(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａ）画像形成性組成物をアルカリ水性溶液中において現像可能とするのに十分な酸官能価を有する、マルチモード分子量分布を有するポリマーを含むフィルム形成性バインダーポリマー、
Ｂ）前記バインダーポリマーＡ）と架橋可能な光重合性モノマー、および、
Ｃ）光開始剤、
を含む、ネガ型光画像形成性組成物。
【請求項２】
前記バインダーポリマーＡ）は、ｉ）開始剤／モノマー比およびモノマー混合物の酸価を重合反応の有意な部分の間に連続的に変化させること、または、
ｉｉ）開始剤／モノマー比およびモノマー混合物の酸価を重合反応の有意な部分の間に２つのレベルの間で逐次的に変化させること、
により製造されたものである、請求項１記載の組成物。
【請求項３】
前記バインダーポリマーＡ）は、約２０，０００〜約２００，０００の全体の重量平均分子量（Ｍｗ）を有する、請求項１記載の組成物。
【請求項４】
前記バインダーポリマーＡ）は約１００〜約２３５の全体の酸価を有する、請求項１記載の組成物。
【請求項５】
前記開始剤／モノマー比およびモノマー混合物の酸価は、重合反応の初期に、より高い分子量およびより高い酸価のポリマー成分を生じ、次いで、より低い分子量およびより低い酸価のポリマー成分を生じるために有効な量で変化されたものである、請求項２記載の組成物。
【請求項６】
前記より高い分子量およびより高い酸価のポリマー成分は約７０，０００〜約２００，０００の重量平均分子量（Ｍｗ）および約１３０〜約２３５の酸価を有し、そして、
前記より低い分子量およびより低い酸価のポリマー成分は約２０，０００〜約７０，０００の重量平均分子量（Ｍｗ）および約１００〜約１３０の酸価を有する、請求項５記載の組成物。
【請求項７】
前記バインダーポリマーＡ）はマルチモード分子量分布を有する酸官能性アクリルポリマーを含む、請求項１記載の組成物。
【請求項８】
Ａ）画像形成性組成物をアルカリ水性溶液中において現像可能とするために十分な酸官能価を有する、マルチモード分子量分布を有するアククリルポリマーを含む、バインダーポリマーを、成分Ａ）＋Ｂ）＋Ｃ）の合計重量を基準として約３０〜約８０重量％、
Ｂ）ラジカル開始される連鎖生長付加重合により、前記バインダーポリマーＡ）とともに付加ポリマーを形成することができる、付加重合可能なα，β−エチレン系不飽和化合物を、成分Ａ）＋Ｂ）＋Ｃ）の合計重量を基準として約１９〜約６９重量％、および、
Ｃ）フリーラジカル発生性光開始剤系を、成分Ａ）＋Ｂ）＋Ｃ）の合計重量を基準として約０．０５〜約２重量％、
含むネガ型光画像形成性組成物。
【請求項９】
前記バインダーポリマーＡ）は、ｉ）重合反応の有意な部分の間に開始剤／モノマー比およびモノマー混合物の酸価を連続的に変化させること、または、
ｉｉ）重合反応の有意な部分の間に開始剤／モノマー比およびモノマー混合物の酸価を２つのレベルの間で逐次的に変化させること、
により製造されたものである、請求項８記載の組成物。
【請求項１０】
前記光開始剤Ｃ）は９−フェニルアクリジンまたはその同族体を含む、請求項８記載の組成物。
【請求項１１】
Ｄ）成分Ａ）＋Ｂ）＋Ｃ）の合計重量に対して計算して、約１〜約８重量％のジベンゾエート可塑剤をさらに含む、請求項１０記載の組成物。
【請求項１２】
前記バインダーポリマーＡ）は少なくとも約７０，０００の重量平均分子量（Ｍｗ）を有する、請求項１１記載の組成物。
【請求項１３】
前記バインダーポリマーＡ）は少なくとも約１３０から約２３５以下の酸価を有する、請求項１２記載の組成物。
【請求項１４】
前記バインダーポリマーＡ）はメタクリル酸モノマー、メチルメタクリレートモノマーおよびｎ−ブチルアクリレートモノマーから得られたものである、請求項１３記載の組成物。
【請求項１５】
ポリマー支持シートおよびこのポリマー支持シート上の請求項１記載の光画像形成性組成物の層、を含むドライフィルムフォトレジスト。
【請求項１６】
ポリマー支持シートおよびこのポリマー支持シート上の請求項２記載の光画像形成性組成物の層、を含むドライフィルムフォトレジスト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明はプリント回路板を形成するために用いられるフォトレジストとして使用されるような、ネガ型光画像形成性組成物に関する。この光画像形成性組成物は、環境上好ましい完全に水性のアルカリストリッピング溶液中でのストリッピング性を改良するために用いられる、マルチモード分子量分布を有するバインダーポリマーを含む。
