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【発明の名称】 精密微細空間の形成方法、精密微細空間を有する部材の製造方法および感光性積層フィルム
【発明者】 【氏名】山之内 篤史

【氏名】三隅 浩一

【氏名】先崎 尊博

【氏名】斎藤 宏二

【要約】 【課題】一定の形状および体積を有する精密微細空間の形成方法および一定の形状および体積を有する精密微細空間を有する部材の製造方法等を提供すること。

【構成】精密微細凹部を有する基材上に、フィルムを布設する工程を有する精密微細空間の形成方法において、第一ステージ上に基材を載置し、第一ステージの外周を覆う第二ステージの最上面を第一ステージの最上面よりも高くなるように設定する工程と、基材上にフィルムを布設する工程とによって、一定の形状および体積を有する精密微細空間を形成する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
精密微細凹部を有する基材上に、フィルムを布設する工程を有する精密微細空間の形成方法において、第一ステージ上に前記基材を載置し、前記第一ステージの外周を覆う第二ステージの最上面を前記第一ステージの最上面よりも高くなるように設定する工程と、前記基材上にフィルムを布設する工程と、を有することを特徴とする精密微細空間の形成方法。
【請求項2】
前記フィルムは、支持フィルム上に感光性組成物層が積層されてなる感光性積層フィルムであることを特徴とする請求項1に記載の精密微細空間の形成方法。
【請求項3】
前記精密微細凹部は、高さが0.1μm〜1mmであることを特徴とする請求項1または2に記載の精密微細空間の形成方法。
【請求項4】
前記精密微細凹部が、フォトレジストパターンにより形成される精密微細凹部であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の精密微細空間の形成方法。
【請求項5】
前記第一ステージの外周を覆う前記第二ステージの最上面を前記第一ステージの最上面よりも高くなるように設定する工程において、前記第一ステージまたは前記第二ステージを上下方向に昇降させて前記基材の最上面よりも高くなるように設定することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の精密微細空間の形成方法。
【請求項6】
前記精密微細凹部を有する基材上に、前記感光性積層フィルムを布設する工程後、前記感光性積層フィルムを露光し、加熱処理を行い、前記感光性組成物層を硬化させ、前記精密微細凹部上に天板部を成形し、精密微細空間を形成する工程を有することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の精密微細空間の形成方法。
【請求項7】
請求項1から6に記載の精密微細空間の形成方法に使用するフィルムであって、少なくとも感光性組成物層と、支持フィルムとを積層してなることを特徴とする感光性積層フィルム。
【請求項8】
精密微細凹部を有する基材上に、フィルムを布設する工程を有する精密微細空間を有する部材の製造方法において、第一ステージ上に前記基材を載置し、前記第一ステージの外周を覆う第二ステージの最上面を前記第一ステージの最上面よりも高くなるように設定し、前記基材上にフィルムを布設することを特徴とする精密微細空間を有する部材の製造方法。


【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、精密微細凹部を有する基材にフィルムを布設することにより形成する精密微細空間の形成方法、精密微細空間を有する部材の製造方法および精密微細凹部を有する基材を覆う感光性積層フィルムに関し、より詳細には基材の外周を覆うステージの最上面を、基材を載置したステージの最上面よりも高くし、基材上にフィルムを布設する精密微細空間の形成方法、精密微細空間を有する部材の製造方法および精密微細凹部を有する基材上に布設し天板部となる感光性積層フィルムに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、産業分野において、各種製品の中に精密微細空間を形成し、さらにこの微細空間を有する部材を形成することによって、様々な作用を得る技術が注目されている。例えば、半導体デバイスの中に精密微細空間を構成し、この空間に存在する空気層を誘電体層として用いる技術や、精密微細空間を多数形成し、内部に電気的あるいは熱的に圧力を発生する素子を内蔵して、精密微細空間に充填したインク等の液体を定量的かつ連続的に吐出する液体吐出装置等の技術が開発されている。
【0003】
このような精密微細空間の形成方法として、例えば特許文献1には、インク圧力室にインクを供給するインクプールの連続した精密微細空間の形成方法であって、それぞれの空間の側壁を形成する大小の孔を形成した複数の板状部材を積層し、接着剤により一体化することによって精密微細空間の形成方法を開示している。
【0004】
また、例えば特許文献2には、樹脂フィルムの上に金属層を形成し、この金属層をサンドブラストとエッチング処理を用いて間欠的に除去し、得られた凹部を囲むように板部材を接着することによりインク圧力室を形成する方法を開示している。
【特許文献1】特開2001−63052号公報
