説明

光重合性樹脂組成物及びその用途

【課題】本発明は、現像後解像性および密着性が良好で、現像液分散安定性に優れ凝集物が発生しない光重合性樹脂組成物、及び該組成物を含有する光重合性樹脂層を有する光重合性樹脂積層体を提供すること、ならびに、該積層体を用いたレジストパターンの形成方法、及び導体パターン等の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】(A)カルボキシル基含有量が酸当量で100〜600であり、特定のモノマーを共重合成分として50質量%以上含有し、かつ、重量平均分子量が5000〜500000であるバインダー用樹脂:10〜90質量%、(b)光重合性不飽和化合物:5〜70質量%、(c)光重合開始剤0.01〜20質量%を含有してなる光重合性樹脂組成物であって、該(b)光重合性不飽和化合物が、特定の化合物を含有することを特徴とする光重合性樹脂組成物。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は光重合性樹脂組成物、ならびにその用途に関し、詳しくはリジッド板やフレキシブル基板を含むプリント配線板・リードフレーム等の導体パターンの製造に適した光重合性樹脂積層体、ならびにそれを用いたレジストパターンの形成方法、導体パターンの製造方法・プリント配線板の製造方法・半導体パッケージの製造方法・リードフレームの製造方法・凹凸基材の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
パソコンや携帯電話等の電子機器には、部品や半導体などの実装用としてプリント配線板等が用いられる。プリント配線板等の製造用のレジストとしては、従来、支持体と光重合性樹脂層、必要に応じて更に保護層を積層した、いわゆるドライフィルムレジスト(以下DFRと略称)が用いられている。DFRは、一般に支持体上に光重合性樹脂層を積層し、必要に応じて更に該光重合性樹脂層上に保護層を積層することにより調製される。 ここで用いられる光重合性樹脂層としては、現在、現像液として弱アルカリ水溶液を用いるアルカリ現像型のものが一般的である。
DFRを用いてプリント配線板等を作製するには、まず保護層を剥離した後、銅張積層板やフレキシブル基板等の永久回路作製用基板上にラミネーター等を用いDFRを積層し、必要に応じて支持体を剥離し、配線パターンマスクフィルム等を通し露光を行う。次に支持体が有る場合にはこれを剥離し、現像液により未露光部分の光重合性樹脂層を溶解、もしくは分散除去し、基板上にレジストパターンを形成させる。
【0003】
レジストパターン形成後、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方法である。この場合、工程の簡便さから、貫通孔(スルーホール)を硬化膜で覆いその後エッチングする方法(テンティング法)が多用されている。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、さらに現れた銅張積層板等の銅面をエッチングする方法(めっき法)である。いずれの場合も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。
【0004】
近年のパソコン等に搭載されるプリント配線板の微細化に対応し、レジストの高解像性及び密着性が求められている。高解像度とするには一般的には光重合性樹脂組成物の架橋密度を向上させることにより達成されるが、架橋密度を向上させるとレジスト硬化膜が硬く、もろくなる。テンティング法を用いる場合、硬化膜にはテンティング工程を通して硬化膜破れがないこと(テンティング性) が求められるが、硬化膜が硬くなることにより、テンティング性が悪くなるという問題点が発生する。また現像やエッチングの工程でスプレー等の圧力により、硬化膜が破れると、銅ラインが断線し、不良の原因となってしまう。このため高解像性を有し、硬化膜柔軟性、テンティング性が良好なレジストが求められている。解像性、テンティング性の向上を目的とする試みとしては、ウレタン基を含有するバインダーを用いる試みが挙げられる(特許文献1)。
【0005】
また、露光を行った後、現像液により未露光部分の光重合性樹脂層を溶解、もしくは分散除去する工程は、現像工程と呼ばれる。DFRの成分はそのすべてが現像液に溶解するわけではなく、現像工程を重ねるごとに現像液分散性の悪い不溶解成分が増え、凝集物(スカム)を発生する。凝集物は基板上に再付着しテンティング、エッチング工法の場合ショート不良の原因となり、現像槽の配管を詰まらせることもある。
それゆえ凝集物を低減する目的で、光重合性不飽和化合物として、現像液分散性の良い、アルキルフェノール型単官能モノマーを用いる試み(特許文献2)や、フェノキシ型単官能モノマーを用いる試み(特許文献3)がある。
【0006】
しかしながら、現像工程での現像液分散安定性に優れ凝集物を発生せず、レジストの高解像性及び密着性を発現し、良好なテンティング性を有する光重合性樹脂組成物は未だ提供されておらず、更なる改良が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2007−101681号公報
【特許文献2】特開2001−174986号公報
【特許文献3】特開2001−305730号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、現像後解像性および密着性が良好で、現像液分散安定性に優れ凝集物が発生しない光重合性樹脂組成物、及び該組成物を含有する光重合性樹脂層を有する光重合性樹脂積層体を提供すること、ならびに、該積層体を用いたレジストパターンの形成方法、及び導体パターン等の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するため検討した結果、特定の光重合性樹脂組成物を用いることにより、現像後解像性および密着性が良好で、現像液分散安定性に優れ凝集物を発生せずに、良好な導体パターンを形成することが可能なことを見出し、本発明に至った。
即ち、本発明は、以下の通りである。
1.(a)カルボキシル基含有量が酸当量で100〜600であり、下記一般式(I)で表されるモノマーを共重合成分として50質量%以上含有し、かつ、重量平均分子量が5000〜500000であるバインダー用樹脂を光重合性樹脂組成物の総和に対し、10〜90質量%、(b)光重合性不飽和化合物を光重合性樹脂組成物の総和に対し、5〜70質量%、(c)光重合開始剤を光重合性樹脂組成物の総和に対し、0.01〜20質量%を含有してなる光重合性樹脂組成物であって、該(b)光重合性不飽和化合物が、下記一般式(II)で表される群から選ばれる少なくとも1つの化合物、及び、下記一般式(III)で表される群から選ばれる少なくとも1つの化合物を含有することを特徴とする光重合性樹脂組成物。
【0010】
【化1】

