IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ 旭化成株式会社の特許一覧

特開2023-130248感光性エレメントの製造方法、およびレジストパターンの形成方法
<>
< >
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023130248
(43)【公開日】2023-09-20
(54)【発明の名称】感光性エレメントの製造方法、およびレジストパターンの形成方法
(51)【国際特許分類】
   G03F 7/004 20060101AFI20230912BHJP
   G03F 7/031 20060101ALI20230912BHJP
   H05K 3/06 20060101ALI20230912BHJP
【FI】
G03F7/004 502
G03F7/004 512
G03F7/031
H05K3/06 H
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022034828
(22)【出願日】2022-03-07
(71)【出願人】
【識別番号】000000033
【氏名又は名称】旭化成株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100108903
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 和広
(74)【代理人】
【識別番号】100142387
【弁理士】
【氏名又は名称】齋藤 都子
(74)【代理人】
【識別番号】100135895
【弁理士】
【氏名又は名称】三間 俊介
(72)【発明者】
【氏名】加持 義貴
【テーマコード(参考)】
2H225
5E339
【Fターム(参考)】
2H225AC34
2H225AC35
2H225AC63
2H225AC64
2H225AD14
2H225AD24
2H225AM13P
2H225AM22P
2H225AM23P
2H225AM32P
2H225AN13P
2H225AN22P
2H225AN29P
2H225AN66P
2H225AN80P
2H225AN82P
2H225AN87P
2H225AN89P
2H225BA09P
2H225BA11P
2H225BA17P
2H225BA18P
2H225CA13
2H225CB04
2H225CB05
2H225CC01
2H225CC13
5E339BE11
5E339CD01
5E339CE12
5E339CF16
5E339CF17
5E339GG02
(57)【要約】
【課題】膜厚によって変動する感光性エレメントの塗工・乾燥条件の影響を受けない、感度と解像性に優れた感光性エレメントの製造方法、およびレジストパターンの形成方法を提供すること。
【解決手段】本発明の感光性エレメントの製造方法は、融点が100℃以下の重合禁止剤として、第1のフェノール系重合禁止剤と、第1のフェノール系重合禁止剤とは異なる第2のフェノール系重合禁止剤とを含む、(D)重合禁止剤の組成決定工程を有し、製造される感光性エレメントにおける感光性樹脂組成物層の想定膜厚tに対し、
2000 < (M+M)×t < 4000
(式中、M、Mはそれぞれ、第1のフェノール系重合禁止剤と、第1のフェノール系重合禁止剤とは異なる第2のフェノール系重合禁止剤の含有量(ppm)である。)を満たす組成比とすることを特徴とする。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
支持フィルムと、上記支持フィルム上に形成された感光性樹脂組成物を含む感光性樹脂組成物層と、保護フィルムとを備える感光性エレメントの製造方法であって、上記感光性樹脂組成物が、以下の成分:
(A)アルカリ可溶性高分子、
(B)エチレン性不飽和二重結合を有する化合物、
(C)増感剤、および
(D)重合禁止剤、を含み、
前記(D)重合禁止剤は、融点が100℃以下の重合禁止剤として、第1のフェノール系重合禁止剤と、第1のフェノール系重合禁止剤とは異なる第2のフェノール系重合禁止剤とを含み、
前記製造方法は、前記(D)重合禁止剤の組成決定工程を有し、
前記(D)重合禁止剤の組成決定工程は、製造される感光性エレメントにおける感光性樹脂組成物層の想定膜厚tに対し、
2000 < (M+M)×t < 4000
(式中、M、Mはそれぞれ、第1のフェノール系重合禁止剤と、第1のフェノール系重合禁止剤とは異なる第2のフェノール系重合禁止剤の含有量(ppm)である。)を満たす組成比とすることを特徴とする、
感光性エレメントの製造方法。
【請求項2】
前記製造方法が、(A)アルカリ可溶性高分子、(B)エチレン性不飽和二重結合を有する化合物、(C)増感剤、および(D)融点が100℃以下の重合禁止剤として第1のフェノール系重合禁止剤と、第1のフェノール系重合禁止剤とは異なる第2のフェノール系重合禁止剤と、溶剤を含む感光性樹脂組成物溶液の調合工程、
前記感光性樹脂組成物溶液を、前記支持フィルム上に塗工する塗工工程、
前記塗工した支持フィルムを90℃以上に加熱する加熱工程、
保護フィルムを重ねる積層工程、
を含む、請求項1に記載の感光性エレメントの製造方法。
【請求項3】
前記第1のフェノール系重合禁止剤と、前記第2のフェノール系重合禁止剤が、2,6-ジ-tert-ブチル-パラ-クレゾールと、4-メトキシフェノールである、請求項1または2に記載の感光性エレメントの製造方法。
【請求項4】
前記(D)重合禁止剤として、フェノチアジン誘導体をさらに含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の感光性エレメントの製造方法。
【請求項5】
前記第1のフェノール系重合禁止剤と、前記第2のフェノール系重合禁止剤と、前記フェノチアジン誘導体とを含む、(D)重合禁止剤の組成決定工程を有する感光性エレメントの製造方法であって、
前記(D)重合禁止剤の組成決定工程は、製造される感光性エレメントにおける感光性樹脂組成物層の想定膜厚tに対し、
1/8 ≦ M/(M+M) ≦ t1/2
(式中、M、M、Mはそれぞれ、フェノチアジン誘導体と、第1のフェノール系重合禁止剤と、第1のフェノール系重合禁止剤とは異なる第2のフェノール系重合禁止剤の含有量(ppm)である。)を満たす組成比とする、請求項4に記載の感光性エレメントの製造方法。
【請求項6】
前記(B)エチレン性不飽和二重結合を有する化合物として、ビスフェノールA構造を含有する化合物を含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の感光性エレメントの製造方法。
【請求項7】
前記保護フィルムが、ポリプロピレンまたはポリエチレンテレフタレートである、請求項1~6のいずれか一項に記載の感光性エレメントの製造方法。
【請求項8】
前記(C)増感剤がアントラセン誘導体を含む、請求項1~7のいずれか一項に記載の感光性エレメントの製造方法。
【請求項9】
前記(C)増感剤がベンゾフェノン誘導体を含む、請求項1~8のいずれか一項に記載の感光性エレメントの製造方法。
【請求項10】
請求項1~9のいずれか一項に記載の感光性エレメントを基板に積層する積層工程、
該感光性樹脂積層体の感光性樹脂層を露光する露光工程、及び
該感光性樹脂層の未露光部を現像除去する現像工程、を含む、レジストパターンの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、感光性エレメントの製造方法、およびレジストパターンの形成方法に関する。
【背景技術】
【0002】
プリント配線板は、一般的にはフォトリソグラフィーによって製造される。フォトリソグラフィーとは、以下の工程によって、基板上に所望の配線パターンを形成する方法である。すなわち、まず、基板上に感光性樹脂組成物から成る層を形成し、該塗膜にパターン露光及び現像してレジストパターンを形成する。次いでエッチング又はめっき処理により導体パターンを形成する。その後、基板上のレジストパターンを除去することによって、基板上に所望の配線パターンを形成する。
【0003】
一般に、フォトリソグラフィーにおけるレジストパターンの形成では、感光性樹脂組成物の溶液を基板に塗布して乾燥させる方法、又はドライフィルムレジスト(感光性樹脂組成物から成る感光性樹脂層が支持フィルム上に積層された感光性樹脂積層体)の感光性樹脂層を基板に積層する方法のいずれかが使用される。
【0004】
プリント配線板の製造においては、感光性エレメント(感光性樹脂積層体)を使用することが多い。感光性エレメントの生産と使用においては、重合禁止剤の種類の選択と組み合わせ、及び含有量の設定によって決定される感度と解像性が生産性を左右するため重要である。
【0005】
従来の感光性エレメントには、フェノール系重合禁止剤を用いたもの(特許文献1)、フェノチアジン系重合禁止剤を用いたもの(特許文献2)が知られている。また、感光性樹脂組成物の重合禁止剤として、1種のフェノール系重合禁止剤とフェノチアジン系重合禁止剤を組み合わせて使用する例も知られている(特許文献3)。さらには、特定のフェノール系重合禁止剤を2種組み合わせて用いることで、ラジカルの補足効果に相乗効果を生むことも知られている(非特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2005-227528号公報
