烯酸苄酯125g、甲基丙烯酸甲酯25g及苯乙烯200g(质量比30/25/5/40)与偶氮二异丁腈9.0g混合,将所得的溶液作为“溶液a”。
在甲基溶纤剂60g及甲苯40g的混合液(质量比3:2)100g中溶解偶氮二异丁腈1.2g,将所得的溶液作为“溶液b”。
在具备搅拌器、回流冷却器、温度计、滴液漏斗及氮气导入管的烧瓶中投入甲基溶纤剂270g及甲苯180g的混合液(质量比3:2)450g,一边向烧瓶内吹入氮气并进行搅拌、一边进行加热,使其升温至80℃。
向烧瓶内的上述混合液中用4小时的时间滴加上述溶液a后,一边搅拌一边在80℃下保温2小时。接着,向烧瓶内的溶液中用10分钟的时间滴加上述溶液b后,一边搅拌烧瓶内的溶液一边在80℃下保温3小时。进而,用30分钟的时间使烧瓶内的溶液升温至90℃,在90℃下保温2小时后冷却,获得粘合剂聚合物(A‑3)的溶液。
粘合剂聚合物(A‑3)的不挥发成分(固体成分)为47.8质量%、重均分子量为40000、酸值为196mgKOH/g。
其中,重均分子量通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定,并通过使用标准聚苯乙烯的标准曲线进行换算而导出。以下示出GPC的条件。
GPC条件
泵:日立L‑6000型(株式会社日立制作所制、产品名)
色谱柱:Gelpack GL‑R420、Gelpack GL‑R430、Gelpack GL‑R440(以上由日立化成工业株式会社制、产品名)
洗脱液:四氢呋喃
测定温度:40℃
流量:2.05mL/分钟
检测器:日立L‑3300型RI(株式会社日立制作所制、产品名)
[粘合剂聚合物(A‑4)~(A‑8)的合成]
作为聚合性单体(单体),以表1所示的质量比使用表1所示的材料,除此之外,与获得粘合剂聚合物(A‑3)的溶液同样地操作,获得粘合剂聚合物(A‑4)~(A‑8)的溶液。
对于粘合剂聚合物(A‑1)~(A‑8),将聚合性单体(单体)的质量比、酸值、重均分子量及分散度示于表1。
表1

<(B)光聚合性化合物>
TMPT21E(日立化成工业株式会社制、样品名):(EO)改性三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(氧乙烯平均21mol加成物)
FA‑321M(日立化成工业株式会社制、产品名):2,2‑双(4‑(甲基丙烯酰氧基五乙氧基)苯基)丙烷
UA‑13(日立化成工业株式会社制、样品名):(EO)(PO)改性氨酯二甲基丙烯酸酯(氧乙烯平均2mol、氧丙烯平均18mol加成物)
UA‑7100(新中村化学工业株式会社制、产品名):(EO)改性异氰脲酸酯衍生三甲基丙烯酸酯(氧乙烯平均27mol加成物)
FA‑024M(日立化成工业株式会社制、产品名):上述通式(4)中R7及R8=甲基、r3=6(平均值)、s2+s3=12(平均值)的乙烯基化合物
FA‑023M(日立化成工业株式会社制、产品名):上述通式(3)中R5及R6=甲基、r1+r2=6(平均值)、s1=12(平均值)的乙烯基化合物
M‑114(东亚合成株式会社制、产品名):4‑正壬基苯氧基八乙二醇丙烯酸酯
<(C)光聚合引发剂>
B‑CIM(Hampford公司制、产品名):2,2’‑双(2‑氯苯基)‑4,4’,5,5’‑四苯基双咪唑
<(D)增感色素>
PYR‑1(株式会社日本化学工业所公司制):1‑苯基‑3‑(4‑甲氧基苯乙烯基)‑5‑(4‑甲氧基苯基)吡唑啉
DBA(川崎化成工业株式会社制、产品名):9,10‑二丁氧基蒽
EAB(保土ケ谷化学株式会社制、产品名):4,4’‑双(二乙基氨基)二苯甲酮
J205(日本蒸馏工业株式会社制、产品名):下述式(11a)所示的三苯基胺衍生物

