JPH05241340A - 光重合性組成物 - Google Patents
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Abstract
発生しにくい、アルカリ水溶液で処理可能な光重合性組
成物を提供する。 【構成】 光重合性組成物が、(1)カルボキシル基含
有バインダー、(2)光重合可能なモノマー、及び
(3)光重合開始剤系を含有するアルカリ水溶液で現像
可能な光重合性組成物であって、該カルボキシル基含有
バインダーが、スチレン/(メタ)アクリル酸の共重合
体(重量平均分子量1、000〜100、000)を、
全バインダーの5〜50重量%含む。
Description
する光重合性組成物に関する。更に詳しくは、プリント
基板作成用ドライフィルムフォトレジスト又はフォトマ
スク、平版印刷版、樹脂凸版などの用途に好適な、剥離
片が細かく、保存性に優れた、アルカリ現像可能な光重
合性組成物に関する。
て、ドライフィルムレジストが広く使用されている。プ
リント基板作成には、テンティング法とメッキ法の2つ
の方法があるが、何れの方法においても、回路形成工程
の中で不要となったレジストを剥離する。この際、剥離
片が大きいと剥離機のロールに剥離片が絡まり著しく作
業性を低下させるのみならず、剥離片が清浄な基板に再
付着する可能性があるため、剥離片は細かいことが好ま
しい。また、現像や剥離工程には、人体への影響と環境
汚染において、有機溶剤よりもアルカリ性水溶液で処理
できることが好ましい。このために、ドライフィルムレ
ジストの組成として、カルボキシル基を有するバインダ
ーを用いることが広く知られている。
4−55550に記載されているように、バインダーと
して「メタクリル酸/(メタ)アクリル酸エステル共重
合体の分子量の高いものと低いものを混合する」方法、
及び特開昭64−55551号明細書に記載されている
ように、バインダーとして、「分子量の低いメタクリル
酸/スチレン/(メタ)アクリル酸エステル3元共重合
体と分子量の高いメタクリル酸/(メタ)アクリル酸エ
ステル共重合体の混合による方法」、及び特開平2−2
21960号明細書に記載の「単官能モノマーを用いる
方法」などが提案されているが、剥離片の大きさが未だ
十分ではなかった。更に、ドライフィルムをロール状に
巻取った状態で長期間保存した際、フィルムの端から感
光層がしみだして隣合うフィルム同士が融着するいわゆ
るエッジフュージョンが発生し易い点でも、未だ十分で
はなかった。
細で、かつエッジフュージョンが発生しにくい、アルカ
リ水溶液で処理可能な光重合性組成物を提供することを
目的とする。
討を重ねた結果、上記の目的を達成しうる光重合性組成
物を見出した。 即ち、本発明の目的は、(1)カルボ
キシル基含有バインダー、(2)光重合可能なモノマ
ー、及び(3)光重合開始剤系を含有するアルカリ水溶
液で現像可能な光重合性組成物であって、該カルボキシ
ル基含有バインダーが、スチレン/(メタ)アクリル酸
の共重合体(重量平均分子量1、000〜100、00
0)を、全バインダーの5〜50重量%含むことを特徴
とする光重合性組成物により達成された。
分子量が1,000未満では、レジストが柔らかくなり
すぎ、エッジフュージョンが発生しやすくなる。10
0,000を越えると、剥離片が細かくならず、本発明
の組成物には適さない。スチレン/(メタ)アクリル酸
共重合体の含有量が5重量%未満では、剥離片が十分細
かくならない。一方、50重量%を越えると、膜が脆く
なるため、本発明の組成物には適さない。共重合体の具
体例としては、スチレン/メタクリル酸共重合体、スチ
レン/アクリル酸共重合体、スチレン/メタアクリル酸
/アクリル酸共重合体が挙げられる。共重合組成比はス
チレン/酸基(含有モノマーの合計)=5:95〜9
5:5(モル比)が好ましく、特に好ましいのは15/
85〜60/40である。
合体以外のバインダーとしては、以下の広範な種類の高
分子物質の中から選ばれたバインダーを組み合わせて用
いることができる。組み合わせることのできるバインダ
ーとしては、光重合可能なモノマー、光重合開始剤系と
の相溶性が良好で、塗布液の調製から、塗布、乾燥にい
たる製造工程、および得られる混合物の保存中に脱混合
を起こさないこと、本発明の使用法に応じた性質、例え
ば、テンティング用フォトレジストに用いる場合には強
度、延伸性、耐摩耗性、耐薬品性などが適当であるこ
と、さらに、バインダーの分子量、分子間力、硬さ、軟
