感光性树脂组合物、固化浮雕图案的制造方法、半导体装置及显示体装置制造方法
【专利摘要】本发明提供含有(A-1)具有下述通式(1)所示结构的树脂和(B)光产酸剂的感光性树脂组合物。式(1)中，X、R1～R7、m1～m4、n1、n2、Y和W分别如说明书中所规定。
【专利说明】感光性树脂组合物、固化浮雕图案的制造方法、半导体装置及显示体装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及例如电子元件的绝缘材料、以及半导体装置中的钝化膜、缓冲涂膜和层间绝缘膜等的浮雕图案的形成中使用的感光性树脂组合物，使用其的固化浮雕图案的制造方法以及半导体装置及显示体装置。
【背景技术】
[0002]一直以来，半导体装置中使用的表面保护膜和层间绝缘膜广泛使用兼具优异的耐热性、电特性、机械特性等的聚酰亚胺树脂或聚苯并噁唑树脂。由于这些树脂在各种溶剂中的溶解性低，因此通常以环状结构开环而成的前体形式溶解在溶剂中形成组合物来使用。因此，使用时必需使前体闭环的工序。该闭环工序通常通过加热到300°C以上的热固化来进行。
[0003]但是，近年来与以往产品相比耐热性差的半导体装置得到开发，因此对于表面保护膜或层间绝缘膜的形成材料也要求热固化温度的降低，要求300°C以下时的热固化性、进而250°C以下时的热固化性的情况增多。
[0004]对于上述要求，以下的专利文献I中提出了一种感光性树脂组合物，其感光性能优异，并且含有在抗蚀剂领域中广泛用作基础树脂的具有酚性羟基的碱可溶性树脂作为基础树脂、进而含有醌重氮基化合物和固化剂，记载了该感光性树脂组合物通过100?250°c温度下的30分钟?10小时的加热而热固化。
[0005]进而，专利文献2中提出了一种感光性树脂组合物，其含有酚醛清漆树脂和感光齐U，所述酚醛清漆树脂使用具有含有两个以上羟基的苯核的酚类化合物而得到、并且重均分子量处于1000?20000的范围内。
[0006]进而，以下的专利文献3中，作为电特性优异的、用于形成液晶取向控制突起和/或间隔物或同时形成液晶取向控制突起和间隔物的材料，提出了使用骨架具有联苯化合物与酚类的缩合物的树脂和光聚合引发剂和/或光产酸剂的反应性树脂组合物，记载了该反应性树脂组合物通过150?400°C的温度下的10分钟?120分钟的加热而热固化。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:日本特开2003-215789号公报
[0010]专利文献2:日本专利第3839840号公报
[0011]专利文献3:日本特开2008-292677号公报
【发明内容】
[0012]发明要解决的问题
[0013]树脂以表面保护膜或层间绝缘膜形式适用于半导体装置的情况下，伸长率是重要的膜物性。但是，专利文献I中记载的组合物固化而成的膜存在伸长率低的问题。另外，专利文献2中没有关于作为半导体保护膜所需要的厚膜的浮雕图案形成的记载。另外，专利文献2中记载的感光性树脂组合物存在固化膜的伸长率低、热固化时的残膜率低、进而固化图案的形状差的问题。
[0014]另外判明，与专利文献I同样地专利文献3的组合物固化而成的膜存在伸长率低的问题。
[0015]因此，本发明的目的在于，提供具有充分的碱溶解性、能够在300°C以下的温度下固化、固化膜的伸长率优异、能够以厚膜(约IOym)形成图案、固化时的残膜率高、并且固化浮雕图案的形状良好的感光性树脂，使用该感光性树脂形成图案的固化浮雕图案的形成方法，以及具有该固化浮雕图案的半导体装置及显示体装置。
[0016]用于解决问题的方案
[0017]本发明人等鉴于上述现有技术的问题而进行了深入地研究、重复实验，结果发现，通过使用含有共聚物或树脂混合物、和光产酸剂的感光性树脂组合物，可以解决上述问题，从而完成了本发明，所述共聚物具有特定两种重复单元结构，所述树脂混合物含有包含前述特定重复单元结构的树脂。即，本发明如以下所述。
[0018]一种感光性树脂组合物，其含有(A-1)具有下述通式(I)所示结构的树脂和(B)光产酸剂，
[0019]
【权利要求】
1.一种感光性树脂组合物，其含有(A-1)具有下述通式⑴所示结构的树脂和⑶光产酸剂，
2.根据权利要求1所述的感光性树脂组合物，其中，所述通式(I)中的X全部是氢原子。
3.—种感光性树脂组合物，其含有(A-2)树脂混合物和(B)光产酸剂，所述(A-2)树脂混合物含有具有下述通式(7)所示结构的树脂和具有下述通式(8)所示结构的树脂，该具有通式(7)所示结构的树脂:该具有通式(8)所示结构的树脂的重量比为5:95~95:5，
4.根据权利要求3所述的感光性树脂组合物，其中，所述通式(7)和(8)中的X全部是氢原子。
5.根据权利要求3或4所述的感光性树脂组合物，其中，具有所述通式(7)所示结构的树脂具有下述通式(9)所示的结构，并且具有所述通式(8)所示结构的树脂具有下述通式(10)所示的结构，
