トップ :: B 処理操作 運輸 :: B32 積層体

【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、フィルムを布設する工程が、基材と前記フィルムとが接触する接触部の単位接触面積あたりの圧力を一定に制御しながら布設する工程であることによって、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、前記フィルムを布設する工程が、前記基材と前記フィルムとが接触する接触部の単位接触面積あたりの圧力を一定に制御しながら布設する工程であ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】
前記基材と前記フィルムとが接触する接触部の単位接触面積あたりの圧力が0.1〜1MPa/cm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】
前記精密微細凹部は、高さが0.1μm〜1mm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、感光組成物層と、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、前記フィルムを布設する工程が、前記基材と前記フィルムとが接触する接触部の単位接触面積あたりの圧力を一定に制御しながら布設する工程であ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、より詳細には基材とフィルムが接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力を一定に制御しながら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を形成する方法であって、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を形成する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、基材上に布設するために、接触部材を用いて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、基材の中心部と周辺部とでは、基材とフィルムに接触している接触部の単位接触面積が異なるため、接触部の移動速度を一定にしても、基材の中心部と周辺部における精密微細空間の形状および体積が一定でないといった問題があった。すなわち、基材の中心部では、図1(b)に示したような精密微細凹部であっても、基材の周辺部では、基材とフィルムに接触している接触部の単位接触面積が高くなるため必要以上の圧力がかかる傾向にあり、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。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、基材におけ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、基材とフィルムが接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力を小さくすると、基材の中心部が、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なり、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凹部の空間の形状および体積を一定に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、基材とフィルムが接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力を一定にすることにより、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、フィルムを布設する工程が、基材とフィルムとが接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力を一定に制御しながら布設する工程であ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】
上記形成方法において、基材とフィルムとが接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力を一定に制御しながら布設することにより、基材の周辺部における精密微細空間と基材の中心部における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る。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。
【0012】
ここで、「単位接触面積あたりの圧力」とは、基材上にフィルムを布設するために、基材とフィルムを接触させる際、接触部にかかる圧力をフィルムと直接接触している接触部分の面積で除した圧力をいう。
【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も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、前記フィルムを布設する工程が、前記基材と前記フィルムとが接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力を一定に制御しながら布設する工程であ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も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、基材の周辺部における精密微細空間と基材の中心部における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る。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、基材とフィルムとが接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力を一定に制御することにより、基材の中心部における精密微細凹部と周辺部における精密微細凹部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るようになった。これにより、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組成物層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、基材とフィルムが接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力を一定に制御することを特徴とする。これにより、基材の中心部における精密微細凹部と周辺部における精密微細凹部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2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31を有している基材3は、ステージ1上に載置されている。感光性積層フィルム4中の感光性組成物層42は、精密微細凹部31の天板部となり、感光性積層フィルム4は、感光性組成物層42、感光性組成物層42を支持する支持フィルム41、および感光性組成物層42を保護する保護フィルム43が積層している。また、ステージ1上には、基材3上に感光性積層フィルム4を布設する接触部材2が備えられている。基材3上に感光性積層フィルム4と布設するために、必要に応じて接触部材2により圧接するようにしてもよい。
【0022】
基材3に形成されている精密微細凹部31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31を形成することが好ましい。
【0023】
