説明

感光性樹脂組成物

【課題】基材との密着性に優れ、画像形成性が良く、長時間使用されても組成物の染み出し及び昇華生成物が少ないようなレジストパターンが形成できる感光性樹脂組成物および感光性樹脂積層体を提供する。
【解決手段】(A)重量平均分子量が400〜500,000のアルカリ可溶性樹脂30〜70質量%、(B)光または熱で硬化する化合物20〜60質量%、(C)光重合開始剤0.2〜1質量%を含み、(C)光重合開始剤が感光性樹脂組成物全体に対して0.2〜0.8質量%の割合でヘキサアリールビイミダゾール化合物を含み、(A)、(B)、(C)を合計した割合が感光性樹脂組成物全体の98.5質量%以上であることを特徴とする感光性樹脂組成物。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、感光性樹脂組成物および積層体に関し、密着性に優れ昇華物の発生が少ないレジストパターンの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
電子材料又は表示材料には感光性のレジストパターンを利用した微細構造材料が広く用いられている。例えば、半導体素子の保護膜又は層間絶縁膜には比較的厚膜の形成性に優れるポリアミック酸などの樹脂に基づくレジストパターンが用いられている(特許文献1)。また、タッチパネルなどでは対向する2枚の電極間のスペーサーとして感光性のレジストパターンが用いられる例もある(特許文献2)。また、赤、黄、青の顔料を配合して作製した感光性のレジストパターンを厚膜ブラックマトリックスとして用いる例もある(特許文献3)。
【0003】
一般に、電子材料又は表示材料に永久パターンとして感光性のレジストパターンが用いられる場合は、レジストパターンと基材との密着性に優れ、画像形成性が良く、長時間使用されてもレジストパターンからの組成物の染み出し及び昇華物が少ないようなレジストパターンが好ましい。そのほか、永久パターンとして電子材料又は表示材料に残らない場合であっても、例えば金メッキなどに感光性レジストパターンを用いる場合は、めっき液が変質しないようにめっき液への溶出及び昇華物の発生が少ないことが望ましい。また、感光性樹脂積層体をラミネートすることによって基材に感光性樹脂層を積層する場合は、ラミネートにより未露光の感光性樹脂層が加熱される。昇華物が多い場合は装置又はクリーンルームを汚染することもある。感光性樹脂積層体の光重合開始剤には、例えばヘキサアリールビイミダゾールなどが用いられるが(特許文献4)、光重合開始剤が染み出したり、昇華することに関する知見はない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2008−197158号公報
【特許文献2】特開2008−233289号公報
【特許文献3】特開2008−304710号公報
【特許文献4】特表2002−507004号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の目的は、基材との密着性に優れ、画像形成性が良く、長時間使用されても組成物の染み出し及び昇華生成物が少なく、耐メッキ性及びメッキ性の良好なレジストパターンが形成できる感光性樹脂組成物および感光性樹脂積層体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本願発明者は、特定の感光性樹脂組成物を用いることによって、レジストパターンと基材との密着性に優れ、画像形成性が良く、長時間使用されてもレジストパターンからの組成物の染み出し及び昇華生成物が少ないようなレジストパターンが形成できることを見いだした。すなわち、本発明は、下記の通りである。
【0007】
[1] (A)重量平均分子量が400〜500,000であるアルカリ可溶性樹脂30〜70質量;(B)光または熱で硬化する化合物20〜60質量%;及び(C)光重合開始剤0.2〜1質量%を含む感光性樹脂組成物であって、ここで(C)光重合開始剤が感光性樹脂組成物全体に対して0.2〜0.8質量%の割合でヘキサアリールビイミダゾール化合物を含み、そして(A)アルカリ可溶性樹脂、(B)光または熱で硬化する化合物及び(C)光重合開始剤の合計が、感光性樹脂組成物全体の98.5質量%以上であることを特徴とする前記感光性樹脂組成物。
【0008】
[2] 前記感光性樹脂組成物全体に対して0.01〜1質量%の割合で(D)ロイコ染料をさらに含む、[1]に記載の感光性樹脂組成物。
【0009】
[3] (B)光または熱で硬化する化合物が、ビスフェノールAをアルキレンオキシド変性し両末端に(メタ)アクリロイル基を有する化合物を含む、[1]または[2]に記載の感光性樹脂組成物。
【0010】
[4] (B)光または熱で硬化する化合物が、化合物中に少なくともエチレンオキシド基とプロピレンオキシド基とを含むポリアルキレンオキシドジ(メタ)アクリレート化合物を含む、[1]〜[3]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
【0011】
[5] 前記感光性樹脂組成物全体に対して0.01〜1質量%の割合で(E)550〜700nmに吸収極大を有する着色剤をさらに含む、[1]〜[4]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
【0012】
[6] 前記感光性樹脂組成物全体に対して0.01〜1質量%の割合で(F)400〜550nmに吸収極大を有する着色剤をさらに含む、[1]〜[5]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
【0013】
[7] (E)550〜700nmに吸収極大を有する着色剤が、下記式(I):
【化1】

(式中、RおよびRは、各々独立に、直鎖もしくは分岐アルキル基、アルキル置換もしくは無置換フェニル基、シクロヘキシル基、カルボニル基、カルボニル基を介した直鎖もしくは分岐アルキル基、置換もしくは無置換フェニル基である。RおよびRは、各々独立に、水素、水酸基、シクロヘキシル基、直鎖もしくは分岐アルキル基、置換もしくは無置換フェニル基、NH基を介して直鎖もしくは分岐アルキル基、アルキル置換もしくは無置換フェニル基、シクロヘキシル基、アミド基を介した直鎖もしくは分岐アルキル基、置換もしくは無置換フェニル基を表す。)
で表される構造である、[1]〜[6]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
【0014】
[8] (F)400〜550nmに吸収極大を有する着色剤が、下記式(II):
【化2】