【特許文献2】特開平11−342607号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、従来の精密微細空間の形成方法では、使用する部品点数が多く、かつ、製造精度が厳しいために、製造工数が大きくなるといった問題があった。さらに、使用する材質の選択性が狭く、その結果、製造の効率化および製造コストの低減化が困難であった。
【0006】
このような問題を解決するために、表面に精密微細凹部が形成されている基材に天板部となるフィルムを布設することにより精密微細空間を形成する方法が提案されている。
【0007】
しかしながら、精密微細凹部を有する基材上にフィルムを布設する際、追従性および密着性を高めると、図1(c)に示したように精密微細凹部にフィルムが入り込む場合があり、精密微細空間の形状および体積を一定に制御することが困難となる。特に精密微細空間を液体吐出ヘッド等として使用する場合、精密微細空間の形状および体積が一定であることが要求される。また、精密微細凹部に部品等を入れてから精密微細空間を形成させる場合、フィルムと部品が接触し、部品が作動しない等の不良の原因となる。したがって、基材に有する全ての精密微細空間は、図1(b)に示したようにフィルムが精密微細空間に侵食していない形となることが理想的である。一方、追従性および密着性を弱くすると、図1(a)に示したように精密微細凹部を有する基材とフィルムとの密着力が弱く、フィルムが剥がれてしまう。
【0008】
以上のような問題を鑑み、本発明は、精密微細空間の形状および体積が一定である精密微細空間の形成方法、精密微細空間を有する部材の製造方法および精密微細凹部の天板部となる感光性積層フィルムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、基材を載置する第一ステージの外周を覆う第二ステージの最上面を第一ステージの最上面よりも高くすることにより、フィルムが精密微細凹部に入り込むことがなくなることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。
【0010】
精密微細凹部を有する基材上に、フィルムを布設する工程を有する精密微細空間の形成方法において、第一ステージ上に基材を載置し、第一ステージの外周を覆う第二ステージの最上面を第一ステージの最上面よりも高くなるように設定する工程と、基材上にフィルムを布設する工程と、を有することを特徴とする精密微細空間の形成方法によって上記課題を解決できる。
【0011】
第二ステージの最上面を第一ステージの最上面よりも高くすることにより、基材上にフィルムを布設する際にフィルムのたるみを防止でき、一定の形状および体積を有する精密微細空間を形成することができる。
【0012】
なお、「精密微細凹部を有する基材」とは、少なくとも一つの精密微細凹部が表面上に形成されている基材をいう。
【0013】
上述した精密微細空間の形成方法に使用するフィルムであって、感光性組成物層と、支持フィルムとを積層してなることを特徴とする感光性積層フィルムによって上記課題を解決できる。
【0014】
感光性積層フィルムを使用することにより、感光性組成物層の変形を防止することができ、一定の形状および体積を有する精密微細空間を効率よく提供することができる。
【0015】
精密微細凹部を有する基材上に、フィルムを布設する工程を有する精密微細空間を有する部材の製造方法において、第一ステージ上に基材を載置し、第一ステージの外周を覆う第二ステージの最上面を第一ステージの最上面よりも高くなるように設定し、基材上にフィルムを布設することを特徴とする精密微細空間を有する部材の製造方法によって上記課題を解決できる。
【0016】
本発明の精密微細空間を有する部材の製造方法により、基材上にフィルムを布設する際にフィルムのたるみを防止でき、一定の形状および体積を有する精密微細空間を有する部材を製造することができる。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、第二ステージの最上面を第一ステージの最上面よりも高くすることにより、基材上にフィルムを布設する際にフィルムのたるみがなくなり、形状および体積が一定の精密微細空間を効率よく形成することができ、形状および体積が一定の精密微細空間を有する部材を効率よく製造することができるようになった。
【0018】
また、本発明によれば、基材に感光性積層フィルムを布設した後、光硬化させることにより容易に寸法精度に優れた天板部を形成することができるようになった。また、天板部として感光性積層フィルムを使用することにより、高感度で、加熱硬化時の体積収縮の小さく、寸法安定性が良好で、かつ多機能な精密微細空間を容易に形成することができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