精密微細凹部31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31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42を保護する保護フィルム43を途中で剥離することにより感光性組成物層42を露出させ、接触部材2で基材3上に感光性積層フィルム4と布設する。接触部材2は、感光性積層フィルム3を基材2上に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3は、接触部材2が基材3および感光性積層フィルム4上を、圧力をかけて移動しながら基材3上にと感光性積層フィルム4を布設する様子を表した図である。基材3と感光性積層フィルム4(図示せず)との接触部の布設を開始する点(始点)から、基材3の中心部にむかって接触部材2を移動させる際、接触部の圧力が一定の場合、徐々に感光性積層フィルム4に接触している接触部の単位接触面積当たりの圧力が小さくなる。すなわち、接触部が基材3の中心部に達したとき、感光性積層フィルム4に接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力が最小となる。したがって、始点から中心部にむかって、接触部の圧力を徐々に大きくすれば、感光性積層フィルム4に接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力を一定に制御することができる。
【0026】
一方、接触部が基材3の中心部に達し、基材3に感光性積層フィルム4の布設を終了する点(終点)に移動させる際、接触部の圧力が一定の場合、徐々に基材3と感光性積層フィルム4に接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力が大きくなる。すなわち、接触部が基材3の終点に達したとき、感光性積層フィルム4に接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力が最大となる。したがって、中心部から終点にむかって、接触部の圧力を徐々に小さくすれば、感光性積層フィルム4に接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力を一定に制御することができる。
【0027】
なお、図3は、基材3が円形状の場合を図示しているが、基材3は円形状の場合のみに限定されず、始点から中心部にむかって徐々に基材3と感光性積層フィルム4に接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力を大きくし、中心部から終点にむかって徐々に基材3と感光性積層フィルム4が接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力を小さくするようにすればよい。
【0028】
基材3と感光性積層フィルム4が接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力は、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/cmとなるようにすることが好ましく、0.3〜0.6MPa/cmとなるようにすることがより好ましい。基材3と感光性積層フィルム4が接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力を0.1MPa/cm以上にすることにより、図1(a)に示したように基材3と感光性積層フィルム4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、基材3と感光性積層フィルム4が接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力を1MPa/cm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4が入り込むことを防止することができる。
【0029】
基材3上に感光性積層フィルム4を布設する際の接触部材2の移動速度は、基材3に有する精密微細凹部31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2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4が入り込むことを防止することができ、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る。一方、接触部材2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3と感光性積層フィルム4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、複数の精密微細空間の体積を一定にすることができる。
【0030】
基材3と感光性積層フィルム4とを布設する際の接触部材2の温度(ローラ温度)とステージ1の温度は、基材3に有する精密微細凹部31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度以上とすることにより、図1(a)に示したように基材3と感光性積層フィルム4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4が入り込むことを防止することができ、複数の精密微細空間の体積を一定にすることができる。
【0031】
接触部材2で基材3上に感光性積層フィルム4を布設後、基材3と密着していない余分な感光性積層フィルム4を切り取る。感光性積層フィルム4が密着している基材3をステージ1から取り出し、支持フィルム41を介して感光性組成物層42を露光した後加熱処理を行い、感光性組成物層42を硬化させる。その後、硬化した感光性組成物層42から支持フィルム41を剥離し、硬化した感光性組成物層42を再加熱処理することにより本硬化させ、精密微細凹部32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42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42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4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42を加熱処理、硬化させる工程を省略することができる。
【0032】
本発明で使用する感光性積層フィルム4は、感光性組成物層42が精密微細凹部31の天板部となり、さらに感光性組成物層42を露光、硬化等させることにより、寸法精度に優れた精密微細空間を有する部材を製造することができる。
【0033】
上述したように、本発明で使用する感光性積層フィルム4は、支持フィルム41、感光性組成物層42および保護フィルム43の順に積層されている。保護フィルム43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。
【0034】
感光性組成物層42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。
【0035】
本発明の感光性積層フィルム4に好適に使用される感光性組成物層42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。
【0036】
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42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42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42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。
【0037】
感光性組成物層42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。
【0038】
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」が好ましく使用され、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。
【0039】
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」が好ましく使用され、これらを複数組み合わせて使用してもよい。
【0040】
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。
【0041】
感光性組成物層42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42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42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。
