掌桥专利:专业的专利平台
掌桥专利
首页

正性光敏树脂组合物、使用其的光敏树脂膜及电子设备

文献发布时间:2023-06-19 10:52:42



技术领域

本公开涉及正性光敏树脂组合物、和光敏树脂膜以及使用其的电子设备。

背景技术

具有改善的耐热性、电特性和机械特性的聚酰亚胺树脂、聚苯并噁唑树脂等已广泛用于显示设备面板和半导体设备的材料中使用的表面保护层和层间绝缘层。因为这些树脂在各种溶剂中的溶解度低,所以它们通常作为其前体溶解在溶剂中的组合物提供。

近年来,由于最近环境问题的增加,需要针对有机溶剂的对策,并且已经提出了可以以与光致抗蚀剂相同的方式用碱性水溶液显影的耐热性光敏树脂材料。

其中,已经提出了使用光敏树脂组合物的方法,该光敏树脂组合物包含在热固化之后可溶于作为耐热树脂的碱性水溶液中的羟基聚酰胺树脂和光酸生成剂(诸如,萘醌二叠氮化物化合物)的混合物。

光敏树脂组合物的光敏机理是使用在未曝光部分中将光敏重氮醌化合物曝光于萘醌二叠氮化合物(即,光敏重氮醌(diazoquinone)化合物)和聚苯并噁唑(PBO)前体,并且由此将光敏重氮醌化合物转化为茚羧酸(indenecarboxylic acid)化合物以增加在碱性水溶液中的溶解速率。可以使用曝光部分与未曝光部分之间的溶解速率的差异来制造由未曝光部分组成的浮雕图案。

光敏树脂组合物可以通过用碱性水溶液曝光和显影来形成正浮雕图案。此外,可以通过加热获得热固化膜特性。

然而,在半导体等的制造工艺中,进行精细加工并且图案之间的间隔变得更短。为此,当膜减小量变大时,在与开口的曝光部分邻近的未曝光部分中,未曝光部分的溶解速率小,但是在显影期间从膜的一侧以及从膜的上侧与显影液接触,并且由此,图案的形状变得过薄,在半导体设备的制造过程中劣化半导体封装件的可靠性。

因此,需要几乎在不溶解未曝光部分的情况下显影未曝光部分(该现象称为显影膜残留率)。然而,当显影膜残留率增加时,曝光部分的现象需要高曝光剂量(这被称为低灵敏度)。

因此,已经提出将酚类化合物添加至耐热树脂前体的方法作为增加显影期间的膜残留率(可显影性控制)和显影灵敏度的方法。然而,常规使用的酚类化合物在改善灵敏度和膜残留率方面具有局限性,并且此外,存在当改善灵敏度或膜残留率时发生浮渣的问题。

因此,继续研究开发能够解决问题的正性光敏树脂组合物。

发明内容

[技术问题]

一个实施方式提供了能够改善膜残留率和灵敏度而不生成浮渣的正性光敏树脂组合物。

另一实施方式提供了使用正性光敏树脂组合物制造的光敏树脂膜。

另一实施方式提供了包含正光敏树脂膜的电子设备。

[技术方案]

一个实施方式提供了正性光敏树脂组合物,该正性光敏树脂组合物包含(A)碱溶性树脂(碱可溶性树脂,alkali soluble resin);(B)光敏重氮醌化合物;(C)由化学式1表示的化合物;以及(D)溶剂。

[化学式1]

在化学式1中,

R

R

n是0或1的整数。

化学式1可以由化学式1-1或化学式1-2表示。

[化学式1-1]

[化学式1-2]

在化学式1-1和化学式1-2中,

R

R

R

n是0或1的整数。

化学式1-1可以由化学式1-1-1至化学式1-1-3中的一个表示。

[化学式1-1-1]

[化学式1-1-2]

[化学式1-1-3]

在化学式1-1-1至化学式1-1-3中,

R

R

R

化学式1-2可以由化学式1-2-1或化学式1-2-2表示。

[化学式1-2-1]

[化学式1-2-2]

在化学式1-2-1和化学式1-2-2中,

R

R

由化学式1表示的化合物可以由化学式1A至化学式1F中的一个表示。

[化学式1A]

[化学式1B]

[化学式1C]

[化学式1D]

[化学式1E]

[化学式1F]