本発明は、図2に示すように、精密微細凹部41を有する基材4を載置する第一ステージ1の外周を覆う第二ステージ2の最上面を第一ステージ1の最上面よりも高くなるように設定してから、基材4上に感光性積層フィルム5を接触部材3で布設することを特徴とする。これにより、図3に示すように基材4上にフィルム5がたるみ、基材4に有する精密微細凹部41から得られる精密微細空間の形状および体積を一定に制御できないという問題点、すなわち、複数の精密微細空間の形状および体積を一定にすることができないという問題点を解決することができるようになった。以下、本発明の実施形態について詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。なお、説明の便宜上、フィルムが感光性積層フィルムの場合について説明するが、感光性積層フィルム以外のフィルムを使用する場合であっても同様の製造方法および形成方法等で本発明を実施でき、発明の趣旨を制限するものではない。
【0020】
図4は、本発明の精密微細空間の形成方法および精密微細空間を有する部材の製造方法の全体の流れを示した図である。
【0021】
精密微細凹部41を有している基材4は、第一ステージ1上に載置されており、第一ステージ1の外周を覆う第二ステージ2は、第二ステージ2の最上面が第一ステージ1の最上面よりも高くなるように調整されている。感光性積層フィルム5中の感光性組成物層52は、精密微細凹部41の天板部となり、感光性積層フィルム5は、感光性組成物層52、感光性組成物層52を支持する支持フィルム51、および感光性組成物層52を保護する保護フィルム53が積層している。また、第一ステージ1上には、基材4と感光性積層フィルム5とを布設する接触部材3が備えられている。基材4と感光性積層フィルム5とを布設するために、必要に応じて接触部材3により圧接するようにしてもよい。
【0022】
基材4に形成されている精密微細凹部41は、使用目的等に応じて適宜公知の手法等を用いて形成することができるが、高感度で、加熱硬化時の体積収縮の小さい、精度のよい精密微細空間を形成するために、フォトレジストパターンにより精密微細凹部41を形成することが好ましい。
【0023】
精密微細凹部41の高さ(深さ)は特に限定されないが、0.1μm〜1mmであることが好ましく、形状等は特に限定されない。また、精密微細凹部41は、使用目的等に応じて適宜変更することができるが、幅1mm以下および奥行き1mm以下の凹部である。精密微細空間を有する部材は、主に電子部品内に形成されたもの、例えば、SAWフィルター、インクジェットヘッド、レジスト液滴吐出ヘッド、DNA液滴吐出ヘッド等の液体吐出ヘッド、その他、マイクロポンプ、マイクロ光アレイ、マイクロスイッチ、マイクロリレー、光スイッチ、マイクロ流量計、圧力センサ等に使用することができる。
【0024】
感光性組成物層52を保護する保護フィルム53を途中で剥離して、感光性組成物層52を露出させる。第一ステージ1の最上面よりも高く調整されている第二ステージ2の最上面上に感光性積層フィルム5を置き、接触部材3で基材4上に感光性積層フィルム5を布設し、感光性積層フィルム5を基材4上に布設する。接触部材3は、感光性積層フィルム3を基材2を布設できれば特に形状等は限定されないが、作業効率性等の観点からローラを使用することが好ましい。
【0025】
図5は、本発明の精密微細空間の形成方法および精密微細空間を有する部材の製造方法で使用する第一ステージ1と第二ステージ2の立体図である。本発明で使用するステージは、基材4を載置する第一ステージ1と第一ステージ1の外周を覆うように設置されている第二ステージ2とからなる。
【0026】
第一ステージ1および第二ステージ2の材質等は、特に限定されることはなく、第一ステージ1と第二ステージ2の材質が異なっていてもよい。また、第一ステージ1の形状は、図1では円形状であるが、正方形、菱形等基材4の形状によって適宜変更することもできる。
【0027】
図6は、図5のA−A’線に沿う断面図である。図6に示すように、第二ステージ2の最上面が第一ステージ1の最上面よりも高くなるように調整する。第二ステージ2の最上面が第一ステージ1の最上面よりも高くなるように調整する方法は、使用目的等に応じて適宜変更されるが、例えば、第一ステージ1または第二ステージ2を上下方向に昇降させる方法、第二ステージ2上にギャップ部材等を設けて第二ステージ2の最上面を第一ステージ1の最上面よりも高くする方法等が挙げられる。
【0028】
第一ステージ1または第二ステージ2を上下方向に昇降させる方法は、第一ステージ1を固定し、第二ステージ2のみを上下方向に昇降させる方法、第二ステージ2を固定し、第一ステージ1のみを上下方向に昇降させる方法、および第一ステージ1と第二ステージ2を両方上下方向に昇降させる方法等が挙げられ、これらは使用目的等に応じて適宜変更することができる。
【0029】
本発明では、第二ステージ2の最上面の高さが0.1μm以上第一ステージ1の最上面よりも高くなるように調整することが好ましい。第二ステージ2の最上面の高さを第一ステージ1の最上面の高さよりも0.1μm以上とすることにより、基材4上に感光性積層フィルム5を布設する際に感光性積層フィルム5のたるみを効果的に防止できる。
【0030】
第二ステージ2の最上面を第一ステージ1の最上面よりも高くなるように調整した後、基材4上に感光性積層フィルム5を布設する。
【0031】