【0042】
感光性組成物層42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。
【0043】
感光性組成物層42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。
【0044】
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。
【0045】
ナフトール型増感剤の感光性組成物層42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。
【0046】
感光性組成物層42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42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。
【0047】
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3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。
【0048】
感光性組成物層42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42の硬化後の物性を下げずに、硬化前の感光性組成物層42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。
【0049】
本発明の感光性積層フィルム4に用いる感光性組成物層42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。
【0050】
感光性組成物層42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。
【0051】
感光性組成物層42から感光性積層フィルム4を得るには、感光性組成物層42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31を有する部材上に貼り付けるようにしてもよい。
【0052】
支持フィルム41は、感光性組成物層42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42を支持する。すなわち、感光性組成物層42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。
【0053】
支持フィルム41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。
【0054】
感光性組成物層42を有する感光性積層フィルム4を、所望の精密微細凹部31を有する基材3上に布設し、その支持フィルム41を剥がすことなく、感光性組成物層42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41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31を有する基材3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。
【0055】
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は、予め用意されたプログラムをパソコン等のコンピュータで実行することによって実現されるようにしてもよい。このプログラムは、ハードディスク、CD−ROM、DVD等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行するようにしてもよい。
【実施例】
【0056】
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。
【0057】
(感光性組成物層42)
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42を得た。なお、感光性組成物層42の膜厚は30μmであった。
【0058】
(感光性積層フィルム4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)からなる膜厚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42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。その後、感光性組成物層42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43をラミネートして感光性積層フィルム4を形成した。
【0059】
(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31を有する直径300mmの円形状の基材3をステージ1上に載置した。なお、精密微細凹部31は、高さ(深さ)30μm、幅、奥行きが共に100μmであった。
【0060】
次に、精密微細凹部31を有する基材3上に保護フィルム43を剥離した感光性積層フィルム4を設置した。接触部材2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、基材3と感光性積層フィルム4に接触しているローラの単位接触面積あたりの圧力が一定になるように基材3上に感光性積層フィルム4を布設(ラミネート)した。このときのローラが感光性積層フィルム4に接している幅は1mmであり、始点および終点における圧力(P)は1×10−3MPa、中心部における圧力(P)は0.15MPaであった。
【0061】
ローラが基材3上を50mm移動した地点aでの圧力Paは、223.6×10−3MPaであった。また、ローラが基材3上を50mm移動した地点の感光性積層フィルム4に接触しているローラの接触面積Saは223.6mmであった。
【0062】
よって、圧力Paを接触面積Saで割ることにより、ローラが基材3上を50mm移動した地点での基材3と感光性積層フィルム4が接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力を求めたところ、0.1MPa/cmであった。
【0063】
基材3の中心部における圧力Pは0.15MPaであり、接触面積Sは300mmであった。ローラが基材3の中心部を移動した地点での感光性積層フィルム4に接触している接触部の単位接触面積あたりの圧力は0.1MPa/cmであり、ローラが基材3上を50mm移動した地点での基材3と感光性積層フィルム4が接触している接触部の単位接触面積が一定に制御されていることがわかった。
【0064】
基材3上に布設した感光性積層フィルム4の感光性組成物層42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。このときのパターニングは、精密微細凹部31の上部の感光性組成物層42が硬化し、精密微細凹部31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4の支持フィルム41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31の上部が感光性組成物層42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。
【0065】
(比較例)
基材3と感光性積層フィルム4が接触している接触部の単位接触面積当たりの圧力を一定になるように制御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、部材上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】
【0066】
【図1】精密微細空間の形状を表した図である。
【図2】基材上にフィルムを布設する工程の全体の流れを示した図である。
【図3】接触部が基材およびフィルム上を移動しながら布設する様子を示した図である。
【符号の説明】
【0067】
1 ステージ
2 接触部材
3 基材
31 精密微細凹部
4 感光性積層フィルム(フィルム)
41 支持フィルム
42 感光性組成物層
43 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2008−963(P2008−963A)
【公開日】 平成20年1月10日(2008.1.10)
【出願番号】 特願2006−171786(P2006−171786)