(57)【要約】【課題】  犠牲層をエッチングする際のタクトタイム短縮化と犠牲層の完全除去を可能とするマイクロマシン装置製造用感光性樹脂組成物を提供する。【解決手段】  可動部位を備えるマイクロマシン装置を製造するプロセスに含まれる犠牲層エッチング工程において、犠牲層を下記の感光性樹脂組成物で形成するマイクロマシン装置の製造方法に用いる感光性樹脂組成物。  （Ａ）バインダーポリマーと、（Ｂ）エチレン性不飽和基を有する光重合性化合物と、（Ｃ）光重合開始剤と、を含有し、前記（Ｂ）エチレン性不飽和基を有する光重合性化合物として、少なくとも下記一般式（１）で表されるアルキレングリコール鎖含有ジ（メタ）アクリレート化合物を含有するマイクロマシン装置製造用感光性樹脂組成物。【選択図】  図２
2017121677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動部位を備えるマイクロマシン装置を製造するプロセスに含まれる犠牲層エッチング工程において、犠牲層を下記の感光性樹脂組成物で形成するマイクロマシン装置の製造方法に用いる感光性樹脂組成物。
（Ａ）バインダーポリマーと、（Ｂ）エチレン性不飽和基を有する光重合性化合物と、（Ｃ）光重合開始剤と、を含有し、前記（Ｂ）エチレン性不飽和基を有する光重合性化合物として、少なくとも下記一般式（１）で表される化合物を含有するマイクロマシン装置製造用感光性樹脂組成物。
【化１】
2017121677.tif 000006
［一般式（１）中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、それぞれ独立にＨ又はＣＨ３を示し、ｎは、１〜９の整数を示す。ｎが２以上の整数である場合、複数存在するＲ２は互いに同一でも異なっていてもよい。］
【請求項２】
（Ａ）成分のバインダーポリマーが、主鎖に共役構造を含まないバインダーポリマーある請求項１に記載のマイクロマシン装置製造用感光性樹脂組成物。
【請求項３】
（Ａ）成分のバインダーポリマーが、主鎖に芳香族構造を含まないエチレン性不飽和基及びカルボキシル基を有するアクリル樹脂である請求項１又は請求項２に記載のマイクロマシン装置製造用感光性樹脂組成物。
【請求項４】
前記（Ａ）バインダーポリマーとして、主鎖に芳香族構造を含まない（メタ）アクリル酸及び（メタ）アクリル酸アルキルエステルを単量体単位として含むアクリル樹脂を含有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のマイクロマシン装置製造用感光性樹脂組成物。
【請求項５】
（Ｄ）熱硬化剤を更に含有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のマイクロマシン装置製造用感光性樹脂組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微小電気機械装置やマイクロマシン装置と総称される可動構造を含むマイクロメートルオーダーの機械装置（以下では、マイクロマシン装置と称する）の製造方法に用いられる感光性樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、爆発的に普及したスマートフォンや小型タブレット端末には、回転ベクトルを始めとして、近接、方角、磁場、直線加速、ジャイロ、重力、加速度、気圧、温度といった各種パラメータを計測するセンサーが搭載されている。中でも、ジャイロセンサーや加速度センサーは、マイクロメートルオーダーの装置内に可動部位を有するマイクロマシン装置である。
【０００３】
マイクロマシン装置が使われる用途は既存のエレクトロニクス分野からライフサイエンス分野へと拡大しており、ＤＮＡ分析チップやタンパク質分析チップに代表される生化学向け、マイクロバブルやマイクロ流路といった流体向けへと研究開発が進んでいる。
マイクロマシン装置を製造する手法としては、マイクロ旋盤で微小部品を削り出し組み立てていく方式と、半導体集積回路を作製する方法に従って薄膜形成とパターニングを繰り返してマイクロシステムを形成する方式がある。マイクロマシン装置のサイズは、マイクロメートルオーダーであるため、微小部品を削り出して加工した後に組み立てる方式では、装置の自由な設計が製造方法によって制限される。また、生産性の観点でも、量産には不向きな方式である。こうした理由から、マイクロマシン装置の作製には後者の半導体集積回路作製技術が転用されている。よって、本発明も、後者の方式で製造されるマイクロマシン装置に関するものである。
【０００４】
装置内に可動部位を有するマイクロマシン装置として、例えば、振動ジャイロセンサーを例にとると、可動部位で検知した振動から角速度を検出する。可動部位を有するマイクロマシン装置にとって、可動部位は装置としての機能発現に関与する特に重要な部位である。よって、可動部位が十分な機能を発現するには、可動部位を構成する各部品が物理的に分離し、可動性を確保することが必要である。
【０００５】