(式中、Rは水素または炭素数1〜4のアルキル基、Rは水素、水酸基、カルボキシル基、ハロゲン基、炭素数1〜4のアルキル基、置換基を有してもよいアミノ基、置換基を有してもよいアミド基、ニトロ基、スルホニル基を表す。)
で表される基を有する、[1]〜[7]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
【0015】
[9] (C)光重合開始剤が前記感光性樹脂組成物全体に対して0.01〜1質量%の割合でピラゾリン誘導体をさらに含む、[1]〜[8]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
【0016】
[10] 少なくとも支持層の上に[1]〜[9]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物から成る感光性樹脂層が積層された感光性樹脂積層体。
【0017】
[11] [10]に記載の感光性樹脂積層体を基材にラミネートする工程、露光する工程、現像する工程を含む、パターンの形成方法。
【発明の効果】
【0018】
本発明の感光性樹脂組成物を用いることにより、レジストパターンと基材との密着性に優れ、画像形成性が良く、昇華生成物が少なく、耐メッキ性及びメッキ性の良好なレジストパターンが形成できる。
【発明を実施するための形態】
【0019】
本発明について詳細に説明する。本発明は、(A)酸当量が100〜600であり、かつ重量平均分子量が400〜500,000であるアルカリ可溶性樹脂30〜70質量%;(B)光または熱で硬化する化合物20〜60質量%;及び(C)光重合開始剤0.2〜1質量%を含む感光性樹脂組成物であって、ここで(C)光重合開始剤は、(C)光重合開始剤全体の70質量%以上の割合でヘキサアリールビイミダゾール化合物を含み、そして(A)アルカリ可溶性樹脂、(B)光または熱で硬化する化合物及び(C)光重合開始剤の合計が、感光性樹脂組成物全体の98.5質量%以上であることを特徴とする前記感光性樹脂組成物である。
【0020】
まず(C)光重合開始剤について説明する。
本発明において(C)光重合開始剤は、それ単独で露光波長の光線を吸収し、感光性樹脂組成物を硬化させ、現像液に不溶とさせるもの、および、それ単独では感光性樹脂組成物を硬化させ現像液に不溶とすることができないが光重合開始剤と組み合わせて用いることで光重合開始剤の効果を促進するものである。但し、本発明において(D)ロイコ染料は(C)光重合開始剤に含まれない。
【0021】
(C)光重合開始剤としては、キノン類、芳香族ケトン類、アセトフェノン類、アシルフォスフィンオキサイド類、ベンゾイン又はベンゾインエーテル類、ジアルキルケタール類、チオキサントン類、ジアルキルアミノ安息香酸エステル類、オキシムエステル類、アクリジン類、ヘキサアリールビイミダゾール、ピラゾリン誘導体、N−アリールアミノ酸又はそのエステル化合物、及びハロゲン化合物などが挙げられる。
【0022】
キノン類としては、2−エチルアントラキノン、オクタエチルアントラキノン、1,2−ベンズアントラキノン、2,3−ベンズアントラキノン、2−フェニルアントラキノン、2,3−ジフェニルアントラキノン、1−クロロアントラキノン、2−クロロアントラキノン、2−メチルアントラキノン、1,4−ナフトキノン、9,10−フェナントラキノン、2−メチル−1,4−ナフトキノン、9,10−フェナントラキノン、2−メチル−1,4−ナフトキノン、2,3−ジメチルアントラキノン、3−クロロ−2−メチルアントラキノンなどを挙げることができる。
【0023】
芳香族ケトン類としては、、例えば、ベンゾフェノン、ミヒラーズケトン[4,4´−ビス(ジメチルアミノ)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−メトキシ−4'−ジメチルアミノベンゾフェノンを挙げることができる。
【0024】
アセトフェノン類としては、例えば、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−(4−ドデシルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタノン−1、及び2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−プロパノン−1を挙げることができる。市販品としては、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製のイルガキュアー907、イルガキュアー369、イルガキュアー379を挙げることができる。
【0025】
アシルフォスフィンオキサイド類としては、例えば、2,4,6−トリメチルベンジルジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フォスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルフォスフォンオキサイドなどが挙げられる。市販品としてはBASF社製のルシリンTPO、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製のイルガキュアー819が挙げられる。
【0026】
ベンゾイン又はベンゾインエーテル類としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル、メチルベンゾイン、エチルベンゾインを挙げることができる。
【0027】
ジアルキルケタール類としては、例えば、ベンジルジメチルケタール、ベンジルジエチルケタールを挙げることができる。
【0028】
チオキサントン類としては、例えば、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、2−クロルチオキサントンを挙げることができる。
【0029】
ジアルキルアミノ安息香酸エステル類としては、例えば、ジメチルアミノ安息香酸エチル、ジエチルアミノ安息香酸エチル、エチル−p−ジメチルアミノベンゾエート、2−エチルヘキシル−4−(ジメチルアミノ)ベンゾエートなどを挙げることができる。
【0030】
オキシムエステル類としては、例えば、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)オキシムが挙げられる。市販品としては、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製のCGI−325、イルガキュアーOXE01、イルガキュアーOXE02が挙げられる。
【0031】
アクリジン類としては、例えば、1,7−ビス(9,9'−アクリジニル)ヘプタン、9−フェニルアクリジン、9−メチルアクリジン、9−エチルアクリジン、9−クロロエチルアクリジン、9−メトキシアクリジン、9−エトキシアクリジン、9−(4−メチルフェニル)アクリジン、9−(4−エチルフェニル)アクリジン、9−(4−n−プロピルフェニル)アクリジン、9−(4−n−ブチルフェニル)アクリジン、9−(4−tert−ブチルフェニル)アクリジン、9−(4−メトキシフェニル)アクリジン、9−(4−エトキシフェニル)アクリジン、9−(4−アセチルフェニル)アクリジン、9−(4−ジメチルアミノフェニル)アクリジン、9−(4−クロロフェニル)アクリジン、9−(4−ブロモフェニル)アクリジン、9−(3−メチルフェニル)アクリジン、9−(3−tert−ブチルフェニル)アクリジン、9−(3−アセチルフェニル)アクリジン、9−(3−ジメチルアミノフェニル)アクリジン、9−(3−ジエチルアミノフェニル)アクリジン、9−(3−クロロフェニル)アクリジン、9−(3−ブロモフェニル)アクリジン、9−(2−ピリジル)アクリジン、9−(3−ピリジル)アクリジン、9−(4−ピリジル)アクリジンを挙げることができる。
【0032】
ヘキサアリールビイミダゾールの例としては、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルビイミダゾール、2,2’,5−トリス−(o−クロロフェニル)−4−(3,4−ジメトキシフェニル)−4’,5’−ジフェニルビイミダゾール、2,4−ビス−(o−クロロフェニル)−5−(3,4−ジメトキシフェニル)−ジフェニルビイミダゾール、2,4,5−トリス−(o−クロロフェニル)−ジフェニルビイミダゾール、2−(o−クロロフェニル)−ビス−4,5−(3,4−ジメトキシフェニル)−ビイミダゾール、2,2’−ビス−(2−フルオロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス−(3−メトキシフェニル)−ビイミダゾール、2,2’−ビス−(2,3−ジフルオロメチルフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス−(3−メトキシフェニル)−ビイミダゾール、2,2’−ビス−(2,4−ジフルオロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス−(3−メトキシフェニル)−ビイミダゾール、2,2’−ビス−(2,5−ジフルオロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス−(3−メトキシフェニル)−ビイミダゾール、2,2’−ビス−(2,6−ジフルオロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス−(3−メトキシフェニル)−ビイミダゾール、2,2’−ビス−(2,3,4−トリフルオロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス−(3−メトキシフェニル)−ビイミダゾール、2,2’−ビス−(2,3,5−トリフルオロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス−(3−メトキシフェニル)−ビイミダゾール、2,2’−ビス−(2,3,6−トリフルオロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス−(3−メトキシフェニル)−ビイミダゾール、2,2’−ビス−(2,4,5−トリフルオロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス−(3−メトキシフェニル)−ビイミダゾール、2,2’−ビス−(2,4,6−トリフルオロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス−(3−メトキシフェニル)−ビイミダゾール、2,2’−ビス−(2,3,4,5−テトラフルオロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス−(3−メトキシフェニル)−ビイミダゾール、2,2’−ビス−(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス−(3−メトキシフェニル)−ビイミダゾール、及び2,2’−ビス−(2,3,4,5,6−ペンタフルオロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス−(3−メトキシフェニル)−ビイミダゾール等が挙げられる。
【0033】
ピラゾリン誘導体としては、例えば、1−(4−tert−ブチル−フェニル)−3−スチリル−5−フェニル−ピラゾリン、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、1,5−ビス−(4−tert−ブチル−フェニル)−3−(4−tert−ブチル−スチリル)−ピラゾリン、1−(4−tert−オクチル−フェニル)−3−スチリル−5−フェニル−ピラゾリン、1−フェニル−3−(4−tert−ブチル−スチリル)−5−(4−エトキシ−フェニル)−ピラゾリン、1−フェニル−3−(4−tert−オクチル−スチリル)−5−(4−tert−オクチル−フェニル)−ピラゾリン、1,5−ビス−(4−tert−オクチル−フェニル)−3−(4−tert−オクチル−スチリル)−ピラゾリン、1−(4−ドデシル−フェニル)−3−スチリル−5−フェニル−ピラゾリン、1−フェニル−3−(4−ドデシル−スチリル)−5−(4−ドデシル−フェニル)−ピラゾリン、1−(4−ドデシル−フェニル)−3−(4−ドデシル−スチニル)−5−(4−ドデシル−フェニル)−ピラゾリン、1−(4−tert−オクチル−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−(4−tert−ブチル−フェニル)−3−(4−tert−オクチル−スチリル)−5−(4−tert−オクチル−フェニル)−ピラゾリン、1−(4−ドデシル−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−(4−tert−ブチル−フェニル)−3−(4−ドデシル−スチリル)−5−(4−ドデシル−フェニル)−ピラゾリン、1−(4−ドデシル−フェニル)−3−(4−tert−オクチル−スチリル)−5−(4−tert−オクチル−フェニル)−ピラゾリン、1−(4−tert−オクチル−フェニル)−3−(4−ドデシル−スチリル)−5−(4−ドデシル−フェニル)−ピラゾリン、1−(2,4−ジブチル−フェニル)−3−(4−ドデシル−スチリル)−5−(4−ドデシル−フェニル)−ピラゾリン、1−フェニル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−スチリル)−5−(3,5−ジ−tert−ブチル−フェニル)−ピラゾリン、1−フェニル−3−(2,6−ジ−tert−ブチル−スチリル)−5−(2,6−ジ−tert−ブチル−フェニル)−ピラゾリン、1−フェニル−3−(2,5−ジ−tert−ブチル−スチリル)−5−(2,5−ジ−tert−ブチル−フェニル)−ピラゾリン、1−フェニル−3−(2,