【０００２】
本発明はアルカリ水性溶液中において現像可能なネガ型光画像形成性組成物に関する。このような光画像形成性組成物はプリント回路板の製造において種々の目的のために有用である。本発明はプリント回路板自体の形成において用いられる一次画像形成性フォトレジストに特に応用することができる。
【０００３】
種々のこのようなネガ型光画像形成性組成物は記載されている。必須成分はＡ）フィルム形成性バインダーポリマー、Ｂ）光重合可能なα，β−エチレン系不飽和化合物、およびＣ）光開始剤系を含む。バインダーポリマーＡ）は、通常、希アルカリ水性溶液中において可溶性（化学線に暴露されるまで）であり、その為、光画像形成性組成物をこの溶液中において現像可能とするために十分な酸官能価、一般にはカルボン酸官能価を有する。重合された状態（化学線に暴露された後）のこのバイダーポリマーＡ）は、現像溶液、エッチング溶液およびメッキ溶液に対して耐性であるが、光画像形成性組成物を、強アルカリ水性溶液中において開放可能としまたはストリッピング可能とするために十分な酸官能価を有する。さらに、標準的なバインダーポリマーＡ）は、通常、分子量分布グラフ上の単一の狭いピークにより同定される単一の単分散ポリマーを含む。
【０００４】
フォトレジストとしてのこのような光画像形成性組成物の使用に関する１つの問題点は、従来のアルカリ水性ストリッピング溶液、例えば、３％ＮａＯＨ溶液を用いて、電解メッキされた回路板からストリッピングすることが困難であることである。この問題は、プリント回路板の機能能力をも増加させながら、そのサイズを小さくするという要求が、近年、回路板の製造業者に課せられていることから生じるものである。結果的に、より多くの回路をより小さい表面に組み込む必要があるために、回路板上の回路ラインおよびスペースは連続的に小さくなっていった。同時に、金属メッキの高さもフォトレジストの厚さよりも高くなった。これにより、金属がフォトレジストをおおい、そのため、非常に狭い空間を含むフォトレジストがオーバープレーティングにより実質的に封入されることになる。その後、メッキされた被覆物（オーバーハング）によりトラップされ、従来の方法により攻撃しそしてストリッピングすることが困難になる。もし、レジストがきれいにストリッピングされないならば、エッチング後に、粗い銅回路ラインとなり、それは回路板の短絡を生じさせることがあるので使用されえない。
【０００５】
幾つかの回路板製造業者は高くなったメッキ高さに適合するようにフォトレジストをより厚くするように試みている。しかし、このアプローチはより高価になり、そして回路ラインの解像度を制約する。多くのフォトレジストは有機物ベースの（アミンもしくは有機溶剤を含有する）アルカリストリッピング溶液を用い、このストリッピング溶液により、より小さいストリッピングされた粒子を生じ、ストリッピングが容易になる。これらの有機ストリッピング剤、例えば、トリメチルアミンまたはテトラメチルアンモニウムヒドロキシドを含む溶液はレジストをより良好に除去するが、それらは高価であり（ＮａＯＨまたはＫＯＨと比較して）、そしてより多量の廃棄物処理を要し、そしてそれらに係わる環境上の懸念がある。さらに、作業場における溶剤排出を低減することが近年重要になっていることから、溶剤によりストリッピング可能なフォトレジストは水性のストリッピング可能なものよりもあまり望ましくない。
【０００６】
それ故、上記の欠点に悩まされない、フォトレジストとして有用な光画像形成性組成物を提供することは望ましいであろう。
【０００７】
本発明は、改良されたストリッピング特性を示し、かつ、パターン化回路ラインの品質を妥協することなく、環境上好ましく、生理学的に安全であり、完全に水性であるアルカリストリッピング溶液中において、オーバープレートされた回路トレースから素早くストリッピングされうる、フォトレジストとして有用な画像形成性組成物を提供する。
【０００８】
本発明の目的は、それ故、上記の欠点に悩まされることのない、ネガ型光画像形成性組成物を提供することである。
【０００９】
本発明の別の目的は、残されるプリント回路の品質を妥協することなく、環境に優しく、生理学的に安全であり、完全に水性であるアルカリストリッピング溶液中において、オーバープレートされた回路トレースから素早くそしてきれいにストリッピングされうる、プリント回路板の製造において一次画像形成フォトレジストとして有用であるネガ型光画像形成性組成物を提供することである。
【００１０】