半導体集積回路を作製するプロセス中には複数の薄膜を形成するプロセスがあるが、可動部位を形成するにはこのうちの任意の薄膜を犠牲層として成膜し、最終的にはエッチングにより完全除去する犠牲層エッチングという手法が知られている（特許文献１、２及び非特許文献１、２参照)。具体的には、マイクロマシン装置内の可動部位で構造的に分離や間隙が必要な部分にまず犠牲層を形成し、続いてその犠牲層上に可動部位の本体と構成する薄膜を形成する。この多層薄膜をエッチングプロセスに通して、犠牲層を除去すると部品同士が分離され間隙を含んだ所望の可動構造を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５１９３６３９号公報
【特許文献２】特許第５３２９９１４号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】IEEE, 2008 Electronic Components and Technology Conference, Proceedings 158-163（In-line wafer level hermetic packages for MEMS variable capacitor）
【非特許文献２】IEEE, 2008 Electronic Components and Technology Conference, Proceedings 824-828（Robust hermetic wafer level thin-film encapsulation for technology for stacked MEMS / IC package）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
マイクロマシン装置製造プロセスの一つである犠牲層エッチングでのタクトタイム短縮化と犠牲層の完全除去は、それぞれ製造コスト低減とマイクロマシン装置の性能向上、及びマイクロマシン装置における微細構造設計の自由度向上につながるものである。本発明は、犠牲層エッチングでのタクトタイム短縮化と犠牲層の完全除去を可能とするマイクロマシン装置製造用感光性樹脂組成物を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、次のものに関する。
（１）  可動部位を備えるマイクロマシン装置を製造するプロセスに含まれる犠牲層エッチング工程において、犠牲層を下記の感光性樹脂組成物で形成するマイクロマシン装置の製造方法に用いる感光性樹脂組成物。
（Ａ）バインダーポリマーと、（Ｂ）エチレン性不飽和基を有する光重合性化合物と、（Ｃ）光重合開始剤と、を含有し、前記（Ｂ）エチレン性不飽和基を有する光重合性化合物として、少なくとも下記一般式（１）で表される化合物を含有するマイクロマシン装置製造用感光性樹脂組成物。
【００１０】
【化１】
2017121677.tif 000003
［一般式（１）中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、それぞれ独立にＨ又はＣＨ３を示し、ｎは、１〜９の整数を示す。ｎが２以上の整数である場合、複数存在するＲ２は互いに同一でも異なっていてもよい。］
（２）  （Ａ）成分のバインダーポリマーが、主鎖に共役構造を含まないバインダーポリマーある上記（１）に記載のマイクロマシン装置製造用感光性樹脂組成物。
（３）  （Ａ）成分のバインダーポリマーが、主鎖に芳香族構造を含まないエチレン性不飽和基及びカルボキシル基を有するアクリル樹脂である上記（１）又は（２）に記載のマイクロマシン装置製造用感光性樹脂組成物。
（４）  前記（Ａ）バインダーポリマーとして、主鎖に芳香族構造を含まない（メタ）アクリル酸及び（メタ）アクリル酸アルキルエステルを単量体単位として含むアクリル樹脂を含有する、上記（１）〜（３）のいずれか一項に記載のマイクロマシン装置製造用感光性樹脂組成物。
（５）  （Ｄ）熱硬化剤を更に含有する、上記（１）〜（４）のいずれか一項に記載のマイクロマシン装置製造用感光性樹脂組成物。
【発明の効果】
【００１１】
マイクロマシン装置を製造するプロセスに含まれる犠牲層のエッチング工程で、犠牲層を本発明の感光性樹脂組成物で形成することにより、犠牲層エッチングのタクトタイム短縮化と犠牲層の完全除去が可能となり、マイクロマシン装置の製造コスト低減、及びマイクロマシン装置の性能向上、マイクロマシン装置における微細構造設計の自由度向上につながる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】基板1上に、犠牲層２及び可動部位３を形成した状態を模式的に示す断面図。
【図２】犠牲層エッチングにより、図１の状態から犠牲層を除去し、所望の可動部位構造を得た状態を模式的に示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
