(57)【要約】【課題】ファインピッチ、高精細、高解像度のエッチング部品を作製するためのフォトレジスト及びエッチング方法を提供することを目的とする。【解決手段】少なくともポリエステル系、エポキシ系、ウレタン系、ポリエーテル系、ポリアクリレート系、エチレンとメタクリル酸或いはアクリル酸の共重合系、エチレン酢酸ビニル系からなる群から選択されたベース系樹脂と、タッキファイヤーと、ワックスと、光重合開始剤と、増感材とで構成されており、処理基材１１に感光性ホットメルトレジストからなるレジストパターン２１ａを形成し、処理基材１１を１次エッチングして、１２０〜１８０℃の熱風を吹き付け、ドット開孔部３１のエッチング面の上部側面壁に密着させたレジストパターン２１ｂを形成し、２次エッチングを行って、処理基材１１にエッチング深度ｄ、サイドエッチ量Ｓのドット開孔部３１ａを形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電離放射線に感光特性を有し、アルカリ水溶液による現像が可能で、現像後のレジストパターンが熱により軟化、溶融するホットメルト樹脂特性を有するフォトレジストであって、少なくともポリエステル系、エポキシ系、ウレタン系、ポリエーテル系、ポリアクリレート系、エチレンとメタクリル酸或いはアクリル酸の共重合系、エチレン酢酸ビニル系からなる群から選択されたベース系樹脂と、タッキファイヤーと、ワックスと、光重合開始剤と、増感材とからなることを特徴とする感光性ホットメルトレジスト。
【請求項２】
前記ベース系樹脂はポリマー分子内にアクリロイル基を少なくとも一つ有し、アクリル酸や多塩基酸が共重合されており、感光性ホットメルトレジストの全酸価が１５０以上である請求項１記載の感光性ホットメルトレジスト。
【請求項３】
少なくとも以下の工程を具備することを特徴とする請求項１または２に記載の感光性ホットメルトレジストを用いたエッチング方法。
（ａ）請求項１及び２に記載の感光性ホットメルトレジストを用いて処理基材上に感光層を形成する工程。
（ｂ）前記感光層にパターン露光、現像等のパターニング処理を行って、レジストパターンを形成する工程。
（ｃ）前記レジストパターンをエッチングマスクにしてエッチング液で前記処理基材を１次エッチングし、開孔部を形成する工程。
（ｄ）エッチング面を乾燥させると同時に前記レジストパターンを加熱して、前記レジストパターンの庇を前記開孔部のエッチング上部側壁面に軟化密着させる工程。
（ｅ）エッチング液で所定の深度まで２次エッチングし、所定深度の開孔部を形成する工程。
（ｆ）レジストパターンを剥離する工程。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リードフレーム、シャドウマスク、テープキャリア等のエッチング部品を作製する際に使用するフォトレジスト及びそれを用いたエッチング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来リードフレーム、シャドウマスク、テープキャリア等のエッチング部品は以下の方法で作製される。図２（ａ）〜（ｄ）に示すように、まず、重クロム酸塩系カゼイン、重クロム酸塩系ポリビニルアルコール等のネガ型液状レジストあるいはネガ型ドライフィルムを用いて処理基材１１上に感光層４１及び４２を形成する（図２（ａ）参照）。次に、片面エッチングの場合感光層４１にパターン露光、現像等の一連のパターニング処理、感光層４２は全面露光して、ポストベークを行いレジストパターン４１ａ及びレジスト層４２ａを形成する（図２（ｂ）参照）。次に、レジストパターン４１ａをエッチングマスクにして処理基材１１を塩化第二鉄液或いは塩化第二銅液等のエッチング液により所定深度エッチングを行う（図２（ｃ）参照）。さらに、レジストパターン４１ａ及びレジスト層４２ａを剥離して、処理基材１１に所定形状に加工が施されたエッチング部品を作製する（図２（ｄ）参照）。
【０００３】
上記エッチング液で処理基材１１を所定深度ｄだけエッチング加工する場合、エッチング加工されるのは処理基材に対して垂直方向の深度ｄだけでなく、水平方向にも進行するサイドエッチＳが発生する（図２（ｃ）参照）。
エッチング状態の善し悪しを見る目安として、エッチングファクタ（エッチング深度ｄをサイドエッチ量Ｓで割った値：ｄ／Ｓ）で評価されることが多い。
エッチング深度が同じであれば、サイドエッチ量Ｓが小さいと、エッチングファクタは大きくなり、サイドエッチ量Ｓが大きいと、エッチングファクタは小さくなる。
