CN115113484A - 正型感光性树脂组成物、正型感光性干薄膜及其制造方法、图案形成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及正型感光性树脂组成物、正型感光性干薄膜及其制造方法、图案形成方法。本发明的课题是为了提供在碱水溶液中为可溶,不会损及保护被膜的机械特性、密接性等优良的特征并能获得高分辨率,且即使在低温硬化时,机械特性、对基板的密接性仍良好的正型感光性树脂组成物、正型感光性干薄膜。该课题的解决手段是一种正型感光性树脂组成物,其特征为含有:(A)含有选自聚酰亚胺结构、聚酰胺结构、聚苯并噁唑结构、聚酰胺酰亚胺结构、它们的前驱物结构中的至少1种以上的结构的碱可溶性树脂,(B)具有环化聚合而成的结构单元的高分子化合物,及(C)因光而产生酸并使其对碱水溶液的溶解速度增加的感光剂,且具有重氮醌结构的化合物。
Description
技术领域
本发明关于正型感光性树脂组成物、正型感光性干薄膜、该正型感光性干薄膜的制造方法、使用了该正型感光性树脂组成物及正型感光性干薄膜的能进行碱水溶液所为的显影的图案形成方法、硬化被膜形成方法、层间绝缘膜、表面保护膜、及电子零件。
现有技术
伴随个人电脑、数码相机、行动电话等各种电子设备的小型化、高性能化,在半导体元件中对于更进一步的小型化、薄型化及高密度化的要求也快速提高。伴随于此,对于半导体元件的层间绝缘膜、表面保护膜要求兼具更优良的电特性、耐热性、机械特性等。
在三维叠层等高密度安装技术中,能在基板上形成图案的感光性绝缘材料自以往即已活用聚酰亚胺膜作为保护被膜、绝缘层,其绝缘性、机械特性、和基板的密接性等持续受到关注,即使到目前其开发仍然兴盛。尤其,考虑传送速度的高速化、器件的小型化、薄型化的观点具有益处的Fan out Wafer Level Package(FO-WLP)结构受到瞩目,已有人探讨各种的FO-WLP结构(非专利文献1)。
近年,相对于已在12英寸晶圆尺寸量产的FO-WLP,已实施利用使用了薄膜的对基板的配线形成来提高生产性的Fan Out Panel Level Package(FO-PLP)的探讨(非专利文献2、非专利文献3)。
FO-PLP中的再配线形成的特征在于对填埋模具的模材表层形成配线。因此,就该步骤中的再配线用的绝缘材料而言,考虑以环氧树脂作为主成分的模材的耐热性的观点,要求220℃以下的低温硬化。又,通常在FO-PLP中,一般仅单面形成配线,翘曲抑制亦为课题之一。
考量电特性及机械特性优良且具有300℃以上的耐热性,故感光性聚酰亚胺材料已被使用于作为半导体元件的表面保护膜、层间绝缘膜、电路形成的配线保护绝缘膜的用途。近年,作为上述课题的改善对策,已有人提出使用已闭环聚酰亚胺,并使后硬化温度低温化(专利文献1)、或有人提出添加柔软的热交联剂、交联性树脂作为塑化剂,并予以干薄膜化(专利文献2、专利文献3)。
但是,这些专利文献中,仅探讨硬化温度为250℃或220℃的硬化膜物性,于200℃以下的低温硬化的兼具硬化膜物性、微细图案的光刻性能尚有改善的余地。
又,作为硬化膜的机械强度改善方法,已实施除了来自上述聚酰亚胺树脂之外,更来自环状烯烃(降莰烯型单体、马来酸酐、或马来酰亚胺)的结构单元、或环化聚合单体单元般于主链骨架导入了环状结构而成的树脂的探讨(专利文献4、专利文献5、专利文献6、专利文献7)。
专利文献4、专利文献5中已有人提出含有N-羟基马来酰亚胺单元及降莰烯单元的碱可溶性树脂,且更添加酚醛清漆树脂并使用了重氮醌化合物的正型感光性树脂组成物,但并无对于微细化的详细的探讨,而且并无关于硬化膜物性的记载。
专利文献6中已有人提出利用具有马来酰亚胺单元及热交联性基团的(甲基)丙烯酸系单元所为的共聚物、环氧树脂、马来酰亚胺化合物以及光聚合起始剂而成的感光性干薄膜。虽然硬化膜的机械强度、耐热性、裂纹耐性优良,但微细图案的分辨率并未予以评价,而且由于利用了自由基交联的感光特性,故于微细化尚有改善的余地。
又,专利文献7中已有人提出使用由已于侧链导入了酸基的单体、以及马来酰亚胺类及环状环化单体构成的共聚物,并使用了对侧链的酸基导入了不饱和双键的碱可溶性树脂、光聚合起始剂的负型感光性树脂组成物,且其为硬化膜的弹性恢复率、破坏强度等机械特性优良的材料。但由于利用了自由基交联的感光特性,故容易受到氧妨碍,于微细化尚有改善的余地。
如此,考量在今后,伴随晶片的高密度化、高集成化,绝缘保护膜于再配线技术中的图案的微细化也会愈益进展,而在感光性树脂组成物中,强烈期望可薄膜化,且不会损及保护被膜的机械特性、密接性等优良的特征,并能体现高分辨率的组成物。
现有技术文献
专利文献
[专利文献1]日本特开2006-313237号公报
[专利文献2]国际公开2016/158150号
[专利文献3]国际公开2017/170032号
[专利文献4]日本特开2019-045622号公报
[专利文献5]日本特开2020-170103号公报
[专利文献6]国际公开2020/202691号
[专利文献7]日本专利第6694230号公报
非专利文献
[非专利文献1]2015 Symposium on VLSI Technology Digest of TechnicalPapers,T46-47
[非专利文献2]Proceedings of Electronic System-integration TechnologyConference 2010,pp.1-6
[非专利文献3]Proceedings of Electronic Components and TechnologyConference 2015,pp.1077-1083
发明内容
发明所欲解决的课题
本发明是鉴于上述事实而成的,目的为提供在碱水溶液中为可溶,不会损及保护被膜的机械特性、密接性等优良的特征,可获得高分辨率,且即使在低温硬化时,机械特性、对基板的密接性仍良好的正型感光性树脂组成物、正型感光性干薄膜。
解决课题的手段
为了解决上述课题,本发明提供一种正型感光性树脂组成物,含有:
(A)含有选自聚酰亚胺结构、聚酰胺结构、聚苯并噁唑结构、聚酰胺酰亚胺结构、它们的前驱物结构中的至少1种以上的结构的碱可溶性树脂,
(B)具有环化聚合而成的结构单元的高分子化合物,及
(C)因光而产生酸并使其对碱水溶液的溶解速度增加的感光剂,且具有重氮醌结构的化合物。
若为如此的正型感光性树脂组成物,则在碱水溶液中为可溶,可形成微细的图案并能获得高分辨率,且即使在低温硬化时,机械特性、或对基板的密接性仍良好。
又,前述(B)成分中的前述环化聚合而成的结构单元宜为下述通式(1)、下述通式(2)、下述通式(3)及下述通式(4)表示的结构单元中的至少1种以上。
[化1]
式中,R1、R2、R3、R4、R5及R6分别独立地为氢原子或碳数1~5的直链状或分支状的烷基。
若为如此的正型感光性树脂组成物,则由于在主链具有环结构,故即使在低温硬化时,机械特性、或对基板的密接性仍良好。更可赋予耐热性。
又,本发明的正型感光性树脂组成物中,前述(B)成分宜为更含有下述通式(5)或(5’)表示的结构单元的碱可溶性的高分子化合物。
[化2]
式中,R7表示氢原子或甲基,X1分别为-C(=O)-O-、-C(=O)-O-R8-、-C(=O)-NH-、-C(=O)-NH-R8-或-C(=O)-N(R8OH)-。R8为2价的碳数1~12的直链状、分支状或环状的脂肪族饱和烃基、碳数6~12的芳香族烃基,且前述脂肪族饱和烃基的碳原子也可被取代成氧原子。又,式中的芳香族烃基的氢原子也可被取代成甲基。p为0或1。
若为如此的正型感光性树脂组成物,则可调整曝光部的碱溶解性,可形成更微细的图案并能获得高分辨率。此外,即使在低温硬化时,机械特性、或对基板的密接性仍良好。
又,前述(B)成分宜为更含有下述通式(6)表示的结构单元的交联型碱可溶性高分子化合物。
[化3]
式中,R9表示氢原子或甲基,X2分别为-C(=O)-O-、或亚苯基或亚萘基。R10为也可含有酯基、醚基、芳香族烃基的碳数1~15的直链状、分支状或环状的亚烷基,R11为氢原子、碳数1~6的直链状、分支状或环状的烷基、或也可和R10键结并形成环。R12为氢原子、或碳数1~6的直链状、分支状或环状的烷基,R13为氢原子、或碳数1~6的直链状的烷基,且也可和R10键结并形成环。m为0或1。p为0或1。
若为如此的交联性的高分子化合物,则由于存在交联性优良的交联性基团,故会和(A)成分的碱可溶性树脂的酚性羟基进行交联反应,即使在低温硬化时,断裂延伸率、拉伸强度等机械特性仍良好,且更为改善耐热性。
此外,前述(B)成分宜为更含有下述通式(7)表示的结构单元的交联型碱可溶性高分子化合物。
[化4]
式中,R14表示氢原子或甲基,R15为单键或(l+1)价的碳数1~13的直链状、分支状或环状的脂肪族饱和烃基,且前述脂肪族饱和烃基的碳原子也可被取代成氧原子。X3分别为-C(=O)-O-、-C(=O)-O-R16-、-C(=O)-NH-、-C(=O)-N(R16OH)-、或亚苯基或亚萘基。R16为2价的碳数1~12的直链状、分支状或环状的脂肪族饱和烃基、碳数6~12的芳香族烃基,且前述脂肪族饱和烃基的碳原子也可被取代成氧原子。l为0或1。
若为如此的高分子化合物,则由于可维持碱溶解性同时和(D)热交联剂进行反应,故可获得高分辨率的图案。
此外,前述(B)成分宜为含有下述通式(3)、下述通式(5)、下述通式(6)及下述通式(7)表示的结构单元的交联型碱可溶性高分子化合物。
[化5]
式中,R4为氢原子或碳数1~5的直链状或分支状的烷基。R7表示氢原子或甲基,X1分别为-C(=O)-O-、-C(=O)-O-R8-、-C(=O)-NH-、-C(=O)-NH-R8-或-C(=O)-N(R8OH)-。R8为2价的碳数1~12的直链状、分支状或环状的脂肪族饱和烃基、碳数6~12的芳香族烃基,且前述脂肪族饱和烃基的碳原子也可被取代成氧原子。又,式中的芳香族烃基的氢原子也可被取代成甲基。R9表示氢原子或甲基,X2分别为-C(=O)-O-、或亚苯基或亚萘基。R10为也可含有酯基、醚基、芳香族烃基的碳数1~15的直链状、分支状或环状的亚烷基,R11为氢原子、碳数1~6的直链状、分支状或环状的烷基、或也可和R10键结并形成环。R12为氢原子、或碳数1~6的直链状、分支状或环状的烷基,R13为氢原子、或碳数1~6的直链状的烷基,且也可和R10键结并形成环。R14表示氢原子或甲基,R15为单键或(l+1)价的碳数1~13的直链状、分支状或环状的脂肪族饱和烃基,且前述脂肪族饱和烃基的碳原子也可被取代成氧原子。X3分别为-C(=O)-O-、-C(=O)-O-R16-、-C(=O)-NH-、-C(=O)-N(R16OH)-、或亚苯基或亚萘基。R16为2价的碳数1~12的直链状、分支状或环状的脂肪族饱和烃基、碳数6~12的芳香族烃基,且前述脂肪族饱和烃基的碳原子也可被取代成氧原子。p为0或1。m为0或1。l为0或1。且0<a1<1.0、0<a2<1.0、0<a3<1.0、0<a4<1.0、0<a1+a2+a3+a4≤1.0。
若为如此的交联性的高分子化合物,则可维持充分的碱溶解性同时获得高分辨率的图案。又,由于在主链骨架中导入了环结构,且亦存在交联性优良的交联性基团,故即使在低温硬化时,断裂延伸率、拉伸强度等机械特性仍良好。
此外,相对于前述(A)成分100质量份,宜含有1~50质量份的前述(B)成分。
若为此范围内,则可在维持优良的光刻特性及硬化膜物性的情况下,获得充分的硬化膜的机械特性,尤其可获得延伸率及拉伸强度。