化温度、結晶性、破壊伸度などが適切なことである。
るものの具体例を挙げると、スチレン/無水マレイン酸
共重合体、特開昭60−258539号明細書記載のメ
タクリル酸メチル/メタクリル酸/メタクリル酸2−エ
チルヘキシル/メタクリル酸ベンジル四元共重合体、特
公昭55−38961号明細書記載のスチレン/マレイ
ン酸モノ−n−ブチルエステル共重合体、特公昭54−
25957号明細書記載のスチレン/メタクリル酸メチ
ル/アクリル酸エチル/メタクリル酸の四元共重合体、
特開昭52−99810号明細書記載のメタクリル酸ベ
ンジル/メタクリル酸共重合体、特公昭58−1257
7号明細書記載のアクリロニトリル/メタクリル酸2−
エチルヘキシル/メタクリル酸の三元共重合体、および
特公昭55−6210号明細書記載のメタクリル酸メチ
ル/アクリル酸エチル/アクリル酸の三元共重合体とイ
ソプロパノールで一部分エステル化したスチレン/無水
マレイン酸共重合体の2種などである。特に好ましく
は、メタクリル酸メチル/メタクリル酸/メタクリル酸
2−エチルヘキシル/メタクリル酸ベンジル四元共重合
体などがある。これらの分子量は、バインダーの種類に
よって広範な値をとりうるが、一般的には、5,000
〜2,000,000、好ましくは、10,000〜2
00,000の範囲である。分子量が5,000未満で
は、光重合して得られたレジストの力学的強度が不十分
となり、2,000,000以上では現像性が悪化する
ため、本発明の目的には適さない。全バインダーの量
は、光重合性組成物の固形分に対して好ましくは40〜
90wt%、より好ましくは50〜70wt%である。
40wt%未満では、光重合組成物の流動性が高すぎて
エッジフュージョンを起こしやすくなり、また90wt
%を越えると露光部と未露光部との溶解性の差が小さく
なりすぎるため良好な画質が得られないため、いずれも
本発明の目的には適さない。
マーとしては、以下のものがある。例えば、特開昭60
−258539号、特開平2−269721号明細書に
記載されているような、公知の(メタ)アクリル酸エス
テルを挙げることができる。具体的には、ジエチレング
リコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコ
ールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコー
ルジ(メタ)アクリレート、ノナエチレングリコールジ
(メタ)アクリレート、テトラデカエチレングリコール
ジ(メタ)アクリレート、ノナプロピレングリコールジ
(メタ)アクリレート、ドデカプロピレングリコールジ
(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ
(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンのエチ
レンオキサイド付加物のトリ(メタ)アクリレート、ペ
ンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエ
リスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリス
リトールテトラ(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、グリセリンジ
(メタ)アクリレート、1,3−プロパンジオールジ
(メタ)アクリレート等のポリオールの(メタ)アクリ
ル酸エステルが挙げられる。
レンビス(メタ)アクリルアミドのほか、エチレンジア
ミン、ジアミノプロパン、ジアミノブタン、ペンタメチ
レンジアミン、ビス(2−アミノプロピル)アミン、ジ
エチレントリアミンジアミン、フェニレンジアミン、ジ
アミノ安息香酸などから誘導されるポリ(メタ)アクリ
ルアミドがある。
酸、マロン酸等のジアリルエステル、ベンゼンジスルホ
ン酸、2,5−ジヒドロキシジスルホン酸等のジアリル
エステルなどがある。
エチレングリコールジビニルエーテル、1,3,5−ト
リ−β−ビニルオキシエトキシベンゼンなどがある。
ニル、アジピン酸ジビニルなどがある。
ン、p−アリルスチレンなどがある。
リオール化合物と、やや過剰の少なくとも二つのイソシ
アネート基を有するポリイソシアネート化合物とを反応
させて得られた反応生成物に、少なくとも一つの水酸基
と少なくとも一つのエチレン性不飽和基を有する化合物