基于100重量份的碱溶性树脂,由化学式1表示的化合物可以以0.5重量份至40重量份的量被包含。

碱溶性树脂可以包含聚苯并噁唑前体、聚酰亚胺前体、酚醛树脂、或它们的组合。

正性光敏树脂组合物还可以包含交联剂。

基于100重量份的碱溶性树脂,光敏树脂组合物可以包含5重量份至50重量份的光敏重氮醌化合物,0.5重量份至40重量份的由化学式1表示的化合物,以及100重量份至500重量份的溶剂。

光敏树脂组合物还可以包含以下添加剂:二元酸、烷醇胺、流平剂、硅烷基偶联剂、表面活性剂、环氧化合物、自由基聚合引发剂、热潜酸生成剂、或它们的组合。

另一实施方式提供了通过使用光敏树脂组合物制备的光敏树脂膜。

另一实施方式提供了包含正光敏树脂膜的电子设备。

本发明的其它实施方式以下详细描述中被包括。

[有利效果]

根据实施方式的正性光敏树脂组合物包括具有特定结构的化合物,从而在不生成浮渣的情况下改善灵敏度和膜残留率,并且由此可以有用地用于制造电子设备(诸如,半导体设备)中使用的电路保护层。

具体实施方式

以下,对本发明的实施方式进行详细描述。然而,这些实施方式是示例性的,本发明不限于此,并且本发明由权利要求的范围所限定。

在本说明书中,当没有另外提供具体定义时,“烷基”是指C1至C20烷基,“烯基”是指C2至C20烯基,“环烯基”是指C3至C20环烯基,“杂环烯基”是指C3至C20杂环烯基,“芳基”是指C6至C20芳基,“芳烷基”是指C6至C20芳烷基,“亚烷基”是指C1至C20亚烷基,“亚芳基”是指C6至C20亚芳基,“亚烷基芳基(烷基亚芳基,alkylarylene group)”是指C6至C20亚烷基芳基,“亚杂芳基(杂亚芳基,heteroarylene group)”是指C3至C20亚杂芳基,以及“亚烷氧基”是指C1至C20亚烷氧基。

在本说明书中,当没有另外提供具体定义时,“取代的”是指由选自下列的取代基替代至少一个氢,这些取代基是卤素(F、Cl、Br、或I)、羟基、C1至C20烷氧基、硝基、氰基、胺基、亚氨基、叠氮基、脒基、肼基、亚肼基、羰基、氨基甲酰基、硫羟基、酯基、醚基、羧基或其盐、磺酸基或其盐、磷酸基或其盐、C1至C20烷基、C2至C20烯基、C2至C20炔基、C6至C20芳基、C3至C20环烷基、C3至C20环烯基、C3至C20环炔基、C2至C20杂环烷基、C2至C20杂环烯基、C2至C20杂环炔基、C3至C30杂芳基、或它们的组合。

在本说明书中,当没有另外提供具体定义时,“杂"是指在化学式中包括N、O、S和P的至少一个杂原子。

在本说明书中,当没有另外提供具体定义时,“(甲基)丙烯酸酯”是指“丙烯酸酯”和“甲基丙烯酸酯。

在本说明书中,当没有另外提供定义时,“组合"是指混合或共聚。此外,“共聚”是指嵌段共聚、交替共聚、或无规共聚,并且“共聚物”是指嵌段共聚物、交替共聚物、或无规共聚物。

在本说明书中,当没有另外提供具体定义时,不饱和键包括其他原子(诸如,羰基键或偶氮键)之间的键以及碳-碳原子之间的多键。

在本说明书中,当没有另外提供定义时,氢键合在化学式中假定给出但没有画出化学键的位置处。

此外,在本说明书中,当没有另外提供定义时,“*”表示具有相同或不同的原子或者化学式的连接点。

根据一个实施方式的光敏树脂组合物,包含:(A)碱溶性树脂;(B)光敏重氮醌化合物;(C)由化学式1表示的化合物;以及(D)溶剂。

[化学式1]

在化学式1中,

R

R

n是0或1的整数。

根据实施方式的正性光敏树脂组合物使用由化学式1表示的化合物(其具有极性基团和非极性基团两者)作为溶解控制剂,从而在不破坏图案的情况下改善膜残留速率和灵敏度。此外,在最小化曝光部分的膜减少的同时,未曝光部分不留下浮渣并且很好地溶解在碱性显影溶液中。与常规溶解控制剂所见的性能相比,在数量和质量方面的效果得到改进。