又,宜更含有(D)热交联剂。
此外,前述(D)成分包含选自经甲醛或甲醛-醇改性而成的氨基缩合物、1分子中平均具有2个以上的羟甲基或烷氧基羟甲基的酚化合物、将多元酚的羟基的氢原子取代成环氧丙基的化合物、将多元酚的羟基的氢原子取代成下式(D-1)表示的取代基的化合物、及含有2个以上的下式(D-2)表示的具有环氧丙基的氮原子而成的化合物中的1种或2种以上的交联剂更佳。
[化6]
式中,点线表示键结,Rc表示碳数1~6的直链状、分支状或环状的烷基,v表示1或2。
通过添加(D)成分,可调整曝光/未曝光部的碱溶解性。又,通过在后硬化时(A)成分、或(B)成分进行交联,可提高硬化膜的交联密度并获得优良的机械强度。
此外,相对于前述(A)成分100质量份,宜含有1~100质量份的前述(D)成分。
若为此范围内,则将该正型感光性树脂组成物予以干薄膜化时,可在维持光刻特性的情况下,对薄膜赋予可挠性。
宜更含有(E)保护胺化合物、(F)热酸产生剂、(G)抗氧化剂、(H)硅烷化合物中的1种以上。
(E)成分的保护胺化合物可在高温硬化时生成碱化合物而成为交联反应的催化剂,并促进硬化反应。又,(F)成分的热酸产生剂通过使交联、硬化反应更进一步进行,可使得到的图案或被膜的机械性强度、耐药品性、密接性等更进一步改善。此外,(G)成分的抗氧化剂可抑制在高湿试验、热冲击试验等可靠性试验时的硬化膜的氧化劣化所导致的物性劣化,并能形成更理想的硬化皮膜。又,(H)成分的硅烷化合物可使得到的图案或被膜对基板的密接性更进一步改善。
又,本发明提供一种图案形成方法,包含下列步骤:
(1)将上述正型感光性树脂组成物涂布于基板上,并形成感光材皮膜,
(2)然后,于加热处理后,间隔光掩膜以波长190~500nm的高能射线或电子束对前述感光材皮膜进行曝光,及
(3)于照射后,使用碱水溶液的显影液进行显影。
若为如此的图案形成方法,则通过使用上述正型感光性树脂组成物,而在碱水溶液中为可溶,可形成微细的图案并能获得高分辨率。
此外,本发明提供一种正型感光性干薄膜,具有以支持薄膜及保护薄膜夹着膜厚5~100μm的感光性树脂层的结构,其中,前述感光性树脂层的形成所使用的组成物为上述正型感光性树脂组成物。
若为如此的正型感光性干薄膜,则在碱显影液中为可溶,可形成微细的图案并能获得高分辨率。
又,本发明提供一种正型感光性干薄膜的制造方法,包含下列步骤:
(1)将上述正型感光性树脂组成物连续地涂布于支持薄膜上并形成感光性树脂层,
(2)使前述感光性树脂层连续地干燥,及
(3)进一步于前述感光性树脂层上贴合保护薄膜。
若为如此的正型感光性干薄膜的制造方法,则能以良好产率稳定地量产制造上述干薄膜。
此外,本发明提供一种图案形成方法,包含下列步骤:
(1)使通过从上述正型感光性干薄膜剥离前述保护薄膜而露出的前述感光性树脂层密接于基板,
(2)以间隔前述支持薄膜或将前述支持薄膜剥离的状态,间隔光掩膜以波长190~500nm的高能射线或电子束对前述感光性树脂层进行曝光,及
(3)于照射后,使用碱水溶液的显影液进行显影。
若为如此的图案形成方法,则可无气泡、粘贴皱纹地将上述正型感光性干薄膜贴附于基板,此外,能以光学光刻形成微细的图案。
又,本发明提供一种硬化被膜形成方法,包含下列步骤:
将利用上述图案形成方法得到的形成有图案的被膜,于温度100~300℃中进行加热、后硬化。
若为如此的硬化被膜形成方法,则即使在低温硬化时,仍可形成机械特性良好的硬化皮膜(图案)。
又,本发明提供一种层间绝缘膜,由上述正型感光性树脂组成物或上述正型感光性干薄膜硬化而成的硬化被膜构成。
又,本发明提供一种表面保护膜,由上述正型感光性树脂组成物或上述正型感光性干薄膜硬化而成的硬化被膜构成。
本发明的正型感光性树脂组成物及正型感光性干薄膜硬化而成的硬化被膜,由于和基板的密接性、耐热性、电特性、机械性强度及对碱性剥离液等的药品耐性优良,且将其作为保护用被膜的半导体元件的可靠性亦优良,故适合作为电气-电子零件、半导体元件等的保护用被膜(层间绝缘膜或表面保护膜)。
又,本发明提供一种电子零件,具有上述层间绝缘膜或上述表面保护膜。
如此的保护用被膜(层间绝缘膜或表面保护膜),考量其耐热性、药品耐性、绝缘性,而于包含再配线用途的半导体元件用绝缘膜、多层印刷基板用绝缘膜等为有效的,可制成可靠性优良的电子零件。
发明的效果
如上所述,若为本发明,则可提供在碱水溶液中为可溶,不会损及保护被膜的机械特性、密接性等优良的特征,可获得高分辨率,且即使在低温硬化时,机械特性、对基板的密接性仍良好的正型感光性树脂组成物,正型感光性干薄膜。
附图说明
[图1]是显示密接力测定方法的说明图。
具体实施方式
如上所述,要求在碱水溶液中为可溶,且可薄膜化,并且不会损及保护被膜的机械特性、密接性等优良的特征,可体现高分辨率,而且即使在低温硬化时,机械特性、对基板的密接性仍良好的感光性树脂组成物。
本发明人们为了达成上述目的而深入探讨后的结果发现,一种正型感光性树脂组成物,能予以干薄膜化,且即使在低温硬化时,仍不会损及保护被膜的机械特性、密接性等优良的特征,并获得高分辨率;该正型感光性树脂组成物含有:
(A)含有选自聚酰亚胺结构、聚酰胺结构、聚苯并噁唑结构、聚酰胺酰亚胺结构、它们的前驱物结构中的至少1种以上的结构的碱可溶性树脂,
(B)具有环化聚合而成的结构单元的高分子化合物,及
(C)因光而产生酸并使其对碱水溶液的溶解速度增加的感光剂,且具有重氮醌结构的化合物。
此外发现,使用上述正型感光性树脂组成物、及正型感光性干薄膜,并利用图案形成、加热而得的保护被膜,具有优良的机械特性,且高温高湿试验后的密接力优良。亦即发现,具有使用上述正型感光性树脂组成物、及正型感光性干薄膜形成的图案而得的硬化被膜,其作为电气-电子零件保护被膜、绝缘保护被膜为优良的,乃至完成本发明。另外,本说明书中亦将电气-电子零件统称为“电子零件”。
亦即,本发明为一种正型感光性树脂组成物,其特征为含有:
(A)含有选自聚酰亚胺结构、聚酰胺结构、聚苯并噁唑结构、聚酰胺酰亚胺结构、它们的前驱物结构中的至少1种以上的结构的碱可溶性树脂,
(B)具有环化聚合而成的结构单元的高分子化合物,及
(C)因光而产生酸并使其对碱水溶液的溶解速度增加的感光剂,且具有重氮醌结构的化合物。
以下,针对本发明详细地说明,但本发明不限于此。
[正型感光性树脂组成物]
针对本发明的正型感光性树脂组成物进行说明。
本发明的正型感光性树脂组成物含有:
(A)含有选自聚酰亚胺结构、聚酰胺结构、聚苯并噁唑结构、聚酰胺酰亚胺结构、它们的前驱物结构中的至少1种以上的结构的碱可溶性树脂,
(B)具有环化聚合而成的结构单元的高分子化合物,及
(C)因光而产生酸并使其对碱水溶液的溶解速度增加的感光剂,且具有重氮醌结构的化合物。
上述正型感光性树脂组成物可碱显影。又,上述正型感光性树脂组成物除了上述(A)成分、(B)成分、(C)成分之外,也可因应需要更含有(D)热交联剂、(E)保护胺化合物、(F)热酸产生剂、(G)抗氧化剂、(H)硅烷化合物等。以下,针对它们进行详细地说明。
[(A)碱可溶性树脂]
本发明所使用的(A)碱可溶性树脂含有选自聚酰亚胺结构、聚酰胺结构、聚苯并噁唑结构、聚酰胺酰亚胺结构、它们的前驱物结构中的至少1种以上的结构。上述树脂(A)若为含有上述结构的碱可溶性树脂,则无特别限制,宜为含有下述通式(8)及/或(9)表示的结构者。
[化7]
式中,X4为4价的有机基团,s表示0或1,Z为2价的键结基团,s=0时,式中的2个芳香环不间隔键结基团而直接键结。
[化8]
式中,X5为2价的有机基团,s及Z和上述同样。
上述通式(8)中的X4为4价的有机基团,若为4价的有机基团则无限定。宜为碳数4~40的脂环族脂肪族基或芳香族基的4价有机基团,为下式(10)表示的4价有机基团更佳。又,
X4的结构可为1种也可为2种以上的组合。
[化9]
式中,点线表示键结。
上述通式(8)中的s表示0或1,s=0时,上述通式(8)中的2个芳香环不间隔2价键结基团Z而直接键结。
另一方面,s=1时,上述通式(8)中的2个芳香环则间隔2价键结基团Z而键结。Z若为2价基团则无限定。宜为碳数4~40的脂环族脂肪族基或芳香族基的2价有机基团,为下式(11)表示的2价键结基团更佳。又,Z的结构可为1种也可为2种以上的组合。
[化10]
式中,q1、q2及q3表示1~6的整数,q4及q5表示1~10的整数。点线表示键结。
2价键结基团Z为下式(12)或(13)表示的2价基团特佳。
[化11]
式中,点线表示键结。
就上述通式(8)表示的结构单元而言,在上述通式(8)中的Z为上述式(12)表示的基团时,宜为下述通式(8-1)表示的结构单元,在上述通式(8)中的Z为上述式(13)表示的基团时,宜为下述通式(8-2)表示的结构单元。
[化12]
[化13]
式中,X4和上述同样。
如上述通式(8-1)所示,作为2价键结基团的Z为上述式(12)表示的六氟亚丙基,且位于酚性羟基的对位时,由于六氟亚丙基为吸电子基团,因此上述酚性羟基的酸性度会变高,对碱水溶液的显影液的溶解性会改善,故较理想。
同样地,如上述通式(8-2)所示,作为2价键结基团的Z为上述式(13)表示的砜基,且位于酚性羟基的对位时,由于砜基亦为吸电子基团,因此上述酚性羟基的酸性度也会变高,对碱水溶液的显影液的溶解性会改善,故较理想。
上述通式(9)中的X5为2价的有机基团,若为2价的有机基团则无限定。宜为碳数4~40的脂肪族长链结构或脂环族脂肪族基或芳香族基的2价有机基团。为下式(14)表示的2价有机基团更佳。又,X5的结构可为1种也可为2种以上的组合。
[化14]
式中,R17、R18分别独立地为氢原子、氟原子、或碳数1~6的烷基,q6为1~30的整数,点线表示键结。
上述通式(9)中的X5为脂肪族长链结构的2价有机基团时,本发明的正型感光性树脂组成物的硬化膜的机械性强度,尤其延伸率会变高,故较理想。
上述通式(9)中的s、Z和上述同样,考虑对碱水溶液的显影液的溶解性的观点,Z宜为上述式(12)或(13)。此时也和上述通式(8-1)、(8-2)时同样地,酚性羟基的酸性度会变高,对碱水溶液的显影液的溶解性会改善,故较理想。
又,本发明所使用的碱可溶性树脂(A)除了含有上述通式(8)、(9)表示的结构单元之外,也可更含有下述通式(15)表示的结构单元(以下亦称结构单元(15))。
[化15]
式中,X6和X5同样。X7为2价的有机基团。
上述通式(15)中的X7为2价的有机基团,若为2价的有机基团则无限定,宜为碳数6~40的2价有机基团,为具有取代基的含有1~4个芳香族环或脂肪族环的环状有机基团、或不具环状结构的脂肪族基或硅氧烷基更佳。就更理想的X7而言,可列举下式(16)或下述通式(17)表示的结构。又,X7的结构可为1种也可为2种以上的组合。
[化16]
式中,点线表示和氨基的键结。
[化17]
式中,点线表示和氨基的键结,R19分别独立地表示甲基、乙基、丙基、正丁基、或三氟甲基,q7表示2~20的整数。
又,本发明所使用的碱可溶性树脂(A)除了含有上述通式(8)、(9)表示的结构单元之外,宜更含有下述通式(18)表示的结构单元(以下也称结构单元(18))。
[化18]
式中,X8为和上述X4相同或不同的4价的有机基团,X9为下述通式(19)表示的基团。
[化19]
式中,R20~R23分别独立地为碳数2~10的直链状或分支状的亚烷基,m1为1~40的整数,m2、m3分别独立地为0~40的整数。
上述通式(18)中的X8可为针对X4所列举的4价的有机基团,例如可为上述式(10)表示的4价有机基团。又,在X9(上述通式(19)表示的基团)中可理想地使用的有机基团,具体可列举下述者。但,并不限于此。