接触部材3で基材4上に感光性積層フィルム5を布設するための圧力は、図1(b)に示すような精密微細空間および精密微細空間を有する部材を得るために、0.1〜1MPaであることが好ましく、0.3〜0.6MPaであることがより好ましい。圧力を0.1MPa以上にすることにより、図1(a)に示したように基材4と感光性積層フィルム5との密着不足により精密微細空間が形成されないということを防止することができる。一方、圧力を1MPa以下にすることにより、図1(c)に示したように精密微細空間に感光性積層フィルム5が入り込むことを防止することができる。
【0032】
基材4上に感光性積層フィルム5を布設する際の接触部材3の移動速度は、基材4に有する精密微細凹部41の個数等に応じて適宜変更することができるが、0.1〜5m/minであることが好ましい。接触部材3の移動速度を0.1m/min以上とすることにより、図1(c)に示したように精密微細空間に感光性積層フィルム5が入り込むことを防止することができ、複数の精密微細凹部41の空間の形状および体積を一定にすることができる。一方、接触部材3の移動速度を1m/min以下とすることにより、図1(a)に示したように基材4と感光性積層フィルム5との密着不足により精密微細空間が形成されないということを防止することができ、複数の精密微細凹部41の空間の体積を一定にすることができる。
【0033】
基材4上に感光性積層フィルム5を布設する際の接触部材3の温度(ローラ温度)と第一ステージ1の温度は、基材4に有する精密微細凹部41の個数等に応じて適宜変更することができるが、20〜80℃であることが好ましい。それぞれの温度を20℃以上とすることにより、図1(a)に示したように基材4と感光性積層フィルム5との密着不足により精密微細空間が形成されないということを防止することができ、複数の精密微細凹部41の空間の形状および体積を一定にすることができる。一方、それぞれの温度を80℃以下とすることにより、図1(c)に示したように精密微細空間に感光性積層フィルム5が入り込むことを防止することができ、複数の精密微細凹部41の空間の体積を一定にすることができる。
【0034】
接触部材3で基材4上に感光性積層フィルム5を布設後、基材4と密着していない余分な感光性積層フィルム5を切り取る。感光性積層フィルム5が密着している基材4を第一ステージ1から取り出し、支持フィルム51を介して感光性組成物層52を露光した後加熱処理を行い、感光性組成物層52を硬化させる。その後、硬化した感光性組成物層52から支持フィルム51を剥離し、硬化した感光性組成物層52を再加熱処理することにより本硬化させ、精密微細凹部42上に天板部を成形し、精密微細空間を形成させる。なお、感光性組成物層52を硬化させる硬化温度や加熱処理する加熱温度等は感光性組成物層52に使用する物質等に応じて適宜変更することができる。また、感光性積層フィルム5以外を使用して精密微細空間を形成させる場合等、必要に応じて感光性組成物層52を加熱処理、硬化させる工程を省略することができる。
【0035】
上述したように、本発明で使用する感光性積層フィルム5は、支持フィルム51、感光性組成物層52および保護フィルム53の順に積層されている。保護フィルム53はポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルム、およびポリエチレンフィルム等公知の種々のフィルムを用いることができ、これら単独で使用してもよく、複数組み合わせて使用してもよい。なお、保護フィルムは、必要に応じて積層しなくてもよい。
【0036】
感光性組成物層52を構成する感光性組成物としては、化学増幅型ネガ型感光性樹脂組成物であることが好ましい。
【0037】
本発明の感光性積層フィルム5に好適に使用される感光性組成物層52を構成する感光性樹脂組成物として、多官能エポキシ樹脂と、カチオン重合開始剤を含有してなる感光性樹脂組成物であることが好ましい。多官能エポキシ樹脂とカチオン重合開始剤との組み合わせにより、高感度で、加熱硬化時の体積収縮の小さい、精度のよい精密微細空間を形成することができる。これらの組み合わせとしては、種々可能であるが、なかでも、特に、8官能ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂(油化シェルエポキシ社製、商品名:エピコート157S70)と、4−{4−(2−クロロベンゾイル)フェニルチオ}フェニルビス(4−フルオロフェニル)スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート(旭電化工業社製、商品名:アデカオプトマーSP−172)との組み合わせが最も好ましい。
【0038】
カチオン重合開始剤は、放射線の照射によるカチオンの発生効率が高いため、比較的少量含有させればよく、多官能エポキシ樹脂との組み合わせにより、感光性組成物層52の感度を大幅に高めることができる。また、カチオン重合開始剤は、多官能エポキシ樹脂、特に多官能ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂の分子内のエポキシ基を効率よく攻撃し重合を進行させることができるという多官能エポキシ樹脂と特有な相性を有するため、優れた効果を有する。さらに、この組み合わせにより、感光性組成物層52の加熱硬化時の体積収縮が少なくなる効果を有する。したがって、このような感光性樹脂組成物を用いた感光性組成物層52を使用すれば、寸法精度の優れた精密微細空間の天板部を形成することができ、一定の形状および体積を有する精密微細空間を形成することおよび一定の形状および体積を有する精密微細空間を有する部材を製造することができる。