【特許文献2】特開2019-194025号公報
【特許文献3】特開平6-345681号公報
【非特許文献】
【0007】
【非特許文献1】Journal of the Japan Petroleum Institute, 54, (1), 22-29 (2011)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、上記の特許文献1~3及び非特許文献1に記載された材料は、いずれも、感光性エレメントを製造する上で、感光性エレメントの膜厚に応じた重合禁止剤の種類と量を選択する観点から、更なる改良の余地が残されていた。
【0009】
感光性エレメントの製造条件は膜厚によって調整がなされる。すなわち、塗工後乾燥前の感光性樹脂組成物層に含まれる溶剤の量は、膜厚に比例して増えるため、膜厚が厚いほど乾燥時間が長くかかる。フェノール系重合禁止剤を用いた感光性エレメントは、解像性に優れる反面、乾燥時、加熱される際に揮発するため、同一の感光性樹脂組成物であっても膜厚によって含有量が変化し、感度と解像性が変動する。
フェノチアジン系重合禁止剤を単独で用いた感光性エレメントは、乾燥時、加熱される際にも揮発しないため、同一の感光性樹脂組成物であれば膜厚によって含有量が変化しないため、感度が変動することはないが、解像性に劣る。
【0010】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、本発明の目的は、膜厚によって変動する感光性エレメントの塗工・乾燥条件の影響を受けない、感度と解像性に優れた感光性エレメントの製造方法、およびレジストパターンの形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明者らは、以下の技術的手段によって、上記の目的を達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。本発明は以下のとおりのものである。
[1]
支持フィルムと、上記支持フィルム上に形成された感光性樹脂組成物を含む感光性樹脂組成物層と、保護フィルムとを備える感光性エレメントの製造方法であって、上記感光性樹脂組成物が、以下の成分:
(A)アルカリ可溶性高分子、
(B)エチレン性不飽和二重結合を有する化合物、
(C)増感剤、および
(D)重合禁止剤、を含み、
前記(D)重合禁止剤は、融点が100℃以下の重合禁止剤として、第1のフェノール系重合禁止剤と、第1のフェノール系重合禁止剤とは異なる第2のフェノール系重合禁止剤とを含み、
前記製造方法は、前記(D)重合禁止剤の組成決定工程を有し、
前記(D)重合禁止剤の組成決定工程は、製造される感光性エレメントにおける感光性樹脂組成物層の想定膜厚tに対し、
2000 < (M+M)×t < 4000
(式中、M、Mはそれぞれ、第1のフェノール系重合禁止剤と、第1のフェノール系重合禁止剤とは異なる第2のフェノール系重合禁止剤の含有量(ppm)である。)を満たす組成比とすることを特徴とする、
感光性エレメントの製造方法。
[2]
前記製造方法が、(A)アルカリ可溶性高分子、(B)エチレン性不飽和二重結合を有する化合物、(C)増感剤、および(D)融点が100℃以下の重合禁止剤として第1のフェノール系重合禁止剤と、第1のフェノール系重合禁止剤とは異なる第2のフェノール系重合禁止剤と、溶剤を含む感光性樹脂組成物溶液の調合工程、
前記感光性樹脂組成物溶液を、前記支持フィルム上に塗工する塗工工程、
前記塗工した支持フィルムを90℃以上に加熱する加熱工程、
保護フィルムを重ねる積層工程、
を含む、[1]に記載の感光性エレメントの製造方法。
[3]
前記第1のフェノール系重合禁止剤と、前記第2のフェノール系重合禁止剤が、2,6-ジ-tert-ブチル-パラ-クレゾールと、4-メトキシフェノールである、[1]または[2]に記載の感光性エレメントの製造方法。
[4]
前記(D)重合禁止剤として、フェノチアジン誘導体をさらに含む、[1]~[3]のいずれかに記載の感光性エレメントの製造方法。
[5]
前記第1のフェノール系重合禁止剤と、前記第2のフェノール系重合禁止剤と、前記フェノチアジン誘導体とを含む、(D)重合禁止剤の組成決定工程を有する感光性エレメントの製造方法であって、
前記(D)重合禁止剤の組成決定工程は、製造される感光性エレメントにおける感光性樹脂組成物層の想定膜厚tに対し、
1/8 ≦ M/(M+M) ≦ t1/2
(式中、M、M、Mはそれぞれ、フェノチアジン誘導体と、第1のフェノール系重合禁止剤と、第1のフェノール系重合禁止剤とは異なる第2のフェノール系重合禁止剤の含有量(ppm)である。)を満たす組成比とする、[4]に記載の感光性エレメントの製造方法。
[6]
前記(B)エチレン性不飽和二重結合を有する化合物として、ビスフェノールA構造を含有する化合物を含む、[1]~[5]のいずれかに記載の感光性エレメントの製造方法。
[7]
前記保護フィルムが、ポリプロピレンまたはポリエチレンテレフタレートである、[1]~[6]のいずれかに記載の感光性エレメントの製造方法。
[8]
前記(C)増感剤がアントラセン誘導体を含む、[1]~[7]のいずれかに記載の感光性エレメントの製造方法。
[9]
前記(C)増感剤がベンゾフェノン誘導体を含む、[1]~[8]のいずれかに記載の感光性エレメントの製造方法。
[10]
[1]~[9]のいずれかに記載の感光性エレメントを基板に積層する積層工程、
該感光性樹脂積層体の感光性樹脂層を露光する露光工程、及び
該感光性樹脂層の未露光部を現像除去する現像工程、を含む、レジストパターンの形成方法。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、膜厚によって変動させる感光性エレメントの塗工・乾燥条件の影響を受けない、感度と解像性に優れた感光性エレメントの製造方法、およびレジストパターンの形成方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の例示の実施の形態(以下、「本実施形態」と略記する。)について、詳細に説明する。本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。本願明細書において、各数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。
なお、本明細書において、「~」を用いて示されている数値範囲は、上限および下限の数値を含むものとする。
【0014】
本発明の感光性エレメントの製造方法は、支持フィルムと、上記支持フィルム上に形成された感光性樹脂組成物を含む感光性樹脂組成物層と、保護フィルムとを備える感光性エレメントの製造方法であって、(D)重合禁止剤の組成決定工程を有し、
前記(D)重合禁止剤の組成決定工程は、製造される感光性エレメントにおける感光性樹脂組成物層の想定膜厚tに対し、
2000 < (M+M)×t < 4000
(式中、M、Mはそれぞれ、第1のフェノール系重合禁止剤と、第1のフェノール系重合禁止剤とは異なる第2のフェノール系重合禁止剤の含有量(ppm)である。)を満たす組成比とすることを特徴とする。
そして、特に本発明により製造される感光性エレメントは、感光性樹脂組成物が、
(A)アルカリ可溶性高分子、
(B)エチレン性不飽和二重結合を有する化合物、
(C)増感剤、および
(D)重合禁止剤、を含み、
前記(D)重合禁止剤は、融点が100℃以下の重合禁止剤として、第1のフェノール系重合禁止剤と、第1のフェノール系重合禁止剤とは異なる第2のフェノール系重合禁止剤とを含むことを特徴とする。
【0015】
感光性エレメントの製造方法は、例えば、(A)アルカリ可溶性高分子、(B)エチレン性不飽和二重結合を有する化合物、(C)増感剤、および(D)融点が100℃以下の重合禁止剤として第1のフェノール系重合禁止剤と、第1のフェノール系重合禁止剤とは異なる第2のフェノール系重合禁止剤と、溶剤を含む感光性樹脂組成物溶液の調合工程、
前記感光性樹脂組成物溶液を、前記支持フィルム上に塗工する塗工工程、
前記塗工した支持フィルムを90℃以上に加熱する加熱工程、
保護フィルムを重ねる積層工程、
を含む。
【0016】
本発明者らは、(D)重合禁止剤において、第1のフェノール系重合禁止剤と、第1のフェノール系重合禁止剤とは異なる第2のフェノール系重合禁止剤を組み合わせ、膜厚に応じた含有量を適切な組成範囲に調整する工程を適用することで、感度と解像性が良好になることに想到した。
すなわち、本発明によれば、膜厚によって変動させる感光性エレメントの塗工・乾燥条件の影響を受けない、感度と解像性に優れた感光性エレメントの製造方法を提供することができる。
【0017】
<支持フィルム>
本実施形態に係る支持フィルムは、感光性樹脂組成物層を支持するための層又はフィルムであり、活性光線を透過させる透明な基材フィルムであることが好ましい。