【0011】
(Rは水素原子またはメチル基であり、Rは水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、炭素数1〜12のアルキル基、アルコキシ基、カルボキシル基、またはハロアルキル基を表す。)
【0012】
【化2】

【0013】
(式中、R及びRは、水素原子またはメチル基であり、これらは同一であっても相違してもよい。また、A及びBはエチレン基又はプロピレン基であり、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、異なっている場合、−(A−O)−及び−(B−O)−の繰り返し単位は、ブロック構造でもランダム構造でもよく、−(A−O)−及び−(B−O)−の順序は、何れがエステル側であっても良い。m1、m2、m3、及びm4は、それぞれ独立に0又は正の整数であり、これらの合計は、2〜40である。)
【0014】
【化3】

【0015】
(式中、R、R、Rは水素原子又はメチル基であり、これらは同一であっても相違してもよく、A及びBはエチレン基又はプロピレン基であり、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、異なっている場合、−(A−O)−及び−(B−O)−の繰り返し単位は、ブロック構造でもランダム構造でもよく、−(A−O)−及び−(B−O)−の順序は、何れがエステル側であっても良い。m5,m6,及びm7はそれぞれ独立に0以上の整数、m8,m9,及びm10はそれぞれ独立に1以上の整数であり、これらの合計は3〜7である。
2.(b)光重合性不飽和化合物として、下記一般式(IV)で表される群から選ばれる少なくとも1つの化合物を含有する事を特徴とする上記1.記載の光重合性樹脂組成物。
【0016】
【化4】

【0017】
(ここでRは炭素数4〜12のジイソシアナート残基、R、R10は水素またはメチル基、また、A及びBはエチレン基又はプロピレン基であり、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、異なっている場合、−(A−O)−及び−(B−O)−の繰り返し単位は、ブロック構造でもランダム構造でもよく、−(A−O)−及び−(B−O)−の順序は、何れがエステル側であっても良い。また、m11,m12はそれぞれ独立に0〜15の整数、m13、m14はそれぞれ独立に1〜15の整数を示す。
【0018】
3.上記一般式(IV)で表される化合物中で、Bがプロピレン基である上記2.記載の光重合性樹脂組成物。
4.上記1.〜3.のいずれかに記載の光重合性樹脂組成物を支持体上に積層してなることを特徴とする光重合性樹脂積層体。
5.上記1.〜3.のいずれかに記載の光重合性樹脂組成物を基板上に積層し、露光し、現像する工程を含むことを特徴とするレジストパターンの形成方法。
6.上記5.記載の方法によりレジストパターンが形成された基板を、エッチングまたはめっきする工程を含むことを特徴とする回路基板の製造方法。
7.基板として金属板を用い、上記4.に記載の方法によってレジストパターンを形成した基板を、エッチングし、レジストパターンを剥離することを特徴とするリードフレームの製造方法。
8.基板としてLSIとしての回路形成が終了したウェハを用い、上記5.に記載の方法によってレジストパターンを形成した基板を、めっきし、レジストパターンを剥離することを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
【発明の効果】
【0019】
本発明によると、現像後解像性および密着性が良好で、現像工程において現像液の分散安定性に優れるため、凝集物を発生せずに、良好な導体パターンを形成するために好適な光重合性樹脂組成物、及び該組成物からなる光重合性樹脂層を有する光重合性樹脂積層体を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明について具体的に説明する。
本発明に用いられる(a)バインダー用樹脂は、カルボキシル基含有量が酸当量で100〜600であり、より好ましくは250〜450である。酸当量とは、その中に1当量のカルボキシル基を有する線状重合体の質量を言う。バインダー用樹脂中のカルボキシル基は、光重合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。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水溶液を用いて電位差滴定法により行われる。
【0021】
本発明に用いられる(a)バインダー用樹脂は、重量平均分子量が5000〜500000であるバインダー用樹脂であり、バインダー用樹脂の重量平均分子量は、解像性の観点から500000以下が好ましく、エッジフューズの観点から5000以上が好ましい。本発明の効果をさらに良く発揮するためには、バインダー用樹脂の重量平均分子量は、5000〜200000であることがより好ましく、さらに好ましくは5000〜100000である。この場合の重量平均分子量は、日本分光(株)製ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(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(昭和電工(株)製 Shodex STANDARD SM−105 Polystyrene)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。バインダー用樹脂の分散度(分子量分布と呼ぶこともある)は1〜6程度のものが用いられ、好ましくは1〜4である。分散度は下記式の重量平均分子量と数平均分子量の比で表される。
(分散度)=(重量平均分子量)/(数平均分子量)
本発明に用いられる(a)バインダー用樹脂は、下記一般式(I)で表されるモノマーを共重合成分として50質量%以上含有することを特徴とする。(a)バインダー用樹脂は、下記一般式(I)で表されるモノマーを共重合成分として50質量%以上含有することにより、現像後の解像性に優れ、現像性の観点から80質量%以下含有することが好ましい。
【0022】
【化5】

