感光性樹(shù)脂組合物、固化浮雕圖案的制造方法、半導(dǎo)體裝置及顯示體裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供含有(A-1)具有下述通式(1)所示結(jié)構(gòu)的樹(shù)脂和(B)光產(chǎn)酸劑的感光性樹(shù)脂組合物。式(1)中，X、R1～R7、m1～m4、n1、n2、Y和W分別如說(shuō)明書(shū)中所規(guī)定。
【專(zhuān)利說(shuō)明】感光性樹(shù)脂組合物、固化浮雕圖案的制造方法、半導(dǎo)體裝置及顯示體裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及例如電子元件的絕緣材料、以及半導(dǎo)體裝置中的鈍化膜、緩沖涂膜和層間絕緣膜等的浮雕圖案的形成中使用的感光性樹(shù)脂組合物，使用其的固化浮雕圖案的制造方法以及半導(dǎo)體裝置及顯示體裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]一直以來(lái)，半導(dǎo)體裝置中使用的表面保護(hù)膜和層間絕緣膜廣泛使用兼具優(yōu)異的耐熱性、電特性、機(jī)械特性等的聚酰亞胺樹(shù)脂或聚苯并噁唑樹(shù)脂。由于這些樹(shù)脂在各種溶劑中的溶解性低，因此通常以環(huán)狀結(jié)構(gòu)開(kāi)環(huán)而成的前體形式溶解在溶劑中形成組合物來(lái)使用。因此，使用時(shí)必需使前體閉環(huán)的工序。該閉環(huán)工序通常通過(guò)加熱到300°C以上的熱固化來(lái)進(jìn)行。
[0003]但是，近年來(lái)與以往產(chǎn)品相比耐熱性差的半導(dǎo)體裝置得到開(kāi)發(fā)，因此對(duì)于表面保護(hù)膜或?qū)娱g絕緣膜的形成材料也要求熱固化溫度的降低，要求300°C以下時(shí)的熱固化性、進(jìn)而250°C以下時(shí)的熱固化性的情況增多。
[0004]對(duì)于上述要求，以下的專(zhuān)利文獻(xiàn)I中提出了一種感光性樹(shù)脂組合物，其感光性能優(yōu)異，并且含有在抗蝕劑領(lǐng)域中廣泛用作基礎(chǔ)樹(shù)脂的具有酚性羥基的堿可溶性樹(shù)脂作為基礎(chǔ)樹(shù)脂、進(jìn)而含有醌重氮基化合物和固化劑，記載了該感光性樹(shù)脂組合物通過(guò)100?250°c溫度下的30分鐘?10小時(shí)的加熱而熱固化。
[0005]進(jìn)而，專(zhuān)利文獻(xiàn)2中提出了一種感光性樹(shù)脂組合物，其含有酚醛清漆樹(shù)脂和感光齊U，所述酚醛清漆樹(shù)脂使用具有含有兩個(gè)以上羥基的苯核的酚類(lèi)化合物而得到、并且重均分子量處于1000?20000的范圍內(nèi)。
[0006]進(jìn)而，以下的專(zhuān)利文獻(xiàn)3中，作為電特性?xún)?yōu)異的、用于形成液晶取向控制突起和/或間隔物或同時(shí)形成液晶取向控制突起和間隔物的材料，提出了使用骨架具有聯(lián)苯化合物與酚類(lèi)的縮合物的樹(shù)脂和光聚合引發(fā)劑和/或光產(chǎn)酸劑的反應(yīng)性樹(shù)脂組合物，記載了該反應(yīng)性樹(shù)脂組合物通過(guò)150?400°C的溫度下的10分鐘?120分鐘的加熱而熱固化。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0009]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2003-215789號(hào)公報(bào)
[0010]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本專(zhuān)利第3839840號(hào)公報(bào)
[0011]專(zhuān)利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)2008-292677號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0013]樹(shù)脂以表面保護(hù)膜或?qū)娱g絕緣膜形式適用于半導(dǎo)體裝置的情況下，伸長(zhǎng)率是重要的膜物性。但是，專(zhuān)利文獻(xiàn)I中記載的組合物固化而成的膜存在伸長(zhǎng)率低的問(wèn)題。另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)2中沒(méi)有關(guān)于作為半導(dǎo)體保護(hù)膜所需要的厚膜的浮雕圖案形成的記載。另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)2中記載的感光性樹(shù)脂組合物存在固化膜的伸長(zhǎng)率低、熱固化時(shí)的殘膜率低、進(jìn)而固化圖案的形狀差的問(wèn)題。
