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TW201632994A - 感光性樹脂組成物、感光性元件、抗蝕劑圖案的形成方法及結構體的製造方法 - Google Patents

感光性樹脂組成物、感光性元件、抗蝕劑圖案的形成方法及結構體的製造方法 Download PDF

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TW201632994A
TW201632994A TW105101476A TW105101476A TW201632994A TW 201632994 A TW201632994 A TW 201632994A TW 105101476 A TW105101476 A TW 105101476A TW 105101476 A TW105101476 A TW 105101476A TW 201632994 A TW201632994 A TW 201632994A
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photosensitive resin
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mass
resin layer
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TW105101476A
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Yukiko Muramatsu
Ken Sawabe
Emiko OOTA
Shota Okade
Sang-Chul Lee
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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Abstract

本發明提供一種感光性樹脂組成物,其含有黏合劑聚合物、光聚合性化合物、及光聚合起始劑,並且所述光聚合性化合物包含下述通式(1)所表示的化合物、以及分子內具有1個乙烯性不飽和鍵的化合物。 [化1]□[式(1)中,R11 表示碳數1~20的伸烷基、碳數1~10的伸環烷基、或者伸苯基,R12 及R13 分別獨立地表示氫原子或甲基,X11 及X12 分別獨立地表示包含選自由氧伸乙基及氧伸丙基所組成的組群中的至少一種的氧伸烷基或者聚氧伸烷基,X11 及X12 中所含的氧伸乙基及氧伸丙基的總數為12~80]

Description

感光性樹脂組成物、感光性元件、抗蝕劑圖案的形成方法及結構體的製造方法
本揭示是有關於一種感光性樹脂組成物、感光性元件、抗蝕劑圖案的形成方法及結構體的製造方法。
於作為具有導體電路的結構體之一的印刷配線基板的製造領域中,蝕刻處理或者鍍敷處理中使用的抗蝕劑材料廣泛已知感光性樹脂組成物。
印刷配線基板為例如於芯基板上形成有多個配線層者,包括成為芯基板的敷銅層板、設置於各配線層間的層間絕緣材、以及設置於最表面的阻焊劑。於印刷配線基板上,通常經由晶粒結著(die bonding)材料或者底部填充(underfill)材料而安裝有半導體元件。另外,視需要存在利用轉移密封材料來全面密封的情況、以及安裝有以放熱性的提高為目的的金屬頂蓋(蓋)的情況。近年來,半導體裝置的輕薄短小化停滯之處未知,半導體元件及多層印刷配線基板的高密度化推進。另外,於半導體裝置上堆積半導體裝置的所謂堆疊封裝(package on package)的安裝形態亦盛行,今後,預計半導體裝置的安裝密度進一步提高。
於印刷配線基板的層間絕緣材料上,必須設置用以使上下的配線層電性連接的通孔(開口)。若安裝於印刷配線基板上的覆晶(flip chip)的針數增加,則必須設置與所述針數對應的數量的開口。然而,現有的印刷配線基板中,安裝密度低,另外,所安裝的半導體元件的針數亦成為自數千針至一萬針左右的設計,因此不需要設置直徑小且狹窄間距的開口。
然而,隨著半導體元件的微細化進展,針數自數萬針增加至數十萬針,形成於印刷配線基板的層間絕緣材上的開口亦根據半導體元件的針數而狹小化的必要性提高。最近,例如,如圖1(a)~圖1(f)所示的方法般,使用熱硬化性樹脂材料,藉由雷射而設置開口的印刷配線基板的開發正在推進(例如參照下述專利文獻1~專利文獻4)。
圖1(a)~圖1(f)是表示現有的多層印刷配線基板的製造方法的示意圖。圖1(f)所示的多層印刷配線基板100於表面及內部具有配線圖案。多層印刷配線基板100是藉由將敷銅層板、層間絕緣材及金屬箔等積層,並且利用蝕刻法或者半加成法來適當形成配線圖案而獲得。
多層印刷配線基板例如以如下方式來製造。首先,於在表面具有配線圖案102的敷銅層板101的兩面形成層間絕緣層103(參照圖1(a))。作為層間絕緣層103的形成方法,可使用網版印刷機或者輥塗佈機來印刷熱硬化性樹脂組成物,亦可預先準備包含熱硬化性樹脂組成物的膜,使用層壓機,將該膜貼附於印刷配線基板的表面。繼而,在必須與外部電性連接的部位,使用釔鋁石榴石(yttrium aluminum garnet,YAG)雷射或者二氧化碳雷射來形成開口104,藉由除膠渣處理而去除開口104周邊的污跡(殘渣)(參照圖1(b))。然後,利用無電解電鍍法來形成種子層105(參照圖1(c))。進而,於所述種子層105上層壓感光性樹脂組成物而形成感光性樹脂組成物層(感光性樹脂組成物層形成步驟)。接著,對感光性樹脂組成物層的既定部分照射光化射線而使曝光部硬化(曝光步驟)。然後,藉由將未曝光部去除(顯影),而形成包含感光性樹脂組成物的硬化物的感光性樹脂層的圖案(抗蝕劑圖案)106(顯影步驟,參照圖1(d))。繼而,利用電解電鍍法來形成配線圖案(電路)107(電路形成步驟)。接著,利用剝離液將感光性樹脂組成物的硬化物(感光性樹脂層的圖案)106剝離去除(剝離處理步驟)。進而,藉由蝕刻而去除所述種子層105(參照圖1(e))。重複進行以上操作,於最表面形成阻焊劑108,藉此可製作多層印刷配線基板100(參照圖1(f))。以所述方式獲得的多層印刷配線基板100於對應的部位安裝半導體元件,可確保電性連接。
然而,利用圖1(a)~圖1(f)所示的方法來製造的多層印刷配線基板100中,除了必須導入雷射等新穎的設備以外,還存在以下等問題:於通孔的直徑為100 μm以上的大的開口(例如圓柱狀開口)的情況下,隨著雷射的照射(shot)次數的增加,處理量(throughput)下降;於通孔的直徑為60 μm以下的微小的開口(例如圓柱狀開口)的情況下,必須根據開口徑而將所使用的雷射分開使用,難以設置特殊的形狀。另外,於使用雷射來形成開口的情況下,必須逐個形成各開口,因此亦存在以下問題:於必須設置許多微細的開口的情況下花費時間的問題;以及由於在開口部周邊殘留樹脂的殘渣,故而只要不去除殘渣,則所獲得的多層印刷配線基板的可靠性下降的問題。
因此,為了解決所述問題,先前,正在研究多種感光性樹脂組成物(例如參照下述專利文獻5、專利文獻6)。所述技術中,為了形成使導體電路露出的開口,而使用以鹼性水溶液來膨潤的感光性樹脂組成物,形成具有被去除而形成開口的開口形成部的感光性樹脂層,繼而,藉由以鹼性水溶液使所述開口形成部膨潤剝離而去除,形成開口。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平08-279678號公報 [專利文獻2]日本專利特開平11-054913號公報 [專利文獻3]日本專利特開2001-217543號公報 [專利文獻4]日本專利特開2003-017848號公報 [專利文獻5]國際公開第2013/054790號 [專利文獻6]日本專利特開平11-274727號公報
[發明所欲解決之課題]     然而,所述專利文獻5或專利文獻6中記載的技術中使用的感光性樹脂組成物中,於形成更微細的開口(例如直徑30 μm以下的圓柱狀開口)的情況下,由於鹼性水溶液難以滲透至微細的開口形成部中,故而存在變得難以藉由鹼性水溶液的膨潤剝離而去除開口形成部的問題。
如上所述,對於用以獲得形成開口的樹脂層的感光性樹脂組成物,即便是形成微細的開口(例如直徑30 μm以下的開口)的情況,亦要求開口性優異。
本揭示是鑒於所述課題而形成,目的在於提供一種即便是形成微細的開口的情況,開口性亦優異的感光性樹脂組成物。另外,本揭示的目的在於提供使用所述感光性樹脂組成物的感光性元件、抗蝕劑圖案的形成方法、及結構體的製造方法。   [解決課題之手段]
本發明者們為了解決所述課題而反覆進行銳意研究,結果發現,藉由將黏合劑聚合物、特定的光聚合性化合物、及光聚合起始劑組合使用,而獲得開口性優異的感光性樹脂組成物。
本揭示的第一實施形態的感光性樹脂組成物含有黏合劑聚合物、光聚合性化合物、及光聚合起始劑,並且所述光聚合性化合物包含下述通式(1)所表示的化合物、以及分子內具有1個乙烯性不飽和鍵的化合物。 [化1][式(1)中,R11 表示碳數1~20的伸烷基、碳數1~10的伸環烷基、或者伸苯基,R12 及R13 分別獨立地表示氫原子或甲基,X11 及X12 分別獨立地表示包含選自由氧伸乙基及氧伸丙基所組成的組群中的至少一種的氧伸烷基或者聚氧伸烷基,X11 及X12 中所含的氧伸乙基及氧伸丙基的總數為12~80]
本揭示的第二實施形態的感光性樹脂組成物含有黏合劑聚合物、光聚合性化合物、及光聚合起始劑,並且所述光聚合性化合物包含下述通式(2)所表示的化合物、以及分子內具有1個乙烯性不飽和鍵的化合物。 [化2][式(2)中,R21 、R22 及R23 分別獨立地表示碳數1~20的伸烷基,R24 、R25 及R26 分別獨立地表示氫原子或甲基,X21 、X22 及X23 分別獨立地表示包含選自由氧伸乙基及氧伸丙基所組成的組群中的至少一種的氧伸烷基或者聚氧伸烷基,X21 、X22 及X23 中所含的氧伸乙基及氧伸丙基的總數為15~120]
本揭示的感光性樹脂組成物即便是形成微細的開口(例如直徑30 μm以下的圓柱狀開口)的情況下,開口性(去除性)亦優異。本揭示的感光性樹脂組成物例如可抑制源自感光性樹脂組成物的殘渣的產生,而且可形成開口。依據本揭示的感光性樹脂組成物,不僅可獲得開口性優異的抗蝕劑圖案,而且可充分高效地獲得具有微細的開口且具有優異的可靠性的結構體。
另外,依據本揭示的感光性樹脂組成物,不僅可較佳地形成圓柱狀開口,而且亦可抑制源自感光性樹脂組成物的殘渣的產生,並且可形成其他形狀的開口(例如用以獲得線狀的導體圖案的線狀開口)。