このエッチングファクタを減らす試みとして、両面エッチング、エッチング液及びエッチング方法等各種の方法が試みられているが、エッチング深度が大きくなると、どうしてもある量のサイドエッチ量Ｓは覚悟しなければならず、エッチングファクターの小さいエッチング加工となり、加工精度に限界があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はファインピッチ、高精細、高解像度のエッチング部品を作製するためのフォトレジスト及びエッチング方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に於いて上記課題を達成するために、まず、請求項１においては、電離放射線に感光特性を有し、アルカリ水溶液による現像が可能で、現像後のレジストパターンが熱により軟化、溶融するホットメルト樹脂特性を有するフォトレジストであって、少なくともポリエステル系、エポキシ系、ウレタン系、ポリエーテル系、ポリアクリレート系、エチレンとメタクリル酸或いはアクリル酸の共重合系、エチレン酢酸ビニル系からなる群から選択されたベース系樹脂と、タッキファイヤーと、ワックスと、光重合開始剤と、増感材とからなることを特徴とする感光性ホットメルトレジストとしたものである。
【０００６】
また、請求項２においては、前記光重合開始剤は分子内にアクリロイル基を少なくとも一つ有し、アクリル酸や多塩基酸が共重合されており、感光性ホットメルトレジストの全酸価が１５０以上である請求項１記載の感光性ホットメルトレジストとしたものである。
【０００７】
さらにまた、請求項３においては、少なくとも以下の工程を具備することを特徴とする請求項１または２に記載の感光性ホットメルトレジストを用いたエッチング方法としたものである。
（ａ）請求項１及び２に記載の感光性ホットメルトレジストを用いて処理基材上に感光層を形成する工程。
（ｂ）前記感光層にパターン露光、現像等のパターニング処理を行って、レジストパターンを形成する工程。
（ｃ）前記レジストパターンをエッチングマスクにしてエッチング液で前記処理基材を１次エッチングし、開孔部を形成する工程。
（ｄ）エッチング面を乾燥させると同時に前記レジストパターンを加熱して、前記レジストパターンの庇を前記開孔部のエッチング上部側壁面に軟化密着させる工程。
（ｅ）エッチング液で所定の深度まで２次エッチングし、所定深度の開孔部を形成する工程。
（ｆ）レジストパターンを剥離する工程。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の感光性ホットメルトレジストは電離放射線に感光特性を有し、アルカリ水溶液による現像が可能で、現像後のレジストパターンが熱により軟化、溶融するホットメルト樹脂特性を有するフォトレジストであり、少なくともポリエステル系、エポキシ系、ウレタン系、ポリエーテル系、ポリアクリレート系、エチレンとメタクリル酸或いはアクリル酸の共重合系、エチレン酢酸ビニル系からなる群から選択されたベース系樹脂と、タッキファイヤーと、ワックスと、光重合開始剤と、増感材とで構成されている。
ベース系樹脂のポリマー分子内にアクリロイル基を導入して光重合開始剤を添加することによりポリマーの架橋が可能となる様にした。ポリマーへのアクリロイル基の導入は触媒を用いてラジカル反応させることにより多官能アクリレートとしている。また、アルカリ現像性も付与する必要があるためアクリル酸、マレイン酸のほか多塩基酸をベースとなるポリマーにグラフト重合、ブロック重合或いはランダム重合させてアルカリ可溶性のポリマーとする。重合方法としては塊状重合、溶液重合、乳化重合、懸濁重合がある。
さらに、感光性ホットメルトレジストの全酸価を１５０以上にして、アルカリ現像液でのアルカリ可溶度を調整している。全酸価が１５０以下ではアルカリ可溶性が悪くなる。
【０００９】
タッキファイヤー（粘着付与剤）を添加し、レジスト溶液の粘度調整を行っている。具体的には、クマロンインデン樹脂、ロジン及びその誘導物、例えばロジンのグリセリンエステル、ペンタリットエステル、水素添加ロジン、石灰を加えて中和したライムロジンその他ポリビニルエチルエーテル、ポリビニルプロピルエーテル、ポリビニルブチルエーテルなどポリビニルエーテル類を挙げることができる。
【００１０】
ワックスとしては低分子ポリエチレン、エチレンアクリル酸共重合品の合成ワックス。天然ワックスとしてキャンデリラワックス、カルナウバワックス、モンタンワックス、パラフィンワックス、ステアリン酸、ラウリル酸等の高級脂肪酸塩などを挙げることができる。
【００１１】
光重合開始剤としてはアセトフェノン類、ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンジル、ベンゾイル、ベンジルジメチルケタール、ベンゾイルベンゾエート、α−アシロキシムエステル、テトラメチルチウラムモノサルファイド、チオキサンソン類、アゾ化合物等を挙げることができる。