【0023】
(Rは水素原子またはメチル基であり、Rは水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、炭素数1〜12のアルキル基、アルコキシ基、カルボキシル基、またはハロアルキル基を表す。)
(a)バインダー用樹脂は、上記一般式(I)で表されるモノマーに加え、下記の第一の単量体の中より、少なくとも一種の単量体を共重合させることにより得られる。第一の単量体の含有量は、酸当量によって決められる。また、下記第二の単量体は、必要に応じて共重合しても良い。
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。
【0024】
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する化合物である。該化合物は、光重合性樹脂層の現像性、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。該化合物としては、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、ブチル(メタ)アクリレート等のアルキル(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、(メタ)アクリロニトリル、フルフリル(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、フェニル(メタ)アクリレート、クレジル(メタ)アクリレート、ナフチル(メタ)アクリレートなどのアリール(メタ)アクリレート、フェニル基を有するビニル化合物(例えば、スチレン)、メトキシベンジル(メタ)アクリレートやクロロベンジル(メタ)アクリレートなどのベンジル(メタ)アクリレートの芳香環にアルコシキ基、ハロゲン、アルキル基などが置換した化合物等を用いることができる。
【0025】
(a)バインダー用樹脂は、上記一般式(I)で表されるモノマーと、上記第一の単量体と、必要に応じて上記第二の単量体との混合物を、アセトン、メチルエチルケトン、又は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、過熱攪拌することにより合成を行うことが好ましい。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、塊状重合、懸濁重合、又は乳化重合を用いてもよい。
(a)バインダー用樹脂の、光重合性樹脂組成物の総和に対する割合は、10〜90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、本発明の光重合性樹脂組成物中には、上記一般式(I)で表されるモノマーを共重合成分として含むバインダー用樹脂以外のバインダー用樹脂を含有しても良い。
【0026】
本発明に用いられる(b)光重合性不飽和化合物としては、下記一般式(II)で表される群から選ばれる少なくとも1つの化合物、及び、下記一般式(III)で表される群から選ばれる少なくとも1つの化合物を含有することを特徴とし、また、テンティング性の観点から下記一般式(IV)で表される群から選ばれる少なくとも1つの化合物を含有していることが好ましい。一般式(II)で表される群から選ばれる少なくとも1つの化合物、及び、下記一般式(III)で表される群から選ばれる少なくとも1つの化合物を含有することにより解像性に優れ、一般式(II)で表される群から選ばれる少なくとも1つの化合物は、解像性の観点から、(b)光重合性不飽和化合物100質量%に対し、30質量%以上90質量%以下含有されていることが好ましい。また、下記一般式(III)で表される群から選ばれる少なくとも1つの化合物は、解像性の観点から、(b)光重合性不飽和化合物100質量%に対し、5質量%以上40質量%以下含有されていることが好ましい。また、本発明に用いられる(b)光重合性不飽和化合物として、下記一般式(IV)で表される群から選ばれる少なくとも1つの化合物を含有していることが、テンティング性の観点から好ましく、(b)光重合性不飽和化合物100質量%に対し、5質量%以上70質量%以下含有されていることが好ましい。
【0027】
【化6】

【0028】
(式中、R及びRは、水素原子またはメチル基であり、これらは同一であっても相違してもよい。また、A及びBはエチレン基又はプロピレン基であり、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、異なっている場合、−(A−O)−及び−(B−O)−の繰り返し単位は、ブロック構造でもランダム構造でもよく、−(A−O)−及び−(B−O)−の順序は、何れがエステル側であっても良い。m1、m2、m3、及びm4は、それぞれ独立に0又は正の整数であり、これらの合計は、2〜40である。)
【0029】
【化7】

【0030】
(式中、R、R、Rは水素原子又はメチル基であり、これらは同一であっても相違してもよく、A及びBはエチレン基又はプロピレン基であり、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、異なっている場合、−(A−O)−及び−(B−O)−の繰り返し単位は、ブロック構造でもランダム構造でもよく、−(A−O)−及び−(B−O)−の順序は、何れがエステル側であっても良い。m5,m6,及びm7はそれぞれ独立に0以上の整数、m8,m9,及びm10はそれぞれ独立に1以上の整数であり、これらの合計は3〜7である。)
【0031】
【化8】