6−ジ−n−ブチル−スチリル)−5−(2,6−ジ−n−ブチル−フェニル)−ピラゾリン、1−(3,4−ジ−tert−ブチル−フェニル)−3−スチリル−5−フェニル−ピラゾリン、1−(3,5−ジ−tert−ブチル−フェニル)−3−スチリル−5−フェニル−ピラゾリン、1−(4−tert−ブチル−フェニル)−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−フェニル)−5−フェニル−ピラゾリン、1−(3,5−ジ−tert−ブチル−フェニル)−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−スチリル)−5−(3,5−ジ−tert−ブチル−フェニル)−ピラゾリン、1−(4−(5−tert−ブチル−ベンゾオキサゾール−2−イル)フェニル)−3−スチリル−5−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−(4−(4−tert−ブチル−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−(4−(5−tert−オクチル−ベンゾオキサゾール−2−イル)フェニル)−3−スチリル−5−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−オクチル−スチリル)−5−(4−tert−オクチル−フェニル)−ピラゾリン、1−(4−(5−tert−オクチル−ベンゾオキサゾール−2−イル)フェニル)−3−(4−tert−オクチル−スチリル)−5−(4−tert−オクチル−フェニル)−ピラゾリン、1−(4−(5−ドデシル−ベンゾオキサゾール−2−イル)フェニル)−3−スチリル−5−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−ドデシル−スチリル)−5−(4−ドデシル−フェニル)−ピラゾリン、1−(4−(5−ドデシル−ベンゾオキサゾール−2−イル)フェニル)−3−(4−ドデシル−スチニル)−5−(4−ドデシル−フェニル)−ピラゾリン、1−(4−(5−tert−オクチル−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−(4−(5−tert−ブチル−ベンゾオキサゾール−2−イル)フェニル)−3−(4−tert−オクチル−スチリル)−5−(4−tert−オクチル−フェニル)−ピラゾリン、1−(4−(5−ドデシル−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−(4−(5−tert−ブチル−ベンゾオキサゾール−2−イル)フェニル)−3−(4−ドデシル−スチリル)−5−(4−ドデシル−フェニル)−ピラゾリン、1−(4−(5−ドデシル−ベンゾオキサゾール−2−イル)フェニル)−3−(4−tert−オクチル−スチリル)−5−(4−tert−オクチル−フェニル)−ピラゾリン、1−(4−(5−tert−オクチル−ベンゾオキサゾール−2−イル)フェニル)−3−(4−ドデシル−スチリル)−5−(4−ドデシル−フェニル)−ピラゾリン、1−(4−(4,6−ジブチル−ベンゾオキサゾール−2−イル)フェニル)−3−(4−ドデシル−スチリル)−5−(4−ドデシル−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−(3,5−ジ−tert−ブチルスチリル)−5−(3,5−ジ−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−(2,6−ジ−tert−ブチル−スチリル)−5−(2,6−ジ−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−(2,5−ジ−tert−ブチル−スチリル)−5−(2,5−ジ−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−(2,6−ジ−n−ブチル−スチリル)−5−(2,6−ジ−n−ブチル−フェニル)−ピラゾリン、1−(4−(4,6−ジ−tert−ブチル−ベンゾオキサゾール−2−イル)フェニル)−3−スチリル−5−フェニル−ピラゾリン、1−(4−(5,7−ジ−tert−ブチル−ベンゾオキサゾール−2−イル)フェニル)−3−スチリル−5−フェニル−ピラゾリン、1−(4−(5−tert−ブチル−ベンゾオキサゾール−2−イル)フェニル)−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−スチリル)−5−フェニル−ピラゾリン、1−(4−(4,6−ジ−tert−ブチル−ベンゾオキサゾール−2−イル)フェニル)−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−スチリル)−5−(3,5−ジ−tert−ブチル−フェニル)−ピラゾリン、1−フェニル−3−(4−tert−ブチル−スチリル)−5−(4−アミノ−フェニル)−ピラゾリン、1−フェニル−3−(4−tert−ブチル−スチリル)−5−(4−N−エチル−フェニル)−ピラゾリン、及び1−フェニル−3−(4−tert−ブチル−スチリル)−5−(4−N,N−ジエチル−フェニル)−ピラゾリンが挙げられる。
【0034】
さらに、例えば、1−フェニル−3−(4−ビフェニル)−5−(4−n−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−イソブチル−フェニル)−ピラゾリン、1−フェニル−3−(4−ビフェニル)−5−(4−n−ペンチル−フェニル)−ピラゾリン、1−フェニル−3−(4−ビフェニル)−5−(4−イソペンチル−フェニル)−ピラゾリン、1−フェニル−3−(4−ビフェニル)−5−(4−ネオペンチル−フェニル)−ピラゾリン、1−フェニル−3−(4−ビフェニル)−5−(4−ヘキシル−フェニル)−ピラゾリン、1−フェニル−3−(4−ビフェニル)−5−(4−ヘプチル−フェニル)−ピラゾリン、1−フェニル−3−(4−ビフェニル)−5−(4−n−オクチル−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−ビフェニル)−5−(4−ノニル−フェニル)−ピラゾリン、1−フェニル−3−(4−ビフェニル)−5−(4−デシル−フェニル)−ピラゾリン、1−フェニル−3−(4−ビフェニル)−5−(4−ウンデシル−フェニル)−ピラゾリン、1−フェニル−3−(4−ビフェニル)−5−(4−ドデシル−フェニル)−ピラゾリンが挙げられる。
【0035】
中でも、密着性とレジストパターンの矩形性の観点から、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−フェニル−3−(4−ビフェニル)−5−(4−tert−ブチル−フェニル)−ピラゾリン及び1−フェニル−3−(4−ビフェニル)−5−(4−tert−オクチル−フェニル)−ピラゾリンが好ましい。
【0036】
ピラゾリン誘導体は、感光性樹脂組成物の固形分100質量%に対して0.01〜1質量%であることが好ましい。感度の観点から0.01質量%以上が好ましく、密着性の観点から1質量%以下が好ましい。より好ましくは0.01〜0.3質量%であり、さらに好ましくは0.01〜0.2質量%である。
【0037】
N−アリールアミノ酸又はそのエステル化合物としては、例えば、N−フェニルグリシン、N−フェニルグリシンのメチルエステル、N−フェニルグリシンのエチルエステル、N−フェニルグリシンのn−プロピルエステル、N−フェニルグリシンのイソプロピルエステル、N−フェニルグリシンの1−ブチルエステル、N−フェニルグリシンの2−ブチルエステル、N−フェニルグリシンのtertブチルエステル、N−フェニルグリシンのペンチルエステル、N−フェニルグリシンのヘキシルエステル、N−フェニルグリシンのペンチルエステル、N−フェニルグリシンのオクチルエステル等が挙げられる。特にN−フェニルグリシンは増感効果が高く好ましい。N−アリールアミノ酸又はそのエステル化合物は、感光性樹脂組成物の固形分100質量%に対して0.001〜0.1質量%が好ましい。より好ましくは0.01〜0.08質量%である。
【0038】
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、臭化ベンジル、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、クロル化トリアジン化合物、ジアリルヨードニウム化合物などが挙げられる。
【0039】
(C)光重合開始剤は、感光性樹脂組成物の固形分100質量%に対して0.2〜1質量%含まれる。実用的な光感度及びレジストパターンの密着性の観点から0.2質量%以上であり、レジストパターンからの昇華性の観点から1質量%以下である。0.4〜0.8質量%がより好ましく、0.5〜0.8質量%がさらに好ましい。
【0040】
(C)光重合開始剤は、感光性樹脂組成物の全固形分100質量%に対して0.2〜0.8質量%の割合でヘキサアリールビイミダゾール化合物を含む。レジストパターンの密着性及びレジストパターンの矩形性の観点から0.2質量%以上が好ましく、レジストパターンからの昇華物発生の観点から0.8質量%以下である。より好ましくは0.2〜0.6質量%、さらに好ましくは0.2〜0.4質量%である。さらにヘキサアリールビイミダゾール化合物の割合は、(C)光重合開始剤全体の60質量%以上が好ましい。解像性、昇華物の相対量、耐メッキ性及びめっき性の観点から60質量%以上が好ましい。ヘキサアリールビイミダゾール化合物の割合は、70質量%以上がより好ましい。75質量%以上がさらに好ましい。光重合開始剤は一電子酸化および還元が容易であるため、染み出し及び昇華が起きると電子材料又は表示材料中のその他部材を還元および酸化する可能性があり好ましくない。本発明の目的の一つは、光重合開始剤の総量を特定の割合で規定し、さらに特定の光重合開始剤を特定の割合で含むことにより電子材料又は表示材料に好適に用いられるレジストパターンの作製を可能にすることにある。ヘキサアリールビイミダゾール化合物の中でも2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルビイミダゾールが好ましい。
【0041】
次に(A)アルカリ可溶性樹脂について説明する。
(A)重量平均分子量400〜500,000のアルカリ可溶性樹脂とは、アルカリ性水溶液に分散ないし可溶な重量平均分子量400〜500,000の樹脂をいう。アルカリ性水溶液に分散ないし可溶であれば、その他の液体に可溶であってもよい。カルボキシル基を含有したビニル系樹脂、ポリビニルアルコールおよびその誘導体、ポリビニルエーテル、ポリヒドロキシスチレンおよびその誘導体、ポリアミド酸樹脂およびその誘導体、ノボラック樹脂およびその誘導体、セルロースおよびその誘導体、ビスフェノールAのエチレンオキシド、プロピレンオキシド、炭素数4以上のアルキレンオキシド変性化合物およびそのエステル、エーテル化合物、ビスフェノールAのエチレンオキシドおよびプロピレンオキシド変性化合物、ビスフェノールS、F誘導体、ジエチルフタレート等のフタル酸エステル類、クエン酸誘導体、ポリエチレングリコールおよびそのエステル、エーテル化合物、ポリプロピレングリコールおよびそのエステル、エーテル化合物、ポリプロピレングリコールとポリエチレングリコールのブロック共重合体およびランダム共重合体、炭素数4以上のアルキレングリコールの重合体であるポリアルキレングリコールおよびそのエステル、エーテル化合物、ソルビタンエステル誘導体、などを挙げることができる。中でも、有機溶媒への溶解性、感光性樹脂積層体とした場合の製膜性及びラミネート性の観点から、カルボキシル基を含有したビニル系樹脂が好ましい。例えば、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、スチレン等の共重合体である。
【0042】
(A)アルカリ可溶性樹脂は、カルボキシル基を含有していることが好ましく、その酸当量は100〜600が好ましい。酸当量とは、その中に1当量のカルボキシル基を有するアルカリ可溶性樹脂の質量をいう。酸当量は、より好ましくは250以上450以下である。酸当量は、現像耐性が向上し、解像度及び密着性が向上する点から、100以上であり、現像性及び剥離性が向上する点から600以下である。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を用いて電位差滴定法により行われる。
【0043】
(A)アルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量は、1,000以上500,000以下が好ましい。アルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量は、現像性が向上する点から500,000以下であり、現像凝集物の性状、感光性樹脂積層体とした場合のエッジフューズ性及びカットチップ性などの未露光膜の性状の観点から400以上である。エッジフューズ性とは、感光性樹脂積層体としてロール状に巻き取った場合にロールの端面から感光性樹脂組成物層がはみ出す現象をいう。カットチップ性とは未露光膜をカッターで切断した場合にチップが飛ぶ現象のことで、チップが感光性樹脂積層体の上面などに付着すると、後の露光行程などでマスクに転写し不良の原因となる。保護層からアルカリ可溶性樹脂が染み出す現象を抑制する観点からも重量平均分子量は400以上である。アルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量は、さらに好ましくは、1,000以上300,000以下であり、より好ましくは5,000以上200,000以下であり、よりさらに好ましくは20,000以上100,000以下であり、もっとも好ましくは、40,000以上70,000以下である。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)による検量線使用)によりポリスチレン換算として求められる。