【0018】
透明な基材フィルムとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂からなるフィルムが挙げられる。通常は適度な可とう性及び強度を有するポリエチレンテレフタレート(PET)が好ましく用いられる。
これらの中でも、内部異物が少ない高品位フィルムを用いることが好ましい。具体的には、高品位フィルムとして、Ti系触媒を用いて合成されたPETフィルム、滑剤の直径が小さく含有量の少ないPETフィルム、フィルムの片面のみ滑剤を含有するPETフィルム、薄膜PETフィルム、少なくとも片面に平滑化処理が施されたPETフィルム、少なくとも片面にプラズマ処理等の粗化処理が施されたPETフィルム等を用いることがより好ましい。
これにより、露光する光を、内部異物によって遮断されずに感光性樹脂組成物層に照射することができ、感光性エレメントの解像性を向上することができる。
【0019】
支持フィルムの膜厚は、5μm以上25μm以下であることが好ましく、6μm以上20μm以下であることがより好ましい。支持フィルムの膜厚は薄いほど内部異物の個数が少なくなり解像性の低下を防止できるが、膜厚が5μm未満になると、塗工・巻き取りの製造工程における、張力による巻き取り方向への伸び変形や微小な傷による破れを生じたり、フィルムの強度が不足しラミネート時にシワを生じたりする。
【0020】
支持フィルムの少なくとも片面に、カレンダー装置等を用いた平滑化処理が施されていてもよい。これにより、支持フィルムの片面、特に感光性樹脂組成物層と接触する側の面の表面粗さを小さくして、本発明の効果をより優れたものとすることができる。
【0021】
支持フィルムのヘーズは、感光性樹脂組成物層へ照射される光線の平行度が向上し、感光性エレメントの露光現像後により高い解像性を得るという観点から、好ましくは0.01%~1.5%であり、より好ましくは0.01%~1.2%であり、更に好ましくは0.01~0.95%である。
【0022】
<感光性樹脂組成物層>
感光性樹脂組成物層は、支持フィルム上に積層される。本実施形態に係る感光性樹脂組成物層は、(A)アルカリ可溶性高分子、(B)エチレン性不飽和二重結合を有する化合物、(C)増感剤、および(D)重合禁止剤を含有する。
【0023】
そして特に本発明により製造される感光性エレメントでは、感光性樹脂組成物層が、(D)融点が100℃以下の重合禁止剤として、第1のフェノール系重合禁止剤と、第1のフェノール系重合禁止剤とは異なる第2のフェノール系重合禁止剤とを含む。
【0024】
(A)アルカリ可溶性高分子
本実施形態では、(A)アルカリ可溶性高分子は、後述する第一の単量体の少なくとも1種を重合することにより得られることが好ましく、第一の単量体の少なくとも1種と後述する第二の単量体の少なくとも1種とを共重合することにより得られることがより好ましい。
【0025】
第一の単量体は、分子中にカルボキシル基を有する単量体である。第一の単量体としては、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、4-ビニル安息香酸、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。これらの中でも、密着性や解像性が優れる観点から、(メタ)アクリル酸が好ましく、メタクリル酸がより好ましい。
なお、本明細書において「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸又はメタクリル酸を意味し、「(メタ)アクリロイル基」とは、アクリロイル基又はメタクリロイル基を意味し、かつ「(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」を意味する。
【0026】
第一の単量体の共重合割合は、全単量体成分の合計質量を基準として、10~50質量%であることが好ましい。該共重合割合を10質量%以上にすることは、密着性や解像性が優れる観点から好ましく、15質量%以上がより好ましく、18質量%以上が更に好ましく、21質量%以上がもっと好ましく、23質量%以上が特に好ましく、24質量%以上が特に好ましい。該共重合割合を50質量%以下にすることは、密着性や解像性が優れる観点から好ましく、35質量%以下がより好ましく、30質量%以下が更に好ましく、29質量%以下がもっと好ましく、27質量%以下が特に好ましく、26質量%以下が最も好ましい。
第一の単量体として2種以上を重合して用いる場合は、それぞれの共重合割合の合計が上記範囲に入っていることが好ましい。
【0027】
第二の単量体は、非酸性であり、かつ分子中に重合性不飽和基を少なくとも1個有する単量体である。第二の単量体としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、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、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ペンタメチルピペリジル(メタ)アクリレート、テトラメチルピペリジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、エチルカルビトール(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、(2-メチル-2-エチル-1,3-ジオキソラン-4-イル)メチル(メタ)アクリレート、環状トリメチロールプロパンホルマール(メタ)アクリレート、3,3,5-トリメチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、2-[3-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-ヒドロキシフェニル]エチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート類;スチレン、メチルスチレン、ビニルトルエン、tert-ブトキシスチレン、アセトキシスチレン、4-ビニル安息香酸、スチレンダイマー、及びスチレントリマー等のスチレン誘導体類;酢酸ビニル等のビニルアルコールのエステル類;並びに(メタ)アクリロニトリル等が挙げられる。
【0028】
(A)アルカリ可溶性高分子の重量平均分子量Mwは、10,000~60,000であることが好ましい。重量平均分子量Mwを60,000以下にすることは、レジストパターンの柔軟性と解像性を両立する観点から好ましく、同様の観点から55,000以下にすることがより好ましく、50,000以下にすることが更に好ましい。
同様の観点から、重量平均分子量Mwを10,000以上にすることが好ましく、12,000以上にすることがより好ましく、14,000以上にすることが更に好ましい。
【0029】
(A)アルカリ可溶性高分子の分散度は、1.0~6.0であることが好ましく、1.0~5.0であることがより好ましく、1.0~4.0であることが更に好ましく、1.0~3.0であることが特に好ましい。
【0030】
(A)アルカリ可溶性高分子は、1種単独で使用することができ、或いは2種以上を混合して使用してもよい。
【0031】
(A)アルカリ可溶性高分子の合成は、上記で説明された単数又は複数の単量体を、アセトン、メチルエチルケトン、イソプロパノール等の溶剤で希釈した溶液に、過酸化ベンゾイル、アゾイソブチロニトリル等のラジカル重合開始剤を適量添加し、加熱攪拌することにより行われることが好ましい。混合物の一部を反応液に滴下しながら合成を行う場合もある。反応終了後、さらに溶剤を加えて、所望の濃度に調整する場合もある。合成手段としては、溶液重合以外に、リビングラジカル重合、塊状重合、懸濁重合、又は乳化重合を用いてもよい。
【0032】
(A)アルカリ可溶性高分子の、感光性樹脂組成物の全固形分質量に対する割合は、10質量%以上であってもよく、20質量%以上であってもよく、25質量%以上であってもよく、30質量%以上であってもよく、35質量%以上であってもよく、40質量%以上であってもよく、45質量%以上であってもよく、50質量%以上であってもよく、55質量%以上であってもよく、60質量%以上であってもよい。また、90質量%以下であってもよく、80質量%以下であってもよく、70質量%以下であってもよく、60質量%以下であってもよく、50質量%以下であってもよい。
【0033】
感光性樹脂組成物に対する(A)アルカリ可溶性高分子の割合を90質量%以下にすることは、現像時間を制御する観点から好ましい。一方で、感光性樹脂組成物に対する(A)アルカリ可溶性高分子の割合を10質量%以上にすることは、耐エッジフューズ性を向上させる観点から好ましい。
【0034】
(B)エチレン性不飽和二重結合を有する化合物