犠牲層を構成する感光性樹脂組成物の化学的な基本骨格に共役構造を含まない一般式（１）で示すアルキレングリコールジ（メタ）アクリレートを選択し、また、バインダーポリマーの主鎖に共役構造を形成する芳香族構造を含まないポリマーを用いることで感光性樹脂組成物は、ドライエッチングにより分子フラグメント化しやすく、かつ生成した分子フラグメントが気体状態になりやすい化学構造を含んだ設計とすると共にウェットエッチングでも除去しやすい設計とした。本発明の感光性樹脂組成物は、エッチングは、ドライエッチング、ウェットエッチングの両者に良好に用いることができる。
なお、本発明における（メタ）アクリレートとは、アクリレート又はメタアクリレートを意味し、（メタ）アクリロイル基とは、アクリロイル基又はメタアクリロイル基を意味する。
【００１４】
先行技術では、シリコン系酸化膜やポリイミド膜で犠牲層を形成する方法が既知である。
犠牲層をドライエッチングにより除去する場合、犠牲層薄膜はプラズマ化又はイオン化された反応ガスによる作用を受けて化学結合の一部が切断され、分子フラグメント化することでエッチングが進行する。反応ガスが主に作用するのは、犠牲層薄膜を構成する化学構造中で結合エネルギが小さい部位である。従って、犠牲層薄膜は結合エネルギがより小さい構造を分散させた設計とすると、エッチング作用が偏りなく犠牲層全体に及び、タクトタイム短縮化には有利となる。
【００１５】
シロキサン結合と炭素−炭素結合を比較すると、シロキサン結合の結合エネルギは炭素−炭素の結合エネルギの１．２５倍と安定な結合である。よって、炭素−炭素結合よりも活性化した反応ガスによるエッチングが進行しにくいため、タクトタイムは長くなるという問題がある。よって犠牲層薄膜の構成成分としては、炭素結合を主体とする化学構造の方が好ましいと言える。
【００１６】
一方で、アクリル骨格とポリイミド骨格を比較すると、ポリイミド骨格の方が化学的安定性は高い。これは、ポリイミドが化学的に安定なイミド結合をベースとし、主に芳香族構造がイミド結合を介して連なり共役構造をとるためである。よって、ポリイミド骨格をベースとして形成した犠牲層は、アクリル骨格ベースの犠牲層に比べ、ドライエッチングが進行しにくく、タクトタイムの短縮化には不利である。
【００１７】
以上の述べた理由から、本発明で規定するところのマイクロマシン装置製造プロセスでは犠牲層はアクリル樹脂をベースとした組成物で形成することを選択し、エッチングのタクトタイムを短縮化することとした。
【００１８】
犠牲層の形成に用いられるアクリル樹脂の詳細な化学構造としては、芳香族構造を含まないか、含んだとしても主要構造ではないことが好ましい。ドライエッチングプロセスでは、犠牲層はプラズマ化又はイオン化した反応ガスによる作用を受けて分子フラグメントとなるが、この分子フラグメントが気体状態となって、分子フラグメントの移動自由度が高まると、容易に犠牲層が存在していた箇所から取り除くことができる。分子フラグメントが固体状態であれば、犠牲層が存在していた箇所にそのまま留まってしまい、所望の間隙や可動構造の部品を分離することが出来ない。犠牲層が完全に除去できなかったり、或いは分子フラグメントが、犠牲層が元あった部分に残渣として残ってしまった場合は、マイクロマシン装置の可動構造の動作が制限され、マイクロマシン装置としての性能は低下してしまう。
【００１９】
プラズマ化又はイオン化した反応ガスによる作用を受けて分子フラグメントが気体状態となるには、分子フラグメントは低分子量体か、分子間力の小さな構造であることが好ましい。犠牲層に芳香族が多く含まれると、ガス化した分子フラグメントが集合して固体となってその場に留まる可能性があるため、犠牲層の組成物中には芳香族構造を含まないか、含んでいたとしても主要構造ではないことが好ましい。
【００２０】
芳香族構造を含まないアクリル樹脂組成物に含まれる構造としては、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、直鎖アルカン、分岐アルカン、テトラヒドロフルフリル等が挙げられる。
【００２１】
本発明の感光性樹脂組成物は、（Ａ）バインダーポリマーと、（Ｂ）エチレン性不飽和基を有する光重合性化合物と、（Ｃ）光重合開始剤と、を含有し、前記（Ｂ）エチレン性不飽和基を有する光重合性化合物として、少なくとも上記一般式（１）で表される化合物を含有する。以下各成分について説明する。
【００２２】
（Ａ）バインダーポリマー
（Ａ）成分のバインダーポリマーとしては、分子内にカルボキシル基を有するポリマーが好ましく、例えば、アクリル樹脂、ポリウレタン、ビニル基含有エポキシ樹脂、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリカーボネート、メラミン樹脂、ポリフェニレンスルフィド及びポリオキシベンゾイル等の公知の樹脂やその酸変性樹脂であって、分子内にカルボキシル基を有するものが挙げられる。これらは単独で又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。