【0044】
アルカリ可溶性樹脂は、後述する第一の単量体の少なくとも一種以上及び後述する第二の単量体の少なくとも一種以上から成る共重合体であることが好ましい。
【0045】
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、及びマレイン酸半エステルが挙げられる。特に(メタ)アクリル酸が好ましい。ここで、(メタ)アクリルとは、アクリル及び/又はメタクリルを示す。以下同様である。
【0046】
第二の単量体は、非酸性で、分子中に重合性不飽和基を少なくとも一個有する単量体である。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、iso−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、iso−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、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、ビニルアルコールのエステル類、例えば、酢酸ビニル、(メタ)アクリロニトリル、スチレン、及びスチレン誘導体が挙げられる。中でも、メチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、スチレン、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレートが好ましい。レジストパターンの密着性の観点からベンジル(メタ)アクリレートが好ましい。
【0047】
第一の単量体及び第二の単量体の共重合割合は、第一の単量体が10〜60質量%、第二の単量体が40〜90質量%であることが好ましく、より好ましくは第一の単量体が15〜35質量%、第二の単量体が65〜85質量%である。
【0048】
第一の単量体と第二の単量体の好ましい組み合わせとしては、以下の様な組み合わせを挙げることができる。すなわち、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸の共重合体、スチレン、メタクリル酸メチル、メタクリル酸の共重合体、スチレン、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸の共重合体、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸の共重合体、メタクリル酸ベンジル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸の共重合体などを挙げることができる。レジストパターンに適度の柔軟性を持たせ、かつ密着性を得る観点から、メタクリル酸ベンジル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸の共重合体の組合せが好ましい。
【0049】
(A)アルカリ可溶性樹脂の配合量は、感光性樹脂組成物の全固形分100質量%に対して30〜70質量%の範囲であり、好ましくは40〜60質量%である。現像時間の観点から70質量%以下であり、エッジフューズ性の観点から30質量%以上である。
【0050】
次に、(B)光または熱で硬化する化合物について説明する。
(B)光または熱で硬化する化合物としては、エチレン性不飽和二重結合を有する化合物、共役ジエン部位を有する化合物、マレイミド部位を有する化合物、エンーチオール反応により硬化するチオール化合物、エポキシ化合物、酸の作用により架橋する基を有する化合物が挙げられる。
【0051】
共役ジエン部位を有する化合物としては、ブタジエン、イソプレンなどに置換基を導入し不揮発性とした化合物、ポリアセチレンおよびその誘導体、ポリフェニルアセチレンなどを挙げることができる。マレイミド部位を有する化合物としては、側鎖にマレイミド基を有する高分子化合物、分子内にマレイミド基を2つ以上有する化合物、(メタ)アクリロイル基とマレイミド基を分子内に有する化合物などを挙げることができる。エンーチオール反応により硬化するチオール化合物としては、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、ペンタエリスリトール テトラキス(3-メルカプトブチレート)、1,3,5-トリス(3-メルカブトブチルオキシエチル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリオン、などの脂肪族チオール基を有する化合物を挙げることができる。エポキシ化合物としては、ノボラック樹脂をエポキシ変性したもの、クレゾールノボラック樹脂をエポキシ変性したもの、ビスフェノールAをエポキシ変性したもの、ビスフェノールAをエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドで変性しさらにエポキシ変性したもの、などを挙げることができる。
【0052】
酸の作用により架橋する基を有する化合物としては、アミノ化合物、例えば、メラミン樹脂、尿素樹脂、グアナミン樹脂、グリコールウリル−ホルムアルデヒド樹脂、スクシニルアミド−ホルムアルデヒド樹脂、エチレン尿素−ホルムアルデヒド樹脂を用いることができるが、特に、アルコキシメチル化メラミン樹脂やアルコキシメチル化尿素樹脂等のアルコキシメチル化アミノ樹脂等が好適に使用できる。前記アルコキシメチル化アミノ樹脂は、例えば、沸騰水溶液中でメラミン又は尿素をホルマリンと反応させて得た縮合物を、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、イソプロピルアルコール等の低級アルコール類と反応させてエーテルを形成し、次いで反応液を冷却して析出させることで製造できる。前記アルコキシメチル化アミノ樹脂としては、具体的にメトキシメチル化メラミン樹脂、エトキシメチル化メラミン樹脂、プロポキシメチル化メラミン樹脂、ブトキシメチル化メラミン樹脂、メトキシメチル化尿素樹脂、エトキシメチル化尿素樹脂、プロポキシメチル化尿素樹脂、ブトキシメチル化尿素樹脂等が挙げられる。前記アルコキシメチル化アミノ樹脂は、単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。メトキシメチル化メラミン樹脂、エトキシメチル化メラミン樹脂、プロポキシメチル化メラミン樹脂又はブトキシメチル化メラミン樹脂が好適である。
アルコキシメチル化メラミン樹脂としては、ニカラックMX−750、ニカラックMX−706、ニカラックMX−101、ニカラックMX−032、ニカラックMX−708、ニカラックMX−40、ニカラックMX−31、ニカラックMS−11、ニカラックMW−22、ニカラックMW−30、MW−30HM、MW−100LM、ニカラックMW−390(以上全て、三和ケミカル社製)などが挙げられる。これらは単独で又は種以上を組み合わせて用いてもよい。アルコキシメチル化尿素樹脂としてはMX−290(三和ケミカル社製)が挙げられる。
【0053】
硬化性の観点から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好ましい。硬化性およびアルカリ可溶性樹脂との相溶性の観点から分子内にアクリロイル基を有する化合物を含むことがより好ましい。
【0054】
たとえば、ポリアルキレンオキシドの片方の末端に(メタ)アクリル酸を付加した化合物又は、片方の末端に(メタ)アクリル酸を付加し、他方の末端をアルキルエーテル若しくはアリルエーテル化したものなどを挙げることができる。
【0055】
このような化合物としては、ポリエチレングリコールをフェニル基に付加した化合物の(メタ)アクリレートであるフェノキシヘキサエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート又は、平均2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と平均7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をノニルフェノールに付加した化合物の(メタ)アクリレートである4−ノルマルノニルフェノキシヘプタエチレングリコールジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、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と平均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をノニルフェノールに付加した化合物の(メタ)アクリレートである4−ノルマルノニルフェノキシペンタエチレングリコールモノプロピレングリコール(メタ)アクリレートが挙げられる。平均8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をノニルフェノールに付加した化合物のアクリレートである4−ノルマルノニルフェノキシオクタエチレングリコール(メタ)アクリレート(東亞合成(株)製、M−114)も挙げられる。
【0056】
たとえば、アルキレンオキシド鎖の両末端に(メタ)アクリロイル基を有する化合物又は、エチレンオキシド鎖とプロピレンオキシド鎖とがランダムもしくはブロックで結合したアルキレンオキシド鎖の両末端に(メタ)アクリロイル基を有する化合物を挙げることができる。
【0057】
このような化合物としては、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヘキサエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヘプタエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、オクタエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ノナエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、デカエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、12モルのエチレンオキシド鎖の両末端に(メタ)アクリロイル基を有する化合物などを挙げることができる。さらに、化合物中に少なくともエチレンオキシド基とプロピレンオキシド基とを含むポリアルキレンオキシドジ(メタ)アクリレート化合物が解像性、柔軟性、耐めっき性の観点から好ましい。同様の観点からさらに分子量が600〜1500であることが好ましい。より好ましくは900〜1300、さらに好ましくは1000〜1200である。化合物中に少なくともエチレンオキシド基とプロピレンオキシド基とを含むポリアルキレンオキシドジ(メタ)アクリレート化合物としては、例えば、平均12モルのプロピレンオキシ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シドをさらに両端にそれぞれ平均3モル付加したグリコールのジメタクリレート、平均18モルのプロピレンオキシ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シドをさらに両端にそれぞれ平均15モル付加したグリコールのジメタクリレートが挙げられる。
【0058】
また、ビスフェノールAをアルキレンオキシド変性し、両末端に(メタ)アクリロイル基を有する化合物が密着性、耐めっき性の観点から好ましい。アルキレンオキシド変性にはエチレンオキシド変性、プロピレンオキシド変性、ブチレンオキシド変性、ペンチレンオキシド変性、へキシレンオキシド変性などがある。ビスフェノールAにエチレンオキシド変性し、両末端に(メタ)アクリロイル基を有する化合物が好ましい。このような化合物としては、例えば、2,2−ビス(4−((メタ)アクリロキシジエトキシ)フェニル)プロパン(新中村化学工業(株)製NKエステルBPE−200)、2,2−ビス(4−((メタ)アクリロキシトリエトキシ)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−((メタ)アクリロキシテトラエトキシ)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−((メタ)アクリロキシペンタエトキシ)フェニル)プロパン(新中村化学工業(株)製NKエステルBPE−500)、2,2−ビス(4−((メタ)アクリロキシヘキサエトキシ)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−((メタ)アクリロキシヘプタエトキシ)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−((メタ)アクリロキシオクタエトキシ)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−((メタ)アクリロキシノナエトキシ)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−((メタ)アクリロキシデカエトキシ)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−((メタ)アクリロキシウンデカエトキシ)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−((メタ)アクリロキシドデカエトキシ)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−((メタ)アクリロキシトリデカエトキシ)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−((メタ)アクリロキシテトラデカエトキシ)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−((メタ)アクリロキシペンタデカエトキシ)フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−((メタ)アクリロキシヘキサデカエトキシ)フェニル)プロパン等の2,2−ビス(4−((メタ)アクリロキシポリエトキシ)フェニル)プロパンなどが挙げられる。