本実施形態において、(B)エチレン性不飽和二重結合を有する化合物は、(メタ)アクリロキシ基を含むことが好ましく、2官能以上のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物を含むことがさらに好ましい。「2官能以上のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物」とは、一分子中にエチレン性不飽和二重結合を2つ以上有する化合物を意味する。
【0035】
エチレン性不飽和二重結合を有する化合物としては、(メタ)アクリレート化合物が好ましい。エチレン性不飽和二重結合を有する化合物としては、例えば、レジストパターンの密着性と柔軟性の観点から、2官能のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物と、3官能以上のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物とを含むことが好ましい。
【0036】
2官能のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物としては、例えば、アルキルジ(メタ)アクリレート、1,3-ビス(メタ)アクリロイルオキシ-2-プロパノール、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカノールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化(水添)ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化(水添)ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、テトラメチレングリコキシ化(水添)ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0037】
これらの中でも、基板との密着性に優れる観点から、エチレン性不飽和二重結合を有する化合物として、ビスフェノールA構造を含有する化合物を含むことが好ましい。
【0038】
2官能のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物の市販品としては、例えばNKエステル(登録商標)A-HD-N、同A-NOD-N、同A-DOD-N、同A-NPG、同701A、同A-200、同A-400、同A-600、同A-1000、同APG-200、同APG-400、同APG-700、同A-PTMG65、同A-DCP、同ABE-300、同A-BPE-4、同A-BPE-10、同A-BPE-20、同HD-N、同NOD-N、同DOD-N、同NPG、同701、同2G、同3G、同4G、同9G、同14G、同23G、同9PG、同DCP、同BPE-80N、同BPE-100、同BPE-200、同BPE-500、同BPE-900、同BPE-1300N、NKオリゴ(登録商標)UA-4200、同UA-160TM、同UA-290TM、同UA-W2A、同UA-4400、同UA-122P、同U-200PA(以上新中村化学工業(株)製)、ライトアクリレート(登録商標)3EG-A、同4EG-A、同9EG-A、同14EG-A、同PTMGA-250、同NP-A、同MPD-A、同1.6HX-A、同1.9ND-A、同DCP-A、同BP-4EAL、同BP-4PA、同HPP-A、ライトエステルG-201P(以上共栄社化学(株)製)、ファンクリル(登録商標)FA-124AS、同FA-023M、同FA-121M、同FA-124M、同FA-125M、同FA-129AS、同FA-137M、同FA-220M、同FA-222A、同FA-240A、同FA-240M、同FA-320M、同FA-3218M、同FA-321A、同FA-321M、同FA-324A、同FA-731A、同FA-P240A、同FA-P270A、同FA-PTG9A、同FA-PTG9M、同FA-PTG28A、同FA-PTG49A(以上昭和電工マテリアルズ(株)製)、DPGDA、HDDA、TPGDA、EBECRYL 145、EBECRYL 150、PEG400DA、EBECRYL 11、IRR 214-K、EBECRYL 130、EBECRYL PEG200DMA(以上ダイセル・オルネクス(株)製)、SR212,SR213、SR230、SR238F、SR259、SR268,SR272、SR306H、SR344、SR349、SR508、CD560、CD561、CD564、SR601、SR602、SR610、SR833S、SR9003、SR9045、SR9209、SR205、SR206、SR209、SR210、SR214、SR231、SR239、SR248、SR252、SR297、SR348、SR480、CD540、CD541、CD542、SR603、SR644、SR9036(以上アルケマ(株)製)、KAYARAD(登録商標) NPGDA、同PEG400DA、同FM-400、同R-167、同HX-220、同HX-620、同R-551、同R-712、同R-604、同R-684(以上日本化薬(株)製)等が挙げられる。
【0039】
3官能以上のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物としては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸トリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトール(トリ/テトラ)(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパン(テトラ/ペンタ/ヘキサ)(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトール(テトラ/ペンタ/ヘキサ)(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0040】
3官能以上のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物の市販品としては、例えば、NKエステル(登録商標)A-TMPT、同A-TMPT-9EO、同AT-20E、同A-GLY-3E、同A-GLY-9E、同A-GLY-20E、同A-9300、同A-9200YN、同A-TMM-3、同A-TMM-3L、同A-TMM-3LM-N、同A-TMMT、同ATM-35E、同AD-TMP、同A-DPH、同A-9550、同A-DPH-12E、同TPOA-50、NKオリゴ(登録商標)UA-7100、同UA-1100H、同U-6LPA、同UA-33H、同U-10HA、同U-10PA、同U-15HA(以上新中村化学工業(株)製)、ライトアクリレート(登録商標)TMP-A、cPE-3A、同PE-4A、同DPE-6A(以上共栄社化学(株)製)、FA-731A(昭和電工マテリアルズ(株)製)、TMPTA、EBECRYL 160S、OTA 480、PETIA、PETRA、EBECRYL 40、PETA、EBECRYL 140、EBECRYL 1140、EBECRYL 1142、DPHA、EBECRYL 895、EBECRYL 896、EBECRYL TMPTMA(以上ダイセル・オルネクス(株)製)、SR351S、SR368、SR415、SR444、SR454、SR492、SR499、CD501、SR502、SR9020、D9021、SR9035、SR295、SR355、SR399、SR494、SR9041(以上アルケマ(株)製)、KAYARAD(登録商標) GPO-303、同TMPTA、同THE-330、同TPA-330、同PET-30、同T-1420(T)、同RP-1040、同DPHA、同DPEA-12、同D-310、同DPCA-20(以上日本化薬(株)製)等が挙げられる。
【0041】
感光性樹脂組成物の全固形分質量に対する(B)エチレン性不飽和二重結合を有する化合物の割合は、感度、タック性、追従性の観点から30質量%以上が好ましく、35質量%以上が好ましい。また、エッジフュージョン性、タック性、解像性の観点から50質量%以下が好ましく、45質量%以下が好ましく、42質量%以下が好ましい。
【0042】
また、エッジフュージョン性、タック性、解像性の観点から、感光性樹脂組成物中に含まれる(A)アルカリ可溶性高分子の固形分量に対する(B)エチレン性不飽和二重結合を有する化合物固形分量の値(即ち、(B)エチレン性不飽和二重結合を有する化合物固形分量/(A)アルカリ可溶性高分子の固形分量の値)は、1.4以下が好ましく、1.3以下が好ましく、1.2以下が好ましく、1.1以下が好ましい。下限は0.7以上が好ましく、0.8以上が好ましく、0.9以上が好ましく、1.0以上が好ましい。
【0043】
本発明の感光性樹脂組成物は、感光性樹脂組成物の固形分100gあたりのエチレン性不飽和二重結合のモル数が0.1~0.3とすることが好ましい。0.1以上とすることで、現像後の水洗工程において、硬化したレジストパターンから感光性樹脂成分が溶出し、水洗工程を汚染することを防ぐことができる。0.3以下とすることで、現像後の水洗工程において、硬化したレジストパターンが欠けて脱落し、水洗工程を汚染することを防ぐことができる。