広く述べると、本発明はフォトレジストとして有用なネガ型光画像形成性組成物にあり、完全に水性のアルカリストリッピング溶液中でのフォトレジストのストリッピング性を改良するためのバインダーポリマー系に対する改質を含む。２種以上のバインダーポリマーの物理的なブレンドと似ている、マルチモード分子量分布を有する単一のバインダーポリマーを製造することにより、ストリッピングされる粒子径が小さくなり、そして完全にストリッピングを行うための時間が短くなることができる。ストリッピング時間がより短くなることと、ストリッピングされる粒子の径がより小さくなることの組み合わせにより、オーバープレートされた回路板からでも、フォトレジストの完全に水性で高解像のストリッピングが可能になる。
【００１１】
本発明の様々な目的、特徴および利点は次の説明および添付した特許請求の範囲からより明らかになるであろう。
【００１２】
本明細書を通して、特に指示がないかぎり、明細書中に特定される全ての部および百分率は重量基準である。成分Ａ）（バインダーポリマー）、成分Ｂ）（光画像形成性化合物および成分Ｃ）（光開始剤系）は、明細書中において１００重量％になると考えられ、そして他の成分は成分Ａ）＋Ｂ）＋Ｃ）１００部当たりの部として計算される。
【００１３】
本発明によると、バインダーポリマーＡ）は、２種以上の別個に製造された、異なる分子量（高い分子量および低い分子量）および酸価を有するバインダーポリマーの物理混合物の特性と似ているが、このような混合物を製造する必要のない、マルチモード分子量分布を有する単一のポリマーを含む。本明細書中に用いる用語「マルチモード」とは、１個より多くのピークを示す分子量分布を意味する。このようなピークの指示は、分子量範囲にかさなりがあるために、分子量分布グラフ上において明確なピークでなくショルダーとして現れることがあることを当業者は理解するであろう。このタイプのバインダーポリマーＡ）の使用は、完全に水性のアルカリ溶液中のストリッピング性を劇的に改良する。
【００１４】
マルチモードバインダーポリマーＡ）を構成している、高い平均分子量の成分および低い平均分子量の成分の選択は、用いられる特定の光画像形成性組成物および要求される最終のストリッピング特性によって広く変化しうる。これは、提供される教示および実施例を基にして当業者により決定されうる。一般に、バインダーポリマーＡ）が約２０，０００〜２００，０００、好ましくは少なくとも約７０，０００の全体としての重量平均分子量（Ｍｗ）を有するような割合で、高い分子量のポリマーの成分および低い分子量のポリマーの成分を変化させることが望ましい。より低い分子量のポリマーの成分に関して有用であることが一般に判っている平均分子量（Ｍｗ）は、約２０，０００〜７０，０００であり、好ましくは約３０，０００〜約４５，０００である。より高い分子量のポリマーの成分については、有用な範囲は、一般に、約７０，０００〜２００，０００であり、好ましくは約１００，０００〜１５０，０００である。
【００１５】
本発明はアルカリ水性溶液中において現像可能である光画像形成性組成物に関するので、バインダーポリマーＡ）は、通常、大きな酸官能価を有し、通常、少なくとも約１００ｍｇ／ＫＯＨ／ｇポリマー、好ましくは少なくとも約１３０から約２３５までの全体としての平均酸価を有する。酸官能価は通常、カルボン酸官能価であるが、例えば、スルホン酸またはリン酸官能価を含んでもよい。一般に、より低い分子量のポリマーの成分はより低い酸価を有することが望ましく、通常、約１００〜１３０であり、好ましくは約１００である。より高い分子量のポリマーの成分はより高い酸価を有して製造され、通常、約１３０〜２３５であり、好ましくは約１６０である。
【００１６】
バインダーポリマーＡ）は、通常、酸官能性モノマーおよび非酸官能性モノマーの混合物から得られる。適切な酸官能性モノマーの幾つかの特定の例はアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、２−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート、２−ヒドロキシプロピルアクリロイルホスフェート、２−ヒドロキシ−α−アクリロイルホスフェート等である。１種以上のこのような酸官能性モノマーはバインダーポリマーを製造するために用いられてよい。
【００１７】