所述分子內具有1個乙烯性不飽和鍵的化合物亦可包含下述通式(3)所表示的化合物。 [化3][式(3)中,R31 表示碳數1~5的烷基、鹵素原子或羥基,R32 表示氫原子或甲基,R33 表示氫原子、甲基或鹵化甲基,A表示碳數2~4的伸烷基,m表示1~4的整數,n表示0~4的整數;此外,於n為2以上的情況下,存在多個的R31 可相同亦可不同]
所述黏合劑聚合物亦可具有源自(甲基)丙烯酸烷基酯的結構單元。
所述黏合劑聚合物的酸值可為60 mgKOH/g~250 mgKOH/g。所述黏合劑聚合物的重量平均分子量可為10000~100000。
所述光聚合起始劑亦可包含2,4,5-三芳基咪唑二聚物。
本揭示的感光性樹脂組成物亦可更含有增感色素。
本揭示的感光性樹脂組成物亦可更含有供氫體。
本揭示的感光性元件包括支持體、以及感光性樹脂層,所述感光性樹脂層是使用本揭示的感光性樹脂組成物而形成於所述支持體上。
本揭示的抗蝕劑圖案的形成方法包括:使用本揭示的感光性樹脂組成物、或者本揭示的感光性元件而於基板上形成感光性樹脂層的步驟;曝光步驟,對所述感光性樹脂層的既定部分照射光化射線而使所述既定部分硬化;以及顯影步驟,藉由將所述感光性樹脂層的所述既定部分以外的部分自所述基板上去除,而於所述基板上形成包含所述感光性樹脂組成物的硬化物的抗蝕劑圖案。
本揭示的抗蝕劑圖案的形成方法中,所述光化射線的波長可為340 nm~430 nm的範圍內。
本揭示的結構體的製造方法是於形成於具有導體電路的基板的表面上的絕緣層上設置開口,並且與所述導體電路連接的配線部形成於所述開口中而成的結構體的製造方法,所述製造方法包括:感光性樹脂層形成步驟,使用本揭示的感光性樹脂組成物、或者本揭示的感光性元件,以覆蓋導體電路的方式於所述基板上形成第一感光性樹脂層;第一圖案化步驟,對所述第一感光性樹脂層實施曝光處理及顯影處理而進行圖案化;熱硬化性樹脂層形成步驟,以覆蓋所述第一感光性樹脂層的圖案的方式於所述基板上形成熱硬化性樹脂層;圖案露出步驟,將所述熱硬化性樹脂層的一部分去除而使所述第一感光性樹脂層的圖案的既定部位自所述熱硬化性樹脂層上露出;開口形成步驟,將自所述熱硬化性樹脂層上露出的所述第一感光性樹脂層的圖案的所述既定部位去除,於所述熱硬化性樹脂層上形成使所述導體電路露出的開口。依據本揭示的結構體的製造方法,可充分高效地製造具有微細的開口且具有優異的可靠性的結構體。
本揭示的結構體的製造方法亦可更包括對所述熱硬化性樹脂層進行熱硬化的熱硬化步驟,來作為所述熱硬化性樹脂層形成步驟以及所述圖案露出步驟之間的步驟。
本揭示的結構體的製造方法亦可更包括:種子層形成步驟,以將形成所述開口之後的所述熱硬化性樹脂層的至少一部分覆蓋的方式,利用無電解電鍍法來形成成為所述配線部的基底的種子層;第二圖案化步驟,以覆蓋所述種子層的方式形成第二感光性樹脂層後,對所述第二感光性樹脂層實施曝光處理及顯影處理而進行圖案化;配線部圖案化步驟,以覆蓋所述種子層的至少一部分的方式,利用電解電鍍法來形成所述配線部後,將所述第二感光性樹脂層的圖案剝離而將所述配線部進行圖案化;以及種子層去除步驟,將未形成所述配線部的區域的種子層去除。   [發明的效果]
依據本揭示,可提供即便是形成微細的開口的情況,開口性亦優異的感光性樹脂組成物。另外,依據本揭示,可提供使用所述感光性樹脂組成物的感光性元件、抗蝕劑圖案的形成方法及結構體的製造方法。
以下,對用以實施本揭示的形態進行詳細說明。其中,本揭示並不限定於以下的實施形態。
此外,本說明書中,所謂「(甲基)丙烯酸」是指丙烯酸及甲基丙烯酸的至少一者,所謂「(甲基)丙烯酸酯」是指丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯的至少一者。所謂「(聚)氧伸烷基」是指氧伸烷基、以及2個以上的伸烷基以醚鍵來連結的聚氧伸烷基的至少一者。所謂「(聚)氧伸乙基」是指氧伸乙基、以及2個以上的伸乙基以醚鍵來連結的聚氧伸乙基的至少一者。所謂「(聚)氧伸丙基」是指氧伸丙基、以及2個以上的伸丙基以醚鍵來連結的聚氧伸丙基的至少一者。所謂「環氧乙烷(ethylene oxide,EO)改質」是指具有(聚)氧伸乙基的化合物,所謂「環氧丙烷(propylene oxide,PO)改質」是指具有(聚)氧伸丙基的化合物,所謂「EO·PO改質」是指具有(聚)氧伸乙基及(聚)氧伸丙基的兩者的化合物。此外,所謂「氧伸烷基」為(-Cp H2p -O-)所表示的基團(p:1以上的整數),所謂「氧伸乙基」為(-C2 H4 -O-)所表示的基團,所謂「氧伸丙基」為(-C3 H6 -O-)所表示的基團。
本說明書中,所謂「步驟」的用語不僅為獨立的步驟,即便是無法與其他步驟明確區分的情況,只要達成所述步驟的所期望目的,則亦包含於本用語中。
使用「~」來表示的數值範圍表示包含「~」的前後所記載的數值來分別作為最小值及最大值的範圍。於組成物中與各成分相當的物質存在多種的情況下,只要未特別說明,則組成物中的各成分的含量是指組成物中所存在的該多種物質的合計量。
所謂「層」的用語於作為平面圖來觀察時,除了形成於整個面上的形狀的結構以外,亦包含形成於一部分上的形狀的結構。
所謂「積層」的用語表示將層堆積,可為兩層以上的層結合,亦可為兩層以上的層可脫附。
<感光性樹脂組成物> 本實施形態(第一實施形態以及第二實施形態)的感光性樹脂組成物含有:(A)黏合劑聚合物(以下亦稱為「(A)成分」)、(B)光聚合性化合物(以下亦稱為「(B)成分」)、以及(C)光聚合起始劑(以下亦稱為「(C)成分」)。第一實施形態的感光性樹脂組成物中,(B)成分包含下述通式(1)所表示的化合物、以及分子內具有1個乙烯性不飽和鍵的化合物。第二實施形態的感光性樹脂組成物中,(B)成分包含下述通式(2)所表示的化合物、以及分子內具有1個乙烯性不飽和鍵的化合物。本實施形態中,(B)成分亦可包含下述通式(1)所表示的化合物、以及下述通式(2)所表示的化合物的兩者。即,本實施形態的感光性樹脂組成物中,(B)成分亦可包含選自由下述通式(1)所表示的化合物、以及下述通式(2)所表示的化合物所組成的組群中的至少一種、及分子內具有1個乙烯性不飽和鍵的化合物。本實施形態的感光性樹脂組成物亦可視需要而更含有其他成分。
[化4][式(1)中,R11 表示碳數1~20的伸烷基、碳數1~10的伸環烷基、或者伸苯基,R12 及R13 分別獨立地表示氫原子或甲基,X11 及X12 分別獨立地表示包含選自由氧伸乙基及氧伸丙基所組成的組群中的至少一種的(聚)氧伸烷基(氧伸烷基或者聚氧伸烷基),X11 及X12 中所含的氧伸乙基及氧伸丙基的總數(分子內的總數)為12~80;於存在氧伸乙基及氧伸丙基的兩者的情況下,氧伸乙基及氧伸丙基可無規地(random)存在,亦可形成嵌段(block)]
[化5][式(2)中,R21 、R22 及R23 分別獨立地表示碳數1~20的伸烷基,R24 、R25 及R26 分別獨立地表示氫原子或甲基,X21 、X22 及X23 分別獨立地表示包含選自由氧伸乙基及氧伸丙基所組成的組群中的至少一種的(聚)氧伸烷基(氧伸烷基或者聚氧伸烷基),X21 、X22 及X23 中所含的氧伸乙基及氧伸丙基的總數(分子內的總數)為15~120;於存在氧伸乙基及氧伸丙基的兩者的情況下,氧伸乙基及氧伸丙基可無規地存在,亦可形成嵌段]
((A):黏合劑聚合物) 首先,對黏合劑聚合物進行說明。
黏合劑聚合物並無特別限定,就進一步提高顯影性的觀點而言,可溶於鹼性水溶液中。(A)成分可具有源自後述聚合性單量體的結構單元,例如可藉由使後述聚合性單量體進行自由基聚合而製造。
聚合性單量體(單體)例如可列舉:(甲基)丙烯酸;(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸環烷基酯、(甲基)丙烯酸苄基酯、(甲基)丙烯酸苄基酯衍生物、(甲基)丙烯酸糠酯、(甲基)丙烯酸四氫糠酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸金剛烷基酯、(甲基)丙烯酸二環戊酯、(甲基)丙烯酸二甲基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸-2,2,2-三氟乙酯、(甲基)丙烯酸-2,2,3,3-四氟丙酯、α-溴(甲基)丙烯酸、α-氯(甲基)丙烯酸、β-呋喃基(甲基)丙烯酸、β-苯乙烯基(甲基)丙烯酸等(甲基)丙烯酸酯;苯乙烯;乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯等在α-位或者芳香族環中經取代的化合物等苯乙烯衍生物;二丙酮丙烯醯胺等丙烯醯胺;丙烯腈;乙烯基-正丁醚等乙烯基醇的酯類;順丁烯二酸;順丁烯二酸酐;順丁烯二酸單甲酯、順丁烯二酸單乙酯、順丁烯二酸單異丙酯等順丁烯二酸單酯;反丁烯二酸;肉桂酸;α-氰基肉桂酸;衣康酸;丁烯酸;丙炔酸。聚合性單量體可單獨使用或者將兩種以上任意地組合而使用。
就導體電路的露出以及開口的形成時由鹼性水溶液引起的感光性樹脂層的開口性進一步提高的觀點而言,(A)成分亦可具有源自(甲基)丙烯酸烷基酯的結構單元。例如,(A)成分可為藉由使(甲基)丙烯酸烷基酯進行自由基聚合而獲得者。
(甲基)丙烯酸烷基酯例如可列舉:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯及(甲基)丙烯酸十二烷基酯。(甲基)丙烯酸烷基酯可單獨使用或者將兩種以上任意地組合而使用。
於(A)成分具有源自(甲基)丙烯酸烷基酯的結構單元的情況下,就密合性及開口性更優異的觀點而言,以構成(A)成分的結構單元的固體成分總質量作為基準,該結構單元的含量可為30質量%~85質量%,可為40質量%~80質量%,亦可為50質量%~75質量%。就密合性更優異的觀點而言,所述含量可為30質量%以上,可為40質量%以上,亦可為50質量%以上。另外,就開口性更優異的觀點而言,所述含量可為85質量%以下,可為80質量%以下,亦可為75質量%以下。
於(A)成分具有源自(甲基)丙烯酸的結構單元的情況下,就密合性及開口性更優異的觀點而言,以構成(A)成分的結構單元的固體成分總質量作為基準,該結構單元的含量可為5質量%~80質量%,可為10質量%~70質量%,亦可為15質量%~60質量%。就顯影性及開口性更優異的觀點而言,所述含量可為5質量%以上,可為10質量%以上,亦可為15質量%以上。另外,就密合性更優異的觀點而言,所述含量可為80質量%以下,可為70質量%以下,亦可為60質量%以下。
就開口性及密合性進一步提高的觀點而言,(A)成分亦可具有源自(甲基)丙烯酸苄基酯或其衍生物的結構單元。於(A)成分具有源自(甲基)丙烯酸苄基酯或其衍生物的結構單元的情況下,以構成(A)成分的結構單元的固體成分總質量作為基準,該結構單元的含量可為5質量%~60質量%,可為10質量%~55質量%,亦可為20質量%~50質量%。就密合性更優異的觀點而言,所述含量可為5質量%以上,可為10質量%以上,亦可為20質量%以上。另外,就開口性更優異的觀點而言,所述含量可為60質量%以下,可為55質量%以下,亦可為50質量%以下。