【0044】
感光性樹脂組成物の固形分100gあたりのエチレン性不飽和二重結合のモル数は、好ましくは0.1以上であり、より好ましくは0.11以上であり、より好ましくは0.12以上であり、より好ましくは0.13以上である。また、好ましくは0.3以下であり、好ましくは0.28以下であり、好ましくは0.25以下であり、好ましくは0.22以下であり、好ましくは0.20以下であり、好ましくは0.18以下であり、好ましくは0.15以下である。
より好ましくは0.1以上~0.25以下であり、さらに好ましくは0.1~0.2であり、よりさらに好ましくは0.11以上~0.2以下であり、極めて好ましくは0.11以上~0.15以下である。
【0045】
(C)増感剤
(C)増感剤としては、ピラゾリン誘導体、アントラセン誘導体、トリアリールアミン誘導体、オキサゾール誘導体、オキサゾール誘導体以外のN-アリール-α-アミノ酸誘導体、アルキルアミノ基が置換された芳香族ケトン誘導体、ジアルキルアミノ安息香酸エステル誘導体、等を挙げることができる。
【0046】
ピラゾリン誘導体としては、例えば、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-(4-(ベンゾオキサゾール-2-イル)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、1-フェニル-3-(4-イソプロピルスチリル)-5-(4-イソプロピルフェニル)-ピラゾリン、1-フェニル-3-(4-メトキシスチリル)-5-(4-メトキシフェニル)-ピラゾリン、1-フェニル-3-(3,5-ジメトキシスチリル)-5-(3,5-ジメトキシフェニル)-ピラゾリン、1-フェニル-3-(3,4-ジメトキシスチリル)-5-(3,4-ジメトキシフェニル)-ピラゾリン、1-フェニル-3-(2,6-ジメトキシスチリル)-5-(2,6-ジメトキシフェニル)-ピラゾリン、1-フェニル-3-(2,5-ジメトキシスチリル)-5-(2,5-ジメトキシフェニル)-ピラゾリン、1-フェニル-3-(2,3-ジメトキシスチリル)-5-(2,3-ジメトキシフェニル)-ピラゾリン、1-フェニル-3-(2,4-ジメトキシスチリル)-5-(2,4-ジメトキシフェニル)-ピラゾリン等が挙げられる。
【0047】
アントラセン誘導体としては、例えば、9,10-ジメトキシアントラセン、9,10-ジエトキシアントラセン、2-エチル-9,10-ジメトキシアントラセン、2-エチル-9,10-ジエトキシアントラセン、9,10-ジプロポキシアントラセン、9,10-ジブトキシアントラセン、9,10-ジペントキシアントラセン、9,10-ジブトキシアントラセン、9,10-ジフェニルアントラセン、2-エチル-9,10-ジブトキシアントラセン、9-ブロモ-10-フェニルアントラセン、9-クロロ-10-フェニルアントラセン、9-ブロモ-10-(2-ナフチル)アントラセン、9-ブロモ-10-(1-ナフチル)アントラセン、9-(2-ビフェニリル)-10-ブロモアントラセン、9-(4-ビフェニリル)-10-ブロモアントラセン、9-ブロモ-10-(9-フェナントリル)アントラセン、2-ブロモアントラセン、9-ブロモアントラセン、2-クロロアントラセン、9,10-ジブロモアントラセン、9-(3-ブロモフェニル)-10-フェニルアントラセン、10-フェニル-9-アントラセンボロン酸等が挙げられる。これらの中でも、密着性の観点から、9,10-ジフェニルアントラセン、10-フェニル-9-アントラセンボロン酸が好ましい。
【0048】
オキサゾール誘導体としては、例えば、5-tert-ブチル-2-[5-(5-tert-ブチル-1,3-ベンゾキサゾール-2-イル)チオフェン-2-イル]-1,3-ベンゾキサゾール、2-[4-(1,3-ベンゾキサゾール-2-イル)ナフタレン-1-イル]-1,3-ベンゾキサゾール等が挙げられる。
【0049】
N-アリール-α-アミノ酸誘導体としては、例えば、N-フェニルグリシン、N-メチル-N-フェニルグリシン、N-エチル-N-フェニルグリシン、N-(n-プロピル)-N-フェニルグリシン、N-(n-ブチル)-N-フェニルグリシン、N-(2-メトキシエチル)-N-フェニルグリシン、N-メチル-N-フェニルアラニン、N-エチル-N-フェニルアラニン、N-(n-プロピル)-N-フェニルアラニン、N-(n-ブチル)-N-フェニルアラニン、N-メチル-N-フェニルバリン、N-メチル-N-フェニルロイシン、N-メチル-N-(p-トリル)グリシン、N-エチル-N-(p-トリル)グリシン、N-(n-プロピル)-N-(p-トリル)グリシン、N-(n-ブチル)-N-(p-トリル)グリシン、N-メチル-N-(p-クロロフェニル)グリシン、N-エチル-N-(p-クロロフェニル)グリシン、N-(n-プロピル)-N-(p-クロロフェニル)グリシン、N-メチル-N-(p-ブロモフェニル)グリシン、N-エチル-N-(p-ブロモフェニル)グリシン、N-(n-ブチル)-N-(p-ブロモフェニル)グリシン、N,N’-ジフェニルグリシン、N-メチル-N-(p-ヨードフェニル)グリシン、N-(p-ブロモフェニル)グリシン、N-(p-クロロフェニル)グリシン、N-(o-クロロフェニル)グリシン等が挙げられる。特にN-フェニルグリシンは増感効果が高く好ましい。
【0050】
アルキルアミノ基が置換された芳香族ケトン誘導体としては、ベンゾフェノン誘導体が挙げられ、具体的には、例えば、ベンゾフェノン、2-メチルベンゾフェノン、3-メチルベンゾフェノンもしくは4-メチルベンゾフェノン等のアルキルベンゾフェノン化合物、2-クロロベンゾフェノン、4-クロロベンゾフェノンもしくは4-ブロモベンゾフェノン等のハロゲン原子を有するベンゾフェノン化合物、2-カルボキシベンゾフェノン、2-エトキシカルボニルベンゾフェノン、ベンゾフェノンテトラカルボン酸もしくはそのテトラメチルエステル等のカルボキシ基もしくはアルコキシカルボニル基が置換したベンゾフェノン化合物、4,4’-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’-ビス(ジシクロヘキシルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’-ビス(ジヒドロキシエチルアミノ)ベンゾフェノン等のビス(ジアルキルアミノ)ベンゾフェノン化合物(好ましくは4,4’-ビス(ジアルキルアミノ)ベンゾフェノン化合物)、又は、4-メトキシ-4’-ジメチルアミノベンゾフェノン、4-メトキシベンゾフェノン、4,4’-ジメトキシベンゾフェノン等が挙げられる。これらの中でも、密着性の観点から、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンが好ましい。
【0051】
上記(C)増感剤は、単独で使用しても2つ以上混合して使用してもよい。
【0052】
(C)増感剤の配合量は、(A)アルカリ可溶性高分子の100質量部に対し、0.01~1質量部であることが好ましく、0.1~0.5質量部であることがより好ましい。
【0053】
(D)重合禁止剤
(D)重合禁止剤としては、例えば、フェノール誘導体、ハイドロキノン誘導体、キノン誘導体、フリーラジカル系重合禁止剤、ニトロベンゼン誘導体、フェノチアジン誘導体、フェノキサジン誘導体等が挙げられる。
【0054】
特に本発明により製造される感光性エレメントでは、(D)重合禁止剤が、融点が100℃以下の重合禁止剤として、第1のフェノール系重合禁止剤と、第1のフェノール系重合禁止剤とは異なる第2のフェノール系重合禁止剤とを含む。また、3種以上の融点が100℃以下のフェノール系重合禁止剤を含んでもよい。3種以上のフェノール系重合禁止剤を含む場合は、質量部数が最も多いフェノール系重合禁止剤を第1のフェノール系重合禁止剤、2番目に質量部数が多いフェノール系重合禁止剤を第2のフェノール系重合禁止剤と見做す。
【0055】