[化20]
碱可溶性树脂(A)通过含有如此的结构单元(19),可获得产生柔软性、高延伸率且低翘曲的硬化膜。
此外,本发明所使用的碱可溶性树脂(A)可含有下述通式(20)或(21)表示的结构单元(以下称结构单元(20)、结构单元(21))。
[化21]
[化22]
式中,X10为和前述X4相同或不同的4价的有机基团,X11为和X7相同或不同的2价的有机基团,s、Z和上述相同。R24及R25分别独立地为氢原子、碳数1~6的直链状、分支状、或环状的烷基、或下述通式(22)表示的有机基团,R24及R25中的至少1者为下述通式(22)表示的有机基团。
[化23]
式中,点线表示键结。R26为氢原子或碳数1~3的有机基团,R27及R28分别独立地为氢原子或碳数1~3的有机基团,o为2~10的整数。
上述结构单元(20)、(21)中的X10为4价的有机基团,若为和上述X4相同或相异且4价的有机基团,则无限定。宜为碳数4~40的脂环族脂肪族基或芳香族基的4价有机基团,为上述式(10)表示的4价有机基团更佳。又,X10的结构可为1种也可为2种以上的组合。
另一方面,上述结构单元(21)中的X11为2价的有机基团,若为和上述X7相同或相异且2价的有机基团,则无限定。宜为碳数6~40的2价有机基团,为具有取代基的含有1~4个芳香族环或脂肪族环的环状有机基团、或不具环状结构的脂肪族基或硅氧烷基更佳。就更理想的X11而言,可列举上述式(16)或通式(17)表示的结构。又,X11的结构可为1种也可为2种以上的组合。
上述结构体(20)、(21)中的R24及R25分别独立地为氢原子或碳数1~6的直链状、分支状、或环状的烷基、或上述通式(22)表示的有机基团,R24及R25中的至少任一者为上述通式(22)表示的有机基团。
上述通式(22)中的R26若为氢原子或碳数1~3的1价有机基团则无限定,考虑正型感光性树脂组成物的感光特性的观点,宜为氢原子或甲基。
上述通式(22)中的R27及R28若分别独立地为氢原子或碳数1~3的1价有机基团则无限定,考虑正型感光性树脂组成物的感光特性的观点,宜为氢原子。
上述通式(22)中的o为2~10的整数,考虑感光特性的观点,宜为2~4的整数。o为2更佳。
[(B)具有环化聚合而成的结构单元的高分子化合物]
本发明所使用的高分子化合物(B)若为具有环化聚合而成的结构单元者,则无特别限制。
在此,就用以获得环化聚合而成的结构单元的单体而言,可理想地使用的例子可列举:二烯丙基季铵盐、醚型全氟1,6-二烯、及α-(烯丙氧基甲基)丙烯酸酯类。
此外,为了使和基板的密接性改善,上述(B)成分中的上述环化聚合而成的结构单元为下述通式(1)、下述通式(2)、下述通式(3)及下述通式(4)表示的结构单元中的至少1种以上更佳。
[化24]
在此,式中R1、R2、R3、R4、R5及R6分别独立地为氢原子或碳数1~5的直链状或分支状的烷基。
尤其,就用以形成环化聚合而成的结构单元的单体单元而言,宜为下列通式(23)、(24)所列举的单体单元。这些单体可单独使用,也可使用2种以上。
[化25]
式中,R4、R5及R6如前所述。
尤其,就市售可使用的具体例而言,可列举:ACRYCURE RD系列、ACRYCURE RE系列(日本触媒(股)制,商品名)。
尤其,考虑聚合性、稳定性的观点,为上述通式(3)的结构单元、上述单体单元(23)更佳。
此外,为了赋予碱溶解性,并使交联密度改善,(B)成分的高分子化合物含有下述通式(5)或(5’)表示的结构单元更佳。
[化26]
在此,式中R7表示氢原子或甲基,X1分别为-C(=O)-O-、-C(=O)-O-R8-、-C(=O)-NH-、-C(=O)-NH-R8-或-C(=O)-N(R8OH)-。R8为2价的碳数1~12的直链状、分支状或环状的脂肪族饱和烃基、碳数6~12的芳香族烃基,且前述脂肪族饱和烃基的碳原子也可被取代成氧原子。又,式中的芳香族烃基的氢原子也可被取代成甲基。p为0或1。
另一方面,通式(5)表示的结构中,宜在酚性羟基的对位具有是吸电子基团的酯基、或酰胺基,此时上述酚性羟基的酸性度会变高,对碱水溶液的显影液的溶解性会改善。就可理想地使用作为用以形成上述通式(5)及(5’)的结构单元的单体的例子而言,具体可例示于下述。但,并不限于此。
[化27]
式中,R7如上所述。
[化28]
式中,R7如上所述。
通式(5)及(5’)表示的结构除了作为促进碱溶解性的单元之外,作为促进交联的单元亦为有效,通过和环化聚合而成的结构单元合并使用,可使硬化性更进一步改善。
此外,为了使交联密度改善,在(B)成分的高分子化合物中,宜使下述通式(6)表示的具有环氧基或氧杂环丁烷基的单体进行共聚合。
[化29]
在此,式中R9表示氢原子或甲基,X2分别为-C(=O)-O-、或亚苯基或亚萘基。R10为也可含有酯基、醚基、芳香族烃基的碳数1~15的直链状、分支状或环状的亚烷基,R11为氢原子、碳数1~6的直链状、分支状或环状的烷基、或也可和R10键结并形成环。R12为氢原子、或碳数1~6的直链状、分支状或环状的烷基,R13为氢原子、或碳数1~6的直链状的烷基,且也可和R10键结并形成环。m为0或1。p为0或1。
用以形成上述通式(6)的结构单元的单体的例子可列举如下所述者。
[化30]
式中,R9如上所述。
[化31]
式中,R9如上所述。
[化32]
式中,R9如上所述。
另外,用以获得具有环氧基、氧杂环丁烷基的重复单元的单体的一部分已揭示于日本特开2003-55362号公报、日本特开2005-8847号公报、日本特开2005-18012号公报中。
此外,考虑使光刻图案化时的交联反应性更为改善、使对碱显影液的未曝光/曝光部的溶解对比度改善等观点,在(B)成分的高分子化合物中,宜使下述通式(7)的结构单元进行共聚合。
[化33]
在此,式中R14表示氢原子或甲基,R15为单键或(l+1)价的碳数1~13的直链状、分支状或环状的脂肪族饱和烃基,且前述脂肪族饱和烃基的碳原子也可被取代成氧原子。X3分别为-C(=O)-O-、-C(=O)-O-R16-、-C(=O)-NH-、-C(=O)-N(R16OH)-、或亚苯基或亚萘基。R16为2价的碳数1~12的直链状、分支状或环状的脂肪族饱和烃基、碳数6~12的芳香族烃基,且前述脂肪族饱和烃基的碳原子也可被取代成氧原子。l为0或1。
用以形成上述通式(7)的结构单元的单体的例子可列举如下所述者。
[化34]
式中,R14如上所述。
[化35]
式中,R14如上所述。
[化36]
式中,R14如上所述。
在此,由于上述通式(1)~(4)表示的环化聚合而成的结构单元的机械强度、耐热性优良,但不具交联性、碱溶解性,故宜在(B)成分的高分子化合物中,使碱溶解性优良的上述通式(5)、(5’)、上述通式(7)表示的结构单元、及具有交联性的上述通式(6)表示的环氧基、氧杂环丁烷基表示的结构单元进行共聚合。若为如此者,则比起仅由各通式(1)~(4)表示的结构单元构成的聚合物,更容易兼顾机械特性、碱溶解性、交联性的全部。
因此,如此般使重复单元进行共聚合时,宜具有下式(1a)的重复单元。
[化37]
式中,0<a1<1.0、0<a2<1.0、0<a3<1.0、0<a4<1.0、0<a1+a2+a3+a4≤1.0。R4、R7、R9~R13、R14、R15、X1、X2、X3、m、p及l和前述相同。
本发明所使用的(B)成分的高分子化合物中,能以用以获得上述通式(1)~(4)表示的环化聚合而成的结构单元的单体(以下标记为a)、获得上述通式(5)、通式(7)表示的具有羟基的重复单元的单体(以下标记为b、c)、获得通式(6)表示的具有会和(A)成分的碱可溶性树脂进行交联的基团的重复单元的单体(以下标记为d)而得的重复单元作为基础,但为了使对基板的密接性、硬化膜的柔软性改善,并使机械特性及耐热冲击性更为改善,也可使获得下述通式(25)表示的重复单元的单体(以下标记为e)进行共聚合。
[化38]
在此,通式(25)中,R29表示氢原子或甲基,R30为具有伯、仲、叔氨基的1价有机基团,且也可具有碳数4~20的烷基、碳数6~10的芳基、或碳数6~10的脂环族基。X12宜为-C(=O)-O-、或-C(=O)-NH-。0≤e<1。
就获得上述通式(25)表示的重复单元的单体而言,可列举下列具体例。可列举:(甲基)丙烯酸氨基乙酯、(甲基)丙烯酸-N-甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸-N,N-二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N-乙基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸-N,N-二乙基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸氨基丙酯、(甲基)丙烯酸-N-甲基氨基丙酯、(甲基)丙烯酸-N,N-二甲基氨基丙酯、(甲基)丙烯酸-N-乙基氨基丙酯、(甲基)丙烯酸-N,N-二乙基氨基丙酯、氨基乙基(甲基)丙烯酰胺、N-甲基氨基乙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酰胺、N-乙基氨基乙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二乙基氨基乙基(甲基)丙烯酰胺、氨基丙基(甲基)丙烯酰胺、N-甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺、N-乙基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二乙基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸哌啶-4-酯、(甲基)丙烯酸-1-甲基哌啶-4-酯、(甲基)丙烯酸-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-酯、(甲基)丙烯酸-1,2,2,6,6-五甲基哌啶-4-酯、(甲基)丙烯酸(哌啶-4-基)甲酯、(甲基)丙烯酸-2-(哌啶-4-基)乙酯、(甲基)丙烯酸哌啶-4-酯、(甲基)丙烯酸-1-甲基哌啶-4-酯、(甲基)丙烯酸-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-酯、(甲基)丙烯酸-1,2,2,6,6-五甲基哌啶-4-酯、(甲基)丙烯酸(哌啶-4-基)甲酯、(甲基)丙烯酸-2-(哌啶-4-基)乙酯等。
此外,就获得上述通式(25)表示的重复单元的单体而言,可使用(甲基)丙烯酸烷基酯,具体例可列举:(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷酯、(甲基)丙烯酸十二烷酯、(甲基)丙烯酸十三烷酯、(甲基)丙烯酸十四烷酯、(甲基)丙烯酸十五烷酯、(甲基)丙烯酸十六烷酯、(甲基)丙烯酸十七烷酯、(甲基)丙烯酸十八烷酯、(甲基)丙烯酸十九烷酯、(甲基)丙烯酸二十烷酯等。
此外,为了使硬化膜的机械强度改善,也可使苯乙烯类、乙烯萘类、乙烯蒽类、乙烯咔唑类、苊类、茚类等具有芳香族基的烯烃类f、或降莰烯类、降莰二烯类等脂环的烯烃类g进行共聚合。