<(E)胺化合物>
LCV(山田化学株式会社制、产品名):隐色结晶紫
<染料>
MKG(大阪有机化学工业株式会社制、产品名):孔雀绿
表2

表3

(感光性元件)
将上述感光性树脂组合物的溶液分别均匀地涂布在厚度为16μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(帝人株式会社制、产品名“HTF‑01”)上,利用70℃及110℃的热风对流式干燥器进行干燥,形成干燥后的膜厚为25μm的感光层。在该感光层上粘贴保护膜(Tamapoly株式会社制、产品名“NF‑15”),获得依次层叠聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(支撑膜)、感光层和保护膜而成的感光性元件。
(层叠基板)
利用MEC株式会社制CZ处理液对由玻璃环氧材料和形成于其两面上的铜箔(厚度为16μm)构成的镀铜层叠板(日立化成工业株式会社制、产品名“MCL‑E‑679F”)的铜表面进行粗糙化。将该粗糙化铜基板(以下称作“基板”)进行加热,升温至80℃后,将实施例1~10及比较例1~12的感光性元件层压(层叠)在基板的铜表面上。层压如下进行:一边除去保护膜,一边按照各感光性元件的感光层密合在基板的铜表面上的方式,在温度为120℃、层压压力为4kgf/cm2的条件下进行。如此,获得在基板的铜表面上层叠有感光层及聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的层叠基板。
(感度的评价)
将所得的层叠基板放冷,在达到23℃的时间点,在层叠基板的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上密合下述光具,该光具具有浓度区域为0.00~2.00、浓度梯级为0.05、曝光表大小为20mm×187mm、各阶段的大小为3mm×12mm的41段阶段式曝光表。使用以波长405nm的蓝紫色激光二极管为光源的Hitachi Via Mechanics株式会社制的直接描绘曝光机“DE‑1UH”(产品名),以80mJ/cm2的能量(曝光量)隔着光具及聚对苯二甲酸乙二醇酯膜对感光层进行曝光。此外,照度的测定是使用应用了405nm对应探针的紫外线照度计(Ushio电机株式会社制、产品名“UIT‑150”)进行的。
在曝光后,将聚对苯二甲酸乙二醇酯膜从层叠基板上剥离,露出感光层,在30℃下喷雾1质量%碳酸钠水溶液50秒,从而将未曝光部分除去。如此,在基板的铜表面上形成由感光性树脂组合物的固化物形成的固化膜。通过测定制成固化膜获得的阶段式曝光表的残存段数(阶段段数),评价感光性树脂组合物的感度。对于感度,由上述阶段段数表示,该段数越高则表明感度越良好。
将结果示于表5及表6。
(析像度及密合性的评价)
使用线宽(L)/间距宽(S)(以下记为“L/S”)为3/3~30/30(单位:μm)的描绘图案,以41段阶段式曝光表的残存段数为16段的能量量对上述层叠基板的感光层进行曝光(描绘)。曝光后,进行与上述感度的评价相同的显影处理。
显影后,利用在间距部分(未曝光部分)被干净地除去、且线部分(曝光部分)没有发生曲折和/或缺失的情况下形成的抗蚀图案的线宽/间距宽的值中的最小值,评价析像度及密合性。该数值越小,表明析像度及密合性均越良好。将结果示于表5及表6。
(抗蚀剂形状的评价)
将上述析像度及密合性的评价中所得的抗蚀剂形状(抗蚀图案的截面形状)使用日立扫描型电子显微镜S‑500A进行观察。抗蚀剂形状为梯形或倒梯形时、或者具有抗蚀剂的卷边或裂纹时,有在利用之后的刻蚀处理或镀覆处理形成的电路中易于发生短路或断线的倾向。因此,抗蚀剂形状优选为矩形(长方形)、且没有抗蚀剂的卷边或裂纹。其中,“裂纹”是指抗蚀图案的线部分(曝光部分)上发生开裂和/或龟裂、或者伴随该情况而在线部分上发生缺失和/或断裂。将抗蚀剂形状为矩形、且没有抗蚀剂的卷边或裂纹的情况评价为“A”、将可见抗蚀剂的卷边的情况评价为“B”。将结果示于表5及表6。
(剥离特性的评价)
将各感光性元件层叠在上述镀铜层叠板(基板)上,在表4所示的条件下进行曝光及显影,从而制作了在基板上形成有固化膜的试验片(40mm×50mm)。将该试验片在室温下放置一昼夜后,在表4所示的条件下进行剥离。将从搅拌开始后到固化膜从基板上被完全剥离除去为止的时间作为剥离时间(秒)。另外,目视观察剥离后的剥离片的尺寸,按以下标准进行评价。剥离时间越短、剥离片的尺寸越小,则表明剥离特性越良好。将结果示于表5及表6。
剥离片尺寸
L:片状
M:30~40mm见方
S:小于30mm见方
表4