フェノール化合物としては、p-メトキシフェノール、ハイドロキノン、ピロガロール、tert-ブチルカテコール、2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾール、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4-エチル-6-tert-ブチルフェノール)、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール、2,5-ジ-tert-アミルヒドロキノン、2,5-ジ-tert-ブチルヒドロキノン、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、ビス(2-ヒドロキシ-3-t-ブチル-5-エチルフェニル)メタン、トリエチレングリコール-ビス[3-(3-t-ブチル-5-メチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,6-ヘキサンジオール-ビス[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]、ペンタエリスリチル・テトラキス[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]、2,2-チオ-ジエチレンビス[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]、オクタデシル-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、N,N’-ヘキサメチレンビス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシ-ヒドロシンナマミド)、3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジルフォスフォネート-ジエチルエステル、1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ベンゼン、トリス-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)-イソシアヌレート、4,4’-チオビス(6-tert-ブチル-m-クレゾール)、4,4’-ブチリデンビス(3-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、1,1,3-トリス(2-メチル-4-ヒドロキシ-5-tert-ブチルフェニル)ブタン、スチレン化フェノール(例えば川口化学工業(株)製、アンテージSP)、トリベンジルフェノール(例えば川口化学工業(株)製、TBP、ベンジル基を1~3個有するフェノール)、及びビフェノール等が挙げられる。
【0056】
ハイドロキノン化合物としては、例えば、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、2-tert-ブチルハイロドロキノン、2,5-ジ-tert-ブチルハイロドロキノン、2,6-ジ-tert-ブチルハイロドロキノン等が挙げられる。
キノン化合物としては、例えば、tert-ブチルベンゾキノン、2,6-ジ-tert-ブチル-1,4-ベンゾキノン、2,5-ジ-tert-ブチル-1,4-ベンゾキノン等が挙げられる。
【0057】
フリーラジカル系重合禁止剤としては、例えば、p-ニトロソフェノール、ニトロソベンゼン、N-ニトロソジフェニルアミン、亜硝酸イソノニル、N-ニトロソシクロヘキシルヒドロキシルアミン、N-ニトロソフェニルヒドロキシルアミン、N,N’-ジニトロソフェニレンジアミン、及び、これらの塩等のニトロソ化合物;2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシル、4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシル、4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチル-1-ヒドロキシピペリジン、4-オキソ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシル、4-オキソ-2,2,6,6-テトラメチル-1-オキシピペリジン等のヒンダードアミン化合物が挙げられる。
【0058】
ニトロベンゼン化合物としては、例えば、ニトロベンゼン、4-ニトロトルエン等が挙げられる。
フェノチアジン化合物としては、フェノチアジン、2,8-ジオクチルフェノチアジン、2-メトキシフェノチアジン、3-メトキシフェノチアジン、2-メチルフェノチアジン、2-エチルフェノチアジン、2-トリフルオロメチルフェノチアジン、3,7-ジブチルフェノチアジン、3,7-ジオクチルフェノチアジン、3,7-ジクミルフェノチアジン、2-シアノ-8-メトキシフェノチアジン、2-シアノフェノチアジン、2-ブロモフェノチアジン、2-クロロフェノチアジン、ビス-(α-ジメチルベンジル)フェノチアジン、ビス-(α-メチルベンジル)フェノチアジン等が挙げられる。
【0059】
フェノチアジン誘導体を含むことで、フェノチアジン誘導体のNH基とフェノール系重合禁止剤のOH基が水素結合を形成し、フェノール系重合禁止剤が感光性樹脂層から揮発したり拡散したりすることを防ぐため、膜厚によって変動させる感光性エレメントの塗工・乾燥条件の影響を受けない、感度と解像性に優れた感光性エレメントの製造方法、およびレジストパターンの形成方法を提供することができる。
【0060】
(D)融点が100℃以下の重合禁止剤、具体的には、第1のフェノール系重合禁止剤と、第1のフェノール系重合禁止剤とは異なる第2のフェノール系重合禁止剤を含む。
【0061】
(D)融点が100℃以下の重合禁止剤の、感光性樹脂組成物の全固形分質量に対する割合は、0.001質量%~10質量%であることが好ましい。この割合は、密着性や解像性が非常に優れる観点で0.001質量%以上であることが好ましく、0.005質量%以上であることがより好ましく、0.01質量%以上であることが更に好ましく、0.05質量%以上であることがもっと好ましく、0.1質量%以上であることが特に好ましい。一方で、この割合は、感度低下が少ない点及び解像性の向上の点で、10質量%以下であることが好ましく、8質量%以下であることがより好ましく、5質量%以下であることがより好ましく、3質量%以下であることが更に好ましく、2質量%以下であることが特に好ましく、1.5質量%以下であることが最も好ましい。
【0062】
(D)融点が100℃以下の重合禁止剤の融点は、0℃~100℃であることが好ましい。融点は、解像性が非常に優れる観点で5℃以上であることが好ましく、10℃以上であることがより好ましく、15℃以上であることが更に好ましく、30℃以上であることがもっと好ましく、50℃以上であることが特に好ましい。一方で、融点は、組成決定工程における調整感度低下が少ない点及び解像性の向上の点で、10質量%以下であることが好ましく、8質量%以下であることがより好ましく、5質量%以下であることがより好ましく、3質量%以下であることが更に好ましく、2質量%以下であることが特に好ましく、1.5質量%以下であることが最も好ましい。
【0063】
(D)融点が100℃以下の重合禁止剤の含有量は、下記式):
2000 < (M+M)×t < 4000
(式中、tは感光性樹脂組成物の想定膜厚を示し、M、Mはそれぞれ、第1のフェノール系重合禁止剤と、第1のフェノール系重合禁止剤とは異なる第2のフェノール系重合禁止剤の含有量(ppm)である。)を満たすことが好ましい。重合禁止剤の量を、上記式)を満たすように膜厚に応じて調整することで、感度と解像性により優れた感光性エレメントの製造方法を提供することができる。
【0064】
2種のフェノール系重合禁止剤として、第1のフェノール系重合禁止剤と第2のフェノール系重合禁止剤は、重合禁止効果の相乗効果が高いp-メトキシフェノールと2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾールであることが最も好ましい。
【0065】
p-メトキシフェノールと2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾールを同時に含むことにより、2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾールがラジカルを捕捉しフェノキシラジカルを形成したのち、p-メトキシフェノールが水素供与体となって2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾールを還元し再生するため、ラジカルを捕捉する効率がさらに高まる。
【0066】
第1のフェノール系重合禁止剤と、第2のフェノール系重合禁止剤の融点は100℃以下であることが好ましく、90℃以下であることがより好ましい。これにより、感光性樹脂組成物を塗工した支持フィルムを90℃以上に加熱する加熱工程において、感光性樹脂組成物内で均一に拡散することで、より感度と解像性に優れた感光性エレメントの製造方法、およびレジストパターンの形成方法を提供することができる。
【0067】
本実施形態では、光照射により発色する発色系染料を、感光性樹脂組成物層に含有させてもよい。発色系染料としては、例えば、ロイコ染料とハロゲン化合物の組み合わせが知られている。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ーン]等が挙げられる。ハロゲン化合物としては、例えば、臭化アミル、臭化イソアミル、臭化イソブチレン、臭化エチレン、臭化ジフェニルメチル、臭化ベンザル、臭化メチレン、トリブロモメチルフェニルスルホン、四臭化炭素、トリス(2,3-ジブロモプロピル)ホスフェート、トリクロロアセトアミド、ヨウ化アミル、ヨウ化イソブチル、1,1,1-トリクロロ-2,2-ビス(p-クロロフェニル)エタン、ヘキサクロロエタン等が挙げられる。
【0068】