（Ａ）成分であるバインダーポリマーとして、主鎖に共役構造を含まないバインダーポリマーあることが好ましく、具体的には、主鎖に芳香族構造を含まないバインダーポリマーであることが好ましく、アクリル樹脂を含むことが好ましい。アクリル樹脂としては、エチレン性不飽和二重結合を有する単量体（重合性単量体）を重合（ラジカル重合等）して得られたものが挙げられる。このようなエチレン性不飽和二重結合を有する単量体としては、例えば、ジアセトンアクリルアミド等のアクリルアミド、アクリロニトリル、ビニル−ｎ−ブチルエーテル等のビニルアルコールのエステル類、（メタ）アクリル酸アルキルエステル、（メタ）アクリル酸テトラヒドロフルフリルエステル、（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチルエステル、（メタ）アクリル酸ジエチルアミノエチルエステル、（メタ）アクリル酸グリシジルエステル、２，２，２−トリフルオロエチル（メタ）アクリレート、２，２，３，３−テトラフルオロプロピル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸、α−ブロモ（メタ）アクリル酸、α−クロル（メタ）アクリル酸、β−フリル（メタ）アクリル酸、β−スチリル（メタ）アクリル酸等の（メタ）アクリル酸系単量体、マレイン酸、マレイン酸無水物、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸モノイソプロピル等のマレイン酸系単量体、フマル酸、ケイ皮酸、α−シアノケイ皮酸、イタコン酸、クロトン酸、プロピオール酸等が挙げられる。これらは単独で又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。
【００２３】
アクリル樹脂としては、光感度及び光硬化後のレジスト形状を一層良好にする観点から、（メタ）アクリル酸及び（メタ）アクリル酸アルキルエステルを単量体単位として含むアクリル樹脂が好ましい。メタクリル酸及び（メタ）アクリル酸アルキルエステルを共重合成分として得られるビニル系共重合化合物がさらに好ましい。
【００２４】
（メタ）アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、（メタ）アクリル酸メチルエステル、（メタ）アクリル酸エチルエステル、（メタ）アクリル酸プロピルエステル、（メタ）アクリル酸ブチルエステル、（メタ）アクリル酸ペンチルエステル、（メタ）アクリル酸ヘキシルエステル、（メタ）アクリル酸ヘプチルエステル、（メタ）アクリル酸オクチルエステル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシルエステルが挙げられる。
【００２５】
（メタ）アクリル酸アルキルエステルや（メタ）アクリル酸と共に、これらと共重合し得るビニルモノマーを共重合させて得られるものを使用してもよい。このようなビニルモノマーとしては、（メタ）アクリル酸テトラヒドロフルフリルエステル、（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチルエステル、（メタ）アクリル酸ジエチルアミノエチルエステル、メタクリル酸グリシジルエステル、２，２，２−トリフルオロエチル（メタ）アクリレート、２，２，３，３−テトラフルオロプロピル（メタ）アクリレート、アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、スチレン、ビニルトルエン等が挙げられる。
【００２６】
また、側鎖及び又は末端にエチレン性不飽和結合を導入した共重合体も好適である。このような共重合体としては、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、ケイヒ酸、クロトン酸、イタコン酸等のカルボキシル基を持つビニル重合性単量体と、メチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルメタクリレート、エチルアクリレート、ｎ−プロピルメタクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、ブチルメタクリレート、ブチルアクリレート、ラウリルメタクリレート、ラウリルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、ビニルトルエン、Ｎ−ビニルピロリドン、α−メチルスチレン、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、アクリルアミド、アクリロニトリル、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレート等のビニル重合性単量体とを、有機溶剤中でアゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル、過酸化ベンゾイル等の重合開始剤を用いて一般的な溶液重合により得られるものを用いることができる。
【００２７】