(遮盖可靠性的评价)
在1.6mm厚的镀铜层叠板上空有连续3个直径为4mm孔的图2所示的破孔数测定用基板上,在温度为120℃、层压压力为4kgf/cm2的条件下层压实施例及比较例中制作的感光性元件。层压如下进行:一边除去保护膜,一边按照感光性元件的感光性树脂层密合在破孔数测定用基板面上的方式进行。接着,以显影后的残存阶段段数为16.0段的能量量进行曝光,曝光后剥离聚对苯二甲酸乙二醇酯膜,进行2次50秒的显影。显影后,测定图2所示位置(共计18个的3连φ4mm孔)的破孔个数,作为异形遮盖破坏率进行评价,将其作为遮盖可靠性。
异形遮盖破坏率(%)=(破孔数(个)/18(个))×100
(弯曲性的评价)
将FPC基板(产品名:F‑30VC1、基板厚:25μm、铜厚:18μm、Nikkan工业株式会社制)加热至80℃,在其铜表面上按照下述方式层压实施例及比较例的感光性元件:一边剥离保护膜,一边使感光层朝向镀铜层叠板侧,使用110℃的热辊以1.5m/分钟的速度进行层压。将层叠有该感光层及支撑膜的FPC基板作为用于评价弯曲性的试验片。
接着,使用上述曝光机“DE‑1UH”,以41段阶段式曝光表的显影后的残存阶段段数达到16.0段的能量量对上述试验片进行曝光,使感光层发生光固化。之后,将支撑膜剥离,用1质量%碳酸钠水溶液进行显影,从而获得在FPC基板上层叠有抗蚀剂的弯曲性评价用基板。弯曲性利用心轴试验(mandrel test)来进行评价,将弯曲性评价用基板剪切成宽2cm、长10cm的长条状,以180°与圆筒状的棒互相摩擦5个来回后,求出FPC基板与抗蚀剂之间没有剥离的圆筒的直径。圆筒的直径越小,则弯曲性越优异。
(耐镀覆性的评价)
将支撑膜从上述层叠基板上剥离,露出感光层,以显影后的残存阶段段数达到16.0段的能量量进行曝光,用1质量%碳酸钠水溶液进行显影。接着,按照在脱脂液(Meltex株式会社制、产品名“PC‑455”、25质量%)中浸渍5分钟→水洗→在软刻蚀液(过硫酸铵150g/L)中浸渍2分钟→水洗→在10质量%硫酸中浸渍1分钟的顺序进行前处理,放入硫酸铜镀覆浴(硫酸铜75g/L、硫酸190g/L、氯离子50ppm、Meltex株式会社制、产品名“カパ一グリ一ムPCM”5mL/L)中,在室温、2.0A/dm2下进行硫酸铜镀覆40分钟,之后进行水洗。
然后进行水洗、干燥,为了研究耐镀覆性(耐化学试剂性),立即粘贴Cellotape(注册商标),将其沿垂直方向剥离(90°剥离试验),观察有无抗蚀剂的剥离。另外,在抗蚀剂剥离后,从上方用光学显微镜观察有无镀铜的金属渗透。当发生了镀铜的金属渗透时,透过透明的抗蚀剂,会在其下部观察到通过镀覆析出的镀铜。
表5

表6

由表5及表6可知,实施例1~10的感光性树脂组合物的感度、析像度、密合性、抗蚀剂形状、遮盖可靠性、固化后的剥离特性、机械特性、柔软性及耐化学试剂性均良好。
本发明的感光性树脂组合物适于用作形成用于制造印刷配线板的抗蚀图案的材料。特别是由于上述感光性树脂组合物的感度、析像度、密合性、抗蚀剂形状及固化后的剥离特性均良好,因而还优选在用于制造高密度封装基板等具有经细线化和高密度化的配线的印刷配线板的抗蚀图案形成中使用。

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1、(10)申请公布号 CN 103076717 A(43)申请公布日 2013.05.01CN103076717A*CN103076717A*(21)申请号 201210414367.9(22)申请日 2012.10.252011-235086 2011.10.26 JP2012-214547 2012.09.27 JPG03F 7/027(2006.01)G03F 7/004(2006.01)G03F 7/00(2006.01)H05K 1/02(2006.01)(71)申请人日立化成工业株式会社地址日本东京(72)发明人村松有纪子 宫坂昌宏(74)专利代理机构永新专利商标代理有限公司 720。

2、02代理人白丽 陈建全(54) 发明名称感光性树脂组合物、感光性元件、抗蚀图案的形成方法及印刷配线板的制造方法(57) 摘要本发明的感光性树脂组合物含有:分散度为1.6以下的粘合剂聚合物、含有具有氨酯键的(甲基)丙烯酸酯化合物的光聚合性化合物、以及光聚合引发剂。(30)优先权数据(51)Int.Cl.权利要求书2页 说明书24页 附图2页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书24页 附图2页(10)申请公布号 CN 103076717 ACN 103076717 A1/2页21.一种感光性树脂组合物,其含有:分散度为1.6以下的粘合剂聚合物;含有具有氨酯。

3、键的(甲基)丙烯酸酯化合物的光聚合性化合物;以及光聚合引发剂。2.根据权利要求1所述的感光性树脂组合物,其中,所述具有氨酯键的(甲基)丙烯酸酯化合物为下述通式(1)所示的化合物或者下述通式(2)所示的化合物:式(1)中,Q表示碳数为120的亚烷基、碳数为110的环亚烷基或亚苯基;R1及R2各自独立地表示氢原子或甲基;L1、L2及L3各自独立地表示碳数为24的亚烷基;r1及r2各自独立地表示140的整数;s1、s2、t1及t2各自独立地表示040的整数;其中s1、s2、t1及t2为0时,L1表示亚乙基;r1、r2、s1、s2、t1或t2为2以上时,多个存在的-L1-O-、-L2-O-或-L3-O。