本実施形態では、必要に応じて、可塑剤等の添加剤を感光性樹脂組成物層に含有させてもよい。添加剤としては、例えば、ジエチルフタレート等のフタル酸エステル類、o-トルエンスルホン酸アミド、p-トルエンスルホン酸アミド、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、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールアルキルエーテル、ポリプロピレングリコールアルキルエーテル等が挙げられる。
【0069】
感光性樹脂組成物層の厚みは、好ましくは、3~100μmであり、より好ましい上限は50μmである。感光性樹脂層の厚みが3μmに近づくほど、解像性は向上し、100μmに近づくほど、膜強度が向上するので、用途に応じて適宜選択することができる。
【0070】
融点が100℃以下の重合禁止剤の組成決定工程は、支持フィルムと、上記支持フィルム上に形成された感光性樹脂組成物を含む感光性樹脂組成物層と、保護フィルムとを備える感光性エレメントを製造する際、感光性樹脂組成物溶液を、前記支持フィルム上に塗工する塗工工程の後に行うことが好ましい。組成決定工程の方法に制約はないが、熱風、赤外線、又は遠赤外線の方式の加熱炉、恒温槽、ホットプレート、熱風乾燥機、赤外線乾燥機等を用いた加熱の他、減圧環境下に暴露してもよい。
【0071】
感光性エレメントの製造方法は、例えば、(A)アルカリ可溶性高分子、(B)エチレン性不飽和二重結合を有する化合物、(C)増感剤、および(D)融点が100℃以下の重合禁止剤として第1のフェノール系重合禁止剤と、第1のフェノール系重合禁止剤とは異なる第2のフェノール系重合禁止剤と、溶剤を含む感光性樹脂組成物溶液の調合工程、
前記感光性樹脂組成物溶液を、前記支持フィルム上に塗工する塗工工程、
前記塗工した支持フィルムを90℃以上に加熱する加熱工程、
保護フィルムを重ねる積層工程、
を含む。
【0072】
これにより、膜厚によって決定される製造条件や保管条件の影響を受けない、感度と解像性に優れた感光性エレメントを製造することができる。
具体的な方法としては、従来知られている方法を採用することができる。
【0073】
調合工程では、上述した(A)アルカリ可溶性高分子、(B)エチレン性不飽和二重結合を有する化合物、(C)増感剤、および(D)第1のフェノール系重合禁止剤と、第1のフェノール系重合禁止剤とは異なる第2のフェノール系重合禁止剤と、フェノチアジン誘導体とに、溶媒を添加して感光性樹脂組成物溶液を調合する。
【0074】
好適な溶媒としては、メチルエチルケトン(MEK)に代表されるケトン類、並びにメタノール、エタノール、及びイソプロピルアルコール等のアルコール類が挙げられる。感光性樹脂組成物溶液の粘度が25℃で500~4000mPa・secとなるように、溶媒を感光性樹脂組成物に添加することが好ましい。
【0075】
塗工工程では、感光性樹脂組成物溶液を、支持フィルム上に塗工する。
感光性樹脂組成物溶液の塗工には、例えば、バーコーター又はロールコーターを用いることができる。
【0076】
加熱工程では、感光性樹脂組成物溶液を塗工した支持フィルムを加熱して、感光性樹脂組成物溶液中の溶媒を加熱留去することにより、感光性樹脂組成物から成る感光性樹脂層を得る。
また、感光性樹脂組成物を塗工した支持フィルムを90℃以上に加熱することにより、感光性樹脂組成物内で均一に拡散することで、より感度と解像性に優れた感光性エレメントの製造方法を提供することができる。
【0077】
積層工程では、必要により、感光性樹脂層上に保護層を積層することにより感光性エレメントを製造することができる。
【0078】
上述した感光性エレメントの製造方法では、重合禁止剤組成決定工程をさらに有することが好ましい。
重合禁止剤組成決定工程は、
2000 < (M+M)×t < 4000
(式中、tは感光性樹脂組成物の想定膜厚を示し、M、Mはそれぞれ、第1のフェノール系重合禁止剤と、第1のフェノール系重合禁止剤とは異なる第2のフェノール系重合禁止剤の含有量(ppm)である。)を満たす組成比とする。
【0079】
重合禁止剤組成決定工程において、重合禁止剤の量を、上記式を満たすように膜厚に応じて調整することで、感度と解像性により優れた感光性エレメントを製造することができる。
【0080】
感光性エレメントの製造方法は、また、第1のフェノール系重合禁止剤と、第2のフェノール系重合禁止剤と、フェノチアジン誘導体とを含む、(D)重合禁止剤の組成決定工程を有する感光性エレメントの製造方法であって、
重合禁止剤の組成決定工程は、製造される感光性エレメントにおける感光性樹脂組成物層の想定膜厚tに対し、
1/8 ≦ M/(M+M) ≦t1/2
(式中、M、M、Mはそれぞれ、フェノチアジン誘導体と、第1のフェノール系重合禁止剤と、第1のフェノール系重合禁止剤とは異なる第2のフェノール系重合禁止剤の含有量(ppm)である。)を満たす組成比としてもよい。
【0081】
重合禁止剤の組成決定工程において、重合禁止剤の量を、上記式を満たすように膜厚に応じて調整することで、感度と解像性により優れた感光性エレメントを製造することができる。
【0082】
<保護フィルム>
本実施形態の感光性エレメントは、支持フィルムと、感光性樹脂組成物層以外に、保護フィルムを備えていてもよい。
保護フィルムは、支持フィルムと感光性樹脂組成物層の積層体の感光性樹脂組成物層側に積層され、カバーとして機能する。
【0083】
感光性樹脂組成物層と支持フィルムとの密着力よりも、感光性樹脂組成物層と保護フィルムとの密着力の方が充分小さいため、保護フィルムは、感光性樹脂組成物層から容易に剥離でき、中でも、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、延伸ポリプロピレンフィルム、ポリエステルフィルム等が保護フィルムとして好ましく使用できる。
また、保護フィルムの表面に離型層が設けられていてもよい。
【0084】
保護フィルムの膜厚は10~100μmが好ましく、10~50μmがより好ましい。保護フィルムとしては、例えば、アルファン(登録商標)EM-501、同E-200、同E-201F、同FG-201、同MA-411(以上王子エフテックス(株)製)、トレファン(登録商標)KW37、同2578、同2548、同2500、同YM17S、セラピール(登録商標)PJ271、同PJ111、同HP2、同PJ101、同WZ、同MDA、同MFA、同TK07、同BKE、同BX8A、同SY(以上東レ(株)製)、GF-18、GF-818、GF-858(以上タマポリ(株)製)などを挙げる事が出来る。
【0085】
[感光性エレメントロール]
上記で説明された感光性エレメントは、長尺状の感光性エレメントが、巻芯に巻き取られてロール状の感光性エレメントロールとして使用されてもよい。
【0086】
[レジストパターンの形成方法]
本実施形態に係る感光性エレメントを用いるレジストパターンの形成方法は、以下の工程:
感光性エレメントを基板に積層する積層工程;
感光性エレメントの感光性樹脂組成物層を露光する露光工程;及び
感光性樹脂組成物層の未露光部を現像除去する現像工程;
を、好ましくはこの順に、含む。
【0087】
積層工程では、具体的には、感光性エレメントから保護フィルムを剥離した後、ラミネーターで感光性樹脂組成物層を支持体(例えば、基板)表面に加熱圧着し、1回又は複数回ラミネートする。基板の材料としては、例えば、銅、ステンレス鋼(SUS)、ガラス、酸化インジウムスズ(ITO)等が挙げられる。ラミネート時の加熱温度は一般に40℃~160℃である。加熱圧着は、ロールを備えたラミネーターを使用するか、又は基板と感光性樹脂組成物層との積層物を数回繰り返してロールに通すことにより行なうことができる。加熱圧着は、所望により、減圧環境下で行うことができる。
【0088】
露光工程では、露光機を用いて感光性樹脂組成物層を活性光に露光する。露光は、所望により、支持体を剥離した後に行うことができる。フォトマスクを通して露光する場合には、露光量は、光源照度及び露光時間により決定され、光量計を用いて測定してもよい。露光工程では、ダイレクトイメージング露光を行なってもよい。ダイレクトイメージング露光においては、フォトマスクを使用せず基板上に直接描画装置によって露光する。光源としては、波長350nm~410nmの半導体レーザー又は超高圧水銀灯が用いられる。描画パターンがコンピュータによって制御される場合、露光量は、露光光源の照度及び基板の移動速度によって決定される。
【0089】
露光工程で使用する光照射方法は、投影露光法、プロキシミティー露光法、コンタクト露光法、ダイレクトイメージング露光法、電子線直描法から選択される少なくとも1種類の方法であることが好ましく、投影露光方法またはダイレクトイメージング露光法により行うことがより好ましい。
【0090】
露光工程と現像工程の間に、加熱工程を設けてもよい。加熱温度は、好ましくは約30℃~約200℃、より好ましくは30℃~150℃、更に好ましくは35℃~120℃である。この加熱工程を実施することにより、解像性、密着性の向上が可能となる。加熱には、熱風、赤外線、又は遠赤外線の方式の加熱炉、恒温槽、ホットプレート、熱風乾燥機、赤外線乾燥機、ホットロールなどを用いることができる。