（Ａ）成分の酸価は、アルカリ現像性を一層良好にする観点から、４０〜１７０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましく、５０〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることがより好ましく、６０〜１２０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが更に好ましい。また、バインダーポリマーの重量平均分子量（Ｍｗ）は、感光性樹脂組成物の塗膜性及びアルカリ現像性を一層良好にする観点から、５，０００〜２００，０００であることが好ましく、１０，０００〜１７０，０００であることがより好ましく、２０，０００〜１５０，０００であることが更に好ましい。
【００２８】
感光性樹脂組成物中の（Ａ）成分の含有量は、感光性樹脂組成物の有機化合物固形分全量を基準として、２０〜７０質量％が好ましく、３０〜６０質量％がより好ましい。
【００２９】
（Ｂ）一般式（１）で表されるエチレン性不飽和基を有する光重合性化合物
本実施形態に係る感光性樹脂組成物は、（Ｂ）成分としてエチレン性不飽和基を有する光重合性化合物を含有し、当該光重合性化合物の少なくとも一つが、下記一般式（１）で表される化合物である。一般式（１）で表される化合物を含有することで、高感度な感光性樹脂組成物を得ることができる。
【００３０】
【化２】
2017121677.tif 000004
【００３１】
一般式（１）中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基を示し、ｎは、１〜９の整数を示す。ｎが２以上の整数である場合、複数存在するＲ２は互いに同一でも異なっていてもよい。
【００３２】
一般式（１）の化合物は、多価アルコールにα，β−不飽和カルボン酸を反応させて得ることができ、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレン・ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート等が挙げられ、これらは単独で又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。
【００３３】
一般式（１）中、ｎは、１〜９であることが好ましい。ｎが９よりも大きい場合は、感光性樹脂組成物層のタックが大きくなってしまい、作業性が悪くなる傾向がある。
【００３４】
一般式（１）で表される化合物は、商業的にも入手可能であり、例えば、ポリエチレングリコールジメタクリレートとしては、２Ｇ、３Ｇ、４Ｇ、９Ｇ（いずれも新中村化学工業株式会社製、商品名）が挙げられる。
【００３５】
また（Ｂ）成分としては、上記の成分以外の光重合性化合物を併用しても良い。他の光重合性化合物としては、例えば、多価アルコールにα，β−不飽和カルボン酸を反応させて得られる化合物、グリシジル基含有化合物にα，β−不飽和カルボン酸を反応させて得られる化合物、分子内にウレタン結合を有する（メタ）アクリレート化合物等のウレタンモノマー又はウレタンオリゴマー等が挙げられる。これらは単独で又は２種類以上を組み合わせて使用できる。
【００３６】
上記の多価アルコールにα，β−不飽和カルボン酸を反応させて得られる化合物としては、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ＥＯ変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ＰＯ変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ＥＯ又はＰＯ変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ（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、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等が挙げられる。ＥＯは、エチレンオキサイド、ＰＯは、プロピレンオキサイドを示す。
【００３７】
また、グリシジル基含有化合物にα，β−不飽和カルボン酸を反応させて得られる化合物としては、例えば、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）アクリレート等が挙げられる。なお、上述したような化合物を得るためのα，β−不飽和カルボン酸としては、例えば（メタ）アクリル酸等が挙げられる。
【００３８】
また、ウレタンモノマーとしては、例えば、β位にＯＨ基を有する（メタ）アクリルモノマーと、イソホロンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート等のジイソシアネート化合物との付加反応物が挙げられる。また、トリス（（メタ）アクリロキシテトラエチレングリコールイソシアネート）ヘキサメチレンイソシアヌレート、ＥＯ変性ウレタンジ（メタ）アクリレート、ＥＯ又はＰＯ変性ウレタンジ（メタ）アクリレート等も使用できる。