【0059】
さらに、ビスフェノールAの両端にそれぞれ平均2モルのプロピレンオキサイドと平均6モルのエチ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)クリレート又は、ビスフェノールAの両端にそれぞれ平均2モルのプロピレンオキサイドと平均15モルのエチ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)クリレートなど、エチレンオキシド変性およびプロピレンオキシド変性した化合物も好ましい。これらビスフェノールAをアルキレンオキシド変性し両末端に(メタ)アクリロイル基を有する化合物中のエチレンオキシドのモル数は密着性、耐メッキ性、柔軟性の観点から10モル以上30モル以下が好ましく、10モル以上20モル以下がより好ましい。
【0060】
たとえば、一分子中に2個を超える(メタ)アクリロイル基を有する化合物は、中心骨格として分子内にアルキレンオキシド基を付加させることができる基を3モル以上有し、これにエチレンオキシド基及びプロピレンオキシド又はブチレンオキシドなどのアルキレンオキシド基を付加させ得られたアルコールを(メタ)アクリレートとすることで得られる。中心骨格になりうる化合物としては、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、イソシアヌレート環などを挙げることができる。
【0061】
このような化合物としては、トリメチロールプロパンのEO3モル変性トリアクリレート、トリメチロールプロパンのEO6モル変性トリアクリレート、トリメチロールプロパンのEO9モル変性トリアクリレート、トリメチロールプロパンのEO12モル変性トリアクリレートなどを挙げることができる。このような化合物としては、グリセリンのEO3モル変性トリアクリレート(新中村化学工業(株)製A−GLY−3E)、グリセリンのEO9モル変性トリアクリレート(新中村化学工業(株)製A−GLY−9E)、グリセリンのEO6モルPO6モル変性トリアクリレート(A−GLY−0606PE)、グリセリンのEO9モルPO9モル変性トリアクリレート(A−GLY−0909PE)を挙げることができる。このような化合物としては、ペンタエリスリトールの4EO変性テトラアクリレート(サートマージャパン(株)社製SR−494)、ペンタエリスリトールの35EO変性テトラアクリレート(新中村化学工業(株)社製NKエステルATM−35E)を挙げることができる。
【0062】
前記化合物以外にも以下に挙げる化合物などを適宜含むことができる。例えば、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−シクロヘキサンジオールジ(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、2,2−ビス[(4−(メタ)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)アクリロキシポリブチレンオキシ)フェニル]プロパン、グリセロールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ポリオキシプロピルトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(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、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、ノニルフェノキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリブチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。さらに以下のようなウレタン化合物も挙げられる。例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート又はジイソシアネート化合物(例えば、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート)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、例えば、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とのウレタン化合物が挙げられる。具体的には、ヘキサメチレンジイソシアネートとオリゴプロピレングリコールモノメタクリレート(日本油脂(株)製、ブレンマーPP1000)との反応生成物がある。また、ポリプロピレングリコール又はポリカプロラクトンにより変性したイソシアヌル酸エステルのジまたはトリ(メタ)アクリレートなども挙げられる。また、例えばジイソシアネートとポリオールとの重付加物として得られるウレタン化合物の末端とエチレン性不飽和二重結合およびヒドロキシル基を有する化合物とを反応させて得られるウレタンオリゴマーなども挙げることができる。
【0063】
(B)光または熱で硬化する化合物の配合量は、感光性樹脂組成物の全固形分100質量%に対して20〜60質量%である。(B)光または熱で硬化する化合物の配合量は、感度、解像性、密着性の観点から20質量%以上であり、解像性、密着性の観点から60質量%以下である。支持フィルムに塗工してドライフィルムとする場合の未露光膜の膜物性の観点からも、60質量%以下であり、より好ましくは、30〜45質量%である。
光または熱で硬化する化合物であってかつアルカリ性水溶液に分散ないし可溶の樹脂は、その重量平均分子量が5000以上の場合は(A)アルカリ可溶性樹脂とし、重量平均分子量が5000未満の場合は(B)光または熱で硬化する化合物とする。
【0064】
(A)アルカリ可溶性樹脂、(B)光または熱で硬化する化合物、(C)光重合開始剤を合計した割合は、感光性樹脂組成物全体の98.5質量%以上である。昇華物の相対量、耐メッキ性、メッキ性の観点から98.5質量%以上であり、さらに好ましくは98.8質量%以上である。
【0065】
本発明の感光性樹脂組成物は、(D)ロイコ染料をさらに含むことが好ましい。ロイコ染料は、トリフェニルメタン染料の無色の中間物であり、ロイコ塩基とも呼ばれる(岩波書店、「岩波 理化学辞典 第5版」、1505頁参照)。
【0066】
ロイコ染料としては、例えば、トリス(4−ジメチルアミノフェニル)メタン、トリス(4−ジエチルアミノフェニル)メタン、ビス(4−ジエチルアミノフェニル)−(4−ジエチルアミノ−2−メチルフェニル)メタン、ビス(4−ジエチルアミノ−2−メチルフェニル)−(4−ジエチルアミノフェニル)メタン、ビス(1−エチル−2−メチルインドール−3−イル)−フェニルメタン、(4−ジメチルアミノ−2−メトキシフェニル)−ビス(4−ジメチルアミノフェニル)メタン、(4−ジメチルアミノ−2−エトキシフェニル)−ビス(4−ジメチルアミノフェニル)メタン、(4−ジメチルアミノ−2−ブトキシフェニル)−ビス(4−ジメチルアミノフェニル)メタン、(4−ジメチルアミノ−2−クロロフェニル)−ビス(4−ジメチルアミノフェニル)メタン、(4−ジメチルアミノ−2−フルオロフェニル)−ビス(4−ジメチルアミノフェニル)メタン、(4−ジエチルアミノ−2−メトキシフェニル)−ビス(4−ジエチルアミノフェニル)メタン、(4−ジエチルアミノ−2−エトキシフェニル)−ビス(4−ジエチルアミノフェニル)メタン、(4−ジエチルアミノ−2−イソプロポキシフェニル)−ビス(4−ジエチルアミノフェニル)メタン、(4−ジエチルアミノ−2−ブトキシフェニル)−ビス(4−ジエチルアミノフェニル)メタン、(4−ジエチルアミノ−2−ヘキシルオキシフェニル)−ビス(4−ジエチルアミノフェニル)メタン、(4−ジエチルアミノ−2−オクチルオキシフェニル)−ビス(4−ジエチルアミノフェニル)メタン、(4−ジエチルアミノ−2−ドデシルオキシフェニル)−ビス(4−ジエチルアミノフェニル)メタン、(4−ジエチルアミノ−2−ベンジルオキシフェニル)−ビス(4−ジエチルアミノフェニル)メタン、(4−ジエチルアミノ−2−クロロフェニル)−ビス(4−ジエチルアミノフェニル)メタン、(4−ジエチルアミノ−2−フルオロフェニル)−ビス(4−ジエチルアミノフェニル)メタン、(4−ジメチルアミノ−2−メトキシフェニル)−ビス(4−ジエチルアミノフェニル)メタン、(4−ジメチルアミノ−2−エトキシフェニル)−ビス(4−ジエチルアミノフェニル)メタン、(4−ジエチルアミノ−2−メトキシフェニル)−ビス(4−ジメチルアミノフェニル)メタン、(4−ジエチルアミノ−2−エトキシフェニル)−ビス(4−ジメチルアミノフェニル)メタン、(4−ピペリジリノ−2−エトキシフェニル)−ビス(4−ジメチルアミノフェニル)メタン、
【0067】
〔4−(1−ピロリジニル)−2−エトキシフェニル〕−ビス(4−ジエチルアミノフェニル)メタン、(4−モルホリノ−2−エトキシフェニル)−ビス(4−ジメチルアミノフェニル)メタン、(4−ピペリジリノ−2−エトキシフェニル)−ビス(4−ジメチルアミノフェニル)メタン、〔4−(1−ピロリジニル)−2−エトキシフェニル〕−ビス(4−ジエチルアミノフェニル)メタン、(4−モルホリノ−2−エトキシフェニル)−ビス(4−ジエチルアミノフェニル)メタン、(4−N−エチル−N−p−トリルアミノ−2−エトキシフェニル)−ビス(4−ジエチルアミノフェニル)メタン、(4−N−エチル−N−フェニルアミノ−2−エトキシフェニル)−ビス(4−ジエチルアミノフェニル)メタン、(4−ジフェニルアミノ−2−エトキシフェニル)−ビス(4−ジエチルアミノフェニル)メタン、(4−ジエチルアミノ−2−ベンジルオキシフェニル)−ビス(4−ジメチルアミノフェニル)メタンなどが挙げられる。なかでも、トリス(4−ジメチルアミノフェニル)メタンが感度およびレジストパターンのマスク線幅再現性の観点から好ましい。トリス(4−ジメチルアミノフェニル)メタンはロイコクリスタルバイオレットとも呼ばれる。
【0068】
(D)ロイコ染料の配合量は、感光性樹脂組成物の固形分100質量%に対して0.01〜1質量%であることが好ましい。密着性の観点から0.01質量%以上が好ましく、レジストパターンのマスク線幅再現性の観点から1質量%以下が好ましい。0.05〜0.8質量%がより好ましく、0.1〜0.6質量%がさらに好ましい。
【0069】
本発明の感光性樹脂組成物は、(E)550〜700nmに吸収極大を有する着色剤を含むことが好ましい。
本発明において吸収極大は以下のようにして確認する。
本発明における(A)アルカリ可溶性樹脂60部、(B)光または熱で硬化する化合物40部、(E)着色剤0.1部とをメチルエチルケトンを溶媒として固形分50質量%で均一に混合する。得られた樹脂組成物溶液をPETフィルムにバーコーターで均一に塗布する。膜厚は、乾燥後に50umとなるように調整する。得られたフィルムの透過率を400〜700nmの範囲で波長ごとに測定し、最も吸収の大きい波長を吸収極大とする。
【0070】
(E)550〜700nmに吸収極大を有する着色剤としては、青色または緑色の着色剤を挙げることができる。例えば、α型銅フタロシアニン・ブルー、α型モノクロル銅フタロシアニン・ブルー、β型銅フタロシアニン・ブルー、ε型銅フタロシアニン・ブルー、コバルトフタロシアニン・ブルー、メタルフリーフタロシアニン・ブルーなどのフタロシアニン・ブルー系の染料または顔料、アミノアントラキノンなどのアントラキノン系の染料または顔料、ダイヤモンドグリーン、ビクトリアピュアブルー、マラカイトグリーンなどのトリフェニルメタン系の染料または顔料を挙げることができる。
【0071】
カラーインデックス(C.I.;The Society of Dyers and Colourists 社発行)番号を用いれば以下のようなものを挙げることができる。
顔料系としては、Pigment Blue 15、Pigment Blue 15:1、Pigment Blue 15:2、Pigment Blue 15:3、Pigment Blue 15:4、Pigment Blue 15:6、Pigment Blue 16、Pigment Blue 60、染料系としてはSolvent Blue 35、Solvent Blue 63、Solvent Blue 68、Solvent Blue 70、Solvent Blue 83、Solvent Blue 87、Solvent Blue 94、Solvent Blue 97、Solvent Blue 122、Solvent Blue 136、Solvent Blue 67、Solvent Blue 70等を使用することができる。
【0072】
そのほか、緑系の顔料または染料としてPigment Green 7、Pigment Green 36、Solvent Green 3、Solvent Green 5、Solvent Green 20、Solvent Green 28等を使用することができる。上記以外にも金属置換もしくは無置換のフタロシアニン化合物も使用することができる。
【0073】
本発明における(E)550〜700nmに吸収極大を有する着色剤は、昇華性、ベーク後の透過率安定性の観点から非イオン性であることが好ましい。
【0074】
本発明における(E)550〜700nmに吸収極大を有する着色剤は、昇華性、着色性、保存安定性の観点から下記式(I):
【0075】
【化3】