【0091】
露光工程から加熱工程までの経過時間、より厳密には露光を停止した時点から加熱を開始する時点までの経過時間は、10秒~600秒が好ましく、より好ましくは20秒~300秒である。加熱を開始してから加熱を停止する時点までの経過時間は、好ましくは1秒~120秒が好ましく、より好ましくは5秒~60秒である。
【0092】
現像工程では、露光後の感光性樹脂組成物層における未露光部又は露光部を、現像装置を用いて現像液により除去する。露光後、感光性樹脂組成物層上に支持フィルムがある場合には、これを除く。続いてアルカリ水溶液から成る現像液を用いて、未露光部又は露光部を現像除去し、レジスト画像を得る。
【0093】
アルカリ水溶液としては、NaCO、KCO、水酸化テトラメチルアンモニウム等の水溶液が好ましい。アルカリ水溶液は、感光性樹脂組成物層の特性に合わせて選択されるが、0.2質量%~2質量%の濃度のNaCO水溶液が一般的に使用される。アルカリ水溶液中には、表面活性剤、消泡剤、現像を促進させるための少量の有機溶剤等を添加してもよい。現像工程における現像液の温度は、20℃~40℃の範囲内で一定に保たれることが好ましい。
【0094】
現像工程では、現像後にレジストパターンに含まれる現像液を除去するための水洗工程があることが好ましい。水洗水としては、純水、工業用水等の他、感光性樹脂組成物層の特性に合わせて選択されるが、解像性やレジストパターンの形状を向上させるために0.001質量%~1質量%の濃度のMgSO等の多価金属塩を添加してもよい。水洗工程における水洗水の温度は、20℃~40℃の範囲内で一定に保たれることが好ましい。
【0095】
上記の工程によってレジストパターンが得られるが、所望により、さらに60℃~300℃で加熱工程を行うこともできる。この加熱工程を実施することにより、レジストパターンの耐薬品性を向上させることができる。加熱工程には、熱風、赤外線、又は遠赤外線を用いる方式の加熱炉を用いることができる。
【0096】
導体パターンを得るために、現像工程又は加熱工程後、レジストパターンが形成された基板をエッチング又はめっきする導体パターン形成工程を行なってもよい。
【0097】
導体パターンの製造方法は、例えば、基板として金属板又は金属皮膜絶縁板を用い、上述のレジストパターン形成方法によってレジストパターンを形成した後に、導体パターン形成工程を経ることにより行われる。導体パターン形成工程においては、現像により露出した基板表面(例えば、銅面)に既知のエッチング法又はめっき法を用いて導体パターンを形成する。
【0098】
さらに、上述した導体パターンの製造方法により導体パターンを製造した後に、現像液よりも強いアルカリ性を有する水溶液を用いて、レジストパターンを基板から剥離する剥離工程を行うことにより、所望の配線パターンを有する配線板(例えば、プリント配線板)を得ることができる。
【0099】
剥離用のアルカリ水溶液(以下、「剥離液」ともいう)については、特に制限されるものではないが、2質量%~5質量%の濃度のNaOH又はKOHの水溶液、もしくは有機アミン系剥離液が一般に用いられる。剥離液には少量の水溶性溶媒を加えてよい。水溶性溶媒としては、例えば、アルコール等が挙げられる。剥離工程における剥離液の温度は、40℃~70℃の範囲内であることが好ましい。
【0100】
本実施形態では、感光性エレメントは、プリント配線板の製造;ICチップ搭載用リードフレーム製造;メタルマスク製造等の金属箔精密加工;ボール・グリッド・アレイ(BGA)、チップ・サイズ・パッケージ(CSP)等のパッケージの製造;チップ・オン・フィルム(COF)、テープオートメイテッドボンディング(TAB)等のテープ基板の製造;半導体バンプの製造;及びITO電極、アドレス電極、電磁波シールド等のフラットパネルディスプレイの隔壁の製造に利用されることができる。
なお、上述した各パラメータの値については特に断りのない限り、後述する実施例での測定方法に準じて測定される。
【実施例0101】
次に、実施例及び比較例を挙げて本実施の形態をより具体的に説明する。しかしながら、本実施の形態は、その要旨から逸脱しない限り、以下の実施例に限定されるものではない。実施例中の物性は以下の方法により測定した。
【0102】
[評価用サンプルの作製]
評価用サンプルは以下のようにして作製した。
<感光性エレメントの作製>
後掲する表2に示す成分(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。)及び、固形分濃度60%になるように計量したエタノールを十分に攪拌、混合して、感光性樹脂組成物調合液を得た。表1中に示した成分の詳細を表3及び表4に示している。支持フィルムとして16μm厚のポリエチレンテレフタラートフィルム(東レ(株)製、QS71)を用い、その表面にバーコーターを用いて、この調合液を均一に塗布し、95℃の乾燥機中で表1に記載の製造条件で乾燥し、感光性エレメントを作製した。
【0103】
【表1】
【0104】
次いで、感光性樹脂組成物層のポリエチレンテレフタラートフィルムを積層していない側の表面上に、保護層として12μm厚の延伸ポリプロピレンフィルム(東レ(株)製、トレファン#25A-KW37)を貼り合わせて感光性樹脂エレメントを得た。
【0105】
<基板整面>
画像性の評価基板として、18μm圧延銅箔を積層した0.4mm厚の銅張積層板を、10質量%HSO水溶液で基板表面を洗浄した。
【0106】
<ラミネート>
感光性エレメントのポリエチレンフィルム(保護層)を剥がしながら、50℃に予熱した銅張積層板に、ホットロールラミネーター(旭化成(株)社製、AL-700)により、感光性樹脂積層体をロール温度105℃でラミネートした。エアー圧は0.35MPaとし、ラミネート速度は1.5m/minとした。
【0107】
<露光>
ラミネート後2時間経過した評価用基板に、組成物1~8からなる感光性樹脂エレメントは投影露光機(ウシオ電機(株)製、UX-44101SM)によりガラスマスクを通して露光、組成物9~11からなる感光性樹脂エレメントは直接描画露光機((株)オーク製作所製FDi-3)により所定のダイレクトイメージング(DI)露光用のマスクパターンを用いて露光した。
【0108】
<加熱>
露光後1分経過した評価用基板を、60℃に設定した送風定温恒温器(ヤマト科学(株)製、DKM600)により30秒間加熱した。
【0109】
<現像>
ポリエチレンテレフタレートフィルム(支持フィルム)を剥離した後、アルカリ現像機((株)フジ機工製、ドライフィルム用現像機)を用い、30℃の1質量%NaCO水溶液を所定時間に亘ってスプレーして現像を行った。現像スプレーの時間は最短現像時間の2倍の時間とし、現像後の水洗スプレーの時間は最短現像時間の2倍の時間とした。この際、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短い時間を最短現像時間とした。
【0110】
[評価]
<感度>
作製してから3日後の感光性樹脂エレメントを用いた評価用サンプルを露光し、現像して得られた硬化レジストパターンのL(ライン)/S(スペース)=15μm/15μmの線幅が15μmとなる露光量を最適露光量(mJ)とし、製造条件1、5、9の3条件で製造した感光性エレメントの平均最適露光量と比較し以下の基準で評価を行った。
優:平均最適露光量との差が10%未満
良:平均最適露光量との差が10%以上15%未満
可:平均最適露光量との差が15%以上20%未満
不可:平均最適露光量との差が20%以上
【0111】
<解像性>
作製してから3日後の感光性樹脂エレメントを用いた評価用サンプルの、独立円孔開口パターン部を顕微鏡で観察し、以下の基準で評価を行った。
優:最小形成開口部の直径が膜厚×0.25未満
良:最小形成開口部の直径が膜厚×0.25以上膜厚×0.30未満
可:最小形成開口部の直径が膜厚×0.30以上膜厚×0.35未満
不可:最小形成開口部の直径が膜厚×0.35以上
【0112】
実施例の評価用サンプルについての評価結果を表2に示す。また、表2中に示した成分の詳細を表3~表4に示す。
【0113】
【表2】
【0114】
【表3】
【0115】
【表4】
【0116】
表2~表4から明らかなように、本発明の要件を満たす実施例では、感度、解像性のいずれにおいても良好であった。
【0117】
これに対し、表2に示すように、本発明の要件を満たさない場合、良好な結果が得られなかった。すなわち、2000<(M+M)×t<4000を満たさない比較例1~6および比較例28~33では、感度が不可であり、重合禁止剤の融点が100℃を超える比較例7~13では解像性が不可であり、(D)融点が100℃以下のフェノール系重合禁止剤が1種しか含まれない比較例14~27では解像性が不可であった。
【0118】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【0119】
本発明による感光性エレメントの製造方法によれば、膜厚によって変動する感光性エレメントの塗工・乾燥条件の影響を受けない、感度と解像性に優れた感光性エレメントを好適に製造することができる。