【００３９】
（Ｂ）成分の含有量は、タック性、感度、及び解像性の観点から、感光性樹脂組成物の有機化合物固形分全量を基準として５〜４５質量％であることが好ましく、１０〜３５質量％であることがより好ましい。（Ｂ）成分の含有量を５質量％以上にすることにより感度及び解像性がより良好となる傾向があり、４５質量％以下とすることでタック性がより良好となる傾向がある。
【００４０】
（Ｃ）光重合開始剤
（Ｃ）成分の光重合開始剤として、ベンゾフェノン、４，４´−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン（ミヒラーケトン）、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、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−モルホリノフェノン）−ブタノン−１，２−エチルアントラキノン、フェナントレンキノン等の芳香族ケトン、アルキルアントラキノン等のキノン類、ベンゾインメチルエーテル、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等のベンゾインエーテル、メチルベンゾイン、エチルベンゾイン等のベンゾイン、ベンジルジメチルケタール等のベンジル誘導体、９−フェニルアクリジン、１，７−ビス（９，９´−アクリジニル）ヘプタン等のアクリジン誘導体、Ｎ−フェニルグリシン、Ｎ−フェニルグリシン誘導体、クマリン系化合物等を含有してもよい。これらは１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００４１】
（Ｃ）成分の含有量は、光感度が一層良好となる観点から、感光性樹脂組成物の有機化合物固形分全量を基準として０．１〜１５質量％であることが好ましく、２〜１０質量％であることがより好ましい。
【００４２】
（Ｄ）熱硬化剤
本発明の感光性樹脂組成物には、熱硬化剤（（Ｄ）成分）を更に含有することが好ましい。（Ｄ）成分としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂等の熱硬化性の化合物等が挙げられる。エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型三級脂肪酸変性ポリオールエポキシ樹脂、フタル酸ジグリシジルエステル、テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル等のジグリシジルエステル類、ジグリシジルアニリン、ジグリシジルトルイジン等のジグリシジルアミン類が挙げられる。これらは１種を単独で、または２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００４３】
また、（Ｄ）成分として、潜在性の熱硬化剤であるブロックイソシアネート化合物を用いることもできる。ブロックイソシアネート化合物としては、例えば、アルコール化合物、フェノール化合物、ε−カプロラクタム、オキシム化合物、活性メチレン化合物等のブロック剤によりブロック化されたポリイソシアネート化合物が挙げられる。ここで、ブロック剤によりブロック化されるポリイソシアネート化合物としては、ヘキサメチレンジイソシアネート、４，４−メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）、イソホロンジイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネート、ビシクロヘプタントリイソシアネート等の脂環式ポリイソシアネートが挙げられる。
【００４４】
感光性樹脂組成物が（Ｄ）成分を含有する場合、その含有量は、感光性樹脂組成物の有機化合物固形分全量を基準として、５〜４０質量％であることが好ましく、１０〜３０質量％であることがより好ましい。
【００４５】
［その他の成分］
本実施形態に係る感光性樹脂組成物は、必要に応じて、マラカイトグリーン等の染料、ロイコクリスタルバイオレット等の光発色剤、熱発色防止剤、ｐ−トルエンスルホンアミド等の可塑剤、フタロシアニンブルー等のフタロシアニン系若しくはアゾ系等の有機顔料、二酸化チタン等の無機顔料、シリカ、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム若しくは硫酸バリウム等の無機顔料からなる充填剤、上述した充填剤、有機顔料若しくは無機顔料等の湿潤分散剤、難燃剤、消泡剤、安定剤、密着性付与剤、レベリング剤、酸化防止剤、香料、イメージング剤等を含有させることができる。これらの成分を含有する場合、その含有量は、感光性樹脂組成物の有機化合物固形分全量を基準として、０．０１〜７０質量％程度であることが好ましい。また上記の成分は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて
用いることができる。
【００４６】
また、感光性樹脂組成物は、必要に応じて、メタノール、エタノール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、トルエン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、プロピレングリコールモノメチルエーテル等の溶剤又はこれらの混合溶剤に溶解し、固形分３０〜７０質量％程度の溶液（樹脂組成物ワニス）として塗布することができる。
【００４７】
犠牲層は本発明の感光性樹脂組成物ワニスをスピンコート等で塗布し溶剤を除去して作製するか、或いは感光性樹脂組成物フィルムを貼り合せることで成膜される。
【００４８】
犠牲層として形成された感光性樹脂組成物には、その後ＵＶ照射処理や加熱処理を実施する場合がある。
【００４９】
可動部位を備えるマイクロマシン装置は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）で、本発明の感光性樹脂組成物を用いて作製したパターンを構造体積層時の犠牲層として用いて構造体を作製する工程、および、犠牲層をドライエッチング又はウェトエッチング処理にて除去する工程、を含むことが好ましい。マイクロマシン装置には、機械駆動部品、センサー、アクチュエータ、電子回路を１つのシリコン基板、ガラス基板、有機材料などの上に集積化したデバイスが挙げられる。
本発明の感光性樹脂組成物を用いて作製したパターンを構造体積層時の犠牲層として用いる場合、前記パターンの上に、塗布、蒸着、スパッタ、ＣＶＤ、めっきなど種々の成膜プロセスを用いて、金属、金属酸化物、ケイ素化合物、半導体などの無機物や、ポリイミドなどの有機物を積層させることができる。また、２種以上の異なる材質を多層に積層させることもできる。犠牲層を設ける下地材料としては、シリコン、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナ、ガラス、ガラス−セラミックス、ヒ化ガリウム、リン化インジウム、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄、鋼、銅−シリコン合金、インジウム−スズ酸化物被覆ガラス；ポリイミドおよびポリエステルなどの有機フィルム；金属、半導体、および絶縁材料のパターニング領域を含有する任意の基板等が挙げられる。
【００５０】
次にドライエッチングについて述べる。ドライエッチングにはプラズマエッチングと反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）があるが、マイクロマシン装置のサイズに応じて選択される。
ドライエッチングの反応ガスは特に限定されないが、犠牲層が感光性樹脂組成物であるので例えば酸素、酸素とアルゴンガスの混合などが使用される。一般的には、プラズマエッチングには、例えば、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、キセノンの中から選ばれる不活性ガス、Ｏ２、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ４、Ｎ２、ＣＯ２、ＳＦ６、ＣＨＦ３、少なくともＯ、Ｎ、ＦまたはＣlを含む反応性ガスを好ましく使用することができる。
【００５１】
本発明の感光性樹脂組成物を用いて作製されたパターンをウェットエッチングレジストとして使用する場合、酸、アルカリ、溶剤等の既知の薬剤によるウェットエッチング処理を行うことができる。ウェットエッチングとしては、例えば、過マンガン酸ナトリウム水溶液による酸化エッチング処理や、水酸化ナトリウムのような強アルカリ水溶液処理、フッ化水素酸処理等が挙げられる。
【００５２】
ドライエッチングは枚葉式、或いは連続式どちらでも可能であり、マイクロプロセス装置の製造の事業性に従って選択される。
【実施例】
【００５３】
（実施例１〜３、比較例１〜３）
［感光性フィルムの作製］
表１に示した各成分を表中に示す固形分の配合比（質量基準）で混合することにより、感光性樹脂組成物の溶液を得た。なお、表中、（Ａ）成分は、アクリル樹脂であって、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、アクリル酸ブチルの共重合体（メタクリル酸：メタクリル酸メチル：アクリル酸ブチル＝１７質量％：６２質量％：２１質量％）で重量平均分子量１００，０００、酸価１１０ｍｇＫＯＨ／ｇである。
（Ｂ）成分は、ポリエチレングリコールジメタクリレート（いずれも新中村化学工業株式会社製、商品名３Ｇ、４Ｇ、９Ｇ、２３Ｇ）である。なお、３Ｇは上記一般式（１）におけるｎが３の化合物であり、４Ｇはｎが４の化合物であり、９Ｇはｎが９の化合物であり、２３Ｇはｎが２３の化合物である。ＢＥＰ−１０は、ビスフェノールＡポリオキシエチレンジメタクリレート（新中村化学工業株式会社製、商品名ＢＰＥ−１０）である。ＴＭＰＴは、トリメチロールプロパントリメタクリレート（新中村化学工業株式会社製、商品名ＴＭＰＴ）である。