【0076】
(式中、RおよびRは、各々独立に、直鎖もしくは分岐アルキル基、アルキル置換もしくは無置換フェニル基、シクロヘキシル基、カルボニル基、カルボニル基を介した直鎖もしくは分岐アルキル基、置換もしくは無置換フェニル基である。RおよびRは、各々独立に、水素、水酸基、シクロヘキシル基、直鎖もしくは分岐アルキル基、置換もしくは無置換フェニル基、NH基を介して直鎖もしくは分岐アルキル基、アルキル置換もしくは無置換フェニル基、シクロヘキシル基、アミド基を介した直鎖もしくは分岐アルキル基、置換もしくは無置換フェニル基を表す。)に記載のアントラキノン系染料が好ましい。
【0077】
およびRは、昇華性、着色性、保存安定性の観点からアルキル置換もしくは無置換フェニル基が好ましく、さらにアルキル置換のフェニル基が好ましい。RおよびRは水素またはヒドロキシル基が好ましい。
【0078】
(E)550〜700nmに吸収極大を有する着色剤の配合量は、感光性樹脂組成物の固形分100質量%に対して0.01〜1質量%であることが好ましい。着色性の観点から0.01質量%以上が好ましく、感度、昇華性、保存安定性の観点から1質量%以下が好ましい。0.01〜0.5質量%がより好ましい。0.05〜0.2質量%がさらに好ましい。
【0079】
本発明の感光性樹脂組成物は、(F)400〜550nmに吸収極大を有する着色剤を含むことが好ましい。(F)400〜550nmに吸収極大を有する着色剤としては、例えば、黄色、オレンジ色、赤色の着色剤が挙げられる。黄色着色剤としては、モノアゾ系、ジスアゾ系、縮合アゾ系、ベンズイミダゾロン系、イソインドリノン系、アントラキノン系等があり、具体的には以下のものが挙げられる。
【0080】
(アントラキノン系)
Solvent Yellow 163、Pigment Yellow 24、Pigment Yellow 108、Pigment Yellow 193、Pigment Yellow 147、Pigment Yellow 199、Pigment Yellow 202
(イソインドリノン系)
Pigment Yellow 110、Pigment Yellow 109、Pigment Yellow 139、Pigment Yellow 179、Pigment Yellow 185
(縮合アゾ系)
Pigment Yellow 93、Pigment Yellow 94、Pigment Yellow 95、Pigment Yellow 128、Pigment Yellow 155、Pigment Yellow 166、Pigment Yellow 180
(ベンズイミダゾロン)
Pigment Yellow 120、Pigment Yellow 151、Pigment Yellow 154、Pigment Yellow 156、Pigment Yellow 175、Pigment Yellow 181
(モノアゾ)
PigmentYellow 1,2,3,4,5,6,9,10,12,61,62,62:1,65,73,74,75,97,100,104,105,111,116,167,168,169,182,183,
(ジスアゾ)
PigmentYellow12,13,14,16,17,55,63,81,83,87,126,127,152,170,172,174,176,188,198
【0081】
赤色着色剤としてはモノアゾ系、ジスアゾ系、アゾレーキ系、ベンズイミダゾロン系、ペリレン系、ジケトピロロピロール系、縮合アゾ系、アントラキノン系、キナクリドン系などがあり、具体的には以下のものが挙げられる。
(モノアゾ系)
Pigment Red 1,2,3,4,5,6,8,9,12,14,15,16,17,21,22,23,31,32,112,114,146,147,151,170,184,187,188,193,210,245,253,258,266,267,268,269,
(ジスアゾ系)
Pigment Red 37,38,41
(モノアゾレーキ)
Pigment Red 48:1,48:2,48:3,48:4,49:1,49:2,50:1,52:1,52:2,53:1,53:2,57:1,58:4,63:1,63:2,64:1,68
(ベンズイミダゾロン)
Pigment Red 171、Pigment Red 175、Pigment Red 176、Pigment Red 185、Pigment Red 208
(ぺリレン)
Solvent Red 135、Solvent Red 179、Pigment Red 123、Pigment Red 149、Pigment Red 166、Pigment Red 178、Pigment Red 179、Pigment Red 190、Pigment Red 194、Pigment Red 224
(ジケトピロロピロール系)
Pigment Red 254、Pigment Red 255、Pigment Red 264、Pigment Red 270、Pigment Red 272
(縮合アゾ)
Pigment Red 220、Pigment Red 144、Pigment Red 166、Pigment Red 214、Pigment Red 220、Pigment Red 221、Pigment Red 242
(アンスラキノン系)
Pigment Red 168、Pigment Red 177、Pigment Red 216、Solvent Red 149、Solvent Red 150、Solvent Red 52、Solvent Red 207
(キナクリドン系)
Pigment Red 122、Pigment Red 202、Pigment Red 206、Pigment Red 207、Pigment Red 209
【0082】
オレンジ色の着色剤としては以下の着色剤:C.I.ピグメントオレンジ1、C.I.ピグメントオレンジ5、C.I.ピグメントオレンジ13、C.I.ピグメントオレンジ14、C.I.ピグメントオレンジ16、C.I.ピグメントオレンジ17、C.I.ピグメントオレンジ24、C.I.ピグメントオレンジ34、C.I.ピグメントオレンジ36、C.I.ピグメントオレンジ38、C.I.ピグメントオレンジ40、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントオレンジ46、C.I.ピグメントオレンジ49、C.I.ピグメントオレンジ51、C.I.ピグメントオレンジ61、C.I.ピグメントオレンジ63、C.I.ピグメントオレンジ64、C.I.ピグメントオレンジ71、C.I.ピグメントオレンジ73を挙げることができる。
【0083】
本発明における(F)400〜550nmに吸収極大を有する着色剤は、昇華性、ベーク後の透過率安定性の観点から非イオン性であることが好ましい。
【0084】
なかでも下記式(II):
【0085】
【化4】