【００１２】
増感剤としては４，４’ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、４−ジエチルアミノアセトフェノン、４−ジメチルアミノアセトフェノン、４，４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、ジ−ｎ−ブチルアミン等のアミン化合物、アリルチオ尿素、ｓ−ベンジル−イソ−チウロニウム−ｐ−トルエンスルフィネート、トリ−ｎ−ブチルホスフィンなどがある。
【００１３】
上記感光性ホットメルトレジストは、前記アクリロイル基の導入及び多塩基酸を共重合させたポリマーにタッキファイヤー、ワックス、光重合開始剤、増感剤等を１５０〜２００℃で溶融混合させて作製する。
【００１４】
以下本発明の感光性ホットメルトレジストを用いたエッチング方法について説明する。
まず、請求項１または２に記載の感光性ホットメルトレジストをホットメルト樹脂塗工機にて処理基材１１上に塗布し、所定厚の感光層２１及び２２を形成する（図１（ａ）参照）。
ここで、処理基材としては、銅箔、銅、鉄及び鉄合金の板材が主に使用される。
【００１５】
次に、感光層２１は超高圧水銀灯にてパターン露光し、感光層２２は全面露光して、現像処理等の一連のパターニング処理を行って、開口幅Ｗのレジストパターン２１ａ及びレジスト層２２ａを形成する（図１（ｂ）参照）。この開口幅Ｗがサイドエツチ量Ｓを測定する時の基準寸法となる
【００１６】
次に、塩化第二鉄或いは塩化第二銅等のエッチング液を用いてレジストパターン２１ａをエッチングマスクにして処理基材１１を１次エッチングして、エッチング深度ｄｌ、サイドエツチ量Ｓｌの開孔部３１を形成する（図１（ｃ）参照）。ここで、１次エッチングの深度ｄｌは総エッチング深度ｄの１／２〜１／３が目安である。
【００１７】
次に、開孔部３１のエッチング面をスプレーにより水洗し、温風にてエッチング面を乾燥させ、１２０〜１８０℃の熱風を吹き付けレジストパターンのサイドエツチ量Ｓｌに相当する庇を熱で軟化させ、開孔部３１のエッチング面の上部側壁に密着させたレジストパターン２１ｂを形成する（図１（ｄ）参照）。
ここで、レジストパターン２１ａの庇が密着することにより、１次エッチングの開孔部３１の上部側壁面までが２次エッチングのエッチングマスクとなる。
【００１８】
次に、塩化第二鉄或いは塩化第二銅等のエッチング液を用いてレジストパターン２１ｂをエッチングマスクにして開孔部３１を深度ｄ２だけ２次エッチングして、開孔部３１の下部側面がエッチングされた開孔部３１ａを形成する（図１（ｅ）参照）
【００１９】
次に、レジストパターン２１ｂ及びレジスト層２２ａを専用の剥離液で剥離処理し、処理基材１１にエッチング深度ｄ、サイドエッチ量Ｓの開孔部３１ａを形成する。ここで、開孔部３１ａは２段形状のエッチング断面になるが、開孔部３１ａの上部形状は、一次エッチングの際のサイドエッチ量Ｓｌが保持されるので、サイドエッチの少ない、高精度のパターン形状が得られることになる。
【００２０】
【実施例】
以下実施例により本発明を詳細に説明する。
＜実施例１＞
まず、エチレンアクリル酸共重合樹脂（アクリル酸含量３０ｗｔ％、数平均分子量４０００、酸価２３３）のカルボキシル基を４モル還元して水酸基とした後アクリル酸でエステル化させアクリロイル基４モルの多官能アクリレートオリゴマーを合成した。
次に、エチレンアクリル酸共重合樹脂ワックス（ＡＣ５１８０（アライドシグナル社製）、数平均分子量：１５００、酸価：１８０）についても上記オリゴマーと同様の方法でアクリロイル基１モルの単官能アクリレートを合成した。
次に、以下の組成で感光性ホットメルトレジストを調合・作製した。
エチレンアクリル酸共重合樹脂の多官能オリゴマー　　　　　　　３０重量部
ロジン（ＫＥ６０４（荒川化学製）、酸価：２４０）　　　　　　３０重量部
エチレンアクリル酸共重合樹脂ワックスの単官能アクリレート　　４０重量部
ヒンダードフェノール系酸化防止剤　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．１重量部
ベンゾフェノン（光重合開始剤）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５重量部
４，４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン（増感剤）　　　　　　０．６重量部