上述重复单元a、b、c、d、e、f、g中,重复单元的比率宜为0<a<0.8、0<b≤0.8、0<c≤0.8、0<d≤0.8、0≤e≤0.8、0≤f≤0.8、0≤g≤0.8。为0<a≤0.5、0.1≤b≤0.6、0.1≤c≤0.6、0.1≤d≤0.7、0≤e≤0.4、0≤f≤0.4、0≤g≤0.4更佳。为0≤a≤0.4、0.1≤b≤0.4、0.1≤c≤0.4、0.2≤d≤0.7、0≤e≤0.4、0≤f≤0.4、0≤g≤0.4的范围再更佳。另外,宜为a+b+c+d=1或a+b+c+d+e+f+g=1,这些重复单元的合计宜为全部重复单元的合计量的100摩尔%。
本发明的正型感光性组成物所使用的(交联性的)高分子化合物(B)利用凝胶渗透层析(GPC)所为的聚苯乙烯换算重均分子量为1,000~500,000,为2,000~30,000特佳。重均分子量若为1,000以上,则玻璃转移温度足够高,在正型感光性树脂组成物的显影后的热交联中,图案不会变形,若为500,000以下,则涂布时不存在针孔缺陷、或于光刻图案化所形成的图案和碱可溶性树脂造成层分离的疑虑。另外,也可将组成比率、分子量分布、分子量不同的2种以上的聚合物予以掺混。
又,此时(交联性的)高分子化合物(B)的添加量相对于碱可溶性树脂(A)100质量份,宜为1质量份以上且50质量份以下。添加量为1质量份以上的话,如上所述的在和碱可溶性树脂(A)的硬化膜中,韧性高,若为50质量份以下,则硬化膜的拉伸强度不会降低,故(交联性的)高分子化合物(B)的添加量宜设定在上述范围。(B)成分的添加量为1质量份以上且35质量份以下更佳,为1质量份以上且25质量份以下再更佳。通过设定在此范围,可使光刻图案化性能与硬化膜物性的平衡良好。
[(C)感光剂]
本发明的正型感光性树脂组成物中的(C)成分为因光而产生酸并使其对碱水溶液的溶解速度增加的感光剂,且具有重氮醌结构的化合物。(C)成分可列举分子中具有1,2-重氮萘醌磺酰基的化合物。
分子中具有1,2-重氮萘醌磺酰基的化合物可列举下述通式(26)或(27)表示的分子中具有1,2-重氮萘醌磺酰基的化合物。
[化39]
[化40]
就导入有上述1,2-重氮萘醌磺酰基的化合物而言,具体可理想地使用:三羟基二苯甲酮或四羟基二苯甲酮、具有酚性羟基的下述通式(28)表示的镇定物分子(ballastmolecular)或具有后述式(33)表示的重复单元的重均分子量为2,000~20,000,宜为3,000~10,000的范围的酚醛清漆树脂。亦即,可理想地使用如下所列举的具有酚性羟基的树脂、化合物的酚性羟基的氢原子被上述1,2-重氮萘醌磺酰基取代而成者作为(C)成分。
[化41]
在此,R101~R106分别独立地为氢原子、甲基、下式(29)表示的基团或下式(30)表示的基团。w为0~2的整数,z为0~2的整数,z为0时,w为1或2。z为0且w为1时,A为氢原子、甲基、或下式(29)表示的基团,z为0且w为2时,A的其中一者为亚甲基或下式(31)表示的基团,另一者为氢原子、甲基或下式(29)表示的基团,z为1时,A为亚甲基或下式(31)表示的基团。z为2时,且w为1时,A为次甲基或下式(32)表示的基团,w为2时,A的其中一者为亚甲基或下式(31)表示的基团,另一者为次甲基或下式(32)表示的基团。
[化42]
式中,b1、b2、b3、b4、b5、b6及b7分别为0~3的整数,但,b1+b2≤5、b3+b4≤4、b6+b7≤3。
此时,上述式(28)的低核体(镇定物分子)中,苯环的数目为2~20个,为2~10个更佳,为3~6个再更佳,且酚性羟基的数目与苯环的数目的比率为0.5~2.5,为0.7~2.0更佳,为0.8~1.5者再更佳。
如此的低核体(镇定物分子)具体可列举如下所述者。
[化43]
[化44]
[化45]
[化46]
[化47]
[化48]
[化49]
上述例示的低核体(镇定物分子)之中,可理想地使用(C-3)、(C-29)、(C-33)、(C-38)等,这些镇定物分子的酚性羟基的氢原子被1,2-重氮萘醌磺酰基取代而成的化合物可理想地使用于本发明的正型感光性树脂组成物的(C)成分。
[化50]
式中,mm为0~3的整数。
具有上述式(33)表示的重复单元的酚醛清漆树脂可通过使下式(34)表示的酚类及醛类以通常的方法进行缩合来合成,该酚类具体而言为邻甲酚、间甲酚、对甲酚、3,5-二甲酚等中的至少1种的酚类。
[化51]
式中,mm为0~3的整数。
此时,醛类可列举例如:甲醛、多聚甲醛、乙醛、苯甲醛等,宜为甲醛。
另外,上述式(34)表示的酚类及醛类的比例,以摩尔比计为0.2~2,为0.3~2的比例特佳。
对欲导入上述1,2-重氮萘醌磺酰基的化合物导入1,2-重氮萘醌磺酰基的方法宜使用1,2-重氮萘醌磺酰氯与酚性羟基的利用碱催化剂所为的脱盐酸缩合反应。在上述式(28)表示的镇定物分子、三羟基二苯甲酮或四羟基二苯甲酮的情况下,酚性羟基的氢原子被1,2-重氮萘醌磺酰基取代的比例为10~100摩尔%,宜为50~100摩尔%,在具有上述式(33)表示的重复单元的酚醛清漆树脂的情况下,酚性羟基的氢原子被1,2-重氮萘醌磺酰基取代的比例为2~50摩尔%,宜为3~27摩尔%。
(C)成分的添加量相对于(A)成分100质量份,为1~60质量份,为10~50质量份更佳。又,可使用(C)成分中的1种或组合使用2种以上。
通过掺合如此的(C)成分,在曝光前会因为(C)成分的溶解阻止性而抑制对碱水溶液的溶解性,***呈碱不溶性,并于曝光时,(C)成分的感光剂因光而产生酸,对碱水溶液的溶解速度增加,***呈碱可溶性。
亦即,显影液使用碱水溶液时,未曝光部不溶解于显影液,曝光部可溶于显影液,故可形成正型图案。
[(D)热交联剂]
本发明的正型感光性树脂组成物除了含有必要成分的上述(A)、(B)、(C)成分之外,宜更含有(D)选自经甲醛或甲醛-醇改性而成的氨基缩合物、1分子中平均具有2个以上的羟甲基或烷氧基羟甲基的酚化合物、将多元酚的羟基的氢原子取代成环氧丙基的化合物、将多元酚的羟基的氢原子取代成下式(D-1)表示的取代基的化合物、及含有2个以上的下述通式(D-2)表示的具有环氧丙基的氮原子而成的化合物中的1种或2种以上的交联剂。
[化52]
式中,点线表示键结,Rc表示碳数1~6的直链状、分支状或环状的烷基,v表示1或2。
上述经甲醛或甲醛-醇改性而成的氨基缩合物可列举例如:经甲醛或甲醛-醇改性而成的三聚氰胺缩合物、或经甲醛或甲醛-醇改性而成的脲缩合物。
上述经甲醛或甲醛-醇改性而成的三聚氰胺缩合物的制备例如,首先依循公知的方法将三聚氰胺单体以甲醛进行羟甲基化来进行改性,或将其再以醇进行烷氧基化来进行改性,并制成下述通式(35)表示的改性三聚氰胺。另外,上述醇宜为低级醇,例如碳数1~4的醇。
[化53]
式中,R31可相同也可相异地为羟甲基、包含碳数1~4的烷氧基的烷氧基甲基或氢原子,但,至少1个为羟甲基或上述烷氧基甲基。
上述R31可列举例如:羟甲基、甲氧基甲基、乙氧基甲基等烷氧基甲基及氢原子等。
上述通式(35)表示的改性三聚氰胺具体可列举:三甲氧基甲基单羟甲基三聚氰胺、二甲氧基甲基单羟甲基三聚氰胺、三羟甲基三聚氰胺、六羟甲基三聚氰胺、六甲氧基羟甲基三聚氰胺等。
然后,使上述通式(35)表示的改性三聚氰胺或其多聚物(例如二聚物、三聚物等寡聚物),依循常法和甲醛进行加成缩合聚合直到成为期望的分子量,可获得经甲醛或甲醛-醇改性而成的三聚氰胺缩合物。
又,上述经甲醛或甲醛-醇改性而成的脲缩合物的制备例如依循公知的方法,将期望的分子量的脲缩合物以甲醛进行羟甲基化来进行改性,或将其再以醇进行烷氧基化来进行改性。
上述经甲醛或甲醛-醇改性而成的脲缩合物的具体例可列举例如:甲氧基甲基化脲缩合物、乙氧基甲基化脲缩合物、丙氧基甲基化脲缩合物等。
另外,可使用这些改性三聚氰胺缩合物及改性脲缩合物中的1种或也可混合使用2种以上。
然后,1分子中平均具有2个以上的羟甲基或烷氧基羟甲基的酚化合物可列举例如:(2-羟基-5-甲基)-1,3-苯二甲醇、2,2’,6,6’-四甲氧基甲基双酚A、下式(D-3)~(D-7)表示的化合物等。
[化54]
另外,上述交联剂可使用1种或组合使用2种以上。
另一方面,将多元酚的羟基的氢原子取代成环氧丙基的化合物可列举通过将双酚A、三(4-羟基苯基)甲烷、1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷的羟基在碱存在下和表氯醇进行反应而得的化合物。将多元酚的羟基的氢原子取代成环氧丙基的化合物的理想例可列举下式(D-8)~(D-14)表示的化合物。
[化55]
式中,2≤t≤3。
又,就上述式(D-8)~(D-14)以外的化合物而言,更理想例可列举:EPICLON 850-S、EPICLON HP-4032、EPICLON HP-7200、EPICLON HP-820、EPICLON HP-4700、EPICLON EXA-4710、EPICLON HP-4770、EPICLON EXA-859CRP、EPICLON EXA-4880、EPICLON EXA-4850、EPICLON EXA-4816、EPICLON EXA-4822(以上为商品名,大日本油墨化学工业(股)公司制)、RIKARESIN BPO-20E、RIKARESIN BEO-60E(以上为商品名,新日本理化(股)公司制)、EP-4003S、EP-4000S、EP-4000S、EP-4000L(以上为商品名,ADEKA(股)公司制)、jER828EL、YX7105(以上为商品名,三菱化学(股)公司制)等。
可使用将这些多元酚的羟基取代成环氧丙氧基的化合物(将多元酚的羟基的氢原子取代成环氧丙基的化合物)中的1种或2种作为交联剂。
多元酚的羟基的氢原子取代成上述式(D-1)表示的取代基的化合物可列举含有2个以上的上述取代基并以下式(D-15)表示者。
[化56]
式中,1≤u≤3。
又,就上述式(D-15)以外的化合物而言,更理想例可列举:3-乙基-3-羟基甲基氧杂环丁烷、1,4-双{[(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲氧基]甲基}苯、3-乙基-3-(2-乙基己基甲基)氧杂环丁烷、1,4-苯二甲酸双[(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲基]酯、东亚合成(股)公司制的ARON OXETANE系列等。
另一方面,含有2个以上的上述式(D-2)表示的环氧丙基的氮原子的化合物可列举下式(D-16)表示者。
[化57]
式中,W表示碳数2~12的直链状、分支状、环状的亚烷基、或2价的芳香族基。另外,在此的W仅适用于上述式中。
上述式(D-16)表示的化合物可例示例如下式(D-17)~(D-20)表示的化合物。
[化58]
又,另一方面,含有2个以上的上述式(D-2)表示的环氧丙基的氮原子的化合物可理想地使用下式(D-21)、(D-22)表示的化合物。
[化59]
这些含有2个以上的上述式(D-2)表示的环氧丙基的氮原子的化合物可使用1种或使用2种作为交联剂。
环氧基的环的应变大且反应性高,氧杂环丁烷的碱性高且容易和酸键结。已有报告通过在环氧基组合氧杂环丁烷基,阳离子聚合的反应性会有显著地改善。
(D)成分是于本发明的正型感光性树脂组成物的图案形成后,在后硬化时引起交联反应,进一步提高硬化物的强度的成分。如此的(D)成分的重均分子量考虑光硬化性及耐热性的观点,宜为150~10,000,为200~3,000者特佳。
(D)成分的掺合量在本发明的正型感光性树脂组成物中,相对于(A)成分100质量份,宜为0.5~100质量份,为1~100质量份更佳,为1~80质量份特佳。