酸官能性モノマーは、アクリル酸のエステル、例えば、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ブチルメタクリレート、オクチルアクリレート、２−エトキシエチルメタクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、ｎ−ヘキシルアクリレート、１，５−ペンタンジオールジアクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、１，３−プロパンジオールジアクリレート、デカメチレングリコールジアクリレート、デカメチレングリコールジメタクリレート、１，４−シクロヘキサンジオールジアクリレート、２，２−ジメチロールプロパンジアクリレート、グリセロールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、グリセロールトリアクリレート、２，２−ジ（ｐ−ヒドロキシフェニル）−プロパンジメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ポリオキシエチル−２−２−ジ（ｐ−ヒドロキシフェニル）−プロパンジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリオキシプロピルトリメチロールプロパントリアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ブチレングリコールジメタクリレート、１，３−プロパンジオールジメタクリレート、ブチレングリコールジメタクリレート、１，３−プロパンジオールジメタクリレート、１，２，４−ブタントリオールトリメタクリレート、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールジメタクリレート、ペンタエリトリトールトリメタクリレート、１−フェニルエチレン−１，２−ジメタクリレート、ペンタエリトリトールテトラメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、１，５−ペンタンジオールジメタクリレートおよび１，４−ベンゼンジオールジメタクリレート；スチレンおよび置換スチレン、例えば、２−メチルスチレンおよびビニルトルエン、および、ビニルエステル、例えば、ビニルアクリレートおよびビニルメタクリレートのような非酸官能性モノマーと共重合して、所望の酸価を提供することができる。
【００１８】
標準的な単分散のバインダーポリマーを用いる従来の光画像形成可能な系において、各バインダーポリマーは周知の技術により別個に製造される。例えば、上記のリストから選択される所望の酸官能性モノマーおよび非酸官能性モノマーを適切な溶剤中に溶解し、そして熱ラジカル開始剤の存在下に反応容器を加熱して重合を開始させる。典型的な開始剤の例はペルオキシド化合物、例えば、ジベンゾイルペルオキシド、および、アゾ化合物、例えば、２，２’−アゾビス（２−メチルプロパンニトリル）、２，２’−アゾビス（２−メチルブタンニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチル−ペンタンニトリル）および１，１’−アゾビス（シクロヘキサンカルボニトリル）を含む。開始剤／モノマー比およびモノマー酸価は所定の分子量および酸価の単分散ポリマーを生じるように重合の間に一定に保持される。標準的な単分散バインダーポリマーおよびこれをベースとする光画像形成性組成物の例は米国特許第３，９５３，３０９号、同第４，００３，８７７号、同第４，６１０，９５１号および同第４，６９５，５２７号明細書に見ることができ、その各々の教示を引用により本明細書中に取り入れる。
【００１９】
バインダーポリマーＡ）がマルチモード分子量分布を有する単一のポリマーをベースとする本発明において、バインダーポリマーＡ）は、当業界において以前には実施されていない新規の技術であり、異なる分子量成分（または所定の分子量で高い多分散性を有する）および異なる酸価を有するポリマーを単一の重合反応において製造するために好適である技術により製造される。この技術は、開始剤／モノマー比およびモノマー混合物の酸価を重合反応の間に変化させることを含む。高い酸価のモノマー混合物とともに低い開始剤／モノマー比を用いると、高い分子量および高い酸価を有するポリマーを生じ、そして低い酸価のモノマー混合物とともに高い開始剤／モノマー比を用いると、低い分子量および低い酸価を有するポリマーを生じる。
【００２０】
反応の間に開始剤／モノマー比およびモノマー混合物の酸価を変化させることにより、有意に異なる全体のポリマーの特性が単一の反応において達成されうる。このことにより、異なるバインダーポリマーを別個に製造しそしてパッケージする必要がなくなり、このことは、製造時間、コストおよび材料の取扱いの観点から有利である。