在下文中,对每种组分进行详细说明。

由化学式1表示的化合物可以由化学式1-1或化学式1-2表示。

[化学式1-1]

[化学式1-2]

在化学式1-1和化学式1-2中,

R

R

R

n是0或1的整数。

化学式1-1可以由化学式1-1-1至化学式1-1-3中的一个表示。

[化学式1-1-1]

[化学式1-1-2]

[化学式1-1-3]

在化学式1-1-1至化学式1-1-3中,

R

R

R

化学式1-2可以由化学式1-2-1或化学式1-2-2表示。

[化学式1-2-1]

[化学式1-2-2]

在化学式1-2-1和化学式1-2-2中,

R

R

例如,由化学式1表示的化合物可以由化学式1A至化学式1F中的一个表示,但不限于此。

[化学式1A]

[化学式1B]

[化学式1C]

[化学式1D]

[化学式1E]

[化学式1F]

基于100重量份的碱溶性树脂,由化学式1表示的化合物的量期望为0.5重量份至40重量份,例如1重量份至30重量份。当由化学式1表示的化合物的量在上述范围内时,当用碱性水溶液显影时,曝光部分的溶解速率和灵敏度可以增加,并且在显影期间可以在没有显影残留物(浮渣)的情况下进行高分辨率图案化。

碱溶性树脂是包括羟基的树脂,例如聚苯并噁唑前体、聚酰亚胺前体、(甲酚基)酚醛树脂、双酚A树脂、双酚F树脂、(甲基)丙烯酸酯树脂、或它们的组合。

聚苯并噁唑前体可以包括由化学式2表示的结构单元,并且聚酰亚胺前体可以包括由化学式3表示的结构单元。

[化学式2]

在化学式2中,

X

Y

R

m1和m2各自独立地是0至100,000的整数,条件是m1+m2是大于或等于2的整数。

[化学式3]

在化学式3中,

X

Y

在化学式2中,X

芳族二胺的实施例可以是选自以下化合物中的至少一种:3,3'-二氨基-4,4’-二羟基联苯、4,4’-二氨基-3,3’-二羟基联苯、双(3-氨基-4-羟基苯基)丙烷、双(4-氨基-3-羟基苯基)丙烷、双(3-氨基-4-羟基苯基)砜、双(4-氨基-3-羟基苯基)砜、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、2,2-双(4-氨基-3-羟基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、2,2-双(3-氨基-4-羟基-5-三氟甲基苯基)六氟丙烷、2,2-双(3-氨基-4-羟基-6-三氟甲基苯基)六氟丙烷、2,2-双(3-氨基-4-羟基-2-三氟甲基苯基)六氟丙烷、2,2-双(4-氨基-3-羟基-5-三氟甲基苯基)六氟丙烷、2,2-双(4-氨基-3-羟基-6-三氟甲基苯基)六氟丙烷、2,2-双(4-氨基-3-羟基-2-三氟甲基苯基)六氟丙烷、2,2-双(3-氨基-4-羟基-5-五氟乙基苯基)六氟丙烷、2-(3-氨基-4-羟基-5-三氟甲基苯基)-2-(3-氨基-4-羟基-5-五氟乙基苯基)六氟丙烷、2-(3-氨基-4-羟基-5-三氟甲基苯基)-2-(3-羟基-4-氨基-5-三氟甲基苯基)六氟丙烷、2-(3-氨基-4-羟基-5-三氟甲基苯基)-2-(3-羟基-4-氨基-6-三氟甲基苯基)六氟丙烷、2-(3-氨基-4-羟基-5-三氟甲基苯基)-2-(3-羟基-4-氨基-2-三氟甲基苯基)六氟丙烷、2-(3-氨基-4-羟基-2-三氟甲基苯基)-2-(3-羟基-4-氨基-5-三氟甲基苯基)六氟丙烷和2-(3-氨基-4-羟基-6-三氟甲基苯基)-2-(3-羟基-4-氨基-5-三氟甲基苯基)六氟丙烷,但不限于此。

X

[化学式4]

[化学式5]