[(E)保护胺化合物]
本发明的正型感光性树脂组成物除了制成含有必要成分的上述(A)成分、(B)成分、(C)成分者之外,还可制成更含有(E)成分的保护胺化合物者。(E)成分的保护胺化合物若为将因热或酸而脱保护的基团键结于氮原子而成的含氮有机化合物,则任一皆无妨。尤其若为具有下述通式(36)、或(37)表示的氨基甲酸酯结构者,则无特别限制。
[化60]
在此,式中R32、R33、R34及R35分别独立地表示氢原子、也可具有取代基的碳数1~8的烷基、也可具有取代基的碳数3~8的环烷基、也可具有取代基的碳数1~8的烷氧基、也可具有取代基的碳数2~8的烯基、也可具有取代基的碳数2~8的炔基、也可具有取代基的芳基、或也可具有取代基的杂环基,R36及R37分别独立地表示氢原子、也可具有取代基的碳数1~8的烷基、也可具有取代基的碳数3~8的环烷基、也可具有取代基的碳数1~8的烷氧基、也可具有取代基的碳数2~8的烯基、也可具有取代基的碳数2~8的炔基、也可具有取代基的芳基、也可具有取代基的杂环基、互相键结而形成的也可具有取代基的单环、或互相键结而形成的也可具有取代基的多环。(但,式中的碳原子的合计的数量宜为10以下)又,R38表示也可具有取代基的碳数1~12的烷基、也可具有取代基的碳数3~12的环烷基、也可具有取代基的碳数2~12的烯基、也可具有取代基的碳数2~12的炔基、也可具有碳数1~3的烷基作为取代基的芳基、也可具有碳数1~3的烷基作为取代基的芳烷基、或也可具有取代基的杂环基。(但,构成R38的碳原子的合计的数量定为12以下)上述基也可具有的取代基也可使用任意者。
[化61]
上述式(36)及(37)的具体例可列举如下者。例如:N-(异丙氧基羰基)-2,6-二甲基哌啶、N-(异丙氧基羰基)-2,2,6,6-四甲基哌啶、N-(异丙氧基羰基)二异丙胺、N-(异丙氧基羰基)吡咯烷、N-(异丙氧基羰基)-2,5-二甲基吡咯烷、N-(异丙氧基羰基)-吖丁啶(azetidine)、N-(1-乙基丙氧基羰基)-2,6-二甲基哌啶、N-(1-乙基丙氧基羰基)-2,2,6,6-四甲基哌啶、N-(1-乙基丙氧基羰基)二异丙胺、N-(1-乙基丙氧基羰基)吡咯烷、N-(1-乙基丙氧基羰基)-2,5-二甲基吡咯烷、N-(1-乙基丙氧基羰基)-吖丁啶、N-(1-丙基丁氧基羰基)-2,6-二甲基哌啶、N-(1-丙基丁氧基羰基)-2,2,6,6-四甲基哌啶、N-(1-丙基丁氧基羰基)二异丙胺、N-(1-丙基丁氧基羰基)吡咯烷、N-(1-丙基丁氧基羰基)-2,5-二甲基吡咯烷、N-(1-丙基丁氧基羰基)-吖丁啶、N-(环戊氧基羰基)-2,6-二甲基哌啶、N-(环戊氧基羰基)-2,2,6,6-四甲基哌啶、N-(环戊氧基羰基)二异丙胺、N-(环戊氧基羰基)吡咯烷、N-(环戊氧基羰基)-2,5-二甲基吡咯烷、N-(环戊氧基羰基)-吖丁啶、N-(环己基羰基)-2,6-二甲基哌啶、N-(环己基羰基)-2,2,6,6-四甲基哌啶、N-(环己基羰基)二异丙胺、N-(环己基羰基)吡咯烷、N-(环己基羰基)-2,5-二甲基吡咯烷、N-(环己基羰基)-吖丁啶、N-(叔丁氧基羰基)-2,6-二甲基哌啶、N-(叔丁氧基羰基)-2,2,6,6-四甲基哌啶、N-(叔丁氧基羰基)二异丙胺、N-(叔丁氧基羰基)吡咯烷、N-(叔丁氧基羰基)-2,5-二甲基吡咯烷、N-(叔丁氧基羰基)-吖丁啶、N-(苄基氧基羰基)-2,6-二甲基哌啶、N-(苄基氧基羰基)-2,2,6,6-四甲基哌啶、N-(苄基氧基羰基)二异丙胺、N-(苄基氧基羰基)吡咯烷、N-(苄基氧基羰基)-2,5-二甲基吡咯烷、N-(苄基氧基羰基)-吖丁啶、1,4-双(N,N’-二异丙基氨基羰基氧基)环己烷、日本专利5609815号公报记载的咪唑化合物等。
本实施形态的保护胺化合物为在200℃以下会100%分解者特佳。借此,可更有效率地产生碱化合物,并促进聚酰亚胺前驱物的酰亚胺化、或促进热交联剂和树脂的交联反应。通过加热保护胺化合物而得的碱及其它分解物在1大气压(0.1GPa)下的沸点宜为200℃以下。原因是通过设为200℃以下,则分解物可自涂膜中利用低温处理而挥发。分解物在1大气压下的沸点的下限并无特别限制,考虑保护胺化合物的合成的简便性的观点,宜使用-150℃以上者。
将胺化合物直接添加于本发明的正型感光性树脂组成物中时,(B)成分的交联性的高分子化合物或(D)成分的热交联剂会存在和胺化合物在室温下进行反应并随时间使组成物的粘度增粘,使保存稳定性劣化的顾虑。另一方面,若为利用保护基团保护了碱性部位的胺化合物,则和未加热时同样和(B)成分及(D)成分不会在室温下进行反应,故可提高感光性树脂组成物随时间的保存稳定性。又,加热时才开始产生碱,并成为酰亚胺闭环反应、或和(A)成分的碱可溶性树脂的交联反应的催化剂,可有效果地促进交联反应。
另外,保护胺化合物可单独使用1种或组合使用2种以上,其掺合量相对于(A)成分的碱可溶性树脂100质量份,为0~10质量份,掺合时,宜为混合0.01~10质量份者,为混合0.01~5质量份者特佳。掺合量若为10质量份以下,则组成物的碱溶解性不会降低,光刻图案化特性不会劣化。
[(F)热酸产生剂]
本发明的正型感光性树脂组成物可设为更含有(F)因热而产生酸的化合物(热酸产生剂)者。(F)成分的因热而产生酸的化合物可为了在上述图案形成后所施加的温度100~300℃的加热、后硬化步骤中,热因性地促进(A)成分与(B)成分及(D)成分的交联反应而添加。
尤其,就(F)成分而言,宜为直到利用显影形成图案前都不会促进膜硬化,且不会妨碍图案形成者。为了实现该目的,(F)成分宜为在涂布感光性树脂组成物后,于去除、干燥溶剂的步骤的温度不会产生酸,而在图案形成后利用热处理才开始产生酸并促进正型感光性树脂组成物的图案、被膜的硬化者。具体而言,宜为利用100℃~300℃,更宜为利用150℃~300℃的热处理而分解并产生酸的化合物。通过含有如此的(F)成分,可使正型感光性树脂组成物的图案、被膜,在图案形成后所施加的温度100~300℃的加热、后硬化步骤中,变化为更进一步进行交联、硬化反应的图案、被膜。(F)成分通过更进一步使交联、硬化反应进行,可使得到的图案或被膜的机械性强度、耐药品性、密接性等更进一步改善。
理想的因热而产生酸的化合物可使用日本特开2007-199653号公报的段落[0061]~[0085]所记载的化合物。
因热而产生酸的化合物的掺合量,相对于本发明的正型感光性树脂组成物中的(A)成分100质量份,宜为0.1质量份以上,为0.5质量份以上更佳,又,宜为30质量份以下,为5质量份以下更佳。含量通过为0.1质量份以上,会促进交联反应。又,含量若为30质量份以下,则组成物的碱显影性不会劣化,且不会引发显影残渣。
[(G)抗氧化剂]
本发明的正型感光性树脂组成物可设为更含有(G)成分的抗氧化剂者。通过含有(G)成分的抗氧化剂,会抑制(A)成分的脂肪族基、酚性羟基的氧化劣化。又,因为对金属材料的防锈作用,可抑制来自外部的水分、光酸产生剂、热酸产生剂等所致的金属氧化、或伴随金属氧化的密接降低、剥离。
在此列举可使用的抗氧化剂的具体例的话,可理想地列举受阻酚系抗氧化剂、或磷系抗氧化剂及硫系抗氧化剂。但,并不限于此。又,这些抗氧化剂可单独使用一种或组合使用二种以上。
上述抗氧化剂的具体例之中,更进一步例示受阻酚系抗氧化剂的话,可列举:新戊四醇四[3-(3,5-二(叔丁基)-4-羟基苯基)丙酸酯](BASF JAPAN(股),IRGANOX 1010(商品名))、双3-(3,5-二(叔丁基)-4-羟基苯基)丙酸硫代二亚乙酯(BASF JAPAN(股),IRGANOX1035(商品名))、3-(3,5-二(叔丁基)-4-羟基苯基)丙酸十八烷酯(BASF JAPAN(股),IRGANOX 1076(商品名))、3,5-二(叔丁基)-4-羟基-氢肉桂酸-1-辛酯(BASF JAPAN(股)制,IRGANOX 1135(商品名))、4,6-双(辛基硫代甲基邻甲酚)(BASF JAPAN(股),IRGANOX1520L)、Sumilizer GA80(住友化学(股)制,商品名)、ADK STAB AO-20(ADEKA(股)制,商品名)、ADK STAB AO-30(ADEKA(股)制,商品名)、ADK STAB AO-40(ADEKA(股)制,商品名)、ADKSTAB AO-50(ADEKA(股)制,商品名)、ADK STAB AO-60(ADEKA(股)制,商品名)、ADK STABAO-80(ADEKA(股)制,商品名)、ADK STAB AO-330(ADEKA(股)制,商品名)、日本特开WO2017/188153A1号公报记载的受阻酚系抗氧化剂等。
上述抗氧化剂的具体例之中,更进一步例示磷系抗氧化剂的话,可列举:亚磷酸三苯酯、亚磷酸三(甲基苯基)酯、亚磷酸三异辛酯、亚磷酸三癸酯、亚磷酸三(2-乙基己基)酯、亚磷酸三(壬基苯基)酯、亚磷酸三(辛基苯基)酯、亚磷酸三癸基聚(氧亚乙基)酯、亚磷酸三(环己基苯基)酯、亚磷酸三环己酯、硫代亚磷酸三癸酯、硫代亚磷酸三异癸酯、亚磷酸苯基双(2-乙基己基)酯、亚磷酸苯基二异癸酯、亚磷酸十四烷基聚(氧亚乙基)双(乙基苯基)酯、亚磷酸苯基二环己酯、亚磷酸苯基二异辛酯、亚磷酸苯基二(十三烷基)酯、亚磷酸二苯基环己酯、亚磷酸二苯基异辛酯、亚磷酸二苯基-2-乙基己酯、亚磷酸二苯基异癸酯、亚磷酸二苯基环己基苯酯、硫代亚磷酸二苯基(十三烷基)酯等。
上述抗氧化剂的具体例之中,更进一步例示硫系抗氧化剂的话,可列举:ADK STABAO-412S(ADEKA(股)制,商品名)、AO-503S(ADEKA(股)制,商品名)、Sumilizer TP-D(住友化学(股)制,商品名)等。
硫系抗氧化剂及磷系抗氧化剂可期待分解过氧化物的效果。
又,(G)成分的抗氧化剂的含量,相对于(A)成分的碱可溶性树脂100质量份,宜为0.1~10质量份,为0.2~5质量份更佳。含量通过为0.1质量份以上,会改善对金属材料的密接性同时会抑制剥离。又,含量若为10质量份以下,则不会有组成物的碱显影性、硬化膜的韧性劣化的情况。
[(H)硅烷化合物]
本发明的正型感光性树脂组成物可设为更含有(H)成分的硅烷化合物者。通过含有(H)成分的硅烷化合物,不仅可改善对金属材料的密接性,还可抑制热冲击试验、高温高湿试验等可靠性试验时的硬化膜的剥离。
可在此使用的硅烷化合物若为具有烷氧基硅基者,则任一皆无妨。又,理想的具体例如下所示。可列举:γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、双(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、双(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、三乙氧基硅丙基乙氨基甲酸酯、3-(三乙氧基硅基)丙基琥珀酸酐、苯基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-三乙氧基硅基-N-(1,3-二甲基亚丁基)丙胺、日本专利6414060记载的含有酰胺基的硅烷化合物、日本特开WO2016/140024及日本专利5987984记载的含有硫代脲基的硅烷化合物、日本专利2017-044964记载的含有硫醇基的硅烷化合物等。但,并不限于此。此外,这些硅烷化合物可单独使用一种或组合使用二种以上。