【００２１】
マルチモードのバインダーポリマーＡ）の製造のための２つの反応スキームを特定した。連続反応スキームにおいて、全体としての開始剤／モノマー比およびモノマー混合物の酸価は、バインダーポリマーＡ）の全体の平均分子量および酸価を決めるために選択される。その後、開始剤／モノマー比を十分に低いレベルで開始し、そして同時に、モノマー混合物の酸価を十分に高くして、所望の高い分子量および高い酸価のポリマー成分を製造し、そして反応が進行するとともに、開始剤／モノマー比を十分に高いレベルにまで非線形の様式で連続的に上げ、同時に、モノマー混合物の酸価を下げて、所望の低い分子量および低い酸価のポリマー成分を製造する連続反応において重合反応を行うことができる。
【００２２】
または、第一の重合反応を行い、その後、即座に第二の重合反応を単一の反応容器において行う逐次反応スキームを用いることができる。逐次反応において、全体の平均分子量および酸価が所望の範囲に入るようにして、所定の分子量および酸価を有するポリマー成分を製造するために第一の一定レベルに開始剤／モノマー比およびモノマー混合物の酸価を調節し、次に、異なる所定の分子量および酸価を有するポリマー成分を製造するために第二の一定レベルに開始剤／モノマー比およびモノマー混合物の酸価を調節する。
【００２３】
上記の両方の方法において、必要な現像ラチチュードを得るために、より低い分子量の成分は約２３０を下回る酸価に注意深く制御されるべきであると信じられる。一般に、この酸価を越えると、高い酸性の低い分子量の成分が光画像形成性組成物中に存在することにより、所望されずに、現像剤の攻撃およびサイドウォール崩壊のためのサイトを形成し、それにより、メッキの間に粗くそして許容されえない回路ラインを生じる。
【００２４】
用いられるマルチモードバインダーポリマーＡ）の量は、広い範囲で変化してよく、通常、成分Ａ）＋Ｂ）＋Ｃ）の合計重量を基準として組成物の約３０〜約８０重量％で含まれる。
【００２５】
光重合性成分Ｂ）は、通常、エチレン系不飽和、特にα，β−エチレン系不飽和を有するモノマー、ダイマーまたは短鎖オリゴマーであり、モノ官能価化合物および２価以上のα，β−エチレン系不飽和官能価を有する化合物を含む。通常、モノ官能価モノマーおよび多価官能価モノマーの混合物は用いられるであろう。適切な光重合性化合物は、制限するわけではないが、バインダーポリマーを形成するために適切なものとして示したモノマー、特に、非酸官能性化合物を含む。
【００２６】
光重合性成分Ｂ）の量は、通常、成分Ａ）＋Ｂ）＋Ｃ）の合計重量を基準として光画像形成性組成物の約１９〜約６９重量％である。
【００２７】
化学線に暴露したときのラジカル付加重合およびバインダーポリマーＡ）の光重合性モノマーＢ）による架橋を開始するために、光画像形成性組成物はラジカル発生性光開始剤系を含む。適切な光開始剤Ｃ）は、例えば、９−フェニルアクリジン、ベンゾインエーテル、ベンジルケタール、アセトフェノン、ベンゾフェノンおよびアミン関連化合物を含む。また、米国特許第５，２１７，８４５号明細書に記載されているような適切な９−フェニルアクリジン同族体も有用な光開始剤であり、この明細書の教示を引用により本明細書中に取り入れる。
【００２８】
成分Ａ）＋Ｂ）＋Ｃ）の合計重量を基準として光画像形成性組成物の約０．０５〜約２重量％、好ましくは約０．１〜約０．５重量％が光開始剤成分Ｃ）である。
【００２９】
光画像形成性組成物中に可塑剤Ｄ）を含ませることにより可撓性が改良される。適切な可塑剤Ｄ）はジベンゾエート可塑剤、例えば、ジプロピレングリコールジベンゾエート、ジエチレングリコールジベンゾエート、ポリプロピレングリコールジベンゾエートおよびポリエチレングリコールジベンゾエートを含む。
【００３０】
可塑剤Ｄ）は成分Ａ）＋Ｂ）＋Ｃ）の合計重量に対して約１〜約８重量％、通常、約２〜約６重量％のレベルで用いられる。
【００３１】
さらに、光画像形成性組成物は当業界において知られているような種々のさらなる成分を含んでよく、このような成分は、ソルダーマスクの最終の硬化を行うために用いられうるような更なるポリマー、染料、安定剤、可撓性付与剤、充填剤等を含む。
【００３２】