（Ｃ）成分のＩ−３６９は、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフェリノフェニル）−ブタノン−１（ＢＡＳＦ社製、商品名Ｉ−３６９）であり、Ｎ−１７１７は、１，７−ビス（９−アクリジニル）ヘプタン（株式会社ＡＤＥＫＡ製、商品名Ｎ−１７１７）である。
（Ｄ）成分のＭＦ−Ｂ６０Ｂは、ブロック型イソシアネート（旭化成ケミカルズ株式会社製、商品名デュラネートＭＦ−Ｂ６０Ｂ、ブロック化ヘキサメチレンジイソシアネート）である。なお、これらの感光性樹脂組成物には、希釈剤としてメチルエチルケトンを加えた。
【００５４】
【表１】
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【００５５】
（ドライエッチング性及びウエット剥離性の評価）
基板としてシリコンウエハを用い、表１の各感光性樹脂組成部をスピンコートし、厚み３μｍの感光性樹脂組成物層を形成した。図１に示した可動部位３の両持ち梁形状を形成するため、この上にネガフィルムを載置し、ＵＶ照射して梁の側面の足となる幅２μｍ、長さ５０μｍの矩形となるよう露光し、３０℃の１質量％炭酸ナトリウム水溶液で現像して基板に達する２箇所の足を形成した。
さらに、感光性樹脂組成物層にＵＶ照射を行いポストキュアした後、紫外線硬化型エッチングレジスト用ドライフィルムＨ−Ｗ４７５（日立化成株式会社製、商品名）をラミネータで、圧力０．２ＭＰａ、温度１１０℃、速度１．５ｍ／分の条件で仮圧着し、ついで、その上面に図１の可動部位を形成するため、梁（幅５０μｍ、長さ３００μｍ）と２箇所の足（幅２μｍ、長さ５０μｍ）となるようネガマスクを載置し、ＵＶ照射して露光し、３０℃の１質量％炭酸ナトリウム水溶液で現像してめっきレジストを形成し、無電解ニッケルめっきと金めっきを行い、可動部位を作製した。具体的には、一般的に無電解めっきの前処理で行われる脱脂やソフトエッチグ、酸洗浄を行った後、無電解ニッケルめっき液ＮｉＰＳ１００（日立化成株式会社製、商品名）を用いて、液温度８５℃で、時間１７分の条件で、浸漬処理を行って、ニッケルめっきを４μｍ析出させ、さらに、置換金めっき液ＨＧＳ−５００（日立化成株式会社製、商品名）に液温８０℃で、時間１０分の条件で浸漬処理し、還元型の無電解金めっき液であるＨＧＳ−２０００（日立化成株式会社製、商品名）に、液温６５℃で、時間２０分の条件で、金めっきを０．５μｍの厚みに析出させた。
このようにした可動部位は、高さ３μｍで梁の表面が金めっきされ、ニッケルからなる幅５０μｍ、長さ３００μｍの振動部位を形成した。これを、５０℃、３．０質量％の水酸化ナトリウム水溶液でエッチングレジスト用ドライフィルムと、感光性樹脂層を剥離した。基板と梁の下側面で囲まれる部分の犠牲層である感光性樹脂は、剥離除去されないで残った。この部分を除いて、その他の部分は除去することができた。
残った感光性樹脂層（犠牲層）を酸素プラズマエッチングにより、除去し、感光性樹脂層がエッチングされるまでの時間を測定（ドライエッチング時間）し、実施例１のドライエッチング時間を１．０とし、各実施例、比較例のドライエッチング時間を相対比較して、その結果を表１に示した。
同様に、５０℃、３．０質量％の水酸化ナトリウム水溶液によるウェットエッチングを行い、感光性樹脂層がエッチングされるまでの時間を測定（ウェットエッチング時間）し、実施例１のウェットエッチング時間を１．０とし、各実施例、比較例のウェットエッチング時間を相対比較して、その結果を表１に示した。
【００５６】
表１より、犠牲層となる感光性樹脂組成物の（Ｂ）成分の光重合性化合物に、一般式（１）で示すアルキレングリコール鎖含有ジ（メタ）アクリレートを用いることでドライエッチング時間やウェットエッチング時間を短縮することができる。アルキレングリコール鎖の繰り返し単位が９（ｎ＝９）を超えて２３の化合物を用いた比較例１は、犠牲層の除去時間が長く、芳香族構造の化合物を含む比較例２、３官能のアクリレート化合物を用いた比較例３も同様であった。
比較例３の犠牲層は、架橋密度が高く、ウェットエッチングでは、剥離片は小片であったが、狭い断面から樹脂層を溶解したり、細片として除去するには時間を要するものと思われる。
比較例２の芳香族構造の化合物を含む場合でのドライエッチング時間でも、除去に要する時間が長い。
本発明の感光性樹脂組成物を犠牲層に用いることで、エッチングのタクトタイム短縮化と犠牲層の完全除去が可能となり、マイクロマシン装置の製造コスト低減、及びマイクロマシン装置の性能向上、マイクロマシン装置における微細構造設計の自由度向上につながる。
【符号の説明】
【００５７】
１；基板
２；犠牲層
３；可動部位
【図１】
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【図２】
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