又,(H)的硅烷化合物的含量相对于(A)成分的碱可溶性树脂100质量份,宜为0.1~20质量份,为1~10质量份更佳,为3~6质量份再更佳。为0.1质量份以上的话,可赋予和基板的更充足的密接性,为20质量份以下的话,可更为抑制室温保存时的粘度上升等的问题。又,含量通过未达10质量份,可更确实地抑制组成物的碱显影性因劣化而导致的显影残渣。
[其它成分]
又,本发明的正型感光性树脂组成物中,也可更含有(A)成分、(B)成分、(C)成分、(D)成分、(E)成分、(F)成分、(G)成分及(H)成分以外的成分。其它成分可列举例如:(I)溶解抑制剂、(J)表面活性剂及(K)溶剂等。可理想地使用下述所例示的化合物等。但,并不限于此。
(I)溶解抑制剂可列举:将重均分子量为100~1,000,宜为150~800,且分子内具有2个以上的酚性羟基的化合物中的该酚性羟基的氢原子利用酸不稳定基团以就整体而言平均为0~100摩尔%的比例取代而成的化合物、或分子内具有羧基的化合物中的该羧基的氢原子利用酸不稳定基团以就整体而言平均为50~100摩尔%的比例取代而成的化合物。
另外,酚性羟基的氢原子被酸不稳定基团取代的取代率,以平均计为酚性羟基整体的0摩尔%以上,宜为30摩尔%以上,其上限为100摩尔%,为80摩尔%更佳。羧基的氢原子被酸不稳定基团取代的取代率,以平均计为羧基整体的50摩尔%以上,宜为70摩尔%以上,其上限为100摩尔%。
此时,该具有2个以上的酚性羟基的化合物或具有羧基的化合物宜为下式(I1)~(I15)表示者。
[化62]
但,上述式中R201、R202分别表示氢原子、或碳数1~8的直链状或分支状的烷基或烯基。R203表示氢原子、或碳数1~8的直链状或分支状的烷基或烯基。R204表示-(CH2)i-(i=2~10)、碳数6~10的亚芳基、羰基、磺酰基、氧原子或硫原子。R205表示碳数1~10的亚烷基、碳数6~10的亚芳基、羰基、磺酰基、氧原子或硫原子。R206表示氢原子、碳数1~8的直链状或分支状的烷基、烯基或分别被羟基取代的苯基或萘基。R208表示氢原子或羟基。j为0~5的整数。u、h为0或1。s、t、s’、t’、s”、t”分别符合s+t=8、s’+t’=5、s”+t”=4,且为在各苯基骨架中具有至少1个羟基的数。a为将式(I8)、(I9)的化合物的分子量设为100~1,000的数。
溶解抑制剂的掺合量相对于(A)成分的碱可溶性树脂100质量份,为0~50质量份,宜为5~50质量份,为5~20质量份更佳,可单独使用或混合使用2种以上。掺合量若为5质量份以上,则会更确实地改善分辨率,若为50质量份以下,则不会发生图案的膜损失,可获得高分辨率。
(J)表面活性剂宜为非离子性者,例如氟系表面活性剂,具体可列举:全氟烷基聚氧乙烯乙醇、氟化烷基酯、全氟烷基氧化胺、含氟有机硅氧烷系化合物、非氟有机硅氧烷系化合物等。
这些表面活性剂可使用市售者,可列举例如:FLUORAD FC-4430(住友3M(股)制,商品名)、PF-6320(OMNOVA公司制,商品名)、PF-636(OMNOVA公司制,商品名)、SURFLON S-141及S-145(以上为旭硝子(股)制,商品名)、UNIDYNE DS-401、DS-4031及DS-451(以上为大金工业(股)制,商品名)、MEGAFACE F-8151(DIC(股)制,商品名)、X-70-093(信越化学工业(股)制,商品名)、KP-341(信越化学工业(股)制,商品名)等。它们之中,宜为FLUORAD FC-4430(住友3M(股)制,商品名)、PF-6320(OMNOVA公司制,商品名)、PF-636(OMNOVA公司制,商品名)、X-70-093(信越化学工业(股)制,商品名)。
表面活性剂的掺合量相对于(A)成分的碱可溶性树脂100质量份,宜为0.01~5质量份,为0.01~3质量份更佳。
(K)溶剂若为会溶解(A)成分、(B)成分及(C)成分者,则无限定。溶剂可列举例如:环己酮、环戊酮、甲基-2-正戊基酮等酮类;3-甲氧基丁醇、3-甲基-3-甲氧基丁醇、1-甲氧基-2-丙醇、1-乙氧基-2-丙醇等醇类;丙二醇单甲醚、乙二醇单甲醚、丙二醇单***、乙二醇单***、丙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚等醚类;丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单***乙酸酯、乳酸乙酯、丙酮酸乙酯、乙酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙酸叔丁酯、丙酸叔丁酯、丙二醇单叔丁醚乙酸酯、γ-丁内酯等酯类等,可使用它们中的1种以上。为乳酸乙酯、环己酮、环戊酮、丙二醇单甲醚乙酸酯、γ-丁内酯或它们的混合溶剂特佳。
(K)成分的掺合量相对于(A)成分、(B)成分及(C)成分的掺合量的合计100质量份,宜为50~2,000质量份,为100~1,000质量份特佳。
[正型感光性干薄膜]
本发明的正型感光性干薄膜具备支持薄膜及保护薄膜、以及在上述支持薄膜与保护薄膜之间由上述正型感光性树脂组成物而得的感光性树脂皮膜(感光性树脂层)。
上述感光性干薄膜(支持薄膜、保护薄膜及感光性树脂皮膜)为固体,且感光性树脂皮膜不含溶剂,故不存在因其挥发所致的气泡残留在上述感光性树脂皮膜的内部及具有凹凸的基板之间的疑虑。
上述感光性树脂皮膜的膜厚,考虑在具有凹凸的基板上的平坦性、高低差被覆性及基板叠层间隔的观点,宜为5~200μm,为5~100μm更佳,为10~100μm再更佳。
又,上述感光性树脂皮膜的粘度及流动性与密接相关,上述感光性树脂皮膜在适当的粘度范围内可发挥适当的流动性,可进入到狭窄间隙的深处、或树脂可通过软化而使和基板的粘接性增强。因此,上述感光性树脂皮膜的粘度,考虑其流动性的观点,在80~120℃时宜为10~5,000Pa·s,为30~2,000Pa·s更佳,为50~300Pa·s再更佳。另外,本发明中,粘度是利用旋转粘度计而得的测定值。
本发明的正型感光性干薄膜在将保护薄膜剥离并使其和具有凹凸的基板密接时,感光性树脂皮膜会随附于上述凹凸而被覆,可达成高程度的平坦性。尤其,上述感光性树脂皮膜由于其特征为低粘弹性,故可达成更高程度的平坦性。此外,使上述感光性树脂皮膜在真空环境下和上述基板密接的话,可更有效地防止它们的间隙产生。
[正型感光性干薄膜的制造方法]
又,本发明提供一种正型感光性干薄膜的制造方法,包含下列步骤:
(1)将上述正型感光性树脂组成物连续地涂布于支持薄膜上并形成感光性树脂层,
(2)使上述感光性树脂层连续地干燥,及
(3)进一步于上述感光性树脂层上贴合保护薄膜。
本发明的感光性干薄膜可通过将上述正型感光性树脂组成物涂布于支持薄膜上,并使其干燥来形成感光性树脂皮膜而制造。上述感光性干薄膜的制造装置一般可使用用以制造粘着剂产品的薄膜涂布机。上述薄膜涂布机可列举例如:逗涂机、逗轮反向涂布机、多层涂布机、模涂机、唇涂机、唇型反向涂布机、直接凹版涂布机、胶版凹版涂布机、3辊底部反向涂布机、4辊底部反向涂布机等。
可将支持薄膜自上述薄膜涂布机的卷出轴进行放卷,使其通过上述薄膜涂布机的涂布头时,将上述感光性树脂组成物以预定的厚度涂布于上述支持薄膜上后,并以预定的温度及时间使其通过热风循环烘箱,再使其于上述支持薄膜上进行干燥来制成感光性树脂皮膜。然后,将感光性树脂皮膜和从上述薄膜涂布机的另一卷出轴卷放的保护薄膜一起以预定的压力通过层合辊来使上述支持薄膜上的上述感光性树脂皮膜与保护薄膜贴合后,卷绕于上述薄膜涂布机的卷绕轴,借此可制造设有保护薄膜的感光性干薄膜。此时,上述温度宜为25~150℃,上述时间宜为1~100分钟,上述压力宜为0.01~5MPa。
上述支持薄膜可为由单一薄膜构成的单层薄膜,也可为多数的薄膜叠层而成的多层薄膜。上述薄膜的材质可列举聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯等的合成树脂薄膜。它们之中,考虑具有适当的可挠性、机械性强度及耐热性的观点,宜为聚对苯二甲酸乙二酯。这些薄膜也可为已实施电晕处理、剥离剂涂布等各种处理者。它们可使用市售品,可列举例如:Cerapeel WZ(RX)、Cerapeel BX8(R)(以上为东丽薄膜加工(股)制)、E7302、E7304(以上为东洋纺(股)制)、PEULEX G31,PEULEX G71T1(以上为帝人杜邦薄膜(股)制)、PET38×1-A3、PET38×1-V8、PET38×1-X08(以上为NIPPA(股)制)等。
上述保护薄膜可使用和前述支持薄膜同样者,但,考虑具有适当的可挠性的观点,宜为聚对苯二甲酸乙二酯及聚乙烯。它们可使用市售品,聚对苯二甲酸乙二酯已例示,聚乙烯可列举例如:GF-8(TAMAPOLY(股)制)、PE薄膜0型(NIPPA(股)制)等。
上述支持薄膜及保护薄膜的厚度,考虑感光性干薄膜制造的稳定性及防止对卷绕轴心的卷绕倾向即所谓卷曲的观点,均宜为10~100μm,为10~50μm更佳。
(图案形成方法)
本发明提供包含下列步骤的图案形成方法。
(1)将上述正型感光性树脂组成物涂布于基板上,并形成感光材皮膜,
(2)然后,于加热处理后,间隔光掩膜以波长190~500nm的高能射线或电子束对前述感光材皮膜进行曝光,及
(3)于照射后,使用碱水溶液的显影液进行显影。
以下进行说明有关使用了本发明的正型感光性树脂组成物的图案形成方法。
本发明的正型感光性树脂组成物中,为了形成图案,可采用公知的光刻技术来实施,例如利用旋转涂布的方法(旋涂法)将正型感光性树脂组成物涂布于硅晶圆或SiO2基板、SiN基板、或形成有铜配线等的图案的基板,以约80~130℃、50~600秒的条件进行预烘,形成厚度1~50μm,宜为1~30μm,更佳为1~20μm的感光材皮膜。
旋涂法可通过将正型感光性树脂组成物约5mL点胶到硅基板上后将基板予以旋转,来使正型感光性树脂组成物涂布到基板上。此时,通过调整旋转速度。可轻易调整基板上的感光材皮膜的膜厚。
然后,将用以形成目的的图案的掩膜遮挡于上述感光材皮膜上,并照射i射线、g射线等波长190~500nm的高能射线或电子束,例如使曝光量达到约1~5,000mJ/cm2,宜达到约100~2,000mJ/cm2。
照射后,实施显影。上述本发明的正型感光性树脂组成物中,可利用碱水溶液进行碱显影。
另一方面,可使用于碱显影的理想的碱水溶液为2.38%的四甲基羟基铵(TMAH)水溶液。显影可利用喷雾法、浸置法等通常的方法、浸渍于显影液的方法等来实施。其后,可因应需要实施清洗、淋洗、干燥等,并获得具有期望的图案的抗蚀剂皮膜。
(使用正型感光性干薄膜的图案形成方法)
本发明提供一种图案形成方法,其特征为包含下列步骤:
(1)使通过从本发明的正型感光性干薄膜剥离保护薄膜而露出的感光性树脂层密接于基板,
(2)然后,以间隔上述支持薄膜的状态或将上述支持薄膜剥离的状态,间隔光掩膜以波长190~500nm的高能射线或电子束对感光性树脂层进行曝光,及
(3)于照射后,使用碱水溶液的显影液进行显影。
以下进行说明有关使用了本发明的正型感光性干薄膜的图案形成方法。
步骤(1)中,使用感光性干薄膜将感光性树脂皮膜形成于基板上。具体而言,通过将感光性干薄膜的感光性树脂皮膜贴附于基板而将感光性树脂皮膜形成于基板上。上述基板可列举和前述使用正型感光性树脂组成物的图案形成方法中所说明者同样者。