本発明の光画像形成性組成物は、研磨されたまたは化学的に清浄化された銅クラッドを有するボードに液体の形態で塗布され、その後、乾燥されてよい。または、光画像形成性組成物は可撓性支持シート上の光画像形成性組成物の層を含むドライフィルムの形態で用いられてもよい。ドライフィルムは、次に、回路板パネルに光画像形成性組成物の層が対面するように回路板バネルに積層される。ドライフィルムの形成において、溶剤輸送型の光画像形成性組成物は可撓性支持シート、例えば、ポリエチレンテレフタレートに塗布され、そしてその後、乾燥して、溶剤および揮発性成分を除去する。支持材料は、幾分可撓性であるが、光画像形成性材料の層に構造を提供するために十分に剛性である。カバーシートの反対側にある光画像形成性層の表面上に保護シート、例えば、ポリエチレンシートを提供して、そしてドライフィルムをリールに巻くことが一般的に行われる。保護シートは、光画像形成性層を保護することに加えて、ドライフィルムをリールに巻き取ることをより良好に可能にする。回路板に適用される前に、保護シートはフォトレジスト層から剥離される。
【００３３】
光画像形成性組成物の加工は従来の様式で行われる。通常のメッキ手順において、プリント回路板を形成するためのパネルは非導電性の基板、例えば、ガラス強化エポキシを覆う金属、例えば、銅の薄い層を含む。液体組成物の形態で形成されるかまたはドライフィルムから層として転写される、ネガ型光画像形成性組成物の層は、金属クラッドを有するボードの金属表面に適用される。その後、例えば、不透明／透明パターンを有するアートワークを通して照射することにより、パターン化された化学線にフォトレジストを露光する。露光されたフォトレジストを、次に、希アルカリ水性溶液、例えば、１％炭酸ナトリウム溶液にさらすことにより現像し、この溶液はフォトレジストの未照射部分を洗い流し、露光された、即ち、重合したフォトレジストのパターン化層を残す。その後、パネルをパターンメッキし、フォトレジストの欠損した領域を第二の金属層、例えば、銅により電解メッキする。保護層、例えば、錫または錫／鉛を、その後、第二の金属層上にメッキし、最終の加工の間の、メッキされた銅回路ラインの剥離を防止する。メッキの次に、残りのフォトレジストを高アルカリ水性溶液、例えば、３％水酸化ナトリウム溶液中においてストリップアウトし、そして金属の新たに露出した領域を、その後、例えば、水酸化アンモニウムのエッチング溶液中において選択的に除去し、パターンメッキされた領域を残す。最後に、保護トップ層、例えば、錫または錫／鉛を、酸溶液、例えば、塩化水素酸溶液中においてストリッピングし、パターン化された銅回路ラインを残す。
【００３４】
要約すると、本発明は、完全に水性のアルカリストリッピング溶液、例えば、ＮａＯＨまたはＫＯＨ中において、オーバープレートされた回路板からのストリッピングでも、フォトレジストのストリッピング特性を改良するための方法を提供する。本発明の最も驚くべき点は、フォトレジスト中に上記の特性のマルチモードバインダーポリマーＡ）を含有することにより、より小さい粒径でストリッピングしながら、フォトレジストストリッピング時間を短縮することである。標準的な単分散バインダーポリマーをベースとする従来のフォトレジストでは、ストリッピング時間を短くすると、通常、ストリッピングされる粒子の粒径は大きくなり、オーバープレートされた回路ラインにより生じるような密の空間においてレジストをストリッピング剤が攻撃することを抑制し、そしてストリッピング後にレジストの一部を残す。特定の理論に拘束されるつもりはないが、マルチモードバインダーポリマーＡ）の低い分子量の低い酸価の成分の固体マトリックスはより速く溶解し、この為、最初に排除され、高い分子量の高い酸価の成分の残りのマトリックスを残すものと信じられる。一度、より小さい成分が除去されると、アルカリ水性溶液と接触している高い分子量の成分の表面は増加し、より大きな成分はストリッピング剤の攻撃に対して影響を受けやすくなる。それ故、両方の系の平均分子量および酸価が同等であったとしても、マルチモードポリマーマトリックスは標準的な単分散バインダーポリマー系よりも有意に速く、そして評価できるほど小さい粒径でストリッピングされる。本発明の別の利点は、より低いアルカリ濃度を有するアルカリ水性ストリッピング溶液、例えば、１％ＮａＯＨの使用を可能にし、ストリッピング時間をさらに非実用的に増加させることなく、ストリッピングされる粒子の粒径を小さくすることである。
【００３５】
本発明は次の制限しない実施例により、より詳細に説明されるであろう。
【００３６】
例１
標準的な（単分散）バインダーポリマーの製造
比較の目的で、下記の反応法を用いて、示した割合の下記の成分を反応させることにより、標準的な（従来技術）単分散バインダーポリマーを製造した。
【００３７】
【表１】