就顯影性及耐顯影液性更優異的觀點而言,(A)成分的酸值可為60 mgKOH/g~250 mgKOH/g,可為100 mgKOH/g~250 mgKOH/g,可為100 mgKOH/g~230 mgKOH/g,亦可為130 mgKOH/g~230 mgKOH/g。此外,於進行溶劑顯影的情況下,可將(甲基)丙烯酸等具有羧基的聚合性單量體(單體)調整為少量。(A)成分的酸值可參考後述實施例的測定方法來測定。
於利用凝膠滲透層析法(Gel Permeation Chromatography,GPC)來測定(藉由使用標準聚苯乙烯的校準曲線來換算)的情況下,就顯影性及耐顯影液性更優異的觀點而言,(A)成分的重量平均分子量(Mw)可為10000~100000,可為20000~80000,亦可為25000~70000。就顯影性更優異的觀點而言,(A)成分的重量平均分子量可為100000以下,可為80000以下,亦可為70000以下。就耐顯影液性更優異的觀點而言,(A)成分的重量平均分子量可為10000以上,可為20000以上,亦可為25000以上。此外,重量平均分子量可參考後述實施例的測定方法來測定。
(A)成分可單獨使用一種黏合劑聚合物,亦可將兩種以上的黏合劑聚合物任意地組合而使用。於將兩種以上組合使用的情況下的黏合劑聚合物例如可列舉:包含不同的共聚合成分的兩種以上的黏合劑聚合物(包含不同的單體單元作為共聚合成分的黏合劑聚合物)、不同重量平均分子量的兩種以上的黏合劑聚合物、以及不同分散度的兩種以上的黏合劑聚合物。另外,亦可使用日本專利特開平11-327137號公報中記載的具有多模(multimode)分子量分佈的聚合物。
就膜形成性、感度及密合性更優異的觀點而言,相對於(A)成分及(B)成分的總量100質量份,(A)成分的含量亦可為下述範圍。(A)成分的含量可為30質量份以上,可為40質量份以上,亦可為50質量份以上。(A)成分的含量可為70質量份以下,亦可為65質量份以下。就該些觀點而言,(A)成分的含量可為30質量份~70質量份,可為40質量份~70質量份,亦可為50質量份~65質量份。
((B):光聚合性化合物) 繼而,對光聚合性化合物進行說明。
第一實施形態的感光性樹脂組成物含有每個官能基的氧伸乙基及氧伸丙基的總結構單元數為6~40的二(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯、以及分子內具有1個(僅1個)乙烯性不飽和鍵的化合物,來作為(B)成分。此處所謂的官能基是指(甲基)丙烯醯基。
二(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯包含所述通式(1)所表示的化合物。藉由第一實施形態的感光性樹脂組成物含有通式(1)所表示的化合物、以及分子內具有1個乙烯性不飽和鍵的化合物,可於導體電路的露出以及開口(例如利用鹼性水溶液而形成於感光性樹脂層上的開口)的形成時提高開口性。
通式(1)中,X11 及X12 可分別獨立地為包含氧伸乙基及氧伸丙基的態樣,亦可為包含氧伸乙基及氧伸丙基以外的氧伸烷基的態樣。氧伸乙基及氧伸丙基以外的氧伸烷基可列舉氧伸丁基等。於存在氧伸乙基及氧伸丙基以外的氧伸烷基的情況下,該氧伸烷基與氧伸乙基及/或氧伸丙基可無規地存在,亦可形成嵌段。
通式(1)所表示的化合物例如可為下述通式(1a)所表示的化合物。
[化6][式(1a)中,R11 與式(1)同樣地表示碳數1~20的伸烷基、碳數1~10的伸環烷基、或者伸苯基,R12 及R13 與式(1)同樣地分別獨立地表示氫原子或甲基,A1 O及B1 O分別獨立地表示氧伸乙基或者氧伸丙基,(A1 O)a1 、(B1 O)b1 、(A1 O)c1 及(B1 O)d1 分別表示(聚)氧伸乙基或者(聚)氧伸丙基;於存在氧伸乙基及氧伸丙基的兩者的情況下,氧伸乙基及氧伸丙基可無規地存在,亦可形成嵌段;a1、b1、c1及d1表示對應的結構單元的結構單元數,a1、b1、c1及d1於單一的分子中表示整數值,作為多種分子的聚集體則表示作為平均值的有理數;以下,關於結構單元的結構單元數為同樣;a1+b1+c1+d1為12~80;a1、b1、c1及d1可分別獨立地採取0~80的數值]
通式(1)及通式(1a)中,就使密合性更良好的觀點而言,R11 可為碳數2~18的伸烷基、碳數3~8的伸環烷基、或者伸苯基,亦可為碳數1~15的伸烷基、碳數1~7的伸環烷基、或者伸苯基,亦可為碳數2~10的伸烷基、碳數3~6的伸環烷基、或者伸苯基。就使密合性進一步提高的觀點而言,R12 及R13 可為甲基。就使顯影性、開口性及彎曲性更良好的觀點而言,a1+b1+c1+d1可為12~70,亦可為12~60。
此處,對彎曲性進行說明。於在厚度為0.5 mm以下的薄基板上形成抗蝕劑圖案的情況下,若藉由基板的撓曲等,抗蝕劑圖案自基板上剝離,則於其後的步驟中成為電路(銅配線等)圖案的短路原因。因此,所形成的抗蝕劑圖案理想為具有優異的彎曲性。於缺乏該些特性的情況下,抗蝕劑圖案上容易產生缺陷,於其後的步驟中成為電路(銅配線等)圖案的短路原因。
作為通式(1)或通式(1a)所表示的化合物,例如可於商業上獲取下述式(A)所表示的化合物(UA-13(新中村化學工業股份有限公司製造,商品名):(EO)(PO)改質二甲基丙烯酸胺基甲酸酯(環氧乙烷平均2 mol、環氧丙烷平均18 mol加成物))。通式(1)或通式(1a)所表示的化合物可單獨使用或者將兩種以上任意地組合而使用。
[化7]
第二實施形態的感光性樹脂組成物含有每個官能基的氧伸乙基及氧伸丙基的總結構單元數為5~40的異氰脲酸酯衍生三(甲基)丙烯酸酯、以及分子內具有1個(僅1個)乙烯性不飽和鍵的化合物,來作為(B)成分。此處所謂的官能基是指(甲基)丙烯醯基。
異氰脲酸酯衍生三(甲基)丙烯酸酯包含所述通式(2)所表示的化合物。此外,所謂異氰脲酸酯衍生三(甲基)丙烯酸酯亦指具有源自異氰脲酸酯的骨架的三(甲基)丙烯酸酯。藉由第二實施形態的感光性樹脂組成物含有通式(2)所表示的化合物、以及分子內具有1個乙烯性不飽和鍵的化合物,可於導體電路的露出以及開口(例如利用鹼性水溶液而形成於感光性樹脂層上的開口)的形成時提高開口性。
通式(2)中,X21 、X22 及X23 可分別獨立地為包含氧伸乙基及氧伸丙基的態樣,亦可為包含氧伸乙基及氧伸丙基以外的氧伸烷基的態樣。氧伸乙基及氧伸丙基以外的氧伸烷基可列舉氧伸丁基等。於存在氧伸乙基及氧伸丙基以外的氧伸烷基的情況下,該氧伸烷基與氧伸乙基及/或氧伸丙基可無規地存在,亦可形成嵌段。
通式(2)所表示的化合物例如可為下述通式(2a)所表示的化合物。
[化8][式(2a)中,R21 、R22 及R23 分別獨立地表示碳數1~20的伸烷基,R21 、R22 及R23 可未經取代,亦可經取代,該取代基可相互相同,亦可不同,R24 、R25 及R26 分別獨立地表示氫原子或甲基,A2 O及B2 O分別獨立地表示氧伸乙基或者氧伸丙基,(A2 O)a2 、(B2 O)b2 、(A2 O)c2 、(B2 O)d2 、(A2 O)e2 及(B2 O)f2 分別表示(聚)氧伸乙基或者(聚)氧伸丙基。於存在氧伸乙基及氧伸丙基的兩者的情況下,氧伸乙基及氧伸丙基可無規地存在,亦可形成嵌段。a2、b2、c2、d2、e2及f2表示對應的結構單元的結構單元數,a2、b2、c2、d2、e2及f2於單一的分子中表示整數值,作為多種分子的聚集體則表示作為平均值的有理數。以下,關於結構單元的結構單元數為同樣。a2+b2+c2+d2+e2+f2為15~120。a2、b2、c2、d2、e2及f2可分別獨立地採取0~120的數值]
通式(2)及通式(2a)中,就使密合性更良好的觀點而言,R21 、R22 及R23 可為碳數2~18的伸烷基,可為碳數2~15的伸烷基,亦可為碳數2~10的伸烷基。就進一步提高密合性的觀點而言,R24 、R25 及R26 可為甲基。就使顯影性、開口性及彎曲性更良好的觀點而言,a2+b2+c2+d2+e2+f2可為15~100,亦可為15~90。
作為通式(2)或通式(2a)所表示的化合物,例如可於商業上獲取下述式(B)所表示的化合物(UA-7100(新中村化學工業股份有限公司製造,商品名):(EO)改質異氰脲酸酯衍生三甲基丙烯酸酯(環氧乙烷平均27 mol加成物))。通式(2)或通式(2a)所表示的化合物可單獨使用或者將兩種以上任意地組合而使用。
[化9]
本實施形態的感光性樹脂組成物中,就開口性更優異的觀點而言,相對於(B)成分100質量份,選自由通式(1)所表示的化合物、以及通式(2)所表示的化合物所組成的組群中的至少一種的含量(合計量)可為下述範圍。所述含量可為10質量份以上,可為20質量份以上,可為30質量份以上,亦可為50質量份以上。所述含量小於100質量份,可為95質量份以下,可為90質量份以下,亦可為85質量份以下。就該些觀點而言,所述含量可為10質量份以上、小於100質量份,可為20質量份以上、小於100質量份,可為30質量份以上、小於100質量份,可為20質量份~95質量份,可為30質量份~90質量份,亦可為50質量份~85質量份。
第一實施形態的感光性樹脂組成物中,就開口性更優異的觀點而言,相對於(B)成分100質量份,通式(1)所表示的化合物的含量可為下述範圍。通式(1)所表示的化合物的含量可為10質量份以上,可為20質量份以上,可為30質量份以上,亦可為50質量份以上。通式(1)所表示的化合物的含量小於100質量份,可為95質量份以下,可為90質量份以下,亦可為85質量份以下。就該些觀點而言,通式(1)所表示的化合物的含量可為10質量份以上、小於100質量份,可為20質量份以上、小於100質量份,可為30質量份以上、小於100質量份,可為20質量份~95質量份,可為30質量份~90質量份,亦可為50質量份~85質量份。
第二實施形態的感光性樹脂組成物中,就開口性更優異的觀點而言,相對於(B)成分100質量份,通式(2)所表示的化合物的含量可為下述範圍。通式(2)所表示的化合物的含量可為10質量份以上,可為20質量份以上,可為30質量份以上,亦可為50質量份以上。通式(2)所表示的化合物的含量小於100質量份,可為95質量份以下,可為90質量份以下,亦可為85質量份以下。就該些觀點而言,通式(2)所表示的化合物的含量可為10質量份以上、小於100質量份,可為20質量份以上、小於100質量份,可為30質量份以上、小於100質量份,可為20質量份~95質量份,可為30質量份~90質量份,亦可為50質量份~85質量份。
分子內具有1個乙烯性不飽和鍵的化合物例如可列舉反丁烯二酸系化合物。分子內具有1個乙烯性不飽和鍵的化合物可單獨使用或者將兩種以上組合而使用。