4、-所示的结构单元可以无规地存在,也可以形成嵌段;式(2)中,R5、R6及R7各自独立地表示碳数为120的亚烷基;R8、R9及R10各自独立地表示氢原子或甲基;L1、L2及L3各自独立地表示碳数为24的亚烷基;r3、r4及r5各自独立地表示140的整数;s3、s4、s5、t3、t4及t5各自独立地表示040的整数;其中s3、s4、s5、t3、t4及t5为0时,L1表示亚乙基;r3、r4、r5、s3、s4、s5、t3、t4或t5为2以上时,多个存在的-L1-O-、-L2-O-或-L3-O-所示的结构单元可以无规地存在,也可以形成嵌段。3.根据权利要求1或2所述的感光性树脂组合物,其中,所述粘合剂聚。

5、合物具有基于从由(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苄酯衍生物、苯乙烯及苯乙烯衍生物组成的组中选择的至少1种聚合性单体的结构单元。4.根据权利要求13任一项所述的感光性树脂组合物,其中,所述粘合剂聚合物的酸值为90250mgKOH/g。5.根据权利要求14任一项所述的感光性树脂组合物,其中,所述粘合剂聚合物的重均分子量为10000100000。6.根据权利要求15任一项所述的感光性树脂组合物,其中,所述光聚合性化合物进一步含有双酚A系二(甲基)丙烯酸酯化合物。7.根据权利要求16任一项所述的感光性树脂组合物,其中,所述光聚合引发剂含有2,4,5-三芳基咪唑二聚物。8.根据权利要求17任一项所述的。

6、感光性树脂组合物,其进一步含有在340430nm具有最大吸收的增感色素。权 利 要 求 书CN 103076717 A2/2页39.一种感光性元件,其具备支撑膜和在该支撑膜上由权利要求18任一项所述的感光性树脂组合物形成的感光层。10.一种抗蚀图案的形成方法,其具有下述工序:将由权利要求18任一项所述的感光性树脂组合物形成的感光层或权利要求9所述的感光性元件的感光层层叠在基板上的工序;对所述感光层的规定部分照射活性光线以形成光固化部的曝光工序;和将所述感光层的除所述规定部分以外的区域从所述基板上除去的显影工序。11.一种印刷配线板的制造方法,其包含对通过权利要求10所述的方法形成了抗蚀图案的基。

7、板进行刻蚀或镀覆的工序。权 利 要 求 书CN 103076717 A1/24页4感光性树脂组合物、 感光性元件、 抗蚀图案的形成方法及印刷配线板的制造方法技术领域0001 本发明涉及感光性树脂组合物、感光性元件、抗蚀图案的形成方法及印刷配线板的制造方法。背景技术0002 在印刷配线板的制造领域中,作为刻蚀或镀覆中所使用的抗蚀材料,广泛使用感光性树脂组合物。感光性树脂组合物多以具备支撑膜和在该支撑膜上使用感光性树脂组合物形成的层(以下称作“感光层”)的感光性元件(层叠体)的形式使用。0003 印刷配线板例如如下制造。首先,将感光性元件的感光层层叠(层压)在基板上(层叠工序)。接着,将支撑膜剥离。

8、除去后,对感光层的规定部分照射活性光线而形成光固化部(曝光工序)。之后,通过将未曝光部从基板上除去(显影),从而在基板上形成由感光性树脂组合物的固化物形成的抗蚀图案(显影工序)。对所得抗蚀图案实施刻蚀处理或镀覆处理而在基板上形成电路后(电路形成工序),最后将抗蚀剂剥离除去而制造印刷配线板(剥离工序)。0004 作为曝光的方法,以往使用以汞灯作为光源并介由光掩模进行曝光的方法。而且近年来,正在使用被称作DLP(数字光处理,Digital Light Processing)或LDI(激光直接成像,Laser Direct Imaging)的将图案的数字数据直接描绘在感光层上的直接描绘曝光法。该直接。

9、描绘曝光法与介由光掩模的曝光法相比,位置对准精度更为良好,且可获得高精细的图案,因而被导入用于制作高密度封装基板。0005 在曝光工序中,为了提高生产效率,有必要缩短曝光时间。但是,在上述的直接描绘曝光法中,光源除了使用激光等单色光之外,由于要一边对基板进行扫描一边照射光线,因而具有与以往的介由光掩模的曝光方法相比需要更多的曝光时间的倾向。因此,为了缩短曝光时间以提高生产效率,有必要提高感光性树脂组合物的感度。0006 在剥离工序中,为了提高生产效率,有必要缩短抗蚀剂的剥离时间。另外,为了防止抗蚀剂的剥离片再次附着在电路基板上以提高生产成品率,有必要减小剥离片的尺寸。这样,要求固化后的剥离特性。

10、(剥离时间、剥离片尺寸等)优异的感光性树脂组合物。0007 另一方面,随着近年的印刷配线板的高密度化,对于析像度(分辨力)及密合性优异的感光性树脂组合物的要求有所提高。特别是在制作封装基板时,要求能够形成L/S(线宽/间距宽)为10/10(单位:m)以下的抗蚀图案的感光性树脂组合物。0008 对于高密度封装基板,由于电路间的宽度狭窄,因而抗蚀剂形状优异也变得很重要。当抗蚀剂的截面形状为梯形或倒梯形时、或者有抗蚀剂的卷边时,有可能在通过之后的刻蚀处理或镀覆处理形成的电路上产生短路和/或断线。因此,期望抗蚀剂形状为矩形且没有卷边。0009 另外,当设于基板上的通孔(也称为贯穿孔)被抗蚀剂膜覆盖时,。

11、对所使用的感光性树脂组合物要求具有在显影液或水洗的喷雾压的作用下覆盖通孔的抗蚀剂膜不会被破说 明 书CN 103076717 A2/24页5坏的遮盖性、即要求具有遮盖可靠性。0010 针对这些要求,以往探讨了各种感光性树脂组合物(例如参照日本特开2007-279381号公报、国际公开第2007/004619号、日本特开2009-003177号公报、日本特开平11-327137号公报、日本特开2003-107695号公报)。发明内容0011 但是,对于现有的感光性树脂组合物,特别是随着近年的印刷配线板的高密度化,就感光性树脂组合物的析像度及密合性而言,仍有改善的余地。另外,在具有柔软性的基板上形。

12、成抗蚀图案时,要求在该基板发生弯折时抗蚀剂可以随动的弯曲性。0012 因此,本发明的目的在于提供上述诸多特性优异且可形成析像度、密合性及弯曲性特别优异的抗蚀图案的感光性树脂组合物、以及使用了该感光性树脂组合物的感光性元件、抗蚀图案的形成方法及印刷配线板的制造方法。0013 本发明人等为了解决上述课题进行了反复深入的研究,结果发现:通过将分散度(重均分子量/数均分子量)为1.6以下的粘合剂聚合物和特定的光聚合性化合物组合,可获得能够形成析像度、密合性及弯曲性特别优异的抗蚀图案的感光性树脂组合物,从而完成了本发明。0014 即,本发明提供一种感光性树脂组合物,其含有:分散度为1.6以下的粘合剂聚合。

13、物、含有具有氨酯(也称为氨基甲酸酯)键的(甲基)丙烯酸酯化合物的光聚合性化合物、以及光聚合引发剂。0015 上述具有氨酯键的(甲基)丙烯酸酯化合物为下述通式(1)所示的化合物或下述通式(2)所示的化合物时,可形成析像度及密合性更为优异的抗蚀图案。0016 0017 式(1)中,Q表示碳数为120的亚烷基、碳数为110的环亚烷基或亚苯基,R1及R2各自独立地表示氢原子或甲基,L1、L2及L3各自独立地表示碳数为24的亚烷基,r1及r2各自独立地表示140的整数,s1、s2、t1及t2各自独立地表示040的整数。其中,s1、s2、t1及t2为0时,L1表示亚乙基,r1、r2、s1、s2、t1或t2。

14、为2以上时,多个存在-L1-O-、-L2-O-或-L3-O-所示的结构单元可以无规地存在、也可以形成嵌段。0018 0019 式(2)中,R5、R6及R7各自独立地表示碳数为120的亚烷基,R8、R9及R10各自独立地表示氢原子或甲基,L1、L2及L3各自独立地表示碳数为24的亚烷基,r3、r4及r5各自独立地表示140的整数,s3、s4、s5、t3、t4及t5各自独立地表示040的整数。说 明 书CN 103076717 A3/24页6其中,s3、s4、s5、t3、t4及t5为0时,L1表示亚乙基,r3、r4、r5、s3、s4、s5、t3、t4或t5为2以上时,多个存在的-L1-O-、-L2。

15、-O-或-L3-O-所示的结构单元可以无规地存在、也可以形成嵌段。0020 上述粘合剂聚合物优选具有基于从由(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苄酯衍生物、苯乙烯及苯乙烯衍生物组成的组中选择的至少1种聚合性单体的结构单元。由此,可以进一步提高析像度及密合性。0021 粘合剂聚合物的酸值优选为90250mgKOH/g,粘合剂聚合物的重均分子量优选为10000100000。由此,可以平衡性良好地提高碱显影性、显影时间及耐显影液性(密合性)。0022 光聚合性化合物通过进一步含有双酚A系二(甲基)丙烯酸酯化合物,可以进一步提高感光性树脂组合物的碱显影性、析像度及固化后的剥离特性。0023 上述光聚合引。

16、发剂优选含有2,4,5-三芳基咪唑二聚物。由此,可以更进一步提高感光性树脂组合物的感度、析像度及密合性。0024 另外,从进一步提高感度、析像度、密合性及固化后的剥离特性的观点出发,本发明的感光性树脂组合物可以进一步含有在340430nm具有最大吸收的增感色素。0025 本发明还提供具备支撑膜和在该支撑膜上由上述感光性树脂组合物形成的感光层的感光性元件。通过使用这种感光性元件,可以感度良好且高效地形成析像度、密合性、抗蚀剂形状及遮盖可靠性特别优异的抗蚀图案。0026 本发明还提供一种抗蚀图案的形成方法,其具有下述工序:将由上述感光性树脂组合物形成的感光层或上述感光性元件的感光层层叠在基板上的工。