【0032】
(ここでRは炭素数4〜12のジイソシアナート残基、R、R10は水素またはメチル基、また、A及びBはエチレン基又はプロピレン基であり、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、異なっている場合、−(A−O)−及び−(B−O)−の繰り返し単位は、ブロック構造でもランダム構造でもよく、−(A−O)−及び−(B−O)−の順序は、何れがエステル側であっても良い。また、m11,m12はそれぞれ独立に0〜15の整数、m13、m14はそれぞれ独立に1〜15の整数を示す。)
【0033】
上記一般式(II)で表される群から選ばれる少なくとも1つの化合物の具体例としては、2,2−ビス{(4−アクリロキシポリエチレンオキシ)フェニル}プロパン、2,2−ビス{(4−メタクリロキシポリエチレンオキシ)フェニル}プロパン、2,2−ビス{(4−アクリロキシポリプロピレンオキシ)フェニル}プロパン、2,2−ビス{(4−メタクリロキシポリプロピレンオキシ)フェニル}プロパンなどが挙げられる。該化合物が有するポリエチレンオキシ基は、モノエチレンオキシ基、ジエチレンオキシ基、トリエチレンオキシ基、テトラエチレンオキシ基、ペンタエチレンオキシ基、ヘキサエチレンオキシ基、ヘプタエチレンオキシ基及びオクタエチレンオキシ基からなる群から選択されるいずれかの基である化合物が好ましく、化合物の具体例としては、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)やビスフェノール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ールのジメタクリレート(新中村化学工業(株)製NKエステルBPE−500)やビスフェノールAの両端にそれぞれ平均6モルずつのエチレンオキサイドと平均2モルずつのプロピレンオキサイドを付加したポリアルキレングリコールのジメタクリレートがある。
【0034】
上記一般式(III)で表される群から選ばれる少なくとも1つの化合物の具体例としては、例えば、トリメチロールプロパンに平均3モルのエチレンオキサイドを付加したトリアクリレート(新中村化学工業(株)製A−TMPT−3EO)がある。
上記一般式(IV)で表される群から選ばれる少なくとも1つの化合物の具体例としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアナート、トリレンジイソシアナート、又は2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアナート等のジイソシアナート化合物と、一分子中にヒドロキシル基と(メタ)アクリル基を有する化合物(2−ヒドロキシプロピルアクリレート、オリゴプロピレングリコールモノメタクリレート等)との反応で得られるウレタン化合物等が挙げられる。具体的には、ヘキサメチレンジイソシアナートとオリゴプロピレングリコ−ルモノメタクリレート(日本油脂(株)製、ブレンマ−PP1000)との反応物がある。ここで、(IV)で表される群から選ばれる少なくとも1つの化合物として、Bがプロピレン基であることが、テンティング性の観点から好ましい。ここで、ジイソシアナート残基とは、原料となるジイソシアナート化合物に由来するウレタン結合を含む。
【0035】
本発明の光重合性樹脂組成物には、(b)光重合性不飽和化合物として、前記一般式(II)、前記一般式(III)、および前記一般式(IV)で表される光重合可能なモノマー以外の、下記に示される化合物を用いることができる。例えば、1,6−ヘキサンジオ−ルジ(メタ)アクリレート、1,4−シクロヘキサンジオ−ルジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコ−ルジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコ−ルジ(メタ)アクリレート、2−ジ(p−ヒドロキシフェニル)プロパンジ(メタ)アクリレート、グリセロ−ルトリ(メタ)アクリレート、トリメチロ−ルプロパントリ(メタ)アクリレート、ポリオキシプロピルトリメチロ−ルプロパントリ(メタ)アクリレート、ポリオキシエチルトリメチロ−ルプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリト−ルペンタ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテルトリ(メタ)アクリレート、ビスフェノ−ルAジグリシジルエ−テルジ(メタ)アクリレート、β−ヒドロキシプロピル−β’−(アクリロイルキシ)プロピルフタレート、フェノキシポリエチレングリコ−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、ノニルフェノキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、2,2−ビス{(4−(メタ)アクリロキシポリエトキシ)シクロヘキシル}プロパン、プロピレンオキサイドを付加したポリプロピレングリコールにエチレンオキサイドをさらに両端付加したポリアルキレングリコールのジメタクリレート等が挙げられる。
【0036】
本発明に用いられる(b)光重合性不飽和化合物の、光重合性樹脂組成物の総和に対する割合は、5〜70質量%の範囲であり、好ましくは10〜60質量%である。感度、解像度、密着性が向上する観点から5質量%以上が好ましく、またコールドフロー、及び硬化レジストの剥離遅延を抑えるという観点から70質量%以下が好ましい。
【0037】
本発明の光重合性樹脂組成物には、(c)光重合開始剤として、一般に知られているものが使用でき、感度、解像性、密着性の観点から、2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体とp−アミノフェニルケトンを併用する系が好ましい。2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体としては、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−ル二量体が好ましく、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−ブチルアミノアセトフェノン、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。