就密合性更優異的觀點而言,分子內具有1個乙烯性不飽和鍵的化合物亦可包含下述通式(3)所表示的化合物。
[化10][式(3)中,R31 表示碳數1~5的烷基、鹵素原子或羥基,R32 表示氫原子或甲基,R33 表示氫原子、甲基或鹵化甲基,A表示碳數2~4的伸烷基,m表示1~4的整數,n表示0~4的整數;此外,於n為2以上的情況下,存在多個的R31 可相同亦可不同]
通式(3)中,就進一步提高密合性的觀點而言,R32 可為甲基。就獲取的容易度的觀點而言,R33 可為鹵化甲基。就進一步提高密合性的觀點而言,A可為伸丙基,就進一步提高顯影性的觀點而言,A可為伸乙基。就進一步提高密合性的觀點而言,m可為1。就進一步提高顯影性的觀點而言,n可為0或1,亦可為0。
通式(3)所表示的可於商業上獲取的化合物可列舉:FA-MECH(日立化成股份有限公司製造,γ-氯-β-羥基丙基-β'-甲基丙烯醯氧基乙基-鄰-鄰苯二甲酸酯)等。
通式(3)所表示的化合物以外的分子內具有1個乙烯性不飽和鍵的可於商業上獲取的化合物可列舉:M-114(東亞合成股份有限公司製造,4-正壬基苯氧基八伸乙基氧基丙烯酸酯)等。
就開口性更優異的觀點而言,相對於(B)成分100質量份,分子內具有1個乙烯性不飽和鍵的化合物的含量可為下述範圍。分子內具有1個乙烯性不飽和鍵的化合物的含量大於0質量份,可為5質量份以上,可為10質量份以上,亦可為15質量份以上。分子內具有1個乙烯性不飽和鍵的化合物的含量可為90質量份以下,可為80質量份以下,可為70質量份以下,亦可為50質量份以下。就該些觀點而言,分子內具有1個乙烯性不飽和鍵的化合物的含量可為超過0質量份且為90質量份以下,可為5質量份~80質量份,可為10質量份~70質量份,亦可為15質量份~50質量份。
(B)成分可包含通式(1)所表示的化合物、通式(2)所表示的化合物、以及分子內具有1個乙烯性不飽和鍵的化合物以外的其他光聚合性化合物,若為可進行光交聯者,則可無特別限制地使用。(B)成分可包含具有乙烯性不飽和鍵的化合物(通式(1)所表示的化合物、通式(2)所表示的化合物、以及分子內具有1個乙烯性不飽和鍵的化合物除外)。具有乙烯性不飽和鍵的化合物可列舉:分子內具有2個乙烯性不飽和鍵的化合物、分子內具有3個乙烯性不飽和鍵的化合物等。通式(1)所表示的化合物、通式(2)所表示的化合物、以及分子內具有1個乙烯性不飽和鍵的化合物以外的其他光聚合性化合物可單獨使用或者將兩種以上組合而使用。
分子內具有2個乙烯性不飽和鍵的化合物例如可列舉:通式(1)所表示的化合物以外的EO改質二(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯、雙酚型二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、2,2-雙(4-(甲基丙烯醯氧基聚乙氧基)苯基)丙烷、以及2,2-雙(4-(甲基丙烯醯氧基聚乙氧基聚丙氧基)苯基)丙烷。分子內具有2個乙烯性不飽和鍵的化合物可單獨使用或者將兩種以上組合而使用。
分子內具有3個乙烯性不飽和鍵的化合物例如可列舉:通式(2)所表示的化合物以外的EO改質異氰脲酸酯衍生三(甲基)丙烯酸酯、通式(2)所表示的化合物以外的PO改質異氰脲酸酯衍生三(甲基)丙烯酸酯、通式(2)所表示的化合物以外的EO·PO改質異氰脲酸酯衍生三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、EO改質三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、PO改質三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、EO·PO改質三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、EO改質季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、PO改質季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、EO·PO改質季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、四羥甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、EO改質四羥甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、PO改質四羥甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、以及EO·PO改質四羥甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯。其中,可於商業上獲取者可列舉:A-TMM-3(新中村化學工業股份有限公司製造,四羥甲基甲烷三丙烯酸酯),TMPT21E、TMPT30E(日立化成股份有限公司製造,EO改質三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯)等。分子內具有3個乙烯性不飽和鍵的化合物可單獨使用或者將兩種以上組合而使用。
相對於(A)成分及(B)成分的總量100質量份,(B)成分的含量可為下述範圍。就存在成為感度及密合性更優異者的傾向的觀點而言,(B)成分的含量可為30質量份以上,可為35質量份以上,亦可為40質量份以上。就存在成為顯影性更優異者的傾向的觀點而言,(B)成分的含量可為70質量份以下,可為60質量份以下,亦可為50質量份以下。就該些觀點而言,(B)成分的含量可為30質量份~70質量份,可為30質量份~60質量份,可為35質量份~50質量份,亦可為40質量份~50質量份。
((C):光聚合起始劑) 接著,對光聚合起始劑進行說明。
(C)成分若為可藉由光化射線等的照射而使(B)成分進行聚合者,則並無特別限制,可自通常使用的光聚合起始劑中適當選擇。
(C)成分例如可列舉:二苯甲酮、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)-1-丁酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉基-1-丙酮等芳香族酮;烷基蒽醌等醌類;安息香烷基醚等安息香醚化合物;安息香、烷基安息香等安息香化合物;苄基二甲基縮酮等苄基衍生物;2-(鄰氯苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物(例如2,2'-雙(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-聯咪唑)、2-(鄰氯苯基)-4,5-二(甲氧基苯基)咪唑二聚物、2-(鄰氟苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2-(鄰甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2-(對甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物等2,4,5-三芳基咪唑二聚物;9-苯基吖啶、1,7-雙(9,9'-吖啶基)庚烷等吖啶衍生物;N-苯基甘胺酸;N-苯基甘胺酸衍生物等。(C)成分可單獨使用或者將兩種以上組合而使用。
另外,2,4,5-三芳基咪唑的2個芳基的取代基可相同而提供對稱的化合物,亦可不同而提供不對稱的化合物。另外,就密合性及感度進一步提高的觀點而言,(C)成分亦可包含2,4,5-三芳基咪唑二聚物。於(C)成分包含2,4,5-三芳基咪唑二聚物的情況下,相對於(C)成分的固體成分100質量份,所述2,4,5-三芳基咪唑二聚物的含量可為10質量份~100質量份,可為30質量份~100質量份,亦可為50質量份~100質量份。藉由(C)成分中的2,4,5-三芳基咪唑二聚物的含量為10質量份以上,而存在感度及密合性進一步提高的傾向。
相對於(A)成分及(B)成分的總量100質量份,(C)成分的含量可為下述範圍。就存在感度及密合性進一步提高的傾向的觀點而言,(C)成分的含量可為0.1質量份以上,可為1質量份以上,可為2質量份以上,亦可為3質量份以上。就存在成為開口形成部分的形狀更優異者的傾向的觀點而言,(C)成分的含量可為10質量份以下,可為6質量份以下,亦可為5質量份以下。就該些觀點而言,(C)成分的含量可為0.1質量份~10質量份,可為1質量份~10質量份,可為2質量份~6質量份,亦可為3質量份~5質量份。
((D):增感色素) 本實施形態的感光性樹脂組成物亦可更含有(D)增感色素(以下亦稱為「(D)成分」)。
(D)成分例如可列舉:二烷基胺基二苯甲酮化合物(4,4'-雙(二乙基胺基)二苯甲酮等)、吡唑啉(pyrazoline)化合物、蒽(anthracene)化合物、香豆素(coumarin)化合物、氧雜蒽酮(xanthone)化合物、硫雜蒽酮(thioxanthone)化合物、噁唑(oxazole)化合物、苯并噁唑(benzooxazole)化合物、噻唑(thiazole)化合物、苯并噻唑(benzothiazole)化合物、三唑(triazole)化合物、二苯乙烯(stilbene)化合物、三嗪(triazine)化合物、噻吩(thiophene)化合物、萘二甲醯亞胺(naphthalimide)化合物、三芳基胺(triarylamine)化合物以及胺基吖啶(aminoacridine)化合物。(D)成分可單獨使用或者將兩種以上組合而使用。
(D)成分可使用於340 nm~430 nm下具有極大吸收的增感色素。特別是於使用340 nm~430 nm的光化射線來對感光性樹脂層進行曝光的情況下,就感度及密合性進一步提高的觀點而言,(D)成分可包含選自由二烷基胺基二苯甲酮化合物、吡唑啉化合物、蒽化合物、香豆素化合物、三芳基胺化合物、硫雜蒽酮化合物以及胺基吖啶化合物所組成的組群中的至少一種增感色素,其中,亦可包含選自由二烷基胺基二苯甲酮化合物、吡唑啉化合物、蒽化合物以及三芳基胺化合物所組成的組群中的至少一種。
於感光性樹脂組成物含有(D)成分的情況下,相對於(A)成分及(B)成分的總量100質量份,(D)成分的含量可為下述範圍。就存在成為感度及密合性更優異者的傾向的觀點而言,(D)成分的含量可為0.01質量份以上,可為0.05質量份以上,亦可為0.1質量份以上。就存在成為開口形成部分的抗蝕劑形狀更優異者的傾向的觀點而言,(D)成分的含量可為10質量份以下,可為5質量份以下,可為3質量份以下,可為1質量份以下,可為0.5質量份以下,亦可為0.3質量份以下。就該些觀點而言,(D)成分的含量可為0.01質量份~10質量份,可為0.05質量份~5質量份,可為0.1質量份~3質量份,可為0.1質量份~1質量份,可為0.1質量份~0.5質量份,亦可為0.1質量份~0.3質量份。