17、序;对上述感光层的规定部分照射活性光线以形成光固化部的曝光工序;和将上述感光层的除上述规定部分以外的区域从基板上除去的显影工序。根据上述方法,可以感度良好且高效地形成析像度、密合性、抗蚀剂形状、遮盖可靠性及固化后的剥离特性均良好的抗蚀图案。0027 另外,本发明提供一种印刷配线板的制造方法,其包含对通过上述方法形成了抗蚀图案的基板进行刻蚀或镀覆的工序。根据该制造方法,可以精度良好且高效地制造高密度封装基板等具有经高密度化的配线的印刷配线板。0028 根据本发明,可以提供可形成析像度、密合性及弯曲性特别优异的抗蚀图案的感光性树脂组合物、以及使用了该感光性树脂组合物的感光性元件、抗蚀图案的形成方法。

18、及印刷配线板的制造方法。附图说明0029 图1为表示本发明的感光性元件的优选的一个实施方式的示意截面图,0030 图2为表示破孔数测定用基板的示意图。0031 符号说明0032 1、感光性元件;2、支撑膜;3、感光层;4、保护膜。具体实施方式0033 以下,对用于实施本发明的方式详细地进行说明。但本发明并非限定于以下的实施方式。另外,本说明书中,(甲基)丙烯酸是指丙烯酸或甲基丙烯酸,(甲基)丙烯酸酯是指说 明 书CN 103076717 A4/24页7丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯,(甲基)丙烯酰氧基是指丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基。另外,(聚)氧乙烯链是指氧乙烯基或聚氧乙烯链、(聚)氧丙烯链是指氧丙烯。

19、基或聚氧丙烯链。此外,“EO改性”是指具有(聚)氧乙烯链的化合物,“PO改性”是指具有(聚)氧丙烯链的化合物,“BO改性”是指具有(聚)氧丁烯链的化合物,“EO-PO改性”是指具有(聚)氧乙烯链及(聚)氧丙烯链这两者的化合物,“EO-PO-BO改性”是指具有(聚)氧乙烯链、(聚)氧丙烯链及(聚)氧丁烯链的全部的化合物。0034 (感光性树脂组合物)0035 本实施方式的感光性树脂组合物含有:分散度为1.6以下的粘合剂聚合物、含有具有氨酯键的(甲基)丙烯酸酯化合物的光聚合性化合物、以及光聚合引发剂。0036 粘合剂聚合物0037 首先,对分散度(重均分子量/数均分子量)为1.6以下的粘合剂聚合物。

20、(以下也称作“(A)成分”)进行说明。0038 本说明书中,“分散度”是指重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)。(A)粘合剂聚合物的分散度(Mw/Mn)为1.60以下即可,但从密合性及析像度优异的方面出发,优选为1.58以下、更优选为1.55以下。0039 本实施方式的感光性树脂组合物通过含有分散度为1.6以下的粘合剂聚合物作为(A)成分,不仅感度、抗蚀剂形状及固化后的剥离特性良好,而且在析像度及密合性的方面也变得优异。特别是可形成L/S(线宽/间距宽)小于10/10(单位:m)的抗蚀图案。0040 作为(A)成分,只要是分散度为1.6以下的粘合剂聚合物则可以没有特别限定地。

21、使用,但从将分散度更为准确地调整至规定值内、进一步提高分辨力及密合性的方面出发,优选为通过活性自由基聚合获得的分散度为1.6以下的粘合剂聚合物。(A)成分例如可通过使聚合性单体(单体)发生自由基聚合而获得。粘合剂聚合物的分散度可通过合成时的反应温度、反应时间或引发剂的添加量来调整。0041 作为聚合性单体(单体),可以举出(甲基)丙烯酸;(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸环烷基酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苄酯衍生物、(甲基)丙烯酸糠基酯、(甲基)丙烯酸四氢糠基酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸二环戊基酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸。

22、二乙基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、(甲基)丙烯酸2,2,3,3-四氟丙酯、-溴代(甲基)丙烯酸、-氯代(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸-呋喃酯、(甲基)丙烯酸-苯乙烯基酯等(甲基)丙烯酸酯;苯乙烯;乙烯基甲苯、-甲基苯乙烯等在-位或芳香族环上被取代的可聚合等的苯乙烯衍生物;双丙酮丙烯酰胺等丙烯酰胺;丙烯腈;乙烯基-正丁基醚等乙烯醇的醚类;马来酸、马来酸酐、马来酸单甲酯、马来酸单乙酯、马来酸单异丙酯等马来酸单酯;富马酸、肉桂酸、-氰基肉桂酸、衣康酸、巴豆酸、丙炔酸等。这些单体可单独使用或者任意地组合使用2种以上。0042 (A)成分从使析像度及密合性变得。

