正性光敏樹脂組合物的製作方法

2023-05-08 23:11:41

專利名稱：正性光敏樹脂組合物的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種正性光敏樹脂組合物(正性感光樹脂組合物)。更具體地，本發明涉及一種這樣的正性光敏樹脂組合物，其顯著減小膜收縮，具有高感光度、高解析度、以及極好的殘留物去除性能，並且可以實現良好的圖案形狀。
背景技術：
用於半導體器件的常規的表面保護層和層間絕緣層包含具有極好的耐熱性、電氣特性、機械特性等的聚醯亞胺樹脂。聚醯亞胺樹脂近來已經作為光敏聚醯亞胺前體組合物的形式使用，並且它能夠通過在半導體器件上塗布聚醯亞胺前體組合物，通過紫外(UV)線來圖案化，顯影，以及熱醯亞胺化所述組合物被塗布並且形成用於表面保護層、層間絕緣層等的基於聚醯亞胺的樹脂膜。因此，與常規非光敏聚醯亞胺前體組合物相比，可以顯著縮短用於表面保護層、層間絕緣層等的處理。光敏聚醯亞胺前體組合物可以被用作其中通過顯影溶解而曝光(暴露)的部分的正型以及其中固化並維持曝光的部分的負型。優選使用正型，這是因為它可以通過非毒性鹼性水溶液來顯影。正性光敏聚醯亞胺前體組合物包括聚醯胺酸的聚醯亞胺前體、重氮基萘醌(diazonaphtoquinone)的光敏材料等。然而，正性光敏聚醯亞胺前體組合物具有不能獲得期望的圖案的問題，這是因為所使用的聚醯胺酸的碳酸(含碳酸)對於鹼過於高度可溶。為了解決該問題，已經建議(參見日本專利公開號H10-30739) —種通過用具有至少一個羥基基團的醇化合物酯化聚醯胺酸而向其中引入酚式羥基酸來代替碳酸(含碳酸) 的材料，但這種材料開發不充分，導致層減少或樹脂從襯底(基板)分層的問題。最近，混合其聚苯並噁唑前體與重氮基萘醌(diazonaphtoquinone)化合物的材料已經引起關注(日本專利公開號S63-96162)，但當實際使用聚苯並噁唑前體組合物時， 未曝光部分的層減少會顯著增加，使得在顯影工藝以後很難獲得期望的圖案。為了對此進行改善，如果增加聚苯並噁唑前體的分子量，則會減小未曝光部分的層減少量，但會產生顯影殘留物(浮渣)，使得它劣化解析度並延長在曝光部分上的顯影持續時間。為了解決該問題，已報導通過向聚苯並噁唑前體組合物中加入一定的酚類化合物可以抑制層減少(日本專利公開號H9-302221和日本專利公開號2000-292913)。然而，抑制未曝光部分的減少量的效果是不夠的，所以需要進行研究以增加對抑制層減少的效果，以及防止產生顯影殘留物(浮渣)。此外，在熱固化期間在高溫下用來調節溶解度的酚會分解或引起副反應，或當在高溫下蒸發時它會在層中形成微孔。由於這些問題，酚最終會損害最終獲得的固化膜的力學性能。因此，需要開發可以解決所述問題的溶解控制劑 (dissolution control1ingagent)0