((E):供氫體) 本實施形態的感光性樹脂組成物亦可更含有(E)供氫體(以下亦稱為「(E)成分」)。(E)成分可於曝光部的反應時提供氫。藉由本實施形態的感光性樹脂組成物更含有(E)成分,可進一步提高曝光部分與未曝光部分的對比度(亦稱為「成像性」)。
(E)成分例如可列舉:雙[4-(二甲基胺基)苯基]甲烷、雙[4-(二乙基胺基)苯基]甲烷以及隱色結晶紫。(E)成分可單獨使用或者將兩種以上組合而使用。
於感光性樹脂組成物含有(E)成分的情況下,相對於(A)成分及(B)成分的總量100質量份,(E)成分的含量可為下述範圍。就存在成為感度更優異者的傾向的觀點而言,(E)成分的含量可為0.01質量份以上,可為0.05質量份以上,可為0.1質量份以上,亦可為0.2質量份以上。就膜形成後存在(E)成分難以作為異物而析出的傾向的觀點而言,(E)成分的含量可為10質量份以下,可為5質量份以下,可為2質量份以下,可為1質量份以下,亦可為0.5質量份以下。就該些觀點而言,(E)成分的含量可為0.01質量份~10質量份,可為0.05質量份~5質量份,可為0.1質量份~2質量份,可為0.2質量份~1質量份,亦可為0.2質量份~0.5質量份。
(其他成分) 本實施形態的感光性樹脂組成物亦可視需要而更含有:分子內具有至少一個可進行陽離子聚合的環狀醚基的光聚合性化合物(氧雜環丁烷化合物等)、陽離子聚合起始劑、染料(孔雀綠等)、光致顯色劑(三溴苯基碸、隱色結晶紫等)、熱致顯色防止劑、塑化劑(對甲苯磺醯胺等)、顏料、填充劑、消泡劑、阻燃劑、穩定劑、密合性賦予劑、調平劑、剝離促進劑、抗氧化劑、香料、成像劑、熱交聯劑等。該些成分可單獨使用或者將兩種以上組合而使用。相對於(A)成分及(B)成分的總量100質量份,該些成分的含量分別可為0.01質量份~20質量份。
[感光性樹脂組成物的溶液] 視需要為了調整黏度,本實施形態的感光性樹脂組成物亦可含有後述溶劑。例如,可將本實施形態的感光性樹脂組成物溶解於溶劑中,作為固體成分為30質量%~60質量%的溶液(塗佈液)來使用。溶劑例如可列舉:甲醇、乙醇、丙酮、甲基乙基酮、甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、甲苯、N,N-二甲基甲醯胺、丙二醇單甲醚及該些溶劑的混合溶劑。
藉由將塗佈液塗佈於後述感光性元件的支持體、基板等的表面上,並進行乾燥,可使用本實施形態的感光性樹脂組成物來形成感光性樹脂層。
感光性樹脂層的厚度根據其用途而不同,但以乾燥後的厚度計可為2 μm~50 μm。亦可將感光性樹脂層的表面由保護層來被覆。保護層例如可列舉聚乙烯、聚丙烯等聚合體膜。
<感光性元件> 本實施形態的感光性元件包括支持體、以及感光性樹脂層,所述感光性樹脂層是使用本實施形態的感光性樹脂組成物而形成於所述支持體上。藉由將所述感光性樹脂組成物塗佈於支持體上,並進行乾燥,可使用所述感光性樹脂組成物而於支持體上形成感光性樹脂層。如上所述,獲得包括支持體、以及形成於該支持體上的所述感光性樹脂層的本實施形態的感光性元件。感光性樹脂層可包含所述感光性樹脂組成物。此外,塗佈於支持體上的感光性樹脂組成物亦可為所述的塗佈液。
作為支持體,例如可使用聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)、聚丙烯、聚乙烯、聚酯等具有耐熱性及耐溶劑性的聚合體膜。
感光性元件亦可視需要而包括保護層,所述保護層被覆感光性樹脂層的與支持體相反側的表面。
保護層可為對感光性樹脂層的黏接力小於支持體的對感光性樹脂層的黏接力者。保護層亦可為低魚眼(fisheye)的膜。此處,所謂「魚眼」是指當將材料進行熱熔融,利用混練、擠出、雙軸延伸、澆鑄法等來製造膜時,材料的異物、未溶解物、氧化劣化物等摻入至膜中者。即,所謂「低魚眼」是指膜中的所述異物等少。
作為保護層,例如可使用聚對苯二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚乙烯、聚酯等具有耐熱性及耐溶劑性的聚合體膜。市售者例如可列舉:王子製紙股份有限公司製造的阿爾方(Alphan)MA-410、E-200C,信越膜(Shin-Etsu Film)股份有限公司製造等的聚丙烯膜,以及帝人杜邦薄膜(Teijin DuPont Films)股份有限公司製造的PS-25等PS系列的聚對苯二甲酸乙二酯膜。此外,保護層可為與支持體相同者。
具體而言,感光性元件例如可以如下方式來製造。感光性元件可利用包括以下步驟的製造方法來製造:準備包含本實施形態的感光性樹脂組成物的塗佈液的步驟;將塗佈液塗佈於支持體上而形成塗佈層的步驟;以及將所述塗佈層乾燥而形成感光性樹脂層的步驟。
感光性樹脂組成物於支持體上的塗佈可利用輥塗佈、缺角輪塗佈、凹版塗佈、氣刀塗佈、模塗佈、棒塗佈等公知的方法來進行。
所述塗佈層的乾燥只要可自塗佈層中去除溶劑的至少一部分,則並無特別限制。所述塗佈層的乾燥例如可於70℃~150℃下進行1分鐘~30分鐘。就防止後述步驟中的有機溶劑的擴散的觀點而言,乾燥後,感光性樹脂層中的殘存有機溶劑量可為2質量%以下。
另外,感光性樹脂層的厚度(乾燥後)可視需要而適當調整。感光性樹脂層的厚度(乾燥後)例如可為2 μm~50 μm。若該厚度為2 μm以上,則在工業上容易形成感光性樹脂層。
所述感光性樹脂層的對紫外線的透過率相對於波長為365 nm的紫外線,可為5%~75%,可為10%~65%,亦可為15%~55%。若該透過率為5%以上,則存在容易獲得充分的密合性的傾向。若該透過率為75%以下,則存在容易獲得充分的密合性的傾向。所述透過率可利用紫外線(Ultraviolet,UV)分光計來測定。UV分光計例如可列舉日立製作所股份有限公司製造的228A型W光束分光光度計。
感光性元件亦可更包括緩衝層、黏接層、光吸收層、阻氣層等中間層等。
所獲得的感光性元件可以片材狀保管,亦可於卷芯上捲繞為卷狀而保管。於捲繞為卷狀的情況下,可以支持體成為外側的方式來捲繞。卷芯可列舉:聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、ABS(acrylonitrile butadiene styrene)樹脂(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)等塑膠等。於以所述方式獲得的卷狀的感光性元件卷的端面,就端面保護的立場而言,可設置端面間隔件,就耐邊緣熔合的立場而言,可設置防濕端面間隔件。捆包方法亦可為由透濕性小的黑色片材來包裹而包裝的方法。
<抗蝕劑圖案的形成方法> 可使用所述感光性樹脂組成物或者所述感光性元件,來形成抗蝕劑圖案。本實施形態的抗蝕劑圖案的形成方法包括:(i)感光性樹脂層形成步驟,使用所述感光性樹脂組成物或者所述感光性元件,於基板上形成感光性樹脂層;(ii)曝光步驟,對感光性樹脂層的既定部分照射光化射線而將所述既定部分曝光,使其硬化;以及(iii)顯影步驟,藉由將感光性樹脂層的所述既定部分以外的部分自基板上去除,而於基板上形成包含感光性樹脂組成物的硬化物的抗蝕劑圖案。
(i)感光性樹脂層形成步驟 首先,使用感光性樹脂組成物或者感光性元件,於基板上形成感光性樹脂層。基板可使用包括絕緣層、以及形成於該絕緣層上的導體層的基板(電路形成用基板)。
於基板上形成感光性樹脂層的方法例如可列舉:將感光性樹脂組成物塗佈於基板上後,使其乾燥的方法;以及將所述感光性元件中的感光性樹脂層轉印(層壓)於基板上的方法。
感光性樹脂組成物於基板上的塗佈可利用輥塗佈、缺角輪塗佈、凹版塗佈、氣刀塗佈、模塗佈、棒塗佈等公知的方法來進行。
於使用感光性元件的情況下,感光性樹脂層於基板上的層壓例如可藉由將所述感光性元件的保護層去除後,將感光性元件的感光性樹脂層一邊加熱一邊壓接於所述基板上而進行。藉此,獲得包含基板、感光性樹脂層及支持體且該些構件依次積層的積層體。
層壓的條件可視需要而適當調整。就密合性及追隨性進一步提高的觀點而言,層壓可於減壓下進行。壓接時的感光性樹脂層及/或基板的加熱可於70℃~130℃的溫度下進行。壓接可於0.1 MPa~1.0 MPa(1 kgf/cm2 ~10 kgf/cm2 )的壓力下進行。對於該些條件並無特別限制。此外,若將感光性樹脂層加熱至70℃~130℃,則不需要預先對基板進行預熱處理。為了進一步提高積層性,亦可將基板預先於所述溫度範圍內進行加熱。
(ii)曝光步驟 接著,對基板上的感光性樹脂層的既定部分照射光化射線而將所述既定部分進行曝光,使其硬化。此時,於存在於感光性樹脂層上的支持體對於光化射線為透過性的情況下,可通過支持體來照射光化射線。於支持體為遮光性的情況下,去除支持體後對感光性樹脂層照射光化射線。
曝光方法可列舉:通過稱為原圖(artwork)的負型或正型遮罩圖案,將光化射線照射至圖像上的方法(遮罩曝光法)等。另外,亦可採用如下方法:利用雷射直接成像(Laser Direct Imaging,LDI)曝光法、數位光處理(Digital Light Processing,DLP)曝光法等直接描畫曝光法,以圖像狀來照射光化射線的方法。
光化射線的光源可使用公知的光源。光化射線的光源例如可使用:碳弧燈、水銀蒸氣弧燈、高壓水銀燈、氙燈、氣體雷射(氬雷射等)、固體雷射(YAG雷射等)、半導體雷射等有效地放射出紫外線、可見光等者。
就更確實地獲得本實施形態的效果的觀點而言,光化射線的波長(曝光波長)可為340 nm~430 nm,亦可為350 nm~420 nm。
(iii)顯影步驟 顯影步驟中,藉由將感光性樹脂層的所述既定部分以外的部分自基板上去除,而於基板上形成包含感光性樹脂組成物的硬化物的抗蝕劑圖案。於在感光性樹脂層上存在支持體的情況下,將支持體去除後對所述既定部分(曝光部分)以外的部分(未曝光部分)進行去除(顯影)。顯影方法中有濕式顯影及乾式顯影,但廣泛使用濕式顯影。
於利用濕式顯影的情況下,使用與感光性樹脂組成物對應的顯影液,利用公知的顯影方法進行顯影。顯影方法可列舉:使用浸漬方式、覆液方式、噴射方式、刷洗(brushing)、拍擊(slapping)、擦洗(scrubbing)、搖動浸漬等的方法等。就解析性進一步提高的觀點而言,最佳為高壓噴射方式。亦可將該些兩種以上的方法組合來進行顯影。
顯影液可根據感光性樹脂組成物的構成來適當選擇。顯影液可列舉鹼性水溶液、有機溶劑顯影液等。