23、良好的观点出发,优选具有基于从由(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苄酯衍生物、苯乙烯及苯乙烯衍生物组成的组中选择的至少1种聚合性单体的结构单元。另外,更优选含有从由(甲基)丙烯酸苄酯及(甲基)丙烯酸苄酯衍生物组成的组中选择的至少1种和从由苯乙烯及苯乙烯衍生物组成的组中选择的至少1种这两方。即,(A)成分优选为通过使这些聚合性单体发生自由基聚合而获得的物质,优选具有说 明 书CN 103076717 A5/24页8由这些聚合性单体衍生的结构单元。0043 (A)成分具有基于(甲基)丙烯酸苄酯或其衍生物的结构单元时,从析像度及剥离性优异的方面出发,其含量以构成(A)成分的聚合性单体的总质量为基准优。

24、选为580质量%、更优选为1070质量%、进一步优选为2060质量%。从析像度优异的方面出发,其含量优选为5质量%以上、更优选为10质量%以上、进一步优选为20质量%以上。另外,从剥离性优异的方面出发,其含量优选为80质量%以下、更优选为70质量%以下、进一步优选为60质量%以下。0044 (A)成分具有基于苯乙烯或其衍生物的结构单元时,从密合性及剥离性优异的方面出发,其含量以构成(A)成分的聚合性单体的总质量为基准优选为1070质量%、更优选为1560质量%、进一步优选为2050质量%。从密合性优异的方面出发,其含量优选为10质量%以上、更优选为15质量%以上、进一步优选为20质量%以上。另。

25、外,从剥离性优异的方面出发,其含量优选为70质量%以下、更优选为60质量%以下、进一步优选为50质量%以下。0045 另外,(A)成分从提高碱显影性及剥离特性的观点出发,优选具有基于(甲基)丙烯酸烷基酯的结构单元。0046 (A)成分具有基于(甲基)丙烯酸烷基酯的结构单元时,从剥离性、析像度及密合性优异的方面出发,其含量以构成(A)成分的聚合性单体的总质量为基准优选为130质量%、更优选为220质量%、进一步优选为310质量%。从剥离性优异的方面出发,其含量优选为1质量%以上、更优选为2质量%以上、进一步优选为3质量%以上。另外,从析像度及密合性优异的方面出发,其含量优选为30质量%以下、更优。

26、选为20质量%以下、进一步优选为10质量%以下。0047 作为(甲基)丙烯酸烷基酯,例如可举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯及(甲基)丙烯酸2-乙基己酯。这些物质可单独使用或者任意地组合使用2种以上。0048 (A)成分的酸值从显影性及耐显影液性优异的方面出发优选为90250mgKOH/g、更优选为100230mgKOH/g、进一步优选为110210mgKOH/g、特别优选为120200mgKOH/g。另外,进行溶剂显影时,优选少量地制备(甲基)丙烯酸等具有羧基的聚合性单体(单体)。0049 (A)成分的重。

27、均分子量(Mw)利用凝胶渗透色谱法(GPC)进行测定(由使用了标准聚苯乙烯的标准曲线进行换算)时,从显影性及耐显影液性优异的方面出发,优选为10000100000、更优选为2000080000、进一步优选为2500070000、特别优选为3500050000、极优选为3500045000。从显影性优异的方面出发,优选为100000以下、更优选为80000以下、进一步优选为70000以下、特别优选为50000以下、极优选为45000以下。从耐显影液性优异的方面出发,优选为10000以上、更优选为20000以上、进一步优选为25000以上、特别优选为35000以上。0050 作为(A)成分,可单独。

28、使用1种的粘合剂聚合物,也可任意地组合使用2种以上的粘合剂聚合物。0051 (A)成分的含量从膜形成性和感度及析像度优异的方面出发,相对于(A)成分及(B)成分的总量100质量份优选为3070质量份、更优选为3565质量份、特别优选为说 明 书CN 103076717 A6/24页94060质量份。0052 光聚合性化合物0053 接着,对光聚合性化合物(以下也称作“(B)成分”)进行说明。0054 本实施方式的感光性树脂组合物含有至少1个具有氨酯键的(甲基)丙烯酸酯化合物作为(B)成分。0055 从进一步提高使用感光性树脂组合物形成的抗蚀图案的析像度、密合性及弯曲性的方面出发,作为具有氨酯键。

29、的(甲基)丙烯酸酯化合物,例如可举出EO改性氨酯二(甲基)丙烯酸酯、PO改性氨酯二(甲基)丙烯酸酯、BO改性氨酯二(甲基)丙烯酸酯、EO-PO改性氨酯二(甲基)丙烯酸酯、EO-BO改性氨酯二(甲基)丙烯酸酯、EO-PO-BO改性氨酯二(甲基)丙烯酸酯、EO改性异氰脲酸酯衍生(甲基)丙烯酸酯、PO改性异氰脲酸酯衍生(甲基)丙烯酸酯、BO改性异氰脲酸酯衍生(甲基)丙烯酸酯、EO-PO改性异氰脲酸酯衍生(甲基)丙烯酸酯、EO-BO改性异氰脲酸酯衍生(甲基)丙烯酸酯及EO-PO-BO改性异氰脲酸酯衍生(甲基)丙烯酸酯。0056 上述化合物中,(B)成分优选含有EO改性氨酯二(甲基)丙烯酸酯、PO改性氨。