ヒドロキノンモノメチルエーテル（重合抑制剤）　　　　　　　　　　　　　０．１重量部
得られた感光性ホットメルトレジストの全酸価は１８１であった。
【００２１】
＜実施例２＞
まず、０．１３ｍｍ厚のインバー材（１００ｍｍ×ｌ００ｍｍ）からなる処理基材１１をアルカリ脱脂して実施例１で作製した全酸価が１８１の感光性ホットメルトレジストをダイコーターにて塗布して、１０μｍ厚の感光層２１及び２２を形成した（図１（ａ）参照）。
次に、感光層２１は５０μｍφのドット抜きパターンをプリンターで焼き付け、感光層２２は全面露光し、濃度５％、８５℃の苛性ソーダ溶液でアルカリ現像して開口幅Ｗ４０μｍφのレジストパターン２１ａ及びレジスト層２２ａを形成した（図１（ｂ）参照）。
【００２２】
次に、塩化第二鉄液を用いてレジストパターン２１ａをエッチングマスクにして処理基材１１を１次エッチングし、エッチング深度ｄｌが４０μｍのドット開孔部３１を形成した（図１（ｃ）参照）。エッチング条件は、液温８０℃、比重１．５１、スプレー圧４．５ｋｇ／ｃｍ２であった。
次に、ドット開孔部３１のエッチング面をスプレーにより水洗し、８０℃の温風によりエッチング面を乾燥させ、１６０℃の熱風を吹き付け、レジストパターンを熱で軟化させ、サイドエツチ量Ｓｌに相当するレジストパターンの庇をドット開孔部３１のエッチング面の上部側面壁に密着させたレジストパターン２１ｂを形成した（図１（ｄ）参照）。
【００２３】
次に、塩化第二鉄液を用いてレジストパターン２１ｂをエッチングマスクにしてドット開孔部３１を２０μｍの深度まで２次エッチングした（図１（ｅ）参照）。エッチング条件は、液温８０℃、比重１．５１、スプレー圧４．５ｋｇ／ｃｍ２であった。
次に、レジストパターン２１ｂを濃度２０％、９５℃の苛性ソーダ溶液で剥離し、エッチング深度ｄが６０μｍ、サイドエツチ量Ｓが２０μｍのドット開孔部３１を形成した（図１（ｆ）参照）。エッチングファクタは３．０であった。
【００２４】
＜比較例＞
まず、０．１３ｍｍ厚のインバー材（１００ｍｍ×ｌ００ｍｍ）からなる処理基材１１をアルカリ脱脂し、低感度カゼインレジストをスピンナーで塗布し、プリベークして７μｍ厚の感光層４１及び４２を形成した（図２（ａ）参照）。
次に、感光層４１は５０μｍφのドット抜きパターンをプリンターで焼き付け、感光層４２は全面露光し、現像処理等のパターニング処理を行った後バーニングして開口幅Ｗ４０μｍφのレジストパターン４１ａ及びレジスト層４２ａを形成した（図２（ｂ）参照）。
【００２５】
次に、塩化第二鉄液を用いてレジストパターン４１ａをエッチングマスクにして処理基材１１を深度６０μｍまでエッチングした（図２（ｃ）参照）。エッチング条件は、液温８０℃、比重１．５１、スプレー圧４．５ｋｇ／ｃｍ２であった。
次に、レジストパターン４１ａを専用の剥膜液で剥離し、エッチング深度ｄが６０μｍ、サイドエツチ量Ｓが３０μｍのドット開孔部５１を形成した（図２（ｄ）参照）。エッチングファクタは２．０であった。
【００２６】
本発明の感光性ホットメルトレジスト及びエッチング方法で作製したエッチング部品のエッチングファクタは３．０、比較例では２．０となり、エッチング精度面で効果のあることが確認された。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の感光性ホットメルトレジスト及びエッチング方法を用いることにより、エッチングファクターを大きくすることができ、ファインピッチのリードフレーム、シャドウマスク、テープキャリア等のエッチング部品を高精度に、再現性良く作製できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｆ）は、本発明の感光性ホットメルトレジストを用いたエッチング方法の主要工程を示す模式構成断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、従来のエッチング工程を示す模式構成断面図である。
【符号の説明】
１１……処理基材
２１、２２、４１、４２……感光層
２１ａ、２１ｂ、４１ａ……レジストパターン
２２ａ、４２ａ……レジスト層
３１、３１ａ、５１……ドット開孔部
ｄｌ……１次エッチングのエッチング深度
Ｓｌ……１次エッチングのサイドエツチ量
ｄ２……２次エッチングのエッチング深度
ｄ……エッチング深度
Ｓ……サイドエツチ量
Ｗ……レジストパターンの開口幅
【図１】
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【図２】
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