上述感光性干薄膜具有保护薄膜时,从感光性干薄膜剥离保护薄膜后,将感光性干薄膜的感光性树脂皮膜贴附于基板。贴附例如可使用薄膜贴附装置来实施。薄膜贴附装置宜为真空层合机。例如将上述感光性干薄膜的保护薄膜剥离,并使露出的上述感光性树脂皮膜,于预定真空度的真空腔室内,使用预定的压力的贴附辊,在预定的温度的桌面上密接于上述基板。另外,上述温度宜为60~120℃,上述压力宜为0~5.0MPa,上述真空度宜为50~500Pa。
为了获得必要的厚度的感光性树脂皮膜,也可因应需要将薄膜进行多次贴附。贴附次数例如约1~10次,可获得10~1,000μm的膜厚,尤为约100~500μm的膜厚的感光性树脂皮膜。
为了使上述感光性树脂皮膜与基板的密接性改善,也可因应需要实施预烘。预烘例如可在40~140℃实施约1分钟~1小时。
然后,将用以形成目的的图案的掩膜遮挡于上述感光性树脂皮膜上,并照射i射线、g射线等波长190~500nm的高能射线或电子束,例如使曝光量达到约1~5,000mJ/cm2,宜达到约100~2,000mJ/cm2。另外,感光性干薄膜的支持薄膜因应制程而在预烘前或PEB前剥离、或以其它方法去除。
照射后,感光性树脂皮膜和上述使用感光性树脂组成物的图案形成方法的情况同样地使用显影液进行显影并形成图案。
(硬化被膜形成方法)
又,通过将利用上述图案形成方法得到的形成有图案的被膜,例如使用烘箱、加热板,于温度100~300℃,宜为150~300℃,更佳为180~250℃进行加热、后硬化,可形成硬化被膜。后硬化温度若为100~300℃,则可提高正型感光性树脂组成物的皮膜的交联密度,并可去除残存的挥发成分,考虑对基板的密接力、耐热性或强度、以及电特性的观点,较为理想。而且,后硬化时间可设为10分钟~10小时。
上述形成的图案可使用于包覆配线、电路及基板等的保护用被膜作为目的,而它们所形成的图案及保护用被膜具有优良的绝缘性,同时会在如所被覆的配线、电路的Cu般的金属层、存在基板上的金属电极上、或如存在所被覆的配线、电路中的SiN般的绝缘基板上展现优良的密接力,且在具备作为保护用被膜的相应的机械性强度的情况下,还可大幅改善能用以形成微细的图案的分辨性能。
(硬化被膜)
以此方式得到的硬化被膜,和基板的密接性、耐热性、电特性、机械性强度及对碱性剥离液等的药品耐性优良,将其作为保护用被膜的半导体元件的可靠性亦优良,尤其可防止温度循环试验时的裂纹发生,可理想地使用作为电气-电子零件、半导体元件等的保护用被膜(层间绝缘膜或表面保护膜)。
亦即,本发明提供一种层间绝缘膜或表面保护膜,由上述正型感光性树脂组成物或正型感光性干薄膜硬化而成的硬化被膜构成。
上述保护用被膜由于其耐热性、药品耐性、绝缘性,故在包含再配线用途的半导体元件用绝缘膜、多层印刷基板用绝缘膜、焊接掩膜(solder mask)、覆盖薄膜用途等为有效的。
此外,本发明提供一种电子零件,具有上述层间绝缘膜或上述表面保护膜。如此的电子零件由于具有具耐热性、药品耐性、绝缘性的保护用被膜(层间绝缘膜或表面保护膜),故可靠性优良。
[实施例]
以下例示合成例、实施例及比较例具体地说明本发明,但本发明不受下述实施例等限制。另外,重均分子量(Mw)表示利用GPC所为的聚苯乙烯换算重均分子量。
I.碱可溶性树脂(A)的合成
下述合成例中,使用的化合物的化学结构式及名称如下所示。
[化63]
[合成例1]聚酰亚胺树脂(A1)的合成
于具备搅拌机、温度计的1L的烧瓶内添加2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷(6FAP)30g(81.9mmol)、4-氨基苯酚(PAP)0.9g(8.6mmol)、N-甲基-2-吡咯烷酮125g,并于室温搅拌溶解。然后,于室温下滴加将3,3’,4,4’-氧二邻苯二甲酸二酐(s-ODPA)26.7g(86.2mmol)溶解于N-甲基-2-吡咯烷酮270g而成的溶液,滴加结束后,于室温搅拌3小时。其后,于该反应液中添加二甲苯40g,边于170℃将生成的水排除至***外边实施3小时加热回流。冷却至室温后,将该反应液滴加进处于搅拌下的超纯水2L中,分滤析出物并适当水洗后,于40℃减压干燥48小时,借此获得聚酰亚胺树脂(A1)。该聚合物的分子量利用GPC进行测定时,以聚苯乙烯换算计的重均分子量为35,000。
[合成例2]聚酰亚胺树脂(A2)的合成
于合成例1中,将2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷(6FAP)30g(81.9mmol)替换成2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)丙烷(BAP)21.2g(81.9mmol),除此之外以同样的配方获得聚酰亚胺树脂(A2)。该聚合物的分子量利用GPC进行测定时,以聚苯乙烯换算计的重均分子量为34,000。
[合成例3]聚酰胺酰亚胺树脂(A3)的合成
于具备搅拌机、温度计的500ml的烧瓶内添加2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷(6FAP)28.5g(77.8mmol)、4-氨基苯酚(PAP)0.9g(8.2mmol)、N-甲基-2-吡咯烷酮118g,并于室温搅拌溶解。然后,于室温下滴加将3,3’,4,4’-氧二邻苯二甲酸二酐(s-ODPA)19.0g(61.4mmol)溶解于N-甲基-2-吡咯烷酮192g而成的溶液,滴加结束后,于室温搅拌3小时。其后,于该反应液中添加二甲苯40g,边于170℃将生成的水排除至***外边实施3小时加热回流。冷却至室温后,添加吡啶3.2g(41.0mmol),并以保持在5℃以下的方式滴加癸二酰二氯(DC-1)4.9g(20.5mmol)。滴加结束后,恢复至室温,将该反应液滴加进处于搅拌下的超纯水2L中,分滤析出物并适当水洗后,于40℃减压干燥48小时,借此获得聚酰胺酰亚胺树脂(A3)。该聚合物的分子量利用GPC进行测定时,以聚苯乙烯换算计的重均分子量为35,000。
[合成例4]聚酰胺树脂(A4)的合成
于具备搅拌机、温度计的500ml的烧瓶内添加2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷(6FAP)28.5g(77.8mmol)、4-氨基苯酚(PAP)0.9g(8.2mmol)、N-甲基-2-吡咯烷酮118g,并于室温搅拌溶解。然后,添加吡啶13.0g(163.8mmol),并以保持在5℃以下的方式滴加癸二酰二氯(DC-1)19.6g(81.9mmol)。滴加结束后,恢复至室温,将该反应液滴加进处于搅拌下的超纯水2L中,分滤析出物并适当水洗后,于40℃减压干燥48小时,借此获得聚酰胺树脂(A4)。该聚合物的分子量利用GPC进行测定时,以聚苯乙烯换算计的重均分子量为38,000。
[合成例5]四羧酸二酯化合物(X-1)的合成
于具备搅拌机、温度计的3L的烧瓶内添加3,3’,4,4’-氧二邻苯二甲酸二酐(s-ODPA)100g(322mmol)、三乙胺65.2g(644mmol)、N,N-二甲基-4-氨基吡啶39.3g(322mmol)、γ-丁内酯400g,并于室温在搅拌时滴加甲基丙烯酸羟基乙酯(HEMA)83.8g(644mmol)后,于室温下搅拌24小时。其后,在冰冷下滴加10%盐酸水溶液370g使反应停止。于反应液中添加4-甲基-2-戊酮800g并分离提取有机层后,以水600g清洗6次。将得到的有机层的溶剂馏去,获得180g的四羧酸二酯化合物(X-1)。
[合成例6]聚酰亚胺前驱物(A5)的合成
于具备搅拌机、温度计的1L的烧瓶内添加(X-1)57.1g(100mmol)、N-甲基-2-吡咯烷酮228g,并于室温搅拌溶解。然后,于冰冷下,以反应溶液温度保持在10℃以下的方式滴加亚硫酰氯24.4g(205mmol),滴加结束后,于冰冷下搅拌2小时。然后,于冰冷下以反应溶液温度保持在10℃以下的方式滴加将2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷(6FAP)34.8g(95mmol)、4-氨基苯酚(PAP)1.1g(10mmol)、吡啶32.4g(410mmol)溶解于N-甲基-2-吡咯烷酮144g而成的溶液。滴加结束后,恢复至室温,将该反应液滴加进处于搅拌下的水3L中,分滤析出物并适当水洗后,于40℃减压干燥48小时,借此获得聚酰亚胺前驱物(A5)。该聚合物的分子量利用GPC进行测定时,以聚苯乙烯换算计的重均分子量为36,000。
II.高分子化合物(B)的合成
[合成例]
就交联性的高分子化合物(高分子添加剂)而言,组合各种单体并于四氢呋喃溶剂下实施共聚合反应,再于己烷中进行晶析并干燥,获得如下所示的组成的高分子化合物(聚合物B1~B12、比较聚合物C1、C2)。得到的高分子化合物的组成利用1H-NMR进行确认,分子量利用凝胶渗透层析进行确认。
[合成例7]聚合物B1
分子量(Mw)=10,800
[化64]
[合成例8]聚合物B2
分子量(Mw)=11,400
[化65]
[合成例9]聚合物B3
分子量(Mw)=11,000
[化66]
[合成例10]聚合物B4
分子量(Mw)=10,800
[化67]
[合成例11]聚合物B5
分子量(Mw)=11,300
[化68]
[合成例12]聚合物B6
分子量(Mw)=12,000
[化69]
[合成例13]聚合物B7
分子量(Mw)=10,900
[化70]
[合成例14]聚合物B8
分子量(Mw)=10,200
[化71]
[合成例15]聚合物B9
分子量(Mw)=12,300
[化72]
[合成例16]聚合物B10
分子量(Mw)=11,800
[化73]
[合成例17]聚合物B11
分子量(Mw)=9,000
[化74]
[合成例18]聚合物B12
分子量(Mw)=9,300
[化75]
[合成例19]比较聚合物C1
分子量(Mw)=11,900
[化76]
[合成例20]比较聚合物C2
分子量(Mw)=10,600
[化77]
III-1.正型感光性树脂组成物的制备(实施例1~24、比较例1~3)
以于上述合成例1~合成例6合成的碱可溶性树脂(A1)~(A5)中添加合成例7~合成例20合成的交联性的高分子化合物(B1)~(B12)、(C1)、(C2)而成者作为基础树脂,制备以表1及表2所记载的组成及掺合量的树脂组成物。其后,进行搅拌、混合、溶解后,以特氟龙(注册商标)制1.0μm过滤器实施精密过滤,获得正型感光性树脂组成物。表中溶剂的PGMEA表示丙二醇单甲醚乙酸酯,GBL表示γ-丁内酯。
[表1]
[表2]
III-2.感光性干薄膜的制作
薄膜涂布机使用逗涂机,支持薄膜使用聚对苯二甲酸乙二酯薄膜AL-5(LINTEC(股)公司制,商品名,厚度38μm),将表2所记载的感光性树脂组成物21~24、及比较感光性树脂组成物3分别上述涂布于支持薄膜上。然后,通过使其以4分钟通过已设定在55℃的热风循环烘箱(长度6m)来进行干燥,于支持薄膜上形成感光性树脂皮膜,获得感光性干薄膜。自上述感光性树脂皮膜之上利用层合辊以压力1MPa贴合作为保护薄膜的聚乙烯薄膜(厚度10μm),制得设有保护薄膜的感光性干薄膜。各感光性树脂皮膜的膜厚以后硬化后的完成膜厚成为10μm的方式设定为14μm(感光性树脂皮膜的膜厚利用光干涉式膜厚测定仪进行测定)。
另外,表1及表2中,重氮醌化合物的感光剂(PAC-1)、交联剂(CL-1)、(CL-2)、(CL-3)、保护胺化合物(碱性化合物)(E-1)、热酸产生剂(F-1)、(F-2)、抗氧化剂(G-1)、硅烷化合物(H-1)、溶解抑制剂(I-1)、表面活性剂(J-1)的详细内容如下所述。