[0014]另外判明，與專(zhuān)利文獻(xiàn)I同樣地專(zhuān)利文獻(xiàn)3的組合物固化而成的膜存在伸長(zhǎng)率低的問(wèn)題。
[0015]因此，本發(fā)明的目的在于，提供具有充分的堿溶解性、能夠在300°C以下的溫度下固化、固化膜的伸長(zhǎng)率優(yōu)異、能夠以厚膜(約IOym)形成圖案、固化時(shí)的殘膜率高、并且固化浮雕圖案的形狀良好的感光性樹(shù)脂，使用該感光性樹(shù)脂形成圖案的固化浮雕圖案的形成方法，以及具有該固化浮雕圖案的半導(dǎo)體裝置及顯示體裝置。
[0016]用于解決問(wèn)題的方案
[0017]本發(fā)明人等鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題而進(jìn)行了深入地研究、重復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)使用含有共聚物或樹(shù)脂混合物、和光產(chǎn)酸劑的感光性樹(shù)脂組合物，可以解決上述問(wèn)題，從而完成了本發(fā)明，所述共聚物具有特定兩種重復(fù)單元結(jié)構(gòu)，所述樹(shù)脂混合物含有包含前述特定重復(fù)單元結(jié)構(gòu)的樹(shù)脂。即，本發(fā)明如以下所述。
[0018]一種感光性樹(shù)脂組合物，其含有(A-1)具有下述通式(I)所示結(jié)構(gòu)的樹(shù)脂和(B)光產(chǎn)酸劑，
[0019]
【權(quán)利要求】
1.一種感光性樹(shù)脂組合物，其含有(A-1)具有下述通式⑴所示結(jié)構(gòu)的樹(shù)脂和⑶光產(chǎn)酸劑，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感光性樹(shù)脂組合物，其中，所述通式(I)中的X全部是氫原子。
3.—種感光性樹(shù)脂組合物，其含有(A-2)樹(shù)脂混合物和(B)光產(chǎn)酸劑，所述(A-2)樹(shù)脂混合物含有具有下述通式(7)所示結(jié)構(gòu)的樹(shù)脂和具有下述通式(8)所示結(jié)構(gòu)的樹(shù)脂，該具有通式(7)所示結(jié)構(gòu)的樹(shù)脂:該具有通式(8)所示結(jié)構(gòu)的樹(shù)脂的重量比為5:95~95:5，
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的感光性樹(shù)脂組合物，其中，所述通式(7)和(8)中的X全部是氫原子。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的感光性樹(shù)脂組合物，其中，具有所述通式(7)所示結(jié)構(gòu)的樹(shù)脂具有下述通式(9)所示的結(jié)構(gòu)，并且具有所述通式(8)所示結(jié)構(gòu)的樹(shù)脂具有下述通式(10)所示的結(jié)構(gòu)，
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的感光性樹(shù)脂組合物，其中，所述通式(9)和(10)中的X全部是氫原子。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的感光性樹(shù)脂組合物，其中，所述通式(I)中的Y是具有下述通式(11)或(12)所示結(jié)構(gòu)的樹(shù)脂，
-CHR8- (11) 式(11)中，R8是氫原子或碳原子數(shù)為I~11的一價(jià)有機(jī)基團(tuán)，
8.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的感光性樹(shù)脂組合物，其中，所述通式(8)中的Y是具有下述通式(11)或(12)所示結(jié)構(gòu)的樹(shù)脂，
-CHR8- (11) 式(11)中，R8是氫原子或碳原子數(shù)為1~11的一價(jià)有機(jī)基團(tuán)，
9.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的感光性樹(shù)脂組合物，其中，所述通式(10)中的Y是具有所述通式(11)或(12)所示結(jié)構(gòu)的樹(shù)脂。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2和7中任一項(xiàng)所述的感光性樹(shù)脂組合物，其中，所述通式(I)中的R1是選自由碳原子數(shù)為I~10的烴基、碳原子數(shù)為I~10的烷氧基、和所述通式(5)所示的基團(tuán)組成的組中的至少一種，所述通式(I)中的W是單鍵，并且所述通式(5)中的R15是選自由羥基、-NH2, -NH-R19, -N(R19)2、和-O-R19所示的基團(tuán)組成的組中的一價(jià)基團(tuán)，其中，R19是選自碳原子數(shù)為I~12的脂肪族基團(tuán)、碳原子數(shù)為3~12的脂環(huán)式基團(tuán)、或碳原子數(shù)為6~18的芳香族基團(tuán)中的一價(jià)基團(tuán)。