とを反応させて得られる、少なくとも二つのエチレン性
不飽和基を有する多官能ウレタン化合物も本発明に好適
に用いることができる。
固形分の10〜60wt%、好ましくは25〜50wt
%の範囲で用いられる。10wt%未満では、露光部と
未露光部との溶解性の差が小さすぎるため、良好な画質
が得られず、60wt%を越えると、光重合性組成物の
流動性が高すぎてエッジフュージョンを起こしやすいの
で本発明の目的には適合しない。
しては、約300〜800nm、より好ましくは330
〜500nmの範囲に少なくとも約50の分子吸光係数
を有する成分を少なくとも1種含有していることが好ま
しい。例えば、芳香族ケトン類、ロフィン2量体、ベン
ゾインおよびベンゾインエーテル類、ポリハロゲン類お
よびこれらの2種以上の組合せなどがある。
げることができる。芳香族ケトン類としては、例えば、
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、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、4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、4
−ジメチルアミノベンゾフェノン、4−ジメチルアミノ
アセトフェノン、ベンジル、アントラキノン、2−te
rt−ブチルアントラキノン、2−メチルアントラキノ
ン、キサントン、チオキサントン、2−クロルチオキサ
ントン、2,4−ジエチルチオキサントン、フルオレノ
ン、アクリドンなどがある。
のとしては、前記の特公昭45−37377号、特公昭
48−38403号、特開昭56−35134号、特願
昭63−200605号各明細書に記載されているもの
などが挙げられる。例えば、2−(o−クロロフェニ
ル)−4,5−ジフェニルイミダゾール2量体、2−
(o−クロロフェニル)−4,5−ジ(m−メトキシフ
ェニル)イミダゾール2量体、2−(o−フルオロフェ
ニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール2量体、2−
(o−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダ
ゾール2量体、2−(p−メトキシフェニル)−4,5
−ジフェニルイミダゾール2量体などがある。
しては、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチル
エーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾイ
ンフェニルエーテルなどがある。
臭化炭素、フェニルトリブロモメチルフェニルスルホ
ン、フェニルトリクロロメチルケトン、および、特開昭
53−133428号、特公昭57−1819号、特公
昭57−6096号、米国特許第3615455号各明
細書に記載の化合物がある。
(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス
(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、2,4−ジエチル
チオキサントン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベ
ンゾフェノンとベンゾフェノンとの組合せ、4,4’−
ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンと2−(o−ク
ロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール2量
体との組合せ、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベン
ゾフェノンとフェニルトリブロモメチルフェニルスルホ
ンとの組合せなどが挙げられる。
物の固形分に対して、好ましくは0.1〜20wt%、
より好ましくは0.2〜10wt%である。0.1wt
%未満では、感度が不足し、20wt%を越えると光重
合性組成物の膜物性に悪影響を及ぼすため、本発明の目
的には適合しない。
く、カルボキシル基含有バインダー、光重合開始剤
(系)および光重合性モノマーから成るが、必要に応じ
て、熱重合禁止剤、可塑剤、色素、変色剤、密着促進剤
等を併用してもよく、これによって目的とするフォトレ
ジスト、樹脂凸版、平版印刷版、フォトマスク等を広範
に調製できる。