感光剂(PAC-1)
[化78]
式中,Q表示下式表示的1,2-重氮萘醌磺酰基或氢原子,Q有90%被取代成下式表示的1,2-重氮萘醌磺酰基。
[化79]
交联剂(CL-1)
环氧树脂:ADEKA(股)公司制EP4000L
交联剂(CL-2)
环氧树脂:三菱化学(股)公司制jER828EL
交联剂(CL-3)
[化80]
保护胺化合物(E-1)
[化81]
热酸产生剂(F-1)
[化82]
热酸产生剂(F-2)
[化83]
抗氧化剂(G-1)
受阻酚系抗氧化剂:住友化学(股)公司制Sumilizer GA-80
硅烷化合物(H-1)
氨基硅烷偶联剂:信越化学工业(股)公司制KBM-573
溶解抑制剂(I-1)
[化84]
表面活性剂(J-1)
氟系表面活性剂:OMNOVA公司制PF-6320
IV.图案形成
使用上述感光性树脂组成物1~20、比较感光性树脂组成物1、2,进一步使用由上述感光树脂组成物21~24、比较感光性树脂组成物3构成的感光性干薄膜,于经六甲基硅氮烷处理的硅基板上形成感光性树脂被膜。
通过将5mL的感光性树脂组成物1~20、比较感光性树脂组成物1、2的树脂溶液点胶至硅基板上后,将基板进行旋转,亦即利用旋涂法,以图案形成后施加的后硬化的加热后的膜厚成为2μm的方式进行涂布。亦即,事先探讨后硬化步骤后的膜厚减少来调整涂布时的转速,以使后硬化后的完成膜厚成为2μm。另外,预烘条件设定为加热板上100℃、2分钟。
另一方面,由感光树脂组成物21~24、比较感光性树脂组成物3构成的感光性干薄膜,是将保护薄膜剥离,并使用Takatori公司制的真空层合机TEAM-100RF,将真空腔室内的真空度设定为80Pa,并使支持薄膜上的感光性树脂皮膜密接于硅基板。另外,台座温度条件设为110℃。又,恢复常压后,将支持薄膜剥离,为了提高和基板的密接性,利用加热板于90℃实施1分钟预备加热。
涂膜形成后,使用VEECO公司制i射线步进机AP300E实施i射线曝光。图案形成中使用正型图案用的掩膜。上述掩膜具有可形成纵横1:1排列的2μm的接触孔(contact hole)图案(以下标记为导孔图案)的图案,可形成10μm~2μm每1μm间距的导孔图案。
其后,以2.38%氢氧化四甲铵(TMAH)水溶液作为显影液,实施1分钟的浸置显影直到曝光部分的涂布膜溶解为止后,实施利用超纯水所为的淋洗。
然后,使用烘箱于180℃边进行2小时氮气驱气边实施设有图案的基板的后硬化。
然后,以可观察得到的导孔图案的形状的方式,裁切各基板,并使用扫描型电子显微镜(SEM)观察导孔图案形状。观察形成的10μm、8μm、6μm、4μm、2μm的导孔图案剖面,令孔洞贯穿底部的最小的导孔图案为极限分辨率。此外,由得到的剖面照片评价图案的垂直性。和这些结果一起将可最小口径的导孔图案的感度、显影次数表示于表3。
另外,导孔图案的形状以如下述般的基准进行评价,并于表3中表示评价结果。评价最小口径的导孔图案的垂直性,垂直的图案评为◎,略呈锥形评为○,锥形评为△,开口不良评为×。
V.断裂延伸率及拉伸强度
以和上述图案形成相同的程序,使用上述感光性树脂组成物1~20、比较感光性树脂组成物1、2,进一步使用由上述感光树脂组成物21~24、比较感光性树脂组成物3构成的感光性干薄膜,于铝基板上形成感光性树脂被膜。树脂溶液利用旋涂法以硬化后的完成膜厚成为10μm的方式进行涂布。又,感光性干薄膜贴合至铝基板上,以使硬化后的完成膜厚成为10μm。另外,旋涂法的预烘设为100℃、4分钟,干薄膜贴附以和图案形成相同的条件实施。
其后,使用烘箱,于180℃边进行2小时的氮驱气边实施硬化,获得感光性树脂硬化膜。然后,将设有硬化膜的晶圆裁切成宽度10mm、长度60mm的条状,并通过浸渍于20质量%的盐酸来将硬化膜从基板剥离。得到的硬化膜使用岛津制作所公司制AUTOGRAPHAGX-1KN实施断裂延伸率及拉伸强度的测定。测定是每1个样本实施10次,并将其平均值表示于表3中。
[表3]
VI.密接力
以和上述图案形成相同的程序,上述感光性树脂组成物1~20,进一步使用由上述感光树脂组成物21~24构成的感光性干薄膜,于SiN基板上形成感光性树脂被膜。树脂溶液利用旋涂法以硬化后的完成膜厚成为5μm的方式进行涂布。又,感光性干薄膜贴合至SiN基板上,以使硬化后的完成膜厚成为10μm。涂膜形成后,对1cm见方的正方形图案进行i射线曝光,于基板上以全面成为格子状的方式获得图案。另外,曝光量是设为上述导孔图案评价所求得的曝光量。另外,旋涂法的预烘设为100℃、4分钟,干薄膜贴附以和图案形成相同的条件实施。又,显影是实施规定次数的1分钟的浸置显影直到曝光部的涂布膜溶解为止。
其后,于180℃实施2小时氮气驱气,并实施设有图案的基板的后硬化。然后,将硬化后的基板依1cm见方的图案予以单片化,获得设有硬化膜的晶片。于得到的晶片竖立设有环氧树脂的铝销,于150℃加热1小时,使铝销粘接于晶片,制得测定样本。冷却后,使用QuadGroup公司制的ROMULUS,利用如图1所示的方法(以下标记为Stud-pull法)测定密接力。测定条件是以测定速度为20N/sec来实施。图1是显示密接力测定方法的说明图。另外,图1的1表示SiN基板(基板),2表示硬化皮膜,3表示设有粘接剂的铝销,4表示支持台,5表示夹取处,6表示拉伸方向。得到的数值是10点测定的平均值,数值愈高则硬化皮膜对SiN基板的密接性愈高。又,剥离界面为硬化被膜/粘接剂者,其密接力比基板/硬化被膜者高。通过比较得到的数值、剥离界面来评价密接性。
此外,就高温高湿试验而言,将得到的晶片于饱和2大气压下、120℃、100%RH的压力锅中放置168小时。其后,利用Stud-pull法评价试验后的密接力,并和试验前的结果一起以对基板的密接力的形式表示于表4。
[表4]
如表3所示可知本发明的正型感光性树脂组成物及正型感光性干薄膜能以良好矩形性分辨导孔图案。
又,如表3及表4所示可知本发明的正型感光性组成物及感光干薄膜即使在200℃以下的低温硬化时,仍可获得具有良好的机械特性及高温高湿耐性的硬化膜。尤其拉伸强度比起比较例1~3,实施例1~24展现较高的值。
以上结果可获得如下结论:实施例1~24的组成物,展现可分辨微细的图案的优良的分辨率,就感光性材料而言展现充分的特性,同时其硬化膜即使在低温硬化时,仍具有基板密接性、良好的高温高湿耐性,作为电路、电子零件的保护膜为有效的。
另外,本发明并不限于上述实施形态。上述实施形态为例示的,具有和本发明的权利要求书所记载的技术思想实质相同的构成,发挥同样的作用效果者,皆意欲包含于本发明的技术范围内。
附图标记说明
1:SiN基板(基板)
2:硬化皮膜
3:设有粘接剂的铝销
4:支持台
5:夹取处
6:拉伸方向
Claims (19)
1.一种正型感光性树脂组成物,其特征为含有:
(A)含有选自聚酰亚胺结构、聚酰胺结构、聚苯并噁唑结构、聚酰胺酰亚胺结构、它们的前驱物结构中的至少1种以上的结构的碱可溶性树脂,
(B)具有环化聚合而成的结构单元的高分子化合物,及
(C)因光而产生酸并使其对碱水溶液的溶解速度增加的感光剂,且具有重氮醌结构的化合物。
6.根据权利要求1或2所述的正型感光性树脂组成物,其中,该(B)成分为含有下述通式(3)、下述通式(5)、下述通式(6)及下述通式(7)表示的结构单元的交联型碱可溶性高分子化合物;
式中,R4为氢原子或碳数1~5的直链状或分支状的烷基;R7表示氢原子或甲基,X1分别为-C(=O)-O-、-C(=O)-O-R8-、-C(=O)-NH-、-C(=O)-NH-R8-或-C(=O)-N(R8OH)-;R8为2价的碳数1~12的直链状、分支状或环状的脂肪族饱和烃基、碳数6~12的芳香族烃基,且该脂肪族饱和烃基的碳原子也可被取代成氧原子;又,式中的芳香族烃基的氢原子也可被取代成甲基;R9表示氢原子或甲基,X2分别为-C(=O)-O-、或亚苯基或亚萘基;R10为也可含有酯基、醚基、芳香族烃基的碳数1~15的直链状、分支状或环状的亚烷基,R11为氢原子、碳数1~6的直链状、分支状或环状的烷基、或也可和R10键结并形成环;R12为氢原子、或碳数1~6的直链状、分支状或环状的烷基,R13为氢原子、或碳数1~6的直链状的烷基,且也可和R10键结并形成环;R14表示氢原子或甲基,R15为单键或(l+1)价的碳数1~13的直链状、分支状或环状的脂肪族饱和烃基,且该脂肪族饱和烃基的碳原子也可被取代成氧原子;X3分别为-C(=O)-O-、-C(=O)-O-R16-、-C(=O)-NH-、-C(=O)-N(R16OH)-、或亚苯基或亚萘基;R16为2价的碳数1~12的直链状、分支状或环状的脂肪族饱和烃基、碳数6~12的芳香族烃基,且该脂肪族饱和烃基的碳原子也可被取代成氧原子;p为0或1;m为0或1;l为0或1;且0<a1<1.0、0<a2<1.0、0<a3<1.0、0<a4<1.0、0<a1+a2+a3+a4≤1.0。
7.根据权利要求1或2所述的正型感光性树脂组成物,其中,相对于该(A)成分100质量份,含有1~50质量份的该(B)成分。
8.根据权利要求1或2所述的正型感光性树脂组成物,更含有(D)热交联剂。
10.根据权利要求8所述的正型感光性树脂组成物,其中,相对于该(A)成分100质量份,含有1~100质量份的该(D)成分。
11.根据权利要求1或2所述的正型感光性树脂组成物,更含有(E)保护胺化合物、(F)热酸产生剂、(G)抗氧化剂、(H)硅烷化合物中的1种以上。
12.一种图案形成方法,其特征为包含下列步骤:
(1)将根据权利要求1至11中任一项所述的正型感光性树脂组成物涂布于基板上,并形成感光材皮膜,
(2)然后,于加热处理后,间隔光掩膜以波长190~500nm的高能射线或电子束对该感光材皮膜进行曝光,及
(3)于照射后,使用碱水溶液的显影液进行显影。
13.一种正型感光性干薄膜,具有以支持薄膜及保护薄膜夹着膜厚5~100μm的感光性树脂层的结构,其特征为:该感光性树脂层的形成所使用的组成物为根据权利要求1至11中任一项所述的正型感光性树脂组成物。
14.一种正型感光性干薄膜的制造方法,其特征为包含下列步骤:
(1)将根据权利要求1至11中任一项所述的正型感光性树脂组成物连续地涂布于支持薄膜上并形成感光性树脂层,
(2)使该感光性树脂层连续地干燥,及
(3)进一步于该感光性树脂层上贴合保护薄膜。
15.一种图案形成方法,其特征为包含下列步骤:
(1)使通过从根据权利要求13所述的正型感光性干薄膜剥离该保护薄膜而露出的该感光性树脂层密接于基板,
(2)以间隔该支持薄膜或将该支持薄膜剥离的状态,间隔光掩膜以波长190~500nm的高能射线或电子束对该感光性树脂层进行曝光,及
(3)于照射后,使用碱水溶液的显影液进行显影。
16.一种硬化被膜形成方法,其特征为包含下列步骤:
将利用根据权利要求12或15所述的图案形成方法得到的形成有图案的被膜,于温度100~300℃中进行加热、后硬化。
17.一种层间绝缘膜,其特征为:由根据权利要求1至11中任一项所述的正型感光性树脂组成物或根据权利要求13所述的正型感光性干薄膜硬化而成的硬化被膜构成。
18.一种表面保护膜,其特征为:由根据权利要求1至11中任一项所述的正型感光性树脂组成物或根据权利要求13所述的正型感光性干薄膜硬化而成的硬化被膜构成。
19.一种电子零件,其特征为:具有根据权利要求17所述的层间绝缘膜或根据权利要求18所述的表面保护膜。
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