於鹼性水溶液用作顯影液的情況下,安全且穩定,操作性良好。鹼性水溶液的鹼例如可使用:鋰、鈉或鉀的氫氧化物等氫氧化鹼;鋰、鈉、鉀或銨的碳酸鹽或碳酸氫鹽等碳酸鹼;磷酸鉀、磷酸鈉等鹼金屬磷酸鹽;焦磷酸鈉、焦磷酸鉀等鹼金屬焦磷酸鹽;硼砂(四硼酸鈉);偏矽酸鈉;氫氧化四甲基銨;乙醇胺;伸乙基二胺;二伸乙基三胺;2-胺基-2-羥基甲基-1,3-丙二醇;1,3-二胺基-2-丙醇;嗎啉等。
顯影中使用的鹼性水溶液可為0.1質量%~5質量%碳酸鈉的稀薄溶液、0.1質量%~5質量%碳酸鉀的稀薄溶液、0.1質量%~5質量%氫氧化鈉的稀薄溶液、0.1質量%~5質量%四硼酸鈉的稀薄溶液等。鹼性水溶液的pH值可為9~11的範圍。鹼性水溶液的溫度可根據感光性樹脂層的鹼顯影性來調節。鹼性水溶液中亦可混入表面活性劑、消泡劑、用以促進顯影的少量有機溶劑等。
有機溶劑顯影液中使用的有機溶劑例如可列舉:1,1,1-三氯乙烷、N-甲基吡咯啶酮、N,N-二甲基甲醯胺、環己酮、甲基異丁基酮及γ-丁內酯。該些有機溶劑中,為了防止起火,亦可在1質量%~20質量%的範圍內添加水而作為有機溶劑顯影液。
本實施形態的抗蝕劑圖案的形成方法亦可更包括如下步驟:將未曝光部分去除後,視需要於60℃~250℃下進行加熱及/或以0.2 J/cm2 ~10 J/cm2 的能量的量進行曝光,藉此使抗蝕劑圖案硬化。
<結構體的製造方法> 本實施形態的感光性樹脂組成物、以及本實施形態的感光性元件適合用於製造用以安裝半導體元件的結構體(例如印刷配線基板),其中,更適合用於製造高密度封裝基板,尤其適合用於製造結構體(具有導體電路的結構體)。特別是除了製造用以安裝覆晶型半導體元件的印刷配線基板以外,亦可適合用於無芯基板、晶圓級封裝(Wafer Level Package,WLP)、嵌入式晶圓級球柵陣列(embeded Wafer Level Ball Grid Array,eWLB)等無基板封裝的再配線方法。其中,所安裝的半導體元件的尺寸大,特別適合於用以與在半導體元件的表面配置為區域陣列(area array)狀的數萬個凸塊電性連接的印刷配線基板。
本實施形態的結構體是於形成於具有導體電路的基板的表面上的絕緣層上設置有開口,並且與導體電路連接的配線部形成於所述開口中而成的結構體。本實施形態的感光性樹脂組成物、以及本實施形態的感光性元件可用於如下的結構體的製造方法,所述結構體是於形成於具有導體電路的基板的表面上的絕緣層上設置有開口,並且與所述導體電路連接的配線部形成於所述開口中而成。絕緣層例如為熱硬化性樹脂層及/或感光性樹脂層。本實施形態的結構體的製造方法包括:感光性樹脂層形成步驟,使用本實施形態的感光性樹脂組成物、或者本實施形態的感光性元件,以覆蓋導體電路的方式於基板上形成第一感光性樹脂層;第一圖案化步驟,對第一感光性樹脂層實施曝光處理及顯影處理而進行圖案化;熱硬化性樹脂層形成步驟,以覆蓋第一感光性樹脂層的圖案的方式於基板上形成熱硬化性樹脂層;圖案露出步驟,將熱硬化性樹脂層的一部分去除,使第一感光性樹脂層的圖案的既定部位自熱硬化性樹脂層上露出;以及開口形成步驟,將自熱硬化性樹脂層上露出的第一感光性樹脂層的圖案的既定部位去除,於熱硬化性樹脂層上形成使導體電路露出的開口。本實施形態的感光性樹脂組成物、以及本實施形態的感光性元件可用於如上所述的結構體的製造方法。即,依據本揭示,即便不使用雷射,亦可製造圖1(a)~圖1(f)中所示的多層印刷配線基板。結構體的製造方法亦可使用專利文獻5中記載的製造方法。此外,本說明書中,「具有導體電路的基板」可使用可撓性基板,亦可使用剛性基板。另外,所謂「導體電路」亦是指「導體圖案」、「配線圖案」。另外,開口的形狀並無特別限定,除了圓形及線狀以外,例如亦可為橢圓形、多角形、不規則的形狀或者其他形狀。此外,於使用剝離液來形成線狀的開口形成部的情況下,與形成圓形、橢圓形、多角形、不規則的形狀等的開口形成部的情況相比較,存在剝離液更容易滲透的傾向。此外,可藉由本揭示來製造的多層印刷配線基板於具備導體電路(配線圖案)的基板上,包括以覆蓋導體電路的方式形成的絕緣層。進而,絕緣層具備以基板上的導體電路的至少一部分露出的方式形成的開口,可於開口中形成導體圖案。
該結構體的製造方法中,藉由根據形成於熱硬化性樹脂層上的開口的形狀,於第一圖案化步驟中將第一感光性樹脂層進行圖案化,可容易地形成多種開口。另外,該結構體(例如印刷配線基板)的製造方法中,與利用雷射來形成開口的情況不同,除了可同時形成多個開口以外,可減少開口周邊的樹脂的殘渣。因此,半導體元件的針數增加,即便是必須設置許多微細的開口的情況,亦可高效地製造具有優異的可靠性的結構體(例如印刷配線基板)。另外,即便是形成直徑為30 μm以下的開口的情況,或者是形成直徑為100 μm以上的大的開口的情況,亦可更高效地形成具有優異的絕緣可靠性的開口。
另外,結構體的製造方法亦可更包括對熱硬化性樹脂層進行熱硬化的熱硬化步驟,來作為所述熱硬化性樹脂層形成步驟以及所述圖案露出步驟之間的步驟(例如緊接著熱硬化性樹脂層形成步驟之後的步驟)。該情況下,例如於圖案露出步驟中,將熱硬化後的熱硬化性樹脂層的一部分去除,於開口形成步驟中,將自熱硬化性樹脂層上露出的第一感光性樹脂層去除。將熱硬化後的熱硬化性樹脂層的一部分去除的方法可列舉:機械研磨、電漿處理、濕式噴吹、噴砂、化學拋光(chemical polishing)等。將自熱硬化性樹脂層上露出的第一感光性樹脂層去除的方法可列舉:藥液處理(亦稱為「除膠渣處理」)、電漿處理、濕式噴吹、噴砂等。
將所述熱硬化後的熱硬化性樹脂層的一部分去除的方法為機械研磨,將自熱硬化性樹脂層上露出的第一感光性樹脂層去除的方法可為藥液處理。藉由機械研磨,將熱硬化後的熱硬化性樹脂層的一部分去除,藉此可更快速地使第一感光性樹脂層露出,並且可更確實地減少開口周邊的殘渣;藉由藥液處理,將自熱硬化性樹脂層上露出的第一感光性樹脂層去除,藉此可更確實地減少開口周邊的殘渣。另外,將所述熱硬化後的熱硬化性樹脂層的一部分去除的方法、以及將自熱硬化性樹脂層上露出的第一感光性樹脂層去除的方法亦可為藥液處理。該情況下,可更快速地使第一感光性樹脂層露出,並且可更確實地減少開口周邊的殘渣。另外,作為藥液處理中使用的藥液,可使用較顯影中使用的鹼性水溶液而言鹼性更強的水溶液來剝離。該強鹼性的水溶液可列舉:高錳酸鈉水溶液、氫氧化鈉水溶液、高錳酸鉀水溶液等。另外,藥液處理中使用的藥液亦可適合使用包含水或者鹼性水溶液、以及一種以上的有機溶劑的顯影液。鹼性水溶液的鹼可列舉:氫氧化四甲基銨、乙醇胺、伸乙基二胺、二伸乙基三胺、2-胺基-2-羥基甲基-1,3-丙二醇等。一起使用的有機溶劑可列舉:丙酮、乙酸乙酯、具有碳原子數為1~4的烷氧基的烷氧基乙醇、乙醇、異丙醇、丁醇、二乙二醇單甲醚等。可單獨使用或者將兩種以上的鹼組合使用。此外,該些藥液可單獨使用或者將兩種以上加以組合而作為混合液來使用。
另外,將所述熱硬化後的熱硬化性樹脂層的一部分去除的方法、以及將自熱硬化性樹脂層上露出的第一感光性樹脂層去除的方法亦可為選自由電漿處理、濕式噴吹及噴砂所組成的組群中的至少一種。該情況下,可更快速地使第一感光性樹脂層露出,並且可更確實地減少開口周邊的殘渣。
另外,於熱硬化步驟中,亦可於惰性氣體的環境下進行熱硬化。藉由於惰性氣體的環境下進行熱硬化,可於熱硬化步驟中抑制導體電路表面的銅的氧化。
另外,結構體的製造方法亦可更包括:種子層形成步驟,以將形成開口後的熱硬化性樹脂層的至少一部分覆蓋的方式,利用無電解電鍍法來形成成為配線部的基底的種子層;第二圖案化步驟,以覆蓋種子層的方式形成第二感光性樹脂層後,對第二感光性樹脂層實施曝光處理及顯影處理而進行圖案化;配線部圖案化步驟,以覆蓋種子層的至少一部分的方式,利用電解電鍍法來形成配線部後,藉由剝離處理來剝離第二感光性樹脂層而將配線部進行圖案化;以及種子層去除步驟,將未形成配線部的區域的種子層去除。藉由形成種子層,可利用電解電鍍法來形成配線部,可使配線部選擇性地進行圖案化。
另外,於感光性樹脂層形成步驟中,第一感光性樹脂層的厚度T1 可為2 μm~50 μm。若第一感光性樹脂層的厚度T1 為2 μm以上,則容易將用於形成第一感光性樹脂層的感光性樹脂組成物成膜,因此可容易形成結構體(例如印刷配線基板)的製造中所使用的感光性元件的感光性樹脂層。若第一感光性樹脂層的厚度T1 為50 μm以下,則容易於第一感光性樹脂層上形成微細的圖案。
另外,於熱硬化性樹脂層形成步驟中,熱硬化性樹脂層的厚度T2 可為2 μm~50 μm。若熱硬化性樹脂層的厚度T2 為2 μm以上,則容易將用於形成熱硬化性樹脂層的熱硬化性樹脂組成物成膜,因此可容易製作結構體(例如印刷配線基板)的製造中所使用的膜狀的熱硬化性樹脂組成物。若熱硬化性樹脂層的厚度T2 為50 μm以下,則容易於熱硬化性樹脂層上形成微細的圖案。
另外,本實施形態的結構體為利用所述的結構體的製造方法來製造的結構體(具有導體電路的結構體),熱硬化性樹脂層所具有的開口的直徑可為30 μm以下。與圖1(a)~圖1(f)所示的現有結構體相比,利用所述製造方法來製造的結構體可於絕緣層上具有微細的開口且具有優異的可靠性。另外,藉由結構體中的熱硬化性樹脂層所具有的開口的直徑為30 μm以下,而成為適合於安裝針數為數萬針至數十萬針的具備許多針的半導體元件者。
另外,所述的結構體的製造方法中使用的熱硬化性樹脂組成物若為可藉由熱而硬化者,則並無特別限制。熱硬化性樹脂組成物亦可為包含例如選自由環氧樹脂、酚樹脂、氰酸酯(cyanate ester)樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂及熱硬化性聚醯亞胺樹脂所組成的組群中的至少一種的樹脂組成物。另外,熱硬化性樹脂組成物亦可含有無機填料,所述無機填料於分散於熱硬化性樹脂組成物中的狀態下的最大粒徑為5 μm以下且平均粒徑為1 μm以下。藉由使用如上所述的熱硬化性樹脂組成物來形成熱硬化性樹脂層,則形成於熱硬化性樹脂層上的開口的表面變得平滑,容易於開口上形成種子層。此外,分散於熱硬化性樹脂組成物中的狀態下的無機填料的最大粒徑是指使用麥奇克(Microtrac)法或者納奇克(Nanotrac)法來測定者,例如是指使用動態光散射式納奇克(Nanotrac)粒度分佈計「UPA-EX150」(日機裝股份有限公司製造)、雷射繞射散射式麥奇克(Microtrac)粒度分佈計「MT-3100」(日機裝股份有限公司製造),來分別測定的值的平均值。 [實施例]
以下,藉由實施例,對本揭示的目的及優點更具體地進行說明,但本揭示並不限定於下述實施例。
<黏合劑聚合物(A-1)的合成> 將使作為聚合性單量體(單體)的54 g的甲基丙烯酸、150 g的甲基丙烯酸甲酯及96 g的丙烯酸乙酯(質量比18/50/32)、與2.5 g的偶氮雙異丁腈進行混合而獲得的溶液作為「溶液a」。
將於100 g的甲基溶纖劑及50 g的甲苯的混合液(質量比3:2)150 g中,溶解1.2 g的偶氮雙異丁腈而獲得的溶液作為「溶液b」。