【0086】
(式中、Rは水素または炭素数1〜4のアルキル基、Rは水素、水酸基、カルボキシル基、ハロゲン基、炭素数1〜4のアルキル基、置換基を有してもよいアミノ基、置換基を有してもよいアミド基、ニトロ基、スルホニル基を表す。)で表される基を有する化合物が好ましい。
【0087】
感度、着色性、保存安定性の観点から、Rは水酸基、Rはアルキル基が好ましい。昇華性の観点から式(II)で表される基は、(F)着色剤一分子中に2個以上あることが好ましい。例えば、(F)400〜550nmに吸収極大を有する着色剤としては、下記式(III)、(IV)、(V)で表される化合物などが挙げられる。
【0088】
【化5】

【0089】
【化6】

【0090】
【化7】

【0091】
(F)400〜550nmに吸収極大を有する着色剤の配合量は、感光性樹脂組成物の固形分100質量%に対して0.01〜1質量%であることが好ましい。着色性の観点から0.01質量%以上が好ましく、感度、昇華性、保存安定性の観点から1質量%以下が好ましい。0.01〜0.5質量%がより好ましい。0.05〜0.4質量%がさらに好ましい。
着色性の観点から、感光性樹脂組成物は(E)550〜700nmに吸収極大を有する着色剤と、(F)400〜550nmに吸収極大を有する着色剤を共に含有することが好ましい。
【0092】
また、感光性樹脂組成物の熱安定性及び保存安定性を向上させるために、感光性樹脂組成物は、ラジカル重合禁止剤、ベンゾトリアゾール類、及びカルボキシベンゾトリアゾール類、ビスフェノールAのエポキシ化合物類から成る群から選ばれる少なくとも1種以上の化合物をさらに含有してもよい。
【0093】
ラジカル重合禁止剤としては、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−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)、ニトロソフェニルヒドロキシアミンアルミニウム塩、ジフェニルニトロソアミンなどが挙げられる。感度を損なわない観点からニトロソフェニルヒドロキシアミンアルミニウム塩が好ましい。
【0094】
ベンゾトリアゾール類としては、例えば、1,2,3−ベンゾトリアゾール、1−クロロ−1,2,3−ベンゾトリアゾール、ビス(N−2−エチルヘキシル)アミノメチレン−1,2,3−ベンゾトリアゾール、ビス(N−2−エチルヘキシル)アミノメチレン−1,2,3−トリルトリアゾール、ビス(N−2−ヒドロキシエチル)アミノメチレン−1,2,3−ベンゾトリアゾールなどが挙げられる。
【0095】
カルボキシベンゾトリアゾール類としては、例えば、4−カルボキシ−1,2,3−ベンゾトリアゾール、5−カルボキシ−1,2,3−ベンゾトリアゾール、N−(N,N−ジ−2−エチルヘキシル)アミノメチレンカルボキシベンゾトリアゾール、N−(N,N−ジ−2−ヒドロキシエチル)アミノメチレンカルボキシベンゾトリアゾール、N−(N,N−ジ−2−エチルヘキシル)アミノエチレンカルボキシベンゾトリアゾールなどが挙げられる。
【0096】
ビスフェノールAのエポキシ化合物類としては、ビスフェノールAをポリプロピレングリコールで修飾し末端をエポキシ化した化合物などが挙げられる。
【0097】
ラジカル重合禁止剤、ベンゾトリアゾール類、カルボキシベンゾトリアゾール類及びビスフェノールAのエポキシ化合物類の合計含有量は、好ましくは感光性樹脂組成物全体に対して、0.001〜0.2質量%が好ましく、より好ましくは0.01〜0.1質量%である。当該含有量は、感光性樹脂組成物に保存安定性を付与するという観点から、0.001質量%以上が好ましく、感度を維持し、染料の脱色および発色を抑える観点から、0.1質量%以下がより好ましい。
【0098】
本発明の別の態様は、少なくとも支持層と上記感光性樹脂組成物から成る感光性樹脂層とが積層された感光性樹脂積層体に関する。
【0099】
本発明の感光性樹脂積層体は、感光性樹脂組成物から成る感光性樹脂層と支持層を含む。必要により、感光性樹脂層の支持層側とは反対側の表面に保護層を有してもよい。ここで用いられる支持層としては、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。このような支持層としては、例えば、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、必要に応じて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。より好ましくは1以下であり、さらに好ましくは0.5以下であり、きわめて好ましくは0.2以下である。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、強度を維持するために10〜30μmのものが好ましく用いられる。
【0100】
感光性樹脂積層体に用いられる保護層の重要な特性は、感光性樹脂層との密着力について支持層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もできる。保護層の膜厚は10〜100μmが好ましく、10〜50μmがより好ましい。感光性樹脂積層体における感光性樹脂層の厚さは、用途において異なるが、好ましくは5〜100μm、より好ましくは7〜60μm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。
【0101】
保護層にポリエチレンを用いた場合は、ポリエチレンフィルム表面にフィッシュアイと呼ばれるゲルがあり、これが感光性樹脂層に転写することがある。フィッシュアイが感光性樹脂層に転写するとラミネート時に空気を巻き込んで空隙になることがあり、レジストパターンの欠損につながる。フィッシュアイの観点から保護層の材質は延伸ポリプロピレンが好ましい。具体例としては王子製紙(株)製アルファンE−200Aを挙げることができる。
【0102】
支持層、感光性樹脂層、及び必要により保護層を順次積層して、感光性樹脂積層体を作製する方法として、公知の方法を採用することができる。例えば、感光性樹脂層に用いる感光性樹脂組成物を、これらを溶解する溶剤と混ぜ合わせ均一な溶液にし、まず支持層上にバーコーター又はロールコーターを用いて塗布し、次いで乾燥して支持フィルム上に感光性樹脂組成物から成る感光性樹脂層を積層することができる。
【0103】
乾燥後の感光性樹脂層の厚さは用途に応じて適宜選択することができる。乾燥後の感光性樹脂層の厚さは、ダイコーターを用いる場合には10〜200μmの範囲で、リバースロールコーターを用いる場合には、1〜150μm程度の範囲で膜厚を調整することができる。
【0104】
本発明の感光性樹脂積層体は、支持層に感光性樹脂組成物を塗工し乾燥した後、感光性樹脂層上に保護層をラミネートすることにより作製することができる。
【0105】
感光性樹脂組成物を溶解する溶剤としては、メチルエチルケトン(MEK)に代表されるケトン類、メタノール、エタノール又はイソプロパノールに代表されるアルコール類などが挙げられる。当該溶剤は、塗工方式と所望する膜厚に応じて適宜選択され、配合される。例えば、ダイコーターを用いて塗工する場合には、支持層上に塗布する感光性樹脂組成物の溶液の粘度が25℃で500〜4000mPa・sとなるように、感光性樹脂組成物に添加することが好ましい。
【0106】
<レジストパターン形成方法>
感光性樹脂積層体を用いたレジストパターンは、ラミネートするラミネート工程、活性光を露光する露光工程、及び未露光部を除去する現像工程を含む工程によって形成することができる。さらにレジストパターンの強度及び昇華物の発生などを考慮して、パターンを一定温度で加熱するベーク工程を追加することもできる。
【0107】
以下、レジストパターン形成方法の具体的な一例を示す。
基板としては、銅張積層板、ITO及びIZOなどの透明電極がスパッタ又は蒸着されたガラス基板、同様のフィルム基板、誘電体ペーストが塗布されたガラス基板、シリコンウエハ、アモルファスシリコンが蒸着されたガラスウエハ、銅、タンタル、モリブデンなどの金属薄膜がスパッタされたシリコンウエハなどを用いることができる。
【0108】
基材に感光性樹脂を積層するためには、まず、ラミネーターを用いてラミネート工程を行う。感光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、ラミネーターで感光性樹脂層を基板表面に加熱圧着して積層する。この場合、感光性樹脂層は基板表面の片面だけに積層してもよいし、両面に積層してもよい。この時の加熱温度は一般に約40〜160℃である。また前記加熱圧着は二回以上行うことにより密着性と耐薬品性が向上する。加熱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よいし、何回か繰り返してロールに通し圧着してもよい。
【0109】
次に、露光機を用いて露光工程を行う。必要ならば支持層を剥離し、フォトマスクを通して活性光により露光する。露光量は、光源照度と露光時間により決定される。露光量は、光量計を用いて測定してもよい。露光機としては、超高圧水銀灯を光源とした散乱光露光機、同じく平行度を調整した平行光露光機、同じくマスクとワークの間にギャップを設けるプロキシミティ露光機を挙げることができる。さらに、マスクと画像のサイズ比が1:1の投影型露光機、高照度のステッパー(登録商標)といわれる縮小投影露光機又はミラープロジェクションアライナ(登録商標)と呼ばれる凹面鏡を利用した露光機を挙げることができる。
【0110】
また、露光工程において、直接描画露光方法を用いてもよい。直接描画露光とはフォトマスクを使用せず、基板上にパターンを直接描画して露光する方式である。光源としては、例えば、波長350〜410nmの半導体レーザー又は超高圧水銀灯が用いられる。
【0111】
次に、現像装置を用いて現像工程を行う。露光後、感光性樹脂層上に支持フィルムがある場合には、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てレジスト画像を得る。アルカリ水溶液としては、NaCO又はKCOの水溶液を用いる。アルカリ水溶液は、感光性樹脂層の特性に合わせて適宜選択されるが、約0.2〜2質量%の濃度、約20〜40℃のNaCO水溶液が一般的である。前記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。基材への影響を考慮してテトラアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液などアミン系のアルカリ水溶液を用いることもできる。現像速度に応じて濃度を適宜選択することができる。
【0112】
上記の各工程を経てレジストパターンを得ることができるが、場合により、さらに約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、レジストパターン中の未反応の光または熱で硬化する化合物を反応させたり、レジストパターンを部材として組み込む前に昇華性成分を昇華させてしまうことができる。また、この加熱工程により、耐薬品性も向上する。加熱には熱風、赤外線、遠赤外線の方式の加熱炉を用いることができる。
【0113】
<導体パターンの製造方法、及びプリント配線板の製造方法>
プリント配線板は、基板として銅張積層板又は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得ることができる。
【0114】
まず、現像により露出した基板の銅面をエッチングまたはめっきし導体パターンを製造する。
【0115】
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、濃度約2〜5質量%、温度約40〜70℃のNaOH及び/又はKOHの水溶液が一般に用いられる。剥離液に、少量の水溶性溶媒を加えることもできる。
【0116】
<リードフレームの製造方法>
リードフレームは、基板として金属板、例えば、銅、銅合金、鉄系合金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得ることができる。
【0117】
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。
【0118】
<ITO電極の製造方法>
ITO電極は、基材としてITO膜を形成したガラス基板またはフィルム基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得ることができる。
【0119】
まず、現像により露出したITO膜をエッチングする。エッチング液は塩化鉄系、シュウ酸系、混酸系のものがありITO膜の膜質に応じて適宜選択することができる。エッチング後、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、所望の電極パターンを得ることができる。
【0120】
<ブラックマトリックスの製造方法>
ブラックマトリックスは、ガラスまたはITO膜を形成したガラス基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得ることができる。
【0121】
まず、基板とともにレジストパターンをベークする。熱風式乾燥炉または赤外線ヒーターで加熱してベークすることができる。目的に応じて窒素などの空気以外の雰囲気下でベークすることができる。目的に応じたベーク温度と時間でベークした後、ブラックマトリックスを得ることができる。
【0122】
<半導体バンプの製造方法>
半導体バンプは以下の方法で作製することができる。
シリコンウエハ基板に絶縁層を設け、必要部分にシリコンウエハと接続するための電極を形成する。次いで、銅などの導電膜をスパッタなど方法で形成する。
【0123】
液状レジストを用いる場合は、こうして得られた基板上に液状レジストをスピンコートする。プリベークにより溶媒を除去して乾燥し、レジスト塗布膜を得る。ついで露光及び現像によりパターンを形成する。ドライフィルムを用いる場合は、前記<レジストパターンの形成方法>と同様な方法でパターンを形成する。
【0124】
その後、パターン内にめっきを行うが、前処理としては、、水又はめっき液そのものに浸けるなどの方法が挙げられる。はんだバンプを形成する場合は、バンプとの密着性を確保するためアンダーバンプメタルと呼ばれるニッケル膜などをめっきにより形成し、この上にめっき法によりはんだをめっきして、バンプを形成する。銅ポストを形成する場合は、パターン内に銅めっきを行い、次いではんだバンプを形成する。めっきに用いるめっき浴としては以下のようなものを挙げることができる。ニッケルめっき浴としてはワット浴、スルファミン酸浴などを挙げることができる。はんだめっき浴としては、はんだの性質に応じて、高鉛、共晶、無鉛などの浴が選択される。銅めっき浴としては硫酸銅など電解銅めっき浴が一般的である。
【0125】
めっき後は、レジストを剥離液により剥離する。剥離液は、エタノールアミンなどのアルカノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)など、有機アルカリの一種又は二種以上を組み合わせたアルカリ成分、グリコール及びジメチルスルホキシドなどの極性の高い水溶性有機溶媒、水などを組み合わせた有機系の剥離液を用いることができる。銅めっきは硫酸銅などのめっき浴が一般的である。
【0126】
レジスト剥離後は、エッチングにより導電膜を除去する。エッチングは塩化銅などによる公知の方法を用いることができる。エッチング後はリフローと呼ばれる加熱工程により、はんだ部分を加熱し、はんだボールを作製し半導体バンプとなる。
【実施例】
【0127】
以下、本発明の実施形態の例を具体的に説明する。
(実施例1〜12、比較例1〜5)
最初に実施例及び比較例の評価用サンプルの作製方法を説明し、次いで、得られたサンプルについての評価方法およびその評価結果を示す。
【0128】
1.評価用サンプルの作製
実施例及び比較例における評価用サンプルは次のとおりにして作製した。
<感光性樹脂積層体の作製>
下記表1に示す組成(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)の感光性樹脂組成物及び溶媒を十分に攪拌及び混合して感光性樹脂組成物調合液とし、支持体として16μm厚のポリエチレンテレフタレートフィルム(帝人フィルム(株)製、GR−16)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5分間乾燥して感光性樹脂層を形成した。感光性樹脂層の厚みは45μmであった。
【0129】
次いで、感光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20μm厚のポリエチレンフィルム(タマポリ(株)製、GF−18)を張り合わせて感光性樹脂積層体を得た。
【0130】
表1には感光性樹脂組成物調合液中の材料成分の名称を示し、表2及び表3には感光性樹脂組成物調合液中の配合量ならびに評価結果を示す。
【0131】
2.密着性評価
<基板>
PET表面にITOがスパッタ加工された透明導電性フィルム(東洋紡(株)製、300R(125Ω、20nm))を用いた。
【0132】
<ラミネート>
感光性樹脂積層体のポリエチレンフィルムを剥がしながら、ホットロールラミネーター(旭化成エレクトロニクス(株)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。
【0133】
<露光>
クロムガラスフォトマスクを用いて、オーク株式会社製高精度露光機(EXM−1066−H−01、ghi線、23mW)によりストゥーファー21段ステップタブレットを介して露光した場合に残膜する段数が7段となるような露光量で露光した。
【0134】
なお、クロムガラスフォトマスクには、露光部と未露光部の幅が1:10の比率の井桁パターンマスクを用いた。クロムガラスフォトマスクと感光性樹脂積層体とのギャップは100μmとした。
【0135】
<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、30℃の0.4質量%NaCO水溶液をスプレーして現像し、感光性樹脂層の未露光部分を溶解除去した。このとき、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少ない時間を最小現像時間として測定し、最小現像時間の2倍の時間同条件で現像してレジストパターンを作製した。レジストパターンが正常に形成されている最小マスクライン幅を密着性の値として以下のようにランク分けした。
◎:密着性の値が20μm以下。
○:密着性の値が20μmを超え、かつ50μm以下。
×:密着性の値が50μmを超える。
【0136】
3.解像性評価
露光において、クロムガラスフォトマスクとしてライン/スペースの比が1/1であるストライプ状のパターンマスクを用いる以外は、密着性評価と同様にレジストパターンを作製した。
【0137】
レジストパターンが正常に形成されている最小マスクライン幅を解像性の値として以下のようにランク分けした。
◎:解像性の値が30μm以下。
○:解像性の値が30μmを超え、かつ40μm以下。
△:解像性の値が40μmを超え、かつ50μm以下。
×;解像性の値が50μmを超える。
【0138】
4.昇華性評価
<評価基板の作製>
クロムガラスフォトマスクを用いること以外は上記2.密着性評価と同様に現像まで行い評価用のベタパターンを作製した。これを熱風式オーブンで120℃/1時間加熱処理し評価基板を作製した。
【0139】
<昇華性評価>
評価基板を2mm×5mmに切り出し、これをパイロライザー(FRONTIER LAB社製、DOUBLE SHOT PYROLYZER)で加熱し、発生した昇華物をガスクロマトグラフィー(Agilent Technologies社製、6890N Network GC System)に接続した30cmのカラムを通して、FID検出器により検出し、連続的にモニターした。パイロライザーの条件は、100℃〜10℃/分で200℃まで昇温し、200℃で5分間保持した。インターフェース温度は300℃とした。ガスクロマトグラフィーの条件は、インジェクション温度350℃、カラムオーブン温度350℃で15分間昇華物の検出を行った。FID検出器の温度は370℃、キャリアガス(He)のフローレートは2.0m/min.とした。
【0140】
横軸に検出時間、縦軸にFID検出強度を出力し、検出時間全体の検出強度の積分値を昇華物発生量とした。実施例1で用いられた組成物の昇華物発生量を1として各実施例および比較例の昇華物発生量を相対量で算出し、その値に基づき以下のように判定した。
◎:昇華物発生量相対値の値が1.5以下。
○:昇華物発生量相対値の値が1.5を超え、かつ3以下。
×:昇華物発生量相対値の値が3を超える。
【0141】
5.透過率
<評価基板の作製>
クロムガラスフォトマスクを用いること以外は上記2.密着性評価と同様に現像まで行い評価用のベタパターンを作製した。これを熱風式オーブンを用いて200℃で1時間加熱処理し評価基板を作製した。
【0142】
<着色性評価>
分光測定器((株)日立ハイテクノロジーズ製、U3010)により評価基板の吸光度を測定し、基材との差分を求め、これを透過率に直した値をレジストパターンの透過率とした。400nm〜700nmの波長における透過率を1nmごとに求めこれを平均した値を透過率平均値とし、着色性を以下のように判定した。
◎:透過率平均値の値が40%以下。
○:透過率平均値の値が40%を超え、かつ60%以下。
△:透過率平均値の値が60%を超える。
【0143】
6.金メッキ
<基板>
銅厚35μm、板厚1.2mmの銅張積層板を用いた。
【0144】
<ラミネート>
感光性樹脂積層体のポリエチレンフィルムを剥がしながら、ホットロールラミネーター(旭化成エレクトロニクス(株)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。
【0145】
<露光>
電極回路用フィルムマスクを用いて、オーク株式会社製高精度露光機(HMW−201KB)によりストゥーファー21段ステップタブレットを介して露光した場合に残膜する段数が7段となるような露光量で露光した。
【0146】
<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、30℃の0.4質量%NaCO水溶液を最小限増時間の2倍の時間スプレーして現像し、感光性樹脂層の未露光部分を溶解除去した。
【0147】
<電解金メッキ>
脱脂工程:現像後の評価基板を、市販の酸性脱脂液に40℃、4分間浸漬した。
酸浸漬工程:続いて10%硫酸に室温、1分間浸漬した。
電解ニッケルメッキ:ワット浴(pH4.0)により60℃、15分メッキした。メッキ膜厚は5μmであった。
電解金メッキ:金−コバルトメッキ浴(小島化学薬品(株)製、K−750、pH4.2)により55℃、4分間メッキした。メッキ膜厚は1μmであった。
メッキ終了後にレジストパターンの剥離があるかを確認した。評価用サンプルは実施例1〜11と比較例1〜6に用いたサンプルと同じものを用いた。
【0148】
<耐メッキ性評価>
○:メッキ終了後にレジストパターンの剥離が見られない。
△:メッキ終了後にレジストパターンの一部剥離が見られた。
×:メッキ終了後にレジストパターンの大部分が剥離した。
【0149】
<メッキ性評価>
電解ニッケルメッキに用いるワット浴(pH4.0)に硬化レジストを0.04m/500mlとなるように浸漬し、80℃で24時間加熱した。電解金メッキに用いる金−コバルトメッキ浴(小島化学薬品(株)製、K−750、pH4.2)に硬化レジストを0.04m/500mlとなるように浸漬し、80℃で24時間加熱した。このようにして得られた電解ニッケルメッキ浴および電解金メッキ浴を用いること以外は耐メッキ性評価と同様にメッキを行った。
【0150】
得られたメッキ基板を観察し、以下のようにランク分けした。
○:メッキ全体に光沢が見られる。膜厚が均一。
△:メッキの一部に光沢が見られない。膜厚が均一。
×:膜厚が不均一。
【0151】
【表1】