0004223622.tif 000002
【００３８】
ステップ１において、溶剤および３種のモノマー（酸価＝１３０）を、機械攪拌機および還流凝縮器を具備した反応器中に入れる。攪拌されている混合物を加熱還流し（８０℃〜８５℃）、そしてその後、開始剤を添加して重合を開始する。その後、反応混合物を０．２５時間、還流下に維持する。ステップ２において、還流を維持しながら、溶剤、３種のモノマー（酸価＝１３０）および開始剤を含む溶液を反応混合物中に３．２５時間にわたって一定の速度で添加する。ステップ３において、還流を維持しながら、溶剤および開始剤を含む溶液を反応混合物に２．５時間にわたって一定の速度で添加する。これにより、いかなる残存していたモノマーもポリマーへと転化させる。ステップ４において、反応器をシールし、そして反応混合物を９４℃に５時間加熱し、転化を完了させる。その後、反応混合物を冷却し、そしてパッケージする。
【００３９】
ここで図１を参照すると、上記の標準的な単分散プロセスのモノマー混合物の酸価および開始剤／モノマー比は開始剤フィードＡ（ステップ３）の開始前に一定に保持されていることが判る。従って、プロセスの間に生成されるバインダーポリマーは一定の分子量および酸価を有する。
【００４０】
例２
連続的なマルチモード（多分散）バインダーポリマーの製造
下記の連続反応法を用い、示した割合の下記の成分を反応させることにより、マルチモード（多分散）バインダーポリマーを製造した。
【００４１】
【表２】
0004223622.tif 000003
【００４２】
ステップ１において、溶剤および３種のモノマー（酸価＝１６０）を、機械攪拌機および還流凝縮器を具備した反応器中に入れる。攪拌されている混合物を加熱還流し（８０〜８５℃）、その後、開始剤を添加して重合を開始する。この反応混合物を２．０時間、還流下に保持する。ステップ２において、開始剤および溶剤の溶液を３時間にわたって非線形的に増加した速度で反応混合物に添加する。同時に、そして別個に、３種のモノマーの混合物（酸価＝１００）を反応混合物に３時間にわたって非線形的に減速した速度で添加する。下記の表は非線形フィードの間に反応器に輸送される各溶液の累積重量を示す。ステップ３において、還流を維持しながら、溶剤および開始剤を含む第一溶液を１．５時間にわたって反応混合物に一定の速度で添加する。ステップ４において、還流を維持しながら、溶剤および開始剤を含む第二溶液を１時間にわたって反応混合物に一定の速度で添加する。ステップ５において、反応器をシールし、そして反応混合物を９４℃に４時間加熱する。この反応混合物を冷却し、そしてパッケージする。
【００４３】
【表３】
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【００４４】
ここで、図２を参照すると、グラフは上記のプロセスの間に開始剤装填およびモノマー混合物の酸価を変化させるという概念を示す。開始剤装填およびモノマー混合物の酸価を変化させたために、このプロセスは、プロセスの早期に高い分子量および高い酸価のポリマーの成分を生じ、プロセスの後期に低い分子量および低い酸価のポリマーの成分を生じることが判る。
【００４５】
例３
逐次的なマルチモード（多分散）バインダーポリマーの製造
下記の逐次反応法を用い、示した割合の下記の成分を反応させることにより、マルチモード（多分散）バインダーポリマーを製造した。
【００４６】
【表４】
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【００４７】
ステップＡ１において、溶剤および３種のモノマー（酸価＝１６０）を、機械攪拌機および還流凝縮器を具備した反応器中に入れる。攪拌されている混合物を加熱還流し（８０〜８５℃）、その後、開始剤を添加して重合を開始させる。この反応混合物を１時間、還流下に維持する。ステップＡ２において、還流を維持しながら、溶剤および開始剤を含む溶液をこの反応混合物に６時間にわたって一定の速度で添加する。ステップＡ３において、反応混合物をさらに２時間、還流下に加熱する。図３から判るように、サブプロセスＡは高い分子量および高い酸価のバインダーポリマー成分を製造するように設計されている。
【００４８】