【0038】
また、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)−ピラゾリン等のピラゾリン化合物との併用も好ましい実施形態である。
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。
他の光重合開始剤としては、例えば、2−エチルアントラキノン、2−tert−ブチルアントラキノン等のキノン類、ベンゾフェノン等の芳香族ケトン類、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル等のベンゾインエーテル類、9−フェニルアクリジン等のアクリジン化合物、ベンジルジメチルケタ−ル、ベンジルジエチルケタ−ル等がある。
【0039】
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−アリール−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。
【0040】
本発明に用いられる(c)光重合開始剤の光重合性樹脂組成物の総和に対する割合は、0.01〜20質量%の範囲であり、より好ましい範囲は0.05〜10質量%である。十分な感度を得るという観点から0.01質量%以上が好ましく、また、レジスト底面にまで光を充分に透過させ、良好な高解像性を得るという観点から20質量%以下が好ましい。
本発明の光重合性樹脂組成物には、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。
【0041】
本発明における光重合性樹脂組成物には、光照射により発色する発色系染料を含有させることもできる。用いられる発色系染料としては、例えば、ロイコ染料又はフルオラン染料と、ハロゲン化合物の組み合わせがある。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。
【0042】
ハロゲン化合物としては、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フォン、四臭化炭素、トリス(2,3−ジブロモプロピル)ホスフェ−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、トリアジン化合物等が挙げられる。該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。
【0043】
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。
着色物質及び発色剤を含有する場合の含有量は、光重合性樹脂組成物中において、夫々0.01〜10質量%が好ましい。充分な着色性(発色性)が認識できる点から0.01質量%以上、露光部と未露光部のコントラストを有する点と、保存安定性維持の観点から10質量%以下が好ましい。
【0044】
本発明における光重合性樹脂組成物の熱安定性、保存安定性を向上させるために、光重合性樹脂組成物に下記添加剤を含有させることは好ましいことである。このような添加剤としては、例えば、p−メトキシフェノール、ハイドロキノン、ピロガロール、ナフチルアミン、tert−ブチルカテコール、塩化第一銅、2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)、
2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、ジフェニルニトロソアミン等が挙げられる。また安定剤として、ビスフェノールAの両側にそれぞれ平均1モルのプロピレンオキサイドを付加したポリプロピレングリコールの両側にさらにプロピレンオキシドを付加した化合物、ベンゾトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾール、1−(2−ジアルキルアミノ)カルボキシベンゾトリアゾール、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がある。
【0045】
上記添加剤の合計添加量は、好ましくは0.01〜3質量%であり、より好ましくは0.05〜1質量%である。光重合性樹脂組成物に保存安定性を付与するという観点から0.01質量%以上が好ましく、また、感度を維持するという観点から3質量%以下がより好ましい。
さらに本発明の光重合性樹脂組成物には、必要に応じて可塑剤等を含有させてもよい。可塑剤としては、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。
【0046】
可塑剤等を含有する場合の含有量としては、光重合性樹脂組成物中に、5〜50質量%含むことが好ましく、より好ましくは、5〜30質量%である。現像時間の遅延を抑えたり、硬化膜に柔軟性を付与するという観点から5質量%以上が好ましく、また、硬化不足やコールドフローを抑えるという観点から50質量%以下が好ましい。
【0047】
<光重合性樹脂積層体>
本発明の光重合性樹脂積層体は、光重合性樹脂層とその層を支持する支持体からなるが、必要により、光重合性樹脂層の支持体と反対側の表面に保護層を有していても良い。 ここで用いられる支持体としては、露光光源から放射される光を透過する透明なものが望ましい。このような支持体としては、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、塩化ビニル共重合体フィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、塩化ビニリデン共重合フィルム、ポリメタクリル酸メチル共重合体フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム、スチレン共重合体フィルム、ポリアミドフィルム、セルロース誘導体フィルムなどが挙げられる。これらのフィルムは、必要に応じ延伸されたものも使用可能である。ヘーズは5以下のものが好ましい。フィルムの厚みは、薄い方が画像形成性及び経済性の面で有利であるが、強度を維持する必要等から、10〜30μmのものが好ましく用いられる。