6.根据权利要求5所述的感光性树脂组合物，其中，所述通式(9)和(10)中的X全部是氢原子。
7.根据权利要求1或2所述的感光性树脂组合物，其中，所述通式(I)中的Y是具有下述通式(11)或(12)所示结构的树脂，
-CHR8- (11) 式(11)中，R8是氢原子或碳原子数为I~11的一价有机基团，
8.根据权利要求3或4所述的感光性树脂组合物，其中，所述通式(8)中的Y是具有下述通式(11)或(12)所示结构的树脂，
-CHR8- (11) 式(11)中，R8是氢原子或碳原子数为1~11的一价有机基团，
9.根据权利要求5或6所述的感光性树脂组合物，其中，所述通式(10)中的Y是具有所述通式(11)或(12)所示结构的树脂。
10.根据权利要求1、2和7中任一项所述的感光性树脂组合物，其中，所述通式(I)中的R1是选自由碳原子数为I~10的烃基、碳原子数为I~10的烷氧基、和所述通式(5)所示的基团组成的组中的至少一种，所述通式(I)中的W是单键，并且所述通式(5)中的R15是选自由羟基、-NH2, -NH-R19, -N(R19)2、和-O-R19所示的基团组成的组中的一价基团，其中，R19是选自碳原子数为I~12的脂肪族基团、碳原子数为3~12的脂环式基团、或碳原子数为6~18的芳香族基团中的一价基团。
11.根据权利要求3、4和8中任一项所述的感光性树脂组合物，其中，所述通式(7)和(8)中的R1是选自由碳原子数为I~10的烃基、碳原子数为I~10的烷氧基、和所述通式(5)所示的基团组成的组中的至少一种，所述通式(7)中的W是单键，并且所述通式(5)中的R15是选自由羟基、-NH2、-NH-R19、-N(R19)2、和-O-R19所示的基团组成的组中的一价基团，其中，R19是选自碳原子数为I~12的脂肪族基团、碳原子数为3~12的脂环式基团、或碳原子数为6~18的芳香族基团中的一价基团。
12.根据权利要求1、2、7和10中任一项所述的感光性树脂组合物，其中，所述(A-1)树脂是具有下述通式(13)所示结构的树脂，
13.根据权利要求3、4、8和11中任一项所述的感光性树脂组合物，其中，所述(A-2)树脂混合物为含有具有下述通式(15)所示结构的树脂和具有下述通式(8a)所示结构的树脂的树脂混合物，并且该具有通式(15)所示结构的树脂:该具有通式(8a)所示结构的树脂的重量比为35:65~80:20，
14.一种酚醛树脂，其具有下述通式(17)所示的结构，
15.一种酚醛树脂，其具有下述通式(18)所示的结构，
16.一种感光性树脂组合物，其含有权利要求14或15所述的酚醛树脂和(B)光产酸剂。
17.根据权利要求1~13和16中任一项所述的感光性树脂组合物，其中，所述(B)光产酸剂为具有萘醌重氮基结构的化合物。
18.—种感光性树脂组合物，其含有(A-1)具有下述通式(19)所示结构的树脂和(B)光产酸剂，
19.根据权利要求1~13和16~18中任一项所述的感光性树脂组合物，其还含有(C)交联剂。
20.根据权利要求1~13和16~19中任一项所述的感光性树脂组合物，其还含有(D)热产酸剂。
21.一种固化浮雕图案的制造方法，其包括以下的工序: (1)将含有权利要求1~13和16~20中任一项所述的感光性树脂组合物的感光性树脂层形成于基板上的工序、 (2)使该感光性树脂层曝光的工序、 (3)通过显影液去除曝光部或未曝光部而得到浮雕图案的工序、和 (4)对该浮雕图案进行加热处理的工序。
22.一种固化浮雕图案，其通过权利要求21所述的方法制造。
23.一种半导体装置，其具备半导体元件和设置在该半导体元件上部的固化膜，该固化膜为权利要求22所述的固化浮雕图案。
24.一种显示体装置，其具备显示体元件和设置在该显示体元件上部的固化膜，该固化膜为权利要求22所述的固化浮雕图案。
25.—种碱可溶性树脂组合物，其含有碱可溶性树脂和溶剂，通过涂布该碱可溶性树脂组合物，并在200°C下固化而得到的固化膜满足下述a)~c)全部: a)膜厚7μ m时的应力为5MPa以上且18MPa以下、 b)膜厚10μ m时的膜的拉伸伸长率的最大值为20%以上且100%以下、并且 c)膜厚10μ m时的玻璃化转变温度为180°C以上且300°C以下。
26.一种固化膜，其为将由包含酚醛树脂、光产酸剂和溶剂的正型感光性树脂组合物形成的感光性树脂层涂布于基板，进行曝光、显影、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以下的台阶部位的截面形状中，由在固化膜厚的一半高度处划切线时的对于基材表面的内角所规定的截面角度为40°以上且90°以下。
【文档编号】G03F7/004GK103988127SQ201280060449
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2012年12月6日 优先权日:2011年12月9日
【发明者】涩井智史, 平田龙也, 佐佐木隆弘, 山田泰辅 申请人:旭化成电子材料株式会社