【0039】
感光性組成物層52に含有させるカチオン重合開始剤は、紫外線、遠紫外線、KrF、ArF等のエキシマレーザー、X線、および電子線等の放射線の照射を受けてカチオンを発生し、そのカチオンが重合開始剤となりうる化合物であり、具体的には、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族スルホニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、メタロセン系化合物、芳香族ホスホニウム塩、シラノール・アルミニウム錯体から選ばれる少なくとも1種であり、これら単独で使用してもよく、複数組み合わせて使用してもよい。
【0040】
カチオン重合開始剤としては、さらに具体的に芳香族スルホニウム塩系のカチオン重合開始剤として、例えば、4−(4−ベンゾイルフェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4−(4−ベンゾイルフェニルチオ)フェニルビス(4−ヒドロキシエチルオキシフェニル)スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4−(4−ベンゾイルフェニルチオ)フェニルビス(4−フルオロフェニル)スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4−(4−ベンゾイルフェニルチオ)フェニルビス(4−クロロフェニル)スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4−{4−(3−クロロベンゾイル)フェニルチオ}フェニルビス(4−フルオロフェニル)スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4−(4−ベンゾイルフェニルチオ)フェニルビス(4−メチルフェニル)スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4−(4−ベンゾイルフェニルチオ)フェニルビス(4−ヒドロキシエチルフェニル)スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4−{4−(4−ヒドロキシエチルオキシベンゾイル)フェニルチオ}フェニルビス(4−フルオロフェニル)スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4−{4−(4−ヒドロキシエチルオキシベンゾイル)フェニルチオ}フェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4−{4−(4−ヒドロキシエチルオキシベンゾイル)フェニルチオ}フェニルビス(4−ヒドロキシエチルオキシフェニル)スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4−(4−ベンゾイルフェニルチオ)フェニルビス(4−メトキシエトキシフェニル)スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4−{4−(3−メトキシベンゾイル)フェニルチオ}フェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4−{4−(3−メトキシカルボニルベンゾイル)フェニルチオ}フェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4−{4−(2−ヒドロキシメチルベンゾイル)フェニルチオ}フェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4−{4−(4−メチルベンゾイル)フェニルチオ}フェニルビス(4−フルオロフェニル)スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4−{4−(4−メトキシベンゾイル)フェニルチオ}フェニルビス(4−フルオロフェニル)スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4−{4−(4−フルオロベンゾイル)フェニルチオ}フェニルビス(4−フルオロフェニル)スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4−{4−(2−メトキシカルボニルベンゾイル)フェニルチオ}フェニルビス(4−フルオロフェニル)スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ビス[4−(ジフェニルスルホニオ)フェニル]スルフィドビスヘキサフルオロホスフェート、ビス[4−(ジフェニルスルホニオ)フェニル]スルフィドビステトラフルオロボレート、ビス[4−(ジフェニルスルホニオ)フェニル]スルフィドテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ジフェニル−4−(フェニルチオ)フェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニル−4−(フェニルチオ)フェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、ジフェニル−4−(フェニルチオ)フェニルスルホニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、トリフェニルスルホニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ビス[4−(ジ(4−(2−ヒドロキシエトキシ))フェニルスルホニオ)フェニル]スルフィドビスヘキサフルオロホスフェート、ビス[4−(ジ(4−(2−ヒドロキシエトキシ))フェニルスルホニオ)フェニル]スルフィドビステトラフルオロボレート、ビス[4−(ジ(4−(2−ヒドロキシエトキシ))フェニルスルホニオ)フェニル]スルフィドテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート等を挙げることができる。これらの化合物のうち、4−(4−ベンゾイルフェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4−(4−ベンゾイルフェニルチオ)フェニルビス(4−ヒドロキシエチルオキシフェニル)スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4−(4−ベンゾイルフェニルチオ)フェニルビス(4−フルオロフェニル)スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4−(4−ベンゾイルフェニルチオ)フェニルビス(4−クロロフェニル)スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4−{4−(3−クロロベンゾイル)フェニルチオ}フェニルビス(4−フルオロフェニル)スルホニウムヘキサフルオロアンチモネートがより好ましく、旭電化工業社製の「アデカオプトマーSP−172」[4−{4−(2−クロロベンゾイル)フェニルチオ}フェニルビス(4−フルオロフェニル)スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート]旭電化工業社製の「アデカオプトマーSP−170」が好ましく用いられ、これら単独で使用してもよく、複数組み合わせて使用してもよい。
【0041】
ヨードニウム塩系のカチオン重合開始剤としては、例えば、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、ジフェニルヨードニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ビス(ドデシルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ビス(ドデシルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ビス(ドデシルフェニル)ヨードニウムテトラフルオロボレート、ビス(ドデシルフェニル)ヨードニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、4−メチルフェニル−4−(1−メチルエチル)フェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、4−メチルフェニル−4−(1−メチルエチル)フェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、4−メチルフェニル−4−(1−メチルエチル)フェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、4−メチルフェニル−4−(1−メチルエチル)フェニルヨードニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート等が挙げられる。これらの化合物のうち、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ(株)「DI−1」「DI−2」が好ましく用いられ、これらを複数組み合わせて使用してもよい。
【0042】
ジアゾニウム塩系のカチオン重合開始剤としては、例えば、フェニルジアゾニウムヘキサフルオロホスフェート、フェニルジアゾニウムヘキサフルオロアンチモネート、フェニルジアゾニウムテトラフルオロボレート、フェニルジアゾニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート等が挙げられ、これら単独で使用してもよく、複数組み合わせて使用してもよい。
【0043】
感光性組成物層52中のカチオン重合開始剤の組成比が高すぎる場合には、感光性組成物層52の現像が困難となり、逆に組成比が低すぎる場合には、感光性組成物層52の放射線露光による硬化時間が長くなる。これらを考慮すると、カチオン重合開始剤の組成比は、0.1%〜10%が好ましく、0.5%〜5%であることがより好ましい。
【0044】
感光性組成物層52を構成する感光性樹脂組成物には、さらに成膜性改善のために高分子直鎖2官能エポキシ樹脂を含有させることもできる。
【0045】