ステップＢ１において、溶剤および３種のモノマー（酸価＝１００）をステップＡ３から得られた反応混合物を含んでいる同一の反応器に入れる。攪拌されている混合物を加熱還流し（８０〜８５℃）、その後、開始剤を添加して重合を開始する。この反応混合物を、その後、１時間、還流下に維持する。ステップＢ２において、還流を維持しながら、溶剤および開始剤を含む溶液を３時間にわたって反応混合物に一定の速度で添加する。ステップＢ３において、反応器をシールし、そして反応混合物を９４℃で５時間加熱する。この反応混合物を、その後、冷却し、そしてパッケージする。図３から判るように、サブプロセスＢは、低い分子量および低い酸価のバインダーポリマー成分を逐次的に生じるように設計されている。
【００４９】
ここで、図４を参照すると、分子量分布のグラフが提供されており、上記の製造したバインダーポリマー（例１、２および３）の各々の分子量分布を互いにかさねて示している。バインダーポリマーの最終の特性を下記の表に示す。
【００５０】
【表５】
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【００５１】
例４
ネガ型フォトレジストの製造
下記の成分を示した割合でブレンドし、２種のネガ型フォトレジストを提供し、１つは例１の標準的な単分散のバインダーポリマーをベースとするものであり、もう一つは例２のマルチモードバインダーポリマーをベースとするものである。
【００５２】
【表６】
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【００５３】
全ての混合物（配合物ＡおよびＢ）を約５０％固形分で１：１メチルエチルケトン中で製造した。この溶液を、二軸配向９２ゲージポリエステル支持フィルムに塗布し、そして約１％以下の残存溶剤にまで乾燥した。保護ポリエチレンフィルムを被覆混合物上に適用した。次に、このポリエチレンを剥離し、そして被覆混合物を、機械的に研磨された１oz./FR-4/1oz. のクラッド銅複合材上に、１１０℃のホットロールラミネータを用いて、２メートル／分の速度で３バールの圧力で積層した。
【００５４】
積層された材料を、その後、Stouffer（商標）21ステップウェッジにより測定して７の銅ステップを得るように調節した露光（約２０ｍＪ／ｃｍ2 ）で適切なフォトツールを通してＵＶプリンター上で画像形成した。露光したパネルを、その後、３０℃で、１％炭酸ナトリウム一水和物の溶液中で、５０％のチャンバー長さでブレークポイントが生じるように調節した滞留時間で約２６ｐｓｉで輸送スプレー現像剤（conveyorized spray developer) を用いて現像し、次に、水道水および脱イオン水を用いて数回のスプレーリンスを行った。
【００５５】
１５アンペア／ｆｔ2 で約６０分間、適切な硫酸銅メッキ溶液を用いて、メッキタンク中において電解メッキを行った。その後、３％水酸化ナトリウム溶液中において、５４℃で、マルチプルスプレーノズルを具備した輸送ストリッピング装置中において、メッキされたボードの画像形成されそして現像されたフォトレジストのストリッピングを行い、水道水のスプレーリンスを行った。
フォトレジスト性能の比較結果を下記の表に示す。
【００５６】
【表７】
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【００５７】
これらの結果は、両方の系の平均分子量および酸価が実際上同等であっても、マルチモードバインダーポリマー系は標準的なバインダーポリマー系よりも速くそして小さい粒径でストリッピングすることを示す。
【００５８】
上記の記載から、本発明は、明らかでありかつ生来的な他の利点とともに示した上記の全ての目的を良好に達成するように適合されていることが判るであろう。本発明の多くの可能な変更はその範囲を逸脱することなくなされうるので、本発明は、純粋に例示と考えられる開示された態様および実施例に制限されることが意図されない。従って、排他権を請求する本発明の真の精神および範囲を評価するために、添付された特許請求の範囲が参照されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】標準的な（従来技術）単分散バインダーポリマー系の製造のためのプロセスチャートである。
【図２】本発明によるマルチモードバインダーポリマーの製造のためのプロセスチャートである。
【図３】本発明による別のマルチモードバインダーポリマーの製造のためのプロセスチャートである。
【図４】図１〜３のプロセスチャートにより製造された異なるポリマーの分子量分布のグラフであり、互いに重ねて示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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