在化学式4和化学式5中,

A

R

n10是0至2的整数,并且n11和n12独立地是0至3的整数。

在化学式2中,Y

二羧酸衍生物的具体实施例可以是4,4’-氧基二苯甲酰氯、二苯氧基二羰基二氯、双(苯基碳酰氯)砜、双(苯基碳酰氯)醚(bis(phenylcarbonylchloride)ether)、双(苯基碳酰氯)苯酮、邻苯二甲酰二氯、对苯二酰二氯、间苯二酰二氯、二羰基二氯、二苯氧基二羧酸酯二苯并三唑(diphenyloxydicarboxylatedibenzotriazole)、或它们的组合,但不限于此。

Y

[化学式6]

[化学式7]

[化学式8]

在化学式6至化学式8中,

R

n

A

在化学式3中,X

具体地,X

芳族二胺的实例可以是3,4’-二氨基二苯醚、4,4’-二氨基二苯醚、3,4’-二氨基二苯甲烷、4,4’-二氨基二苯甲烷、4,4’-二氨基二苯砜、4,4’-二氨基二苯基硫化物、联苯胺、间苯二胺、对苯二胺、1,5-萘二胺、2,6-萘二胺、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]砜、双(3-氨基苯氧基苯基)砜、双(4-氨基苯氧基)联苯、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]醚、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、芳环被烷基或卤素原子取代的化合物、或它们的组合,但不限于此。

脂环族二胺的实施例可以包括1,2-环己基二胺、1,3-环己基二胺、或它们的组合,但不限于此。

硅二胺的实施例包括双(4-氨基苯基)二甲基硅烷、双(4-氨基苯基)四甲基硅氧烷、双(对氨基苯基)四甲基二硅氧烷、双(γ-氨基丙基)四甲基二硅氧烷、1,4-双(γ-氨基丙基二甲基甲硅烷基)苯、双(4-氨基丁基)四甲基二硅氧烷、双(γ-氨基丙基)四苯基二硅氧烷、1,3-双(氨基丙基)四甲基二硅氧烷、或它们的组合,但不限于此。

在化学式3中,Y

Y

芳族酸二酐的实施例可以包括:苯均四甲酸二酐;二苯甲酮四羧酸二酐,诸如,二苯甲酮-3,3’,4,4’-四羧酸二酐;氧二邻苯二甲酸二酐,诸如,4,4’-氧二邻苯二甲酸二酐;联苯二甲酸二酐,诸如,3,3’,4,4’-联苯二甲酸二酐;(六氟异亚丙烯)二邻苯二甲酸二酐,诸如,4,4'-(六氟异亚丙烯)二邻苯二甲酸二酐;萘-1,4,5,8-四羧酸二酐;3,4,9,10-苝四羧酸二酐等,但不限于此。

脂环族酸二酐的实施例可以包括1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐、1,2,3,4-环戊烷四甲酸二酐、5-(2,5-二氧四氢呋喃基)-3-甲基-环己烷-1,2-二羧酸酐、4-(2,5-二氧四氢呋喃-3-基)-四氢萘-1,2-二羧酸酐、二环辛烯-2,3,5,6-四羧酸二酐、二环辛烯-1,2,4,5-四羧酸二酐等,但不限于此。

例如,碱溶性树脂可以包含聚苯并噁唑前体、聚酰亚胺前体、酚醛树脂、或它们的组合。

例如,碱溶性树脂可以包含聚苯并噁唑前体和(甲酚基)酚醛树脂。当聚苯并噁唑前体和(甲酚基)酚醛树脂二者被包含时,可以有利于控制显影速率和形成精细图案。

碱溶性树脂可以具有3,000g/mol至300,000g/mol的重均分子量(Mw),并且具体地,可以具有5,000g/mol至30,000g/mol的重均分子量(Mw)。在重均分子量(Mw)在上述范围内的情况下,当用碱性水溶液显影时,可以在未曝光部分中获得足够的膜残留率,并且可以有效地执行图案化。

光敏重氮醌化合物可以是具有1,2-苯醌二叠氮化物结构或1,2萘醌二叠氮化物结构的化合物。

光敏重氮醌化合物的实施例可以是由化学式9和化学式11至化学式13表示的化合物,但是不限于此。

[化学式9]

在化学式9中,

R

D

n31至n33独立地是1至5的整数。

[化学式10a]

[化学式10b]

[化学式11]

在化学式11中,

R

D

n34至n36独立地是1至5的整数。

[化学式12]