感光性組成物層52を構成する感光性樹脂組成物には、さらにナフトール型増感剤を含有させることができる。感度が高い場合、マスクとレジスト面との間にギャップがあると、露光の結果、得られる樹脂パターンの寸法がマスク寸法に比べて太くなる現象が生じるが、ナフトール型増感剤を含有することにより、感度を下げずにこの太り現象を抑えることができる。このようにナフトール型増感剤を添加することは、マスクパターン寸法に対するレジストパターン寸法の誤差を抑えることができるため、好ましい。
【0046】
ナフトール型増感剤としては、例えば、1−ナフトール、β−ナフトール、α−ナフトールメチルエーテル、α−ナフトールエチルエーテル等が挙げられ、レジストの太りを感度を下げずに抑える効果の点から1−ナフトールを使用することが好ましい。
【0047】
ナフトール型増感剤の感光性組成物層52中の組成比が高すぎる場合には、逆テーパー形状となり線幅が細り過ぎる点から好ましくない。これらを考慮すると、ナフトール型増感剤の組成比は、0〜10%が好ましく、0.1〜3%であることがより好ましい。
【0048】
感光性組成物層52を構成する感光性樹脂組成物には、さらに溶剤を含有することができる。溶剤を含有することにより感光性組成物層52の感度を高めることができる。このような溶剤として、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(以下、「PGMEA」と記す)、メチルイソブチルケトン(以下、「MIBK」と記す)、酢酸ブチル、メチルアミルケトン(2−ヘプタノン)、酢酸エチル、およびメチルエチルケトン(以下、「MEK」と記す)等を挙げることができ、これらを複数組み合わせて使用してもよい。
【0049】
液体レジストの場合には、溶剤が反応してレジストに取り込まれる点から、γ−ブチロラクトンを溶剤として使用することが好ましく、ドライフィルムに成形することを考慮すると、基材4との濡れ性および表面張力の点から、PGMEA、MIBK、酢酸ブチル、MEK等を使用することが好ましい。
【0050】
感光性組成物層52を構成する感光性樹脂組成物には、さらオキセタン誘導体およびエポキシ誘導体を含有することができる。ドライフィルムに成形すると、オキセタン誘導体やエポキシ誘導体を含有することにより、感光性組成物層52の硬化後の物性を下げずに、硬化前の感光性組成物層52の柔軟性を上げることができる。このようなオキセタン誘導体としては特に限定されないが、例えば、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、1,4−ビス[(3−エチル−3−オキセタニル)メトキシ〕メチル]ベンゼン、ジ〔1−エチル(3−オキセタニル)〕メチルエーテル等を挙げることができ、これらは複数組み合わせて使用してもよい。またこのようなエポキシ誘導体としては、平均分子量7000以下、好ましくは2000以下、より好ましくは1000以下のビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂等を挙げることができる。具体的にはビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン社製の「エピコート828」平均分子量380)等を挙げることができる。
【0051】
本発明の感光性積層フィルム5に用いる感光性組成物層52を構成する感光性樹脂組成物には、さらに所望により混和性のある添加物、例えば、パターンの性能を改良するための付加的樹脂、可塑剤、安定剤、着色剤、界面活性剤等必要に応じて適宜公知のものを添加含有することができる。
【0052】
感光性組成物層52の厚みは、使用目的等に応じて適宜変更することができるが、2〜500μmであることが好ましく、5〜200μmであることがより好ましい。
【0053】
感光性組成物層52から感光性積層フィルム5を得るには、感光性組成物層52を樹脂フィルムにより両面を保護した乾燥フィルム状に形成し、パターン露光前に所望の精密微細凹部41を有する基材4上に貼り付けるようにしてもよい。
【0054】
支持フィルム51は、感光性組成物層52が露光される前から完全に硬化するまでの間、感光性組成物層52を支持する。すなわち、感光性組成物層52の変形を防止する。そのため、所定の熱収縮率、所定の厚み、および所定のヘーズ値を有する必要がある。
【0055】
支持フィルム51として、100℃で30分の加熱による縦収縮率が0.01〜1%である樹脂フィルムを使用することが好ましく、150℃で30分の加熱による縦収縮率が4%以下あるいは200℃で10分の加熱による縦収縮率が3%以下の樹脂フィルムを使用することがより好ましい。なお、縦収縮率を0.01〜1%以上とすることにより、感光性組成物層52の変形を防止することができる。また、その厚みは、6〜350μmであることが好ましく、10〜100μmであることがより好ましい。さらに、ヘーズ値が0.1〜5であることが好ましく、0.1〜3(フィルム膜厚30μmにおける)であることがより好ましい。この支持フィルム5の材料としては、具体的には、ポリエチレンテレフタレートが好適であり、その他にポリエチレン、ポリプロピレン等も使用することができる。支持フィルム51は必要に応じて容易に剥離できるように離型処理されていることが好ましい。
【0056】