於具備攪拌機、回流冷卻器、溫度計、滴加漏斗及氮氣導入管的燒瓶中,投入180 g的甲基溶纖劑及120 g的甲苯的混合液(質量比3:2)300 g,向燒瓶內吹入氮氣,並且一邊攪拌一邊加熱,升溫至80℃。
於燒瓶內的所述混合液中,使滴加速度固定,花4小時來滴加所述溶液a後,於80℃下攪拌2小時。繼而,於燒瓶內的溶液中,使滴加速度固定,花10分鐘來滴加所述溶液b後,將燒瓶內的溶液於80℃下攪拌3小時。進而,花30分鐘,使燒瓶內的溶液升溫至90℃,於90℃下攪拌2小時後,停止攪拌,冷卻至室溫而獲得黏合劑聚合物(A-1)的溶液。此外,本說明書中,所謂室溫表示25℃。
黏合劑聚合物(A-1)的不揮發成分(固體成分)為44.6質量%,重量平均分子量為50000,酸值為117 mgKOH/g。
(重量平均分子量的測定方法) 重量平均分子量是藉由利用凝膠滲透層析法(GPC)來測定,使用標準聚苯乙烯的校準曲線進行換算而導出。將GPC的條件示於以下。 (GPC條件) 泵:日立L-6000型(日立製作所股份有限公司製造) 管柱:以下的共計3根,管柱規格:10.7 mmf×300 mm Gelpack GL-R420 Gelpack GL-R430 Gelpack GL-R440(以上,日立化成股份有限公司製造,商品名) 溶離液:四氫呋喃(以下亦稱為「THF」) 試樣濃度:採集120 mg的固體成分為44.6質量%的黏合劑聚合物溶液,溶解於5 mL的THF中而製備試樣。 測定溫度:40℃ 注入量:200 μL 壓力:49 Kgf/cm2 (4.8 MPa) 流量:2.05 mL/min 檢測器:日立L-3300型RI(日立製作所股份有限公司製造)
(酸值的測定方法) 秤量所合成的黏合劑聚合物約1 g於三角燒瓶中。繼而,添加混合溶劑(質量比:甲苯/甲醇=70/30)來溶解黏合劑聚合物。然後,添加適量的酚酞溶液作為指示劑,以0.1N的氫氧化鉀水溶液進行滴定,由下述式來測定酸值。   x=10×Vf×56.1/(Wp×I)   式中,x表示酸值(mgKOH/g),Vf表示0.1N的KOH水溶液的滴定量(mL),Wp表示所測定的樹脂溶液的質量(g),I表示所測定的樹脂溶液中的不揮發成分的比例(質量%)。
<黏合劑聚合物(A-2)及黏合劑聚合物(A-3)的合成> 除了以表1所示的質量比來使用表1所示的材料作為聚合性單量體(單體)以外,以與獲得黏合劑聚合物(A-1)的溶液的方式相同的方式獲得黏合劑聚合物(A-2)及黏合劑聚合物(A-3)的溶液。
[表1]
<感光性樹脂組成物(塗佈液)的製作> 藉由將表2~表5所示的各成分以表2~表5所示的調配量(質量份)進行混合,來製作實施例及比較例的感光性樹脂組成物(塗佈液)。表中的黏合劑聚合物的調配量為不揮發成分的質量(固體成分量)。表2~表5所示的各成分的詳情如以下所述。
(A)黏合劑聚合物 使用如上所述來合成的黏合劑聚合物(A-1)~黏合劑聚合物(A-3)。
(B)光聚合性化合物 ·UA-13:(EO)(PO)改質二甲基丙烯酸胺基甲酸酯(環氧乙烷平均2 mol、環氧丙烷平均18 mol加成物)(新中村化學工業股份有限公司製造,商品名) ·UA-7100:(EO)改質異氰脲酸酯衍生三甲基丙烯酸酯(環氧乙烷平均27 mol加成物)(新中村化學工業股份有限公司製造,商品名) ·FA-MECH:γ-氯-β-羥基丙基-β'-甲基丙烯醯基氧基乙基-鄰-鄰苯二甲酸酯(日立化成股份有限公司製造,商品名) ·M-114:4-正壬基苯氧基八伸乙基氧基丙烯酸酯(東亞合成股份有限公司製造,商品名) ·UA-11:(EO)改質二甲基丙烯酸胺基甲酸酯(環氧乙烷平均10 mol加成物)(新中村化學工業股份有限公司製造,商品名) ·UA-21:(EO)改質異氰脲酸酯衍生三甲基丙烯酸酯(環氧乙烷平均12 mol加成物)(新中村化學工業股份有限公司製造,商品名) ·TMPT-9EO:(EO)改質三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(環氧乙烷平均9 mol加成物)(新中村化學工業股份有限公司製造,商品名) ·TMPT-21EO:(EO)改質三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(環氧乙烷平均21 mol加成物)(新中村化學工業股份有限公司製造,商品名) ·FA-024M:下述通式(4)中,R41 及R42 =甲基、r4=6(平均值)、s41+s42=12(平均值)的乙烯基化合物(日立化成股份有限公司製造,商品名) ·9G:聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(環氧乙烷平均9 mol加成物)(新中村化學工業股份有限公司製造,商品名)
[化11]
(C)光聚合起始劑 B-CIM:2,2'-雙(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-聯咪唑(漢福德(Hampford)公司製造,商品名)
(D)增感色素 EAB:4,4'-雙(二乙基胺基)二苯甲酮(保土谷化學工業股份有限公司製造,商品名)
(E)供氫體 LCV:隱色結晶紫(山田化學股份有限公司製造,商品名)
染料 MKG:孔雀綠(大阪有機化學工業股份有限公司製造,商品名)
[表2]
[表3]
[表4]
[表5]
<具有導體電路的印刷配線基板的準備> (感光性元件的製作) 以厚度變得均勻的方式,將所述獲得的感光性樹脂組成物分別塗佈於厚度為16 μm的聚對苯二甲酸乙二酯膜(帝人股份有限公司製造,商品名「HTF-01」)(支持膜)上。繼而,使用熱風對流式乾燥器,於70℃下乾燥1分鐘,繼而於110℃下乾燥1分鐘,形成乾燥後的膜厚為25 μm的感光性樹脂層。進而,於感光性樹脂層上貼合聚乙烯膜(塔瑪坡力(Tamapoly)股份有限公司製造,商品名「NF-15」)(保護層),以支持膜、感光性樹脂層、及保護層依次積層而成的感光性元件的形式,分別獲得實施例及比較例的感光性元件。
(感光性樹脂層的形成) 首先,準備於兩面貼附有厚度為18 μm的銅箔的敷銅層板(日立化成股份有限公司製造,商品名「MCL-E-679FG」)。敷銅層板的厚度為400 μm。對該銅表面,以CZ處理液(化學粗化液)(邁克股份有限公司(MEC Co., Ltd.)製造,商品名「邁克蝕刻黏合(MEC Etch Bond)CZ-8100」)進行粗化。將該粗化銅基板(以下簡稱為「基板」)進行加熱而升溫至80℃後,將實施例及比較例的感光性元件分別層壓(積層)於基板的銅表面上。一邊將保護層去除,一邊以各感光性元件的感光性樹脂層密合於基板的銅表面的方式,於溫度為120℃、層壓壓力為0.39 MPa的條件下進行層壓。繼而,冷卻至室溫,獲得於基板的銅表面上積層有感光性樹脂層及支持膜的積層基板A。
(感光性樹脂層圖案的形成) 接著,將積層基板A分割為2個區域,於其中一個區域的支持膜上配置PET製的光工具,所述光工具具有直徑為30 μmf、40 μmf、50 μmf的圓狀圖案分別以40 μm、80 μm、100 μm間距配置的設計。此外,將相鄰的2個圓狀圖案的中心間的距離稱為「間距」。曝光是以如下方式進行:使用以短弧UV燈(奧珂(ORC)製作所股份有限公司製造,商品名「AHD-5000R」)作為光源的平行光線曝光機(奧珂(ORC)製作所股份有限公司製造,商品名「EXM-1201」),以如設計值般獲得顯影後的30 μmf的圓狀圖案的直徑的曝光量(能量的量),經由PET製的光工具及支持膜而對感光性樹脂層進行曝光。此外,照度的測定中,使用應用365 nm對應探針的紫外線照度計(奧珂(ORC)製作所股份有限公司製造,商品名「UV-350SN型」)。
曝光後,自積層基板A上剝離支持膜,使感光性樹脂層露出。接著,使用顯影機(HMS公司製造),以30℃、0.2 MPa噴射1質量%碳酸鈉水溶液,藉此去除未曝光部分。顯影時間設為各感光性樹脂組成物的最短顯影時間的2倍的時間。如上所述,藉由在基板的銅表面上形成包含感光性樹脂組成物的硬化物圖案(感光性樹脂層圖案)的硬化膜,而獲得積層基板B。此外,所謂最短顯影時間設為以下述方式測定而獲得的值。首先,將所述積層基板A切割為30 mm×30 mm的尺寸,作為試驗片。自試驗片上剝離支持膜後,使用30℃的1質量%碳酸鈉水溶液,以0.2 MPa的壓力進行噴射顯影,將能夠以目視來確認1 mm以上的未曝光部被去除的最短時間作為最短顯影時間。
(熱硬化性膜類型的樹脂組成物的製作) 作為印刷配線基板的熱硬化性樹脂層(層間絕緣層)的形成中使用的熱硬化性樹脂組成物,將70質量份的環氧樹脂、30質量份(固體成分)的硬化劑、及無機填料成分進行混合而製備熱硬化性樹脂組成物的溶液。此外,無機填料成分是以相對於樹脂成分而成為30質量%的方式來調配。
環氧樹脂是使用聯苯基芳烷基型環氧樹脂(日本化藥股份有限公司製造,商品名「NC-3000H」)。
硬化劑是使用以如下方式獲得的硬化劑的溶液。於安裝有溫度計、攪拌裝置、以及帶有回流冷卻管的水分定量器的可加熱及冷卻的容積2 L的反應容器中,加入26.40 g的雙(4-胺基苯基)碸、484.50 g的2,2'-雙[4-(4-順丁烯二醯亞胺苯氧基)苯基]丙烷、29.10 g的對胺基苯甲酸、以及360.00 g的二甲基乙醯胺,於140℃下進行5小時反應。藉此,獲得於分子主鏈中具有碸基、且具有酸性取代基及不飽和N-取代順丁烯二醯亞胺基的硬化劑的溶液。
無機填料成分是使用平均粒徑為50 nm,且以乙烯基矽烷進行矽烷偶合處理的二氧化矽填料。關於分散狀態,使用動態光散射式納奇克(Nanotrac)粒度分佈計「UPA-EX150」(日機裝股份有限公司製造)、以及雷射繞射散射式麥奇克(Microtrac)粒度分佈計「MT-3100」(日機裝股份有限公司製造)進行測定,確認最大粒徑為1 μm以下。
將以所述方式獲得的熱硬化性樹脂組成物的溶液,均勻地塗佈於作為支持層的16 μm厚的聚對苯二甲酸乙二酯膜(G2-16,帝人股份有限公司製造,商品名)上,藉此形成熱硬化性樹脂組成物層。然後,使用熱風對流式乾燥機,將熱硬化性樹脂組成物層於100℃下乾燥約10分鐘,藉此獲得膜狀熱硬化性樹脂組成物。膜狀熱硬化性樹脂組成物的膜厚調整為10 μm~90 μm。
繼而,以於熱硬化性樹脂組成物層上不附著灰塵等的方式,在與支持層接觸之側相反側的表面上貼合聚乙烯膜(塔瑪坡力(Tamapoly)股份有限公司製造,商品名「NF-15」)作為保護膜,獲得熱硬化性膜類型的樹脂組成物。
(開口形成) 使用所獲得的熱硬化性膜類型的樹脂組成物,於積層基板B上形成熱硬化性樹脂層。詳細而言,首先,僅剝離包含所述熱硬化性樹脂組成物的熱硬化性膜類型的樹脂組成物的保護膜,於積層基板B的兩面(感光性樹脂層圖案以及導體電路上)載置熱硬化性樹脂組成物。使用壓製式真空層壓機(MVLP-500,名機製作所股份有限公司製造,商品名),於積層基板B的表面積層熱硬化性樹脂組成物。壓製條件設為壓製熱板溫度80℃、抽成真空時間20秒、層壓壓製時間30秒、氣壓4 kPa以下、壓接壓力0.4 MPa。繼而,於潔淨烘箱中以既定溫度及既定時間使熱硬化性樹脂層進行熱硬化。