重合や経時的な重合を防止するために添加するもので、
これにより光重合性組成物の調製時や金属板に積層して
使用するまでの保存時の化学的な安定性を高めることが
できる。熱重合禁止剤の例としては、p−メトキシフェ
ノール、ハイドロキノン、ベンゾキノン、o−トルキノ
ン、p−トルキノン、t−ブチルカテコール、ピロガロ
ール、2−ヒドロキシベンゾフェノン、4−メトキシ−
2−ヒドロキシベンゾフェノン、塩化第一銅、フェノチ
アジン、フェニドン、フロラニル、クロラニル、ナフチ
ルアミン、ピリジン、p−トルイジン、β−ナフトー
ル、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ニトロ
ベンゼン、ジニトロベンゼン、ピクリン酸、N−ニトロ
ソフェニルヒドロキシルアミンのアルミニウム塩もしく
はアンモニウム塩、メチレンブルー有機銅、サリチル酸
メチル、アリールフォスファイト等が挙げられる。熱重
合禁止剤の好ましい添加量は、光重合性組成物の固形分
に対して、0.001〜10wt%、より好ましくは、
0.01〜3wt%である。0.001wt%未満で
は、熱安定性が劣り、10wt%を越えると感度が低下
する。
膜質やその他の物性、感光性等を調整するために添加す
る。可塑剤の例としては、フタル酸ジブチル、フタル酸
ジヘプチル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジアリル等
のフタル酸エステル類、トリエチレングリコールジアセ
テート、テトラエチレングリコールジアセテート等のグ
リコールエステル類、p−トルエンスルホンアミド、ベ
ンゼンスルホンアミド、N−n−ブチルベンゼンスルホ
ンアミド等の酸アミド類、アジピン酸ジイソブチル、ア
ゼライン酸ジオクチル、マレイン酸ジブチル等の脂肪族
2塩基酸エステル類、クエン酸トリブチル、グリセリン
トリアセテート、ラウリン酸ブチル4,5−ジエポキシ
シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸ジオクチルなど
が挙げられる。可塑剤の好ましい添加量は、光重合性組
成物の固形分の0.001〜50wt%であり、より好
ましくは、0.01〜20wt%である。50wt%を
越えると現像性や画質に悪影響を及ぼす。
加される。色素の例としては、マラカイトグリーン、メ
チルグリーン、ブリリアトグリーン、メチルバイオレッ
ト、クリスタルバイオレット、エチルバイオレット、ビ
クトリアピュアブルーBOH、オイルブルー#603
(オリエント化学工業株式会社製)、エオシン、エリス
ロシンB、ローズベンガル、ローダミンB、ローダミン
6G、2,7−ジクロロフルオレセイン、フェノールフ
タレイン、アリザリンレッドS、チモールフタレイン、
キナルジンレッド、メタニルイエロー、チモールスルホ
フタレイン、ジフェニルトリアゼン、キシレノールブル
ー、メチルコンゴレッド、ジフェニルチオカルバゾン、
パラメチルレッド、コンゴーレッド、ベンゾブルブリン
4B、α−ナフチルレッド、ナイルブルーA、フェナセ
タリン、パラフクシン、ベーシックフクシン等を挙げる
ことができる。色素の好ましい添加量は、光重合性組成
物の固形分の0.001〜10wt%、より好ましくは
0.1〜5wt%である。10wt%を越えると、感度
に悪影響を与える。
を通して光照射したときに可視像が得られるように添加
される。変色剤の例としては、前記の色素の他にジフェ
ニルアミン、ジベンジルアニリン、トリフェニルアミ
ン、ジエチルアニリン、ジフェニル−p−フェニレンジ
アミン、p−トルイジン、4,4’−ビフェニルジアミ
ン、o−クロロアニリン、p,p’,p”−ヘキサメチ
ルトリアミノトリフェニルメタン、p,p’−テトラメ
チルジアミノトリフェニルメタン、 p,p’,p”−
トリアミノトリフェニルカルビノール等が挙げられる。
変色剤の好ましい添加量は、光重合性組成物の固形分の
0.001〜10wt%、より好ましくは0.01〜5
wt%である。10wt%を越えると、感度低下やカブ
リを起こしやすい。
したアルミニウム、シリコン等の金属板等の表面への光
重合性組成物の密着性を高めるために添加する。密着促
進剤の例としては、特公昭50−9177号明細書に記
載されているベンズイミダゾール、ベンズチアゾール、
ベンズトリアゾール、特開昭53−702号明細書に記
載されている2−メルカプトベンズチアゾール、2−メ
ルカプトベンズイミダゾール、また、特開昭59−11