感光性組成物層52を有する感光性積層フィルム5を、所望の精密微細凹部41を有する基材4上に貼り付け、その支持フィルム51を剥がすことなく、感光性組成物層52を放射線でパターン露光し、その後、熱を加えて硬化を促進させた後、支持フィルム51を剥離し、現像液で現像処理すると、マスクパターンに忠実で良好な樹脂パターンが精密微細凹部41を有する基材4の形状に依存することなく形成することができる。これにより、一定の形状および体積を有する精密微細空間を形成すること、および一定の形状および体積を有する精密微細空間を有する部材を製造することができる。
【実施例】
【0057】
以下、本発明の実施例を説明するが、これら実施例は、本発明を好適に説明するための例示に過ぎず、なんら本発明を限定するものではない。
【0058】
(感光性組成物層52)
エポキシ樹脂(JER157s70 ジャパンエポキシレジン社製)を100重量部と、酸発生剤(アデカオプトマーSP172 株式会社ADEKA)を3重量部とをPGMEAに溶解混合することにより感光性組成物層52を得た。なお、感光性組成物層52の膜厚は30μmであった。
【0059】
(感光性積層フィルム5の形成)
離型剤付きポリエチレンテレフタレートフィルム(ピューレックスA53 帝人デュポンフィルム社製)からなり、膜厚50μmの支持フィルム51上に、上記のように作製した感光性組成物層52を均一に塗布し、温風対流乾燥機により65℃で5分および80℃で5分乾燥させた後、感光性組成物層52上に離型剤付きポリエチレンテレフタレートフィルム(ピューレックスA31 帝人デュポンフィルム社製)からなる膜厚25μmの保護フィルム53をラミネートして感光性積層フィルム5を形成した。
【0060】
(精密微細空間の形成)
フォトレジストパターンにより形成した精密微細凹部41を有する基材4を第一ステージ1上に載置し、第一ステージ1の外周を覆う第二ステージ2を昇降させ、第二ステージ2の最上面を第一ステージ1の最上面よりも0.1μm高くなるように調整した。なお、精密微細凹部は、高さ(深さ)30μm、幅、奥行きが100μmであった。
【0061】
次に、接触部材3としてローラを使用し、ローラのロール温度を50℃、移動速度0.5m/minで、感光性積層フィルム5がたるまないように第二ステージ2の最上面上に感光性積層フィルム5を沿わせて基材4上に感光性積層フィルム5を布設(ラミネート)した。なお、感光性積層フィルム5と基材4とを布設するためのローラの圧力は0.5MPaであった。
【0062】
基材4上に布設した感光性積層フィルム5の感光性組成物層52に、Parallel light aligner(マスクアライナー:キャノン社製)を用いてパターン露光(プロキシミティ、GHI線、露光量400mJ/cm)を行った。この時のパターニングは、精密微細凹部41の上部の感光性組成物層52が硬化し、精密微細凹部41を塞ぐように行った。その後、ホットプレートにより90℃で5分間加熱(以下「PEB」と呼ぶ)を行った。感光性積層フィルム5の支持フィルム51を剥がしたのち、PGMEAを用いて浸漬法により4分現像処理を行った。次に、オーブンを用いて200℃で1時間ポストベークを行い、精密微細空間を得た。このパターンは、精密微細凹部41の上部が感光性組成物層52の硬化部分により塞がれたものとなっていた。走査電子顕微鏡(SEM)にて精密微細空間を観察すると、部材中に有する全ての精密微細空間は図1(b)に示したような空間であり形状と体積が一定であった。
【0063】
(比較例)
第一ステージ1の外周を覆う第二ステージ2を昇降させず、第二ステージ2の最上面を基材4の最上面よりも高くなるように調整しなかったこと以外は実施例と同様に行った。走査電子顕微鏡(SEM)にて精密微細空間を観察すると、部材中に有する全ての精密微細空間は図1(b)に示したような空間ではなく、図1(c)に示したような空間もあれば図1(a)に示したような空間もあり、精密微細空間の形状と体積は一定でなかった。
【図面の簡単な説明】
【0064】
【図1】精密微細空間の形状を表した図である。
【図2】精密微細凹部を覆うようにフィルムを圧接しながら布設する工程の(A)断面図(B)平面図である。
【図3】第二ステージがない場合、精密微細凹部を覆うようにフィルムを圧接しながら布設する工程の(A)断面図(B)平面図である。
【図4】精密微細凹部を覆うようにフィルムを圧接しながら布設する工程の全体の流れを示した図である。
【図5】本発明の精密微細空間の形成方法および精密微細空間を有する部材の製造方法で使用する第一ステージと第二ステージの立体図である。
【図6】図5のA−A’線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【0065】
1 第一ステージ
2 第二ステージ
3 接触部材
4 基材
41 精密微細凹部
5 感光性積層フィルム(フィルム)
51 支持フィルム
52 感光性組成物層
53 保護フィルム

【出願人】 【識別番号】000220239
【氏名又は名称】東京応化工業株式会社
【出願日】 平成18年6月21日(2006.6.21)
【代理人】 【識別番号】100106002
【弁理士】
【氏名又は名称】正林 真之


【公開番号】 特開2008−964(P2008−964A)
【公開日】 平成20年1月10日(2008.1.10)
【出願番号】 特願2006−171787(P2006−171787)