【0048】
また、光重合性樹脂積層体に用いられる保護層の重要な特性は、光重合性樹脂層との密着力について、支持体よりも保護層の方が充分小さく容易に剥離できることである。例えば、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム等が保護層として好ましく使用できる。また、特開昭59−202457号公報に示された剥離性の優れたフィルムを用いることができる。
保護層の膜厚は10〜100μmが好ましく、10〜50μmがより好ましい。
本発明の光重合性樹脂積層体における光重合性樹脂層の厚みは、用途において異なるが、好ましくは、3〜100μm、より好ましくは、3〜50μmであり、薄いほど解像度は向上し、また、厚いほど膜強度が向上する。
【0049】
支持体、光重合性樹脂層、及び必要により、保護層を順次積層して、本発明の光重合性樹脂積層体を作製する方法は、従来知られている方法を採用することができる。 例えば、光重合性樹脂層に用いる光重合性樹脂組成物を、これらを溶解する溶剤と混ぜ合わせ均一な溶液にしておき、まず支持体上にバーコーターやロールコーターを用いて塗布して乾燥し、支持体上に光重合性樹脂組成物からなる光重合性樹脂層を積層する。 次いで、必要により、光重合性樹脂層上に保護層をラミネートすることにより光重合性樹脂積層体を作製することができる。
上記溶剤としては、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パノールに代表されるアルコール類が挙げられる。支持体上に塗布する光重合性樹脂組成物の溶液の粘度が、25℃で500〜4000mPaとなるように光重合性樹脂組成物に添加することが好ましい。
【0050】
<レジストパターン形成方法>
本発明の光重合性樹脂積層体を用いたレジストパターンは、積層工程、露光工程、及び現像工程を含む工程によって形成することができる。具体的な方法の一例を示す。
まず、ラミネーターを用いて積層工程を行う。光重合性樹脂積層体が保護層を有する場合には保護層を剥離した後、ラミネーターで光重合性樹脂層を基板表面に加熱圧着し積層する。この場合、光重合性樹脂層は基板表面の片面だけに積層しても良いし、両面に積層しても良い。この時の加熱温度は一般的に40〜160℃である。また、該加熱圧着は二回以上行うことにより密着性及び耐薬品性が向上する。この時、圧着は二連のロールを備えた二段式ラミネーターを使用しても良いし、何回か繰り返してロールに通し圧着しても良い。
【0051】
次に、露光機を用いて露光工程を行う。必要ならば支持体を剥離しフォトマスクを通して活性光により露光する。露光量は、光源照度及び露光時間より決定される。光量計を用いて測定しても良い。
露光工程において、マスクレス露光方法を用いてもよい。マスクレス露光はフォトマスクを使用せず基板上に直接描画して露光する。光源としては波長350〜410nmの半導体レーザーや超高圧水銀灯などが用いられる。描画パターンはコンピューターによって制御され、この場合の露光量は、光源照度および基板の移動速度によって決定される。
次に、現像装置を用いて現像工程を行う。露光後、光重合性樹脂層上に支持体がある場合には、必要に応じてこれを除き、続いてアルカリ水溶液の現像液を用いて未露光部を現像除去し、レジスト画像を得る。アルカリ水溶液としては、NaCO、KCO等の水溶液を用いる。これらは光重合性樹脂層の特性に合わせて選択されるが、0.2〜2質量%の濃度、20〜40℃のNaCO水溶液が一般的である。該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などを混入させてもよい。
【0052】
上述の工程によってレジストパターンが得られるが、場合によっては、さらに100〜300℃の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、更なる耐薬品性向上が可能となる。加熱には、熱風、赤外線、遠赤外線等の方式の加熱炉を用いる。
【0053】
<導体パターンの製造方法・プリント配線板の製造方法>
本発明のプリント配線板の製造方法は、基板として銅張積層板やフレキシブル基板を用いた上述のレジストパターン形成方法に続いて、以下の工程を経ることで行われる。まず、現像により露出した基板の銅面をエッチング法、またはめっき法等の既知の方法をもちいて導体パターンを形成する。
その後、レジストパターンを、現像液よりも強いアルカリ性を有する水溶液により基板から剥離して所望のプリント配線板を得る。剥離用のアルカリ水溶液(以下、「剥離液」ともいう。)についても特に制限はないが、2〜5質量%の濃度、40〜70℃のNaOH、KOHの水溶液が一般的に用いられる。剥離液にも、少量の水溶性溶媒を加える事は可能である。
【0054】
<リードフレームの製造方法>
本発明のリードフレームの製造方法は、基板として銅、銅合金、鉄系合金等の金属板を用いた上述のレジストパターンの形成方法に続いて、以下の工程を経ることで行われる。
まず、現像により露出した基板をエッチングして導体パターンを形成する。その後、レジストパターンを上述のプリント配線板の製造方法と同様の方法で剥離して、所望のリードフレームを得る。
【0055】
<半導体パッケージの製造方法>
本発明の半導体パッケージを製造方法は、基板としてLSIとしての回路形成が終了したウェハを用いた上述のレジストパターンの形成方法に続いて、以下の工程を経ることで行われる。 現像により露出した開口部に銅、はんだ等の柱状のめっきを施して、導体パターンを形成する。その後、レジストパターンを上述のプリント配線板の製造方法と同様の方法で剥離し、更に、柱状めっき以外の部分の薄い金属層をエッチングにより除去することにより、所望の半導体パッケージを得る。
【0056】
<凹凸パターンを有する基材の製造方法>