11.根據(jù)權(quán)利要求3、4和8中任一項(xiàng)所述的感光性樹(shù)脂組合物，其中，所述通式(7)和(8)中的R1是選自由碳原子數(shù)為I~10的烴基、碳原子數(shù)為I~10的烷氧基、和所述通式(5)所示的基團(tuán)組成的組中的至少一種，所述通式(7)中的W是單鍵，并且所述通式(5)中的R15是選自由羥基、-NH2、-NH-R19、-N(R19)2、和-O-R19所示的基團(tuán)組成的組中的一價(jià)基團(tuán)，其中，R19是選自碳原子數(shù)為I~12的脂肪族基團(tuán)、碳原子數(shù)為3~12的脂環(huán)式基團(tuán)、或碳原子數(shù)為6~18的芳香族基團(tuán)中的一價(jià)基團(tuán)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1、2、7和10中任一項(xiàng)所述的感光性樹(shù)脂組合物，其中，所述(A-1)樹(shù)脂是具有下述通式(13)所示結(jié)構(gòu)的樹(shù)脂，
13.根據(jù)權(quán)利要求3、4、8和11中任一項(xiàng)所述的感光性樹(shù)脂組合物，其中，所述(A-2)樹(shù)脂混合物為含有具有下述通式(15)所示結(jié)構(gòu)的樹(shù)脂和具有下述通式(8a)所示結(jié)構(gòu)的樹(shù)脂的樹(shù)脂混合物，并且該具有通式(15)所示結(jié)構(gòu)的樹(shù)脂:該具有通式(8a)所示結(jié)構(gòu)的樹(shù)脂的重量比為35:65~80:20，
14.一種酚醛樹(shù)脂，其具有下述通式(17)所示的結(jié)構(gòu)，
15.一種酚醛樹(shù)脂，其具有下述通式(18)所示的結(jié)構(gòu)，
16.一種感光性樹(shù)脂組合物，其含有權(quán)利要求14或15所述的酚醛樹(shù)脂和(B)光產(chǎn)酸劑。
17.根據(jù)權(quán)利要求1~13和16中任一項(xiàng)所述的感光性樹(shù)脂組合物，其中，所述(B)光產(chǎn)酸劑為具有萘醌重氮基結(jié)構(gòu)的化合物。
18.—種感光性樹(shù)脂組合物，其含有(A-1)具有下述通式(19)所示結(jié)構(gòu)的樹(shù)脂和(B)光產(chǎn)酸劑，
19.根據(jù)權(quán)利要求1~13和16~18中任一項(xiàng)所述的感光性樹(shù)脂組合物，其還含有(C)交聯(lián)劑。
20.根據(jù)權(quán)利要求1~13和16~19中任一項(xiàng)所述的感光性樹(shù)脂組合物，其還含有(D)熱產(chǎn)酸劑。
21.一種固化浮雕圖案的制造方法，其包括以下的工序: (1)將含有權(quán)利要求1~13和16~20中任一項(xiàng)所述的感光性樹(shù)脂組合物的感光性樹(shù)脂層形成于基板上的工序、 (2)使該感光性樹(shù)脂層曝光的工序、 (3)通過(guò)顯影液去除曝光部或未曝光部而得到浮雕圖案的工序、和 (4)對(duì)該浮雕圖案進(jìn)行加熱處理的工序。
22.一種固化浮雕圖案，其通過(guò)權(quán)利要求21所述的方法制造。
23.一種半導(dǎo)體裝置，其具備半導(dǎo)體元件和設(shè)置在該半導(dǎo)體元件上部的固化膜，該固化膜為權(quán)利要求22所述的固化浮雕圖案。
24.一種顯示體裝置，其具備顯示體元件和設(shè)置在該顯示體元件上部的固化膜，該固化膜為權(quán)利要求22所述的固化浮雕圖案。
25.—種堿可溶性樹(shù)脂組合物，其含有堿可溶性樹(shù)脂和溶劑，通過(guò)涂布該堿可溶性樹(shù)脂組合物，并在200°C下固化而得到的固化膜滿(mǎn)足下述a)~c)全部: a)膜厚7μ m時(shí)的應(yīng)力為5MPa以上且18MPa以下、 b)膜厚10μ m時(shí)的膜的拉伸伸長(zhǎng)率的最大值為20%以上且100%以下、并且 c)膜厚10μ m時(shí)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為180°C以上且300°C以下。
26.一種固化膜，其為將由包含酚醛樹(shù)脂、光產(chǎn)酸劑和溶劑的正型感光性樹(shù)脂組合物形成的感光性樹(shù)脂層涂布于基板，進(jìn)行曝光、顯影、固化而得到的固化物，在5μπι以上且100μ m以下的空白部位和Imm以上且IOmm以下的臺(tái)階部位的截面形狀中，由在固化膜厚的一半高度處劃切線(xiàn)時(shí)的對(duì)于基材表面的內(nèi)角所規(guī)定的截面角度為40°以上且90°以下。
【文檔編號(hào)】G03F7/004GK103988127SQ201280060449
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月9日
【發(fā)明者】澀井智史, 平田龍也, 佐佐木隆弘, 山田泰輔 申請(qǐng)人:旭化成電子材料株式會(huì)社