發明內容
技術問題
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本發明的一種實施方式提供了一種正性光敏樹脂組合物，該組合物可以具有高感光度、高解析度、極好的圖案形成性能、以及極好的殘留物去除性能，僅用微量的聚苯並噁唑前體，該組合物就可以保持最佳的固體含量和粘度，並且該組合物可以實現低的膜收縮和極好的膜特性。技術方案本發明的另一種實施方式提供了一種半導體器件，該器件包括通過使用正性光敏樹脂組合物而製備的光敏樹脂膜。本發明的實施方式並不限於上述技術目的，並且本領域普通技術人員可以理解其它技術目的。根據本發明的一種實施方式，提供了一種正性光敏樹脂組合物，該組合物包括(A) 聚苯並噁唑前體，其包括由以下化學式1表示的重複單元，(B)光敏重氮醌化合物，(C)矽烷化合物，(D)聚醯胺酸酯化合物，以及(E)溶劑。[化學式1]
權利要求
1.一種正性光敏樹脂組合物，包括(A)聚苯並噁唑前體，包括由以下化學式1表示的重複單元；(B)光敏重氮醌化合物；(C)矽烷化合物；(D)聚醯胺酸酯化合物；以及(E)溶劑， [化學式1]OH—rNH—Xi ~~NHOCi~~Yi 「-CO 「「--NH」-Xi -NHOC-Yti~~00~4~i "I-W Itil特in !EOH其中，在以上化學式1中X1是芳香族有機基團，四價至六價脂肪族有機基團，包括選自由N、0、P、S、以及Si組成的組中的雜原子的脂環族有機基團，或包括選自由N、O、P、S、以及Si組成的組中的雜原子的四價至六價脂肪族有機基團；X2是芳香族有機基團，二價至六價脂肪族有機基團，包括選自由N、0、P、S、以及Si組成的組中的雜原子的脂環族有機基團，或包括選自由N、O、P、S、以及Si組成的組中的雜原子的二價至六價脂肪族有機基團，或由以下化學式2表示的基團；Y1和Y2是相同或不同的，並且獨立地是芳香族有機基團，二價至六價脂肪族有機基團， 包括選自由N、O、P、S、以及Si組成的組中的雜原子的脂環族有機基團，或包括選自由N、O、 P、S、以及Si組成的組中的雜原子的二價至六價脂肪族有機基團； Iii1和m2分別是摩爾比，其中H^m2是IOOmol % ； Hi1在60mol%至IOOmol %的範圍內；以及 1112在0至40mol%的範圍內， [化學式2]η—0+!+…*L I Jk Ri其中，在以上化學式2中R1和R2是相同或不同的，並且獨立地是取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的烷氧基、或羥基；R3和R4是相同或不同的，並且獨立地是取代或未取代的亞烷基、或取代或未取代的亞芳基；以及k是1至50的整數。
2.根據權利要求1所述的正性光敏樹脂組合物，其中，所述聚苯並噁唑前體具有3000 至300，000的重均分子量(Mw)。
3.根據權利要求1所述的正性光敏樹脂組合物，其中，所述聚醯胺酸酯化合物由以下化學式15表示，[化學式15]
4.根據權利要求3所述的正性光敏樹脂組合物，其中，所述聚醯胺酸酯化合物具有 3000至30，000的重均分子量(Mw)。
5.根據權利要求1所述的正性光敏樹脂組合物，其中，所述溶劑選自由N-甲基-2-吡咯烷酮、Y-丁內酯、N，N-二甲基乙醯胺、二甲亞碸、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二丁醚、丙二醇單甲醚、二丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、甲基-1，3-丁二醇乙酸酯、1，3-丁二醇-3-單甲醚、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、 3-甲氧基丙酸甲酯、以及它們的組合組成的組。
6.根據權利要求1所述的正性光敏樹脂組合物，其中，所述光敏樹脂組合物包括 基於100重量份的(A)所述聚苯並噁唑前體(B)5至100重量份的光敏重氮醌化合物；(C)0.1至30重量份的矽烷化合物；(D)10至100重量份的聚醯胺酸酯化合物；以及(E)溶劑，其中以20 80至90 10的重量比包括所述溶劑和聚苯並噁唑前體。
7.一種使用根據權利要求1至6中的任一項所述的正性光敏樹脂組合物製造的光敏樹脂膜。
8.一種電子半導體元件，包括根據權利要求7所述的光敏樹脂膜。
全文摘要
本發明提供了一種正性光敏樹脂組合物，包括(A)聚苯並噁唑前體；(B)光敏重氮醌化合物；(C)矽烷化合物；(D)聚醯胺酸酯化合物；以及(E)溶劑。該正性光敏樹脂組合物可以減少膜收縮，具有高感光度、高解析度、以及極好的殘留物去除性能，並且可以實現良好的圖案形狀。
文檔編號G03F7/039GK102159995SQ200880131180
公開日2011年8月17日 申請日期2008年12月31日 優先權日2008年9月29日
發明者俞龍植, 李吉成, 李種和, 趙顯龍, 車明煥, 鄭鬥瑛, 鄭知英, 鄭閔鞠 申請人:第一毛織株式會社