在化学式12中,

A

D

n37、n38、n39和n40可以独立地是1至4的整数,并且

n37+n38和n39+n40可以独立地是小于或等于5的整数,

条件是D

[化学式13]

在化学式13中,

R

n41和n42可以独立地是1至5的整数,具体地2至4,并且

Q与在化学式9中的定义相同。

基于100重量份的碱溶性树脂,光敏重氮醌化合物可以期望以5重量份至50重量份,例如10重量份至40重量份被包括。当光敏重氮醌化合物的含量在上述范围内时,在没有残留物的情况下通过曝光良好地进行图案形成,在显影期间没有膜厚度的损失,并且可以获得良好的图案。

光敏树脂组合物可以包括能够容易地溶解每种组分的溶剂,诸如,碱溶性树脂、光敏重氮醌化合物、以及由化学式1表示的化合物。

溶剂可以是有机溶剂,具体地为N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯、N,N-二甲基乙酰胺、二甲亚砜、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二丁醚、丙二醇单甲醚、二丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、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-单甲醚、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、甲基-3-甲氧基丙酸酯等、或它们的组合,但不限于此。

可以根据诸如旋涂、狭缝模涂覆(slit die coating)等形成光敏树脂膜的工艺适当地选择溶剂。

基于100重量份的碱溶性树脂,溶剂可以以100重量份至500重量份,例如100重量份至300重量份使用。当在该范围内使用溶剂时,可以获得具有足够厚度的膜,并且可以改善溶解性和涂覆性能。

根据实施方式的正性光敏树脂组合物还可以包含交联剂。交联剂可以由选自化学式14-1至化学式14-5中的一个表示。

[化学式14-1]

[化学式14-2]

[化学式14-3]

[化学式14-4]

[化学式14-5]

在化学式14-1至化学式14-5中,

R

R

R

L

例如,R

例如,R

在根据一个实施方式的树脂组合物固化之后,交联剂起着防止锥角变小的作用。此外,树脂组合物还包含上述热酸生成剂以及交联剂,该交联剂在形成图案之后在有机膜(树脂膜)的烘烤期间与聚合物反应并且形成交联结构,并且在本文中,热酸生成剂促进交联剂的交联结构的形成。因此,树脂组合物可以在小于或等于300℃的相对低温下固化,并且更活跃地交联,并且由此增加烘烤的有机膜(树脂膜)的耐热性和耐化学性。此外,有机膜(树脂膜)在加热和烘烤之后生成较少的脱气,并且由此抑制在有机膜(树脂膜)中生成暗点。此外,有机膜在固化之后可以具有降低的收缩率。

基于100重量份的碱溶性树脂,交联剂可以以10重量份至30重量份的量被包含。

根据实施方式的光敏树脂组合物还可以包含具有除了由化学式1表示的化合物之外的结构的溶解控制剂。

例如,溶解控制剂可以由化学式15表示。

[化学式15]

在化学式15中,

R

条件是R

L

例如,溶解控制剂可以由化学式15-1至化学式15-7中的一个表示。

[化学式15-1]

(在化学式15-1中,R

[化学式15-2]

(在化学式15-2中,R

[化学式15-3]

(在化学式15-3中,R

[化学式15-4]

[化学式15-5]

(在化学式15-5中,R

[化学式15-6]

[化学式15-7]

基于100重量份的碱溶性树脂,溶解控制剂的量可以期望地是1重量份至30重量份。当溶解控制剂的量包括在该范围内时,可以提高用碱水溶液显影时暴露部分的溶解速率和灵敏度,并且可以在显影期间在没有显影残留物(浮渣)的情况下进行高分辨率图案形成。

根据实施方式的正性光敏树脂组合物还可以其他添加剂。

光敏树脂组合物可以包括以下添加剂:二元酸(诸如,丙二酸)、烷醇胺(诸如,3-氨基-1,2-丙二醇)、流平剂、硅烷类偶联剂、表面活性剂、环氧化合物、自由基聚合引发剂、热潜酸生成剂、或它们的组合,以便防止在涂覆、流平改善、或由于不显影而生成的残留物期间对膜造成污染。添加剂的用量可以根据所需性能进行控制。

例如,硅烷类偶联剂可以具有反应性取代基(诸如,乙烯基、羧基、甲基丙烯酰氧基、异氰酸酯基、环氧基等),以改善与基板的紧密接触特性。

硅烷类偶联剂的实施例可以是三甲氧基甲硅烷基苯甲酸、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷等,并且可以单独使用或以两种或更多种的混合物使用。

