6章:ノーマル厚膜用のスピンコートレジスト
作成2011.10.03
- ノーマル厚膜用ののスピンコートレジスト調合材料の選定
厚膜用ののスピンコートレジスト調合はさほど難しくはありません。
下記の条件を満たせば、厚膜用となります。
・レジスト粘度を大きくする。
・ラジカル重合開始剤の紫外線吸収を適正にして、厚みのあるレジストの下部まで
紫外線が透過するようにする。
レジスト粘度を大きくするには、(1)希釈剤の希釈率を小さくする、
(2)主剤に粘度の大きいレジストを選定する、(3)粘度の高い希釈剤を選定する。
選択可能なラジカル重合性樹脂の選択範囲は大幅に広がります。
しかし、ここでは小変更で対応します。
- スピンコートレジスト主剤の選定
主剤は以下の材料とします。
・スチレン型不飽和ポリエステル樹脂
・サンドーマ CN-325 ディーエイチ・マテリアル(株)
・外観 淡黄色液体 粘度 1200mPa・s(25℃)
・用途 木工塗料用ワニス
以下サンドーマ CN-325をCN-325と略して記載します。
- スピンコートレジスト希釈剤の選定
・メタクリル酸エチル M0084
CAS No 80-62-6 で分子構造が特定されています。
この材料は東京化成工業から試薬として購入することが可能です。
・和名 : メタクリル酸エチル
・TCI製品コード :M0084
・分子量 =114.14
・粘度 0.56mPa・s(25℃)
・沸点 100℃
以下メタクリル酸エチル M0084をM0084と略して記載します。
- ドライエッチ耐性向上材料
・エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート A-BPE-10
硬化後の弾力性に優れた材料です。
CAS No 64401-02-1 ですが、分子量までは特定できません。
・製品名 : A-BPE-10 新中村化学工業
・化学名 エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート
・外観:淡黄色透明液体
・分子量:776
・色数:70(APHA)
・比重:1.137(25℃)
・粘度:550(mPa・s/25℃)
・屈折率:1.516
・重合禁止剤:100(MEHQppm)
以下エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート A-BPE-10をA-BPE-10と略して記載します。
- 3次元結合力向上材料
気まぐれですが、分子量の大きい下記の材料に変更してみました。
・イソシアヌル酸トリス(2-アクリロイルオキシエチル) T2325
CAS No 40220-08-4 で分子構造が特定されています。
この材料は東京化成工業から試薬として購入することが可能です。
・和名 : イソシアヌル酸トリス(2-アクリロイルオキシエチル)
・TCI製品コード :T2325
・分子量 =423.37
・物理的状態(20℃) 固体
・融点 53℃
以下イソシアヌル酸トリス(2-アクリロイルオキシエチル) T2325をT2325と略して記載します。
- 光重合開始剤の選定
光重合開始剤はIRGACURE 907を使用します。
この光重合開始剤は固体です。紫外線の透過率と感度バランスがとれています。、中程度の膜厚の
スピンコートレジストに適用します。
CAS No 71868-10-5 で分子構造が特定されています。
この材料は東京化成工業から試薬として販売されていませんが、シグマ アルドリッチ ジャパン
からは試薬として販売されています。(非常に多くの種類の試薬を扱っています。)
・和名 : 2-メチル-4′-(メチルチオ)-2-モルホリノプロピオフェノン
・製品番号 405639-50G
・分子量 =279.40
この分子構造においては、ベンゼン環が1個あり、これが紫外線を吸収し、エネルギーを
得ます。このエネルギーが分子内を伝播し、酸素の2重結合がある不安定部分の結合
を切ります。
このため、共有結合が切れたラジカルが発生し、ラジカル重合反応を開始させます。
以下IRGACURE 907をI-907と略して記載します。
- ノーマル厚膜用のスピンコートレジストの配合比の決定
ここまで検討したら、後は直感で配合比を決定します。
ただし、希釈率は5000rpm-20sスピンコート後、ベーク80℃2分を行った後、膜厚を測定して調整します。
・ノーマル厚膜用のスピンコートレジストの配合比 CN-325:A-BPE-10:T2325:M0084:I-907=1:1:1:10:0.3
・この配合で、膜厚775nm程度の均一なスピンコート膜を得ることができます。
・回転数の設定で変化できる膜厚は僅かです。
・大きく膜厚を変える場合は、希釈率を変更する必要があります。
・混合後は、200nm程度の孔径のフィルターを使用してのフィルタリングが必要です。
・スピンコート時の膜厚は回転時間10s〜20sで安定します。
・スピンコート後は、80℃2分のベークを行い、希釈剤を蒸発させる必要があります。
・露光時間は僅かに長めとなります。
- ノーマル厚膜用のスピンコートレジストの今後
2層プロセス、3層プロセス検討用レジストです。
厚膜用のスピンコートレジスト材料の選択の範囲は、広がりますが
本レジスト調合条件は、複数の条件での比較評価をして決めた条件ではありません。
(直感的に1回できめた条件です。)
7章:Si系薄膜用のスピンコートレジストに行く。
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