然後,藉由以表6所示的條件進行電漿處理(電漿灰化),而對熱硬化性樹脂層進行研削,於感光性樹脂層圖案上形成露出部。繼而,依據表7所示的步驟,去除感光性樹脂層圖案的露出部,使熱硬化性樹脂層以及感光性樹脂層的一部分開口而形成通孔,藉此獲得印刷配線基板。
[表6]
[表7]
<開口性的評價> 關於通孔的開口性(圓柱抗蝕劑的去除性),以電子顯微鏡(掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope,SEM))來觀察直徑30 μmf、40 μmf、50 μmf的通孔,基於以下的基準進行評價。將評價結果示於表8~表11中。 A:於銅表面不存在源自感光性樹脂組成物的殘渣,可剝離及去除。 B:於通孔的形成部分(開口部分)產生小於容積的50%的源自感光性樹脂組成物的殘渣。 C:於通孔的形成部分(開口部分)產生容積的50%以上的源自感光性樹脂組成物的殘渣。
<彎曲性的評價> 將撓性印刷電路(Flexible Printed Circuit,FPC)基板(商品名:F-30VC1,基板厚:25 μm,銅厚:18 μm,日管工業(Nikkan Industries)股份有限公司製造)加溫至80℃,於其銅表面上,以感光性樹脂組成物層與FPC基板側對向的方式,一邊剝離保護膜一邊使用110℃的加熱輥,以1.5 m/min的速度來層壓實施例及比較例的感光性元件的感光性樹脂組成物層以及支持膜。將積層有該感光性樹脂組成物層以及支持膜的FPC基板作為用以評價彎曲性的試驗片。對於所述試驗片,使用以短弧UV燈(奧珂(ORC)製作所股份有限公司製造,商品名「AHD-5000R」)作為光源的平行光線曝光機(奧珂(ORC)製作所股份有限公司製造,商品名「EXM-1201」),利用以41級梯型板的顯影後的殘存梯級數計為20級的能量的量進行曝光,使感光性樹脂組成物層進行光硬化。接著,將支持膜剝離後進行顯影,獲得於FPC基板上積層有抗蝕劑圖案的彎曲性評價用基板。
彎曲性是藉由心軸試驗來進行評價。將彎曲性評價用基板切斷為寬2 cm、長10 cm的長條狀,於圓筒狀的棒上以180°相互擦拭5個往返。然後,求出於FPC基板與抗蝕劑圖案之間不會剝離的最小圓筒的直徑(mm)。圓筒的直徑越小,彎曲性越優異。將結果示於表8~表11中。
<密合性的評價> 使用實施例2、實施例7、實施例12及實施例14的感光性樹脂組成物來進行密合性的評價。以與所述(感光性樹脂層圖案的形成)相同的方式,使用具有直徑為30 μmf、40 μmf、50 μmf的圓狀圖案分別以40 μm、80 μm、100 μm間距配置的設計的PET製的光工具,形成圓柱狀的抗蝕劑(亦稱為支柱(post))。以電子顯微鏡(SEM)進行觀察,將顯影後殘存的支柱的比率(即,支柱的形成性)作為密合性的指標,基於以下的基準進行評價。將結果示於表12及表13中。 A:支柱形成遮罩設計的開口部整體的90%以上。 B:支柱形成遮罩設計的開口部整體的50%以上且小於90%。 C:支柱形成遮罩設計的開口部整體的小於50%。
[表8]
[表9]
[表10]
[表11]
[表12]
[表13]
如表8~表11所明示般,可知,藉由使用實施例的感光性樹脂組成物,即便通孔的直徑為30 μm以下,開口性亦良好,且彎曲性亦優異。與此相對,使用比較例的感光性樹脂組成物而獲得的通孔的開口性與實施例相比而言劣化。另外可知,藉由使用實施例2的感光性樹脂組成物,則與使用實施例7的感光性樹脂組成物的情況相比較,圓柱抗蝕劑的形成性優異。另外可知,藉由使用實施例12的感光性樹脂組成物,則與使用實施例14的感光性樹脂組成物的情況相比較,圓柱抗蝕劑的形成性優異。
另外,除了將通孔的直徑變更為100 μm以外,以與所述評價相同的方式製作印刷配線基板,且以與所述相同的方式進行評價。進而,除了將通孔的直徑變更為200 μm以外,以與所述評價相同的方式製作印刷配線基板,且以與所述相同的方式進行評價。關於任一者均可知,於使用實施例1~實施例14的感光性樹脂組成物的情況下即便將粗化的時間縮短為三分之一,開口性亦良好,處理量亦優異。
100‧‧‧多層印刷配線基板
101‧‧‧敷銅層板
102‧‧‧配線圖案
103‧‧‧層間絕緣層
104‧‧‧開口
105‧‧‧種子層
106‧‧‧配線圖案
107‧‧‧配線圖案
108‧‧‧阻焊劑
圖1(a)~圖1(f)是表示現有的多層印刷配線基板的製造方法的示意圖。

Claims (15)

  1. 一種感光性樹脂組成物,其含有:黏合劑聚合物、光聚合性化合物、及光聚合起始劑,並且 所述光聚合性化合物包含下述通式(1)所表示的化合物、以及分子內具有1個乙烯性不飽和鍵的化合物,[式(1)中,R11 表示碳數1~20的伸烷基、碳數1~10的伸環烷基、或者伸苯基,R12 及R13 分別獨立地表示氫原子或甲基,X11 及X12 分別獨立地表示包含選自由氧伸乙基及氧伸丙基所組成的組群中的至少一種的氧伸烷基或者聚氧伸烷基,X11 及X12 中所含的氧伸乙基及氧伸丙基的總數為12~80]。
  2. 一種感光性樹脂組成物,其含有:黏合劑聚合物、光聚合性化合物、及光聚合起始劑,並且 所述光聚合性化合物包含下述通式(2)所表示的化合物、以及分子內具有1個乙烯性不飽和鍵的化合物,[式(2)中,R21 、R22 及R23 分別獨立地表示碳數1~20的伸烷基,R24 、R25 及R26 分別獨立地表示氫原子或甲基,X21 、X22 及X23 分別獨立地表示包含選自由氧伸乙基及氧伸丙基所組成的組群中的至少一種的氧伸烷基或者聚氧伸烷基,X21 、X22 及X23 中所含的氧伸乙基及氧伸丙基的總數為15~120]。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的感光性樹脂組成物,其中所述分子內具有1個乙烯性不飽和鍵的化合物包含下述通式(3)所表示的化合物,[式(3)中,R31 表示碳數1~5的烷基、鹵素原子或羥基,R32 表示氫原子或甲基,R33 表示氫原子、甲基或鹵化甲基,A表示碳數2~4的伸烷基,m表示1~4的整數,n表示0~4的整數;此外,於n為2以上的情況下,存在多個的R31 可相同亦可不同]。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的感光性樹脂組成物,其中所述黏合劑聚合物具有源自(甲基)丙烯酸烷基酯的結構單元。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的感光性樹脂組成物,其中所述黏合劑聚合物的酸值為60 mgKOH/g~250 mgKOH/g。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的感光性樹脂組成物,其中所述黏合劑聚合物的重量平均分子量為10000~100000。
  7. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的感光性樹脂組成物,其中所述光聚合起始劑包含2,4,5-三芳基咪唑二聚物。
  8. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的感光性樹脂組成物,其更含有增感色素。
  9. 如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述的感光性樹脂組成物,其更含有供氫體。
  10. 一種感光性元件,其包括支持體以及感光性樹脂層,所述感光性樹脂層是使用如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述的感光性樹脂組成物而形成於所述支持體上。
  11. 一種抗蝕劑圖案的形成方法,其包括: 使用如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述的感光性樹脂組成物、或者如申請專利範圍第10項所述的感光性元件,於基板上形成感光性樹脂層的步驟; 對所述感光性樹脂層的既定部分照射光化射線而使所述既定部分硬化的曝光步驟;以及 藉由將所述感光性樹脂層的所述既定部分以外的部分自所述基板上去除,而於所述基板上形成包含所述感光性樹脂組成物的硬化物的抗蝕劑圖案的顯影步驟。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的抗蝕劑圖案的形成方法,其中所述光化射線的波長為340 nm~430 nm的範圍內。
  13. 一種結構體的製造方法,其為於形成於具有導體電路的基板的表面上的絕緣層上設置開口,並且與所述導體電路連接的配線部形成於所述開口中而成的所述結構體的製造方法,並且所述製造方法包括: 感光性樹脂層形成步驟,使用如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述的感光性樹脂組成物、或者如申請專利範圍第10項所述的感光性元件,以覆蓋所述導體電路的方式於所述基板上形成第一感光性樹脂層; 第一圖案化步驟,對所述第一感光性樹脂層實施曝光處理及顯影處理而進行圖案化; 熱硬化性樹脂層形成步驟,以覆蓋所述第一感光性樹脂層的圖案的方式於所述基板上形成熱硬化性樹脂層; 圖案露出步驟,將所述熱硬化性樹脂層的一部分去除,而使所述第一感光性樹脂層的圖案的既定部位自所述熱硬化性樹脂層上露出;以及 開口形成步驟,將自所述熱硬化性樹脂層上露出的所述第一感光性樹脂層的圖案的所述既定部位去除,而於所述熱硬化性樹脂層上形成使所述導體電路露出的開口。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的結構體的製造方法,其中作為所述熱硬化性樹脂層形成步驟以及所述圖案露出步驟之間的步驟,更包括對所述熱硬化性樹脂層進行熱硬化的熱硬化步驟。
  15. 如申請專利範圍第13項或第14項所述的結構體的製造方法,其更包括: 種子層形成步驟,以將形成所述開口之後的所述熱硬化性樹脂層的至少一部分覆蓋的方式,利用無電解電鍍法來形成成為所述配線部的基底的種子層; 第二圖案化步驟,以覆蓋所述種子層的方式形成第二感光性樹脂層後,對所述第二感光性樹脂層實施曝光處理及顯影處理而進行圖案化; 配線部圖案化步驟,以覆蓋所述種子層的至少一部分的方式,利用電解電鍍法來形成所述配線部後,將所述第二感光性樹脂層的圖案剝離而將所述配線部進行圖案化;以及 種子層去除步驟,將未形成所述配線部的區域的種子層去除。
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