基于100重量份的光敏树脂组合物,硅烷类偶联剂可以以0.01重量份至10重量份的量使用。当硅烷偶联剂包括在上述范围内时,改善紧密接触特性、存储特性等。

例如,添加表面活性剂以防止膜厚度的应变或改善可显影性,并且可以包括氟类表面活性剂和/或硅酮类表面活性剂。

氟类表面活性剂的实施例可以是商业氟类表面活性剂,诸如,MChemie Inc的

硅酮类表面活性剂可以是BYK-307、BYK-333、BYK-361N、BYK-051、BYK-052、BYK-053、BYK-067A、BYK-077、BYK-301、BYK-322、BYK-325等,其由BYK Chem制备并且可商购获得。

基于100重量份的光敏树脂组合物,表面活性剂可以以0.001重量份至5重量份的量被包含。当表面活性剂包含在该范围内时,可以确保涂覆均匀性,可以不产生污迹,并且改善ITO基板或玻璃基板上的润湿。

光敏树脂组合物还可以包含环氧化合物等作为添加剂以改善紧密接触力。环氧化合物可以是环氧酚醛丙烯基羧酸酯树脂、邻甲酚酚醛环氧树脂、苯酚酚醛环氧树脂、四甲基二苯基环氧树脂、双酚A环氧树脂、脂环族环氧树脂、或它们的组合。

当还包含环氧化合物时,还可以包含自由基聚合引发剂(诸如,过氧化物引发剂或偶氮二基引发剂)。

基于100重量份的光敏树脂组合物,环氧化合物可以以0.01重量份至5重量份的量被包含。当环氧化合物包含在该范围内时,可以改善储存性、紧密接触力、以及其他特性。

光敏树脂组合物还可以包含热潜酸生成剂。热潜酸生成剂的实施例可以是:芳基磺酸,诸如,对甲苯磺酸或苯磺酸;全氟烷基磺酸,诸如,三氟甲磺酸或三氟丁烷磺酸;烷基磺酸,诸如,甲磺酸、乙磺酸或丁磺酸;或它们的组合,但不限于此。

潜热酸生成剂是用于聚苯并噁唑前体(包含酚羟基的聚酰胺)的脱水反应和环化反应的催化剂,并且由此即使是在固化温度降低的情况下也能够顺利地进行环化反应。

此外,根据实施方式的光敏树脂组合物还可以包括预定量的其他添加剂,诸如,抗氧化剂、稳定剂等,除非性能劣化。

另一实施方式提供了通过曝光、显影和固化前述正性光敏树脂组合物来制造的光敏树脂膜。

另一实施方式提供了包含正光敏树脂膜的电子设备。

电子设备可以是半导体设备。

制造光敏树脂膜的方法如下。

(1)涂覆和薄膜形成

使用旋涂或狭缝涂覆法、辊涂法、丝网印刷法、涂覆器法等,将光敏树脂组合物涂覆在经过预定的预处理的基板(诸如,玻璃基板或ITO基板)上以具有期望的厚度,并且然后,将涂覆的基板在70℃至150℃的温度范围内加热1分钟至10分钟以去除溶剂并且形成膜。

(2)曝光

在放置具有预定形状的掩模之后,用200nm至500nm的活性射线照射所获得的光敏树脂膜,以形成期望的图案。通过使用诸如具有低压、高压或超高压的水银灯、金属卤化物灯、氩气激光器等光源进行照射。也可以根据需要使用X射线、电子束等。

曝光剂量根据组合物的各个组分的类型、其组合比和干膜厚度而不同,但当使用高压汞灯时其小于或等于500J/cm

(3)显影

在显影方法中,在曝光步骤之后,通过使用显影溶液溶解和去除曝光部分以仅留下未曝光部分以获得图案。

(4)后处理工序

对通过上述工序中的显影获得的图像图案进行后加热,以获得具有改善的耐热性、耐光性、紧密接触特性、抗裂性、耐化学性、高强度以及贮存稳定性的图案。例如,在显影之后,可以在对流烘箱中在250℃下加热1小时。

以下,参照实施例更详细地描述本发明。然而,这些实施例在任何意义上不被解释为限制本公开的范围。

(实施例)