本発明の光重合性樹脂積層体をドライフィルムレジストとして用いてサンドブラスト工法により基材に加工を施す場合には、基材上に前記した方法と同様な方法で、光重合性樹脂積層体をラミネートし、露光、現像を施す。更に形成されたレジストパターン上からブラスト材を吹き付け目的の深さに切削するサンドブラスト処理工程、基材上に残存した樹脂部分をアルカリ剥離液等で基材から除去する剥離工程を経て、基材上に微細なパターンを加工することができる。上前記サンドブラスト処理工程に用いるブラスト材は公知のものが用いられ、例えばSiC,SiO、Al、CaCO、ZrO、ガラス、ステンレス等の2〜100μm程度の微粒子が用いられる。
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。
【実施例】
【0057】
以下に、実施例及び比較例の評価用サンプルの作製方法並びに得られたサンプルについての評価方法及び評価結果について示す。
1.評価用サンプルの作製
実施例及び比較例における光重合性樹脂積層体は次の様にして作製した。
<光重合性樹脂積層体の作製>
表1に示す化合物を用意し、表2に示す組成割合の光重合性樹脂組成物をよく攪拌、混合し、支持体として20μm厚のポリエチレンテレフタレートフィルムの表面にバーコーターを用いて均一に塗布し、95℃の乾燥機中で2分間乾燥して光重合性樹脂層を形成した。光重合性樹脂層の厚みは15μmであった。
次いで、光重合性樹脂層のポリエチレンテレフタレートフィルムを積層していない表面上に、保護層として25μm厚のポリエチレンフィルムを張り合わせて光重合性樹脂積層体を得た。
【0058】
<基板整面>
下記(1)、(2)及び(4)評価用基板は、35μm圧延銅箔を積層した1.6mm厚の銅張積層板を用い、表面を湿式バフロール研磨(スリーエム(株)製、スコッチブライト(登録商標)HD#600、2回通し)した。
<ラミネート>
光重合性樹脂積層体のポリエチレンフィルムを剥がしながら、整面して60℃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、ロール温度105℃でラミネートした。エアー圧力は0.35MPaとし、ラミネート速度は1.5m/minとした。
<露光>
光重合性樹脂層に、評価に必要なマスクフィルムを支持体であるポリエチレンテレフタレートフィルム上におき、超高圧水銀ランプ(オーク製作所製、HMW−801)により、ストーファー製21段ステップタブレットが6段となる露光量で露光した。
【0059】
<現像>
ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥離した後、アルカリ現像機(フジ機工製、ドライフィルム用現像機)を用いて30℃の1質量%NaCO水溶液を所定時間スプレーし、光重合性樹脂層の未露光部分を最小限像時間の2倍の時間で溶解除去した。この際、未露光部分の光重合性樹脂層が完全に溶解するのに要する最も少ない時間を最小現像時間とした。
<エッチング>
現像した基板を塩銅エッチング装置(東京化工機製)により塩酸3mol/l、塩化第二銅250g/l、50℃において最小エッチング時間の1.3倍の時間でエッチングした。この際、基板上の銅箔が完全に溶解除去されるときの時間を最小エッチング時間とした。
<レジスト剥離>
現像後の評価基板に、50℃に加温した3質量%の水酸化ナトリウム水溶液をスプレーして硬化したレジストを剥離した。
【0060】
2.評価方法
(1)解像性評価
ラミネート後15分経過した解像度評価用基板を、露光部と未露光部の幅が1:1の比率のラインパターンで露光した。最小現像時間の2倍の現像時間で現像し、硬化レジストラインが正常に形成されている最小マスク幅を解像度の値とし、解像性を下記のようにランク分けした。
◎:解像度の値が10μm以下
○:解像度の値が10μmを超え、14μm以下
△:解像度の値が14μmを超え、18μm以下
×:解像度の値が18μmを超える
【0061】
(2)密着性評価
ラミネート後15分経過した密着性評価用基板を、露光部と未露光部の幅が1:100の比率のラインパターンマスクを通して露光した。最小現像時間の2倍の現像時間で現像し、硬化レジストラインが正常に形成されている最小マスク幅を密着性の値とした。
◎:密着性の値が10μm以下
○:密着性の値が10μmを超え、14μm以下
△:密着性の値が14μmを超え、18μm以下
×:密着性の値が18μmを超える
【0062】
(3)凝集性評価
光重合性樹脂積層体中の厚さ40μm、面積0.16mの感光層(レジスト層)を、200mlの1質量%NaCO水溶液に溶解させ、循環式スプレー装置を用いてスプレー圧0.1MPa、3時間スプレーを行った。その後、現像液を1日放置し、凝集物の発生を観察した。凝集物が多量に発生するとスプレー装置の底部及び側面に粉状のもの又は油状のものが観察される。また、現像液に凝集物が浮遊することもある。現像液凝集性が良好な組成はこれら凝集物が全く発生しないか、もしくは発生しても極微量で水洗により簡単に洗い流すことが可能である。凝集物の発生状態については目視観察により以下のようにランク分けした。
◎:凝集物が全く発生しない
○:スプレー装置の底部もしくは側面には凝集物はないが現像液に目視で確認可能な極微量の凝集物の浮遊が観察されるが水洗すると簡単に洗い流される。
△:スプレー装置の底部もしくは側面の一部及び現像液に凝集物が浮遊している。水洗してもすべてを洗い流すことはできない。
×:スプレー装置全体に凝集物が見られ且つ現像液に凝集物が浮遊している。水洗でもすべてを洗い流すことは不可能でほとんどが残留する。
【0063】
(4)テンティング性
半径6mmのスルーホールが等間隔で存在する(1008穴)テンティング評価用基板に光重合性樹脂をラミネートし、HMW−201KBによりストーファー製21段ステップタブレットが6段となる露光量で全面露光し、最小現像時間の2倍の現像時間で現像し、さらに水洗槽において0.3MPaのスプレー圧で水洗した後の膜破れ率を測定した。膜破れ率によって下記のようなランク付けを行った。
◎:膜破れ率が1%未満。
○:膜破れ率が1〜5%未満。
△:膜破れ率が5%以上。
【0064】
【表1】