30、酯二(甲基)丙烯酸酯、EO-PO改性氨酯二(甲基)丙烯酸酯、EO改性异氰脲酸酯衍生(甲基)丙烯酸酯、PO改性异氰脲酸酯衍生(甲基)丙烯酸酯、EO-PO改性异氰脲酸酯衍生(甲基)丙烯酸酯,更优选含有EO-PO改性氨酯二(甲基)丙烯酸酯或EO改性异氰脲酸酯衍生(甲基)丙烯酸酯。0057 作为具有氨酯键的(甲基)丙烯酸酯化合物,可以使用下述通式(1)或(2)所示的化合物。0058 0059 式(1)中,Q表示碳数为120的亚烷基、碳数为110的环亚烷基或亚苯基,R1及R2各自独立地表示氢原子或甲基,L1、L2及L3各自独立地表示碳数为24的亚烷基。r1及r2各自独立地表示140的整数,s1、s2、t。

31、1及t2各自独立地表示040的整数。其中,s1、s2、t1及t2为0时,L1表示亚乙基,r1、r2、s1、s2、t1或t2为2以上时,多个存在的-L1-O-、-L2-O-或-L3-O-所示的结构单元可以无规地存在、也可以形成嵌段。r1、r2、s1、s2、t1及t2表示各结构单元的数目。因此在单一的分子中如上述那样表示整数值,而作为多种分子的集合体则表示作为平均值的有理数。以下对于结构单元的数目也是同样的。0060 0061 式(2)中,R5、R6及R7各自独立地表示碳数为120的亚烷基,R8、R9及R10各自独立地表示氢原子或甲基,L1、L2及L3各自独立地表示碳数为24的亚烷基,r3、r4及。

32、r5说 明 书CN 103076717 A7/24页10各自独立地表示140的整数,s3、s4、s5、t3、t4及t5各自独立地表示040的整数。其中,s3、s4、s5、t3、t4及t5为0时,L1表示亚乙基,r3、r4、r5、s3、s4、s5、t3、t4或t5为2以上时,多个存在的-L1-O-、-L2-O-或-L3-O-所示的结构单元可以无规地存在、也可以形成嵌段。0062 通过使用通式(1)所示的化合物或通式(2)所示的化合物作为(B)成分,可以形成机械强度及柔软性、耐化学试剂性优异、有良好遮盖性、没有缺失的抗蚀图案,还可抑制由于药液所导致的镀覆金属渗透。从在确保遮盖性的情况下进一步提高析。

33、像度及密合性的观点出发,(B)成分优选含有上述通式(1)所示的化合物。0063 式(1)及(2)中,优选:-L1-O-为氧乙烯(氧化亚乙基)、-L2-O-为氧丙烯(氧化亚丙基)、-L3-O-为氧丁烯(氧化亚丁基)。此外,-L1-O-、-L2-O-及-L3-O-所示的结构单元的排列顺序并无特别限定,也可以与式(1)及(2)所记载的排列不同。0064 通式(1)中,从使分辨力变得更为良好的观点出发,Q优选是碳数为118的亚烷基、碳数为18的环亚烷基或亚苯基,更优选是碳数为115的亚烷基、碳数为17的环亚烷基或亚苯基,进一步优选是碳数为110的亚烷基、碳数为16的环亚烷基或亚苯基。0065 通式(1。

34、)中,当-L1-O-为氧乙烯、-L2-O-为氧丙烯、-L3-O-为氧丁烯时,r1及r2从使显影性、剥离性变得更为良好的观点出发,优选各自独立地为135、更优选为130、进一步优选为125。另外,s1及s2从使分辨力变得更为良好的观点出发,优选各自独立地为030、更优选为025、进一步优选为020。进而,t1及t2从使分辨力变得更为良好的观点出发,优选各自独立地为025、更优选为020、进一步优选为015。0066 通式(1)所示的化合物可以使用市售品、也可使用合成品。这些物质可单独使用或者任意地组合使用2种以上。作为通式(1)所示的化合物,可以从商业途径获得下述式(3)所示的EO改性氨酯二甲基丙烯酸酯(日立化成工业株式会社制、样品名“UA-11”:氧乙烯平均10mol加成物)及下述式(4)所示的EO改性氨酯二甲基丙烯酸酯(日立化成工业株式会社制、样品名“UA-13”:氧乙烯平均2mol及氧丙烯平均18mol加成物)。0067 0068 0069 通式(2)中,从使分辨力变得更为良好的观点出发,R5、R6及R7优选各自独立地是碳数为118的亚烷基、更优选是碳数为115的亚烷基、进一步优选是碳数为110的亚烷基。0070 上述通式(2)中,当-L1-O-为氧乙烯、-L2-O-为氧丙烯、-L3-O-为氧丁烯时,从使说 明 书CN 103076717 A10。

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