【0152】
【表2】

【0153】
【表3】

【産業上の利用可能性】
【0154】
本発明は、レジストパターンと基材との密着性に優れ、レジストパターンからの組成物の染み出し及び昇華生成物が少ないので、金メッキ用レジストパターン又は電子材料若しくは表示材料中の永久パターンとして好適に用いられる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
(A)重量平均分子量が400〜500,000のアルカリ可溶性樹脂30〜70質量%;(B)光または熱で硬化する化合物20〜60質量%;及び(C)光重合開始剤0.2〜1質量%を含む感光性樹脂組成物であって、ここで(C)光重合開始剤が感光性樹脂組成物全体に対して0.2〜0.8質量%の割合でヘキサアリールビイミダゾール化合物を含み、そして(A)アルカリ可溶性樹脂、(B)光または熱で硬化する化合物及び(C)光重合開始剤の合計が、感光性樹脂組成物全体の98.5質量%以上であることを特徴とする前記感光性樹脂組成物。
【請求項2】
前記感光性樹脂組成物全体に対して0.01〜1質量%の割合で(D)ロイコ染料をさらに含む、請求項1に記載の感光性樹脂組成物。
【請求項3】
(B)光または熱で硬化する化合物が、ビスフェノールAをアルキレンオキシド変性し両末端に(メタ)アクリロイル基を有する化合物を含む、請求項1または2に記載の感光性樹脂組成物。
【請求項4】
(B)光または熱で硬化する化合物が、化合物中に少なくともエチレンオキシド基とプロピレンオキシド基とを含むポリアルキレンオキシドジ(メタ)アクリレート化合物を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
【請求項5】
前記感光性樹脂組成物全体に対して0.01〜1質量%の割合で(E)550〜700nmに吸収極大を有する着色剤をさらに含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
【請求項6】
前記感光性樹脂組成物全体に対して0.01〜1質量%の割合で(F)400〜550nmに吸収極大を有する着色剤をさらに含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
【請求項7】
(E)550〜700nmに吸収極大を有する着色剤が、下記式(I):
【化1】

(式中、RおよびRは、各々独立に、直鎖もしくは分岐アルキル基、アルキル置換もしくは無置換フェニル基、シクロヘキシル基、カルボニル基、カルボニル基を介した直鎖もしくは分岐アルキル基、置換もしくは無置換フェニル基である。RおよびRは、各々独立に、水素、水酸基、シクロヘキシル基、直鎖もしくは分岐アルキル基、置換もしくは無置換フェニル基、NH基を介して直鎖もしくは分岐アルキル基、アルキル置換もしくは無置換フェニル基、シクロヘキシル基、アミド基を介した直鎖もしくは分岐アルキル基、置換もしくは無置換フェニル基を表す。)
で表される構造である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
【請求項8】
(F)400〜550nmに吸収極大を有する着色剤が、下記式(II):
【化2】

(式中、Rは水素または炭素数1〜4のアルキル基、Rは水素、水酸基、カルボキシル基、ハロゲン基、炭素数1〜4のアルキル基、置換基を有してもよいアミノ基、置換基を有してもよいアミド基、ニトロ基、スルホニル基を表す。)
で表される基を有する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
【請求項9】
(C)光重合開始剤が前記感光性樹脂組成物全体に対して0.01〜1質量%の割合でピラゾリン誘導体をさらに含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
【請求項10】
少なくとも支持層の上に請求項1〜9のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物から成る感光性樹脂層が積層された感光性樹脂積層体。
【請求項11】
請求項10に記載の感光性樹脂積層体を基材にラミネートする工程、露光する工程、現像する工程を含む、パターンの形成方法。

【公開番号】特開2011−186208(P2011−186208A)
【公開日】平成23年9月22日(2011.9.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−51737(P2010−51737)
【出願日】平成22年3月9日(2010.3.9)
【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)】