【0065】
【表2】

【産業上の利用可能性】
【0066】
本発明によれば、プリント配線板、フレキシブル配線板、リードフレーム、半導体パッケージ等の製造、金属の精密加工等の分野において、エッチングレジスト又はめっきレジストとして好適である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
(a)カルボキシル基含有量が酸当量で100〜600であり、下記一般式(I)で表されるモノマーを共重合成分として50質量%以上含有し、かつ、重量平均分子量が5000〜500000であるバインダー用樹脂を光重合性樹脂組成物の総和に対し、10〜90質量%、(b)光重合性不飽和化合物を光重合性樹脂組成物の総和に対し、5〜70質量%、(c)光重合開始剤を光重合性樹脂組成物の総和に対し、0.01〜20質量%を含有してなる光重合性樹脂組成物であって、該(b)光重合性不飽和化合物が、下記一般式(II)で表される群から選ばれる少なくとも1つの化合物、及び、下記一般式(III)で表される群から選ばれる少なくとも1つの化合物を含有することを特徴とする光重合性樹脂組成物。
【化1】

(Rは水素原子またはメチル基であり、Rは水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、並びに、炭素数1〜12のアルキル基、アルコキシ基、カルボキシル基、またはハロアルキル基を表す。)
【化2】

(式中、R及びRは、水素原子またはメチル基であり、これらは同一であっても相違してもよい。また、A及びBはエチレン基又はプロピレン基であり、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、異なっている場合、−(A−O)−及び−(B−O)−の繰り返し単位は、ブロック構造でもランダム構造でもよく、−(A−O)−及び−(B−O)−の順序は、何れがエステル側であっても良い。m1、m2、m3、及びm4は、それぞれ独立に0又は正の整数であり、これらの合計は、2〜40である。)
【化3】

(式中、R、R、Rは水素原子又はメチル基であり、これらは同一であっても相違してもよく、A及びBはエチレン基又はプロピレン基であり、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、異なっている場合、−(A−O)−及び−(B−O)−の繰り返し単位は、ブロック構造でもランダム構造でもよく、−(A−O)−及び−(B−O)−の順序は、何れがエステル側であっても良い。m5,m6及びm7は、それぞれ独立に0以上の整数、m8,m9,m10はそれぞれ独立に1以上の整数であり、これらの合計は3〜7である。)
【請求項2】
(b)光重合性不飽和化合物として、下記一般式(IV)で表される群から選ばれる少なくとも1つの化合物を含有する事を特徴とする請求項1記載の光重合性樹脂組成物。
【化4】

(式中、Rは炭素数4〜12のジイソシアナート残基、R、R10は水素またはメチル基、また、A及びBはエチレン基又はプロピレン基であり、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、異なっている場合、−(A−O)−及び−(B−O)−の繰り返し単位は、ブロック構造でもランダム構造でもよく、−(A−O)−及び−(B−O)−の順序は、何れがエステル側であっても良い。また、m11,m12は、それぞれ独立に0〜15の整数、m13、m14はそれぞれ独立に1〜15の整数を示す。)
【請求項3】
前記一般式(IV)で表される化合物中、Bがプロピレン基である請求項2記載の光重合性樹脂組成物。
【請求項4】
請求項1〜3のいずれかに記載の光重合性樹脂組成物を支持体上に積層してなることを特徴とする光重合性樹脂積層体。
【請求項5】
請求項1〜3のいずれかに記載の光重合性樹脂組成物を基板上に積層し、露光し、現像する工程を含むことを特徴とするレジストパターンの形成方法。
【請求項6】
請求項5記載の方法によりレジストパターンが形成された基板を、エッチングまたはめっきする工程を含むことを特徴とする回路基板の製造方法。
【請求項7】
基板として金属板を用い、請求項5に記載の方法によってレジストパターンを形成した基板を、エッチングし、レジストパターンを剥離することを特徴とするリードフレームの製造方法。
【請求項8】
基板としてLSIとしての回路形成が終了したウェハを用い、請求項5に記載の方法によってレジストパターンを形成した基板を、めっきし、レジストパターンを剥離することを特徴とする半導体パッケージの製造方法。

【公開番号】特開2010−277051(P2010−277051A)
【公開日】平成22年12月9日(2010.12.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−132498(P2009−132498)
【出願日】平成21年6月1日(2009.6.1)
【出願人】(309002329)旭化成イーマテリアルズ株式会社 (771)
【Fターム(参考)】