3432号、特開昭59−16501号、特開昭60−
12543号、特開昭60−12544号、特開昭61
−172139号各明細書に記載されている化合物を挙
げることができる。密着促進剤の好ましい添加量は、光
重合性組成物の固形分の0.001〜10wt%、より
好ましくは0.01〜5wt%である。10wt%を越
えると現像残りの原因となる。
より基板にラミネート・画像露光した後、未露光部を溶
解除去(現像)することにより、レジスト像を形成す
る。
液により現像することができる。現像液としては、例え
ば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウ
ム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、ア
ンモニア等の0.1〜10wt%の水溶液を用いること
ができるが、場合によっては、アミン類、例えばブチル
アミン、ヘキシルアミン、ベンジルアミン、アリルアミ
ン等の1級アミン、ジエチルアミン、ベンジルエチルア
ミン等の2級アミン、トリエチルアミン等の3級アミ
ン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタ
ノールアミン、2−アミノ−1,3−プロパンジオール
等のヒドロキシルアミン、モルホリン、ピリジン、ピペ
ラジン、ピペリジン等の環状アミン、前記アミンの硫酸
塩、炭酸塩、重炭酸塩、アルカリ金属リン酸塩、ピロリ
ン酸塩等の塩基性塩、テトラメチルアンモニウムヒドロ
キシド、コリン等のヒドロキシ塩等を使用することもで
きる。以下に、実施例に基づき本発明を更に詳細に説明
するが、本発明はこれによって限定されるものではな
い。なお、「部」は、「重量部」を意味する。
に表1に挙げた量の各種バインダーの35%溶液を添加
した。
クリル酸2−エチルヘキシル/メタクリル酸ベンジル共
重合体(モル比=55/28/12/5,重量平均分子
量=80,000の35wt%溶液、溶媒はメチルエチ
ルケトン/1−メトキシ−2−プロパノール=2/1) バインダーB:重量平均分子量=150,000である
以外はバインダーAと同様 バインダーC:重量平均分子量=10,000である以
外はバインダーAと同様 バインダーD:スチレン/アクリル酸共重合体(モル比
=63/37,重量平均分子量10、000)
mのポリエチレンテレフタレート仮支持体上に塗布し、
100℃で2分間乾燥して約40μm厚の感光性樹脂塗
布膜を有するドライフィルムを作製した。
ルムを清浄化した銅張積層板(銅厚35μ)上に105
℃で積層した。15分後に、5kw超高圧水銀灯(オー
ク社(株)製HMW−532D)を用いて70mj/c
m2全面露光した。露光15分後、1%炭酸ナトリウム
水溶液(30℃)で40秒間スプレー現像したのち、2
0℃の水で40秒間水洗した。このようにして得られた
レジストを50℃の3%NaOH水溶液で剥離し、剥離
片の大きさを評価した。
ルムを正確に5cm角に裁断して10枚重ね合わせ、1
kgの重りを載せた。30℃80%の雰囲気下でサンプ
ルを保存し、1週間後に10枚のサンプルの端が融着し
ているかどうかチェックした。
組成物は、剥離片サイズが小さく、かつエッジフュージ
ョンが発生しにくい点において従来公知の組成物より優
れていることは明らかである。
Claims (3)
- 【請求項1】 (1)カルボキシル基含有バインダー、
(2)光重合可能なモノマー、及び(3)光重合開始剤
系を含有するアルカリ水溶液で現像可能な光重合性組成
物であって、該カルボキシル基含有バインダーが、スチ
レン/(メタ)アクリル酸の共重合体(重量平均分子量
1、000〜100、000)を、全バインダーの5〜
50重量%含むことを特徴とする光重合性組成物。 - 【請求項2】 請求項1において、該スチレン/(メ
タ)アクリル酸の共重合体以外のカルボキシル基含有バ
インダーが、メタクリル酸/メタクリル酸メチル/メタ
クリル酸ベンジル/アクリル酸−2−エチルヘキシル共
重合体であることを特徴とする光重合性組成物。 - 【請求項3】 請求項1において、該光重合開始剤系が
ロフィン2量体を含有することを特徴とする光重合性組
成物。
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|---|---|---|---|
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