(碱溶性树脂的合成)

在配备有搅拌器、温度控制器、氮气注入器和冷凝器的四颈烧瓶中,将11.0g双(3-氨基-4-羟基苯基)(苯基)氧化膦溶解于280g N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中,同时使氮气通过其中。当固体完全溶解时,将9.9g的吡啶加入溶液中,并且当温度保持在0℃至5℃时,在30分钟内以逐滴方式缓慢加入通过将13.3g的4,4’-氧基二苯甲酰氯溶解在142g的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中所制备的另一溶液。在添加之后,将所获得的混合物在0℃至5℃下反应1小时,并且然后通过将温度升高至室温搅拌1小时,并且然后完成反应。向其中加入1.6g的5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐,并且然后在70℃下搅拌24小时以完成反应。将反应混合物置于水/甲醇=10/1(体积比)的溶液中以形成沉淀物,并且将沉淀物过滤并且用水充分洗涤,并且然后在80℃下在真空下干燥大于或等于24小时,以制备重均分子量为11100g/mol的聚苯并恶唑(PBO)前体。

(光敏树脂组合物的制备)

基于表1中提供的组合物,将聚苯并噁唑前体加入并且溶解在γ(γ)-丁内酯(GBL)中,向其中加入光敏重氮醌化合物、甲酚基酚醛树脂、化学式1A至化学式1G的化合物、交联剂、以及硅烷偶联剂,并且然后在室温下搅拌1小时,并且然后进一步向其中加入流平剂并且溶解在其中,并且然后用0.45μm PE针筒式过滤器过滤,以获得每种光敏树脂组合物。

[表1]

(单位:g)

(A-1)聚苯并噁唑前体

(A-2)甲酚基酚醛树脂(KCR-6100)

[化学式A]

(在化学式A中,Q

(C-1)由化学式1A表示的化合物(Sigma-Aldrich Corporation)

[化学式1A]

(C-2)由化学式1B表示的化合物(Sigma-Aldrich Corporation)

[化学式1B]

(C-3)由化学式1C表示的化合物(Sigma-Aldrich Corporation)[化学式1C]

(C-4)由化学式1D表示的化合物(Sigma-Aldrich Corporation)[化学式1D]

(C-5)由化学式1E表示的化合物(Sigma-Aldrich Corporation)[化学式1E]

(C-6)由化学式1F表示的化合物(Sigma-Aldrich Corporation)[化学式1F]

(C-7)由化学式1G表示的化合物(Sigma-Aldrich Corporation)[化学式1G]

γ(γ)-丁内酯(GBL)

1,3,4,6-四(甲氧基甲基)甘脲(TCI Inc.,T2058)

(1)硅烷偶联剂(KBM-573 2%)

(2)流平剂(BYK-378)

将根据实施例1至7和比较例1的光敏树脂组合物分别涂覆在8英寸晶片上并且在120℃的热板上加热4分钟以形成10μm厚的膜。

用日本尼康公司的i线步进机(NSR i11D)将膜暴露于光。同时通过使用具有不同尺寸图案的掩模改变曝光剂量,在室温下在2.38%TMAH水溶液中显影50/50秒(2个水坑)以溶解曝露部分,并且用纯水洗涤30秒以形成图案。将膜在氮气氛下在280℃下固化60分钟。

使用ST-5000(K-MAC)进行厚度测量以确认膜残留率(%)。使用Hitachi S-9260CD-SEM,确认其中精确图案化7μm孔图案的最佳曝光剂量,并且灵敏度(7μm孔Eop)、残留膜速率和浮渣的出现在2中示出。

O:浮渣出现

X:没有浮渣出现

[表2]

如表2所示,根据一个实施方式的正性光敏树脂组合物包含具有特定结构的化合物作为溶解控制剂,使得与不包含该结构的溶解控制剂的正性光敏树脂组合物相比,在不生成浮渣的同时灵敏度和膜残留率得到了较大改善。

虽然已经结合目前认为是实际的示例实施方式描述了本发明,但是应当理解的是,本发明并不限于所公开的实施方式,相反,旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。因此,上述实施方式应当被理解为示例性的,而不以任何方式限制本发明。

相关技术
  • 正性光敏树脂组合物、使用其的光敏树脂膜及电子设备
  • 正性光敏树脂组合物、光敏树脂膜及使用其的显示装置
技术分类

06120112716464