專利名稱：正型光敏樹脂組合物、利用其制造的光敏樹脂層、和包含該光敏樹脂層的半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及正型光敏樹脂組合物、利用其制造的光敏樹脂膜、和包含該光敏樹脂膜的半導(dǎo)體器件。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體器件的傳統(tǒng)表面保護(hù)層和層間絕緣層包括具有優(yōu)異耐熱性、電特性、機(jī)械性質(zhì)等的聚酰亞胺樹脂。該聚酰亞胺樹脂最近已用作容易涂覆的光敏聚酰亞胺前體組合物。將該光敏聚酰亞胺前體組合物涂覆在半導(dǎo)體器件上，通過紫外線(UV)形成圖案，顯影， 并加熱酰亞胺化，因而容易提供表面保護(hù)層、層間絕緣層等。因此，與傳統(tǒng)非光敏聚酰亞胺前體組合物相比，它可以顯著地縮短加工時(shí)間。該光敏聚酰亞胺前體組合物可以用作通過顯影溶解曝光部分的正型、和固化并維持曝光部分的負(fù)型。優(yōu)選使用正型，因?yàn)樗梢酝ㄟ^無毒堿性水溶液顯影。該正型光敏聚酰亞胺前體組合物包括聚酰胺酸的聚酰亞胺前體、重氮萘醌的光敏材料等。然而，該正型光敏聚酰亞胺前體組合物存在無法獲得期望圖案的問題，因?yàn)榫埘啺匪嵩趬A性中的溶解性太強(qiáng)。為了解決這個(gè)問題，已建議使用這樣的材料，其中通過使聚酰胺酸與具有至少一個(gè)羥基的醇化合物酯化而引入了酚羥基而不是羧基，但是這種材料顯影不充分，導(dǎo)致膜損耗或樹脂與基底層離的問題。最近，聚苯并噁唑與重氮萘醌化合物的混合材料引起注意，但當(dāng)實(shí)際使用該聚苯并噁唑前體組合物時(shí)，未曝光部分的膜損耗顯著增大，所以在顯影過程之后很難獲得期望的圖案。為了改善這一點(diǎn)，如果增大聚苯并噁唑前體的分子量，則未曝光部分的膜損耗量將減小，但將產(chǎn)生顯影殘余物(浮渣)，所以可能會(huì)降低分辨率并且可能會(huì)增加對(duì)曝光部分的顯影持續(xù)時(shí)間。為了解決該問題，已報(bào)道可通過在顯影期間向聚苯并噁唑前體組合物中加入特定酚化合物來抑制非曝光部分的膜損耗。然而，抑制未曝光部分膜損耗的效果不理想，所以需要對(duì)如何增大抑制膜損耗的效果，同時(shí)阻止顯影殘余物(浮渣)的產(chǎn)生進(jìn)行研究。另一方面，包括酚醛樹脂的光敏樹脂組合物廣泛地用作光阻材料(photoresist)、 聚酰亞胺前體或聚苯并噁唑前體用的樹脂，并且已建議醌二疊氮化物以便改善靈敏度和在低溫下固化。然而，因?yàn)檫@種組合物在熱固化之后機(jī)械性質(zhì)和儲(chǔ)存穩(wěn)定性惡化，所以它不適用于半導(dǎo)體器件絕緣層或保護(hù)層。為了解決這個(gè)問題，已報(bào)道關(guān)于向該組合物中加入各種添加劑或利用可在熱固化期間交聯(lián)因而聚合的前體化合物等的研究。然而，這些組合物可以典型地改善包括伸長率在內(nèi)的機(jī)械性質(zhì)，但實(shí)際上無光學(xué)性質(zhì)如靈敏度、分辨率等。所以，需要研究不使光學(xué)性質(zhì)惡化，同時(shí)獲得優(yōu)異機(jī)械性質(zhì)的方法。
[化學(xué)式2]
權(quán)利要求
1. 一種正型光敏樹脂組合物，包括(A)包括含有由以下化學(xué)式1表示的重復(fù)單元和由以下化學(xué)式2表示的重復(fù)單元、并在至少一個(gè)末端上具有熱聚合官能團(tuán)的第一聚苯并噁唑前體的聚苯并噁唑前體；(B)光敏重氮醌化合物；(C)硅烷化合物；(D)酚化合物；以及(E)溶劑[化學(xué)式1]OHOO[化學(xué)式2]在化學(xué)式1和2中，X1在每個(gè)重復(fù)單元中相同或不同，并且各自獨(dú)立地為取代或未取代的C6至C30芳香族有機(jī)基團(tuán)、取代或未取代的四價(jià)至六價(jià)的Cl至C30脂肪族有機(jī)基團(tuán)、或者取代或未取代的四價(jià)至六價(jià)的C3至C30脂環(huán)族有機(jī)基團(tuán)，X2在每個(gè)重復(fù)單元中相同或不同，并且各自獨(dú)立地為由以下化學(xué)式3表示的官能團(tuán)，以及Y1和Y2相同或不同，并且各自獨(dú)立地為取代或未取代的C6至C30芳香族有機(jī)基團(tuán)、取代或未取代的二價(jià)至六價(jià)的Cl至C30脂肪族有機(jī)基團(tuán)、或者取代或未取代的二價(jià)至六價(jià)的 C3至C30脂環(huán)族有機(jī)基團(tuán)， [化學(xué)式3]在化學(xué)式3中，Z1在每個(gè)重復(fù)單元中相同或不同，并且各自獨(dú)立地為單鍵、-0-、-C00-、-0C0-、-NH-、-C0NH-、取代或未取代的Cl至C15亞烷基、取代或未取代的C2 至C15亞烯基、或者取代或未取代的C2至C15亞炔基，G1在每個(gè)重復(fù)單元中相同或不同，并且各自獨(dú)立地為單鍵、取代或未取代的C6至C30 芳香族有機(jī)基團(tuán)、取代或未取代的二價(jià)至六價(jià)的C3至C30脂環(huán)族有機(jī)基團(tuán)、或者取代或未取代的二價(jià)至六價(jià)的C2至C30雜環(huán)基團(tuán)，R1在每個(gè)重復(fù)單元中相同或不同，并且各自獨(dú)立地為氫、氟、羥基、硫醇基、取代或未取代的Cl至C30羧基、或者取代或未取代的Cl至C30脂肪族有機(jī)基團(tuán)，R2在每個(gè)重復(fù)單元中相同或不同，并且各自獨(dú)立地為氫、取代或未取代的Cl至C30烷基、取代或未取代的Cl至C30羧基、羥基、或硫醇基，Ii1為1至5的整數(shù)，以及 112為0至3的整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正型光敏樹脂組合物，其中由化學(xué)式3表示的官能團(tuán)包括由以下化學(xué)式6至13表示的官能團(tuán)，[化學(xué)式6][化學(xué)式7][化學(xué)式8][化學(xué)式9]
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正型光敏樹脂組合物，其中所述第一聚苯并噁唑前體包括摩爾比為約60 40至約95 5的由化學(xué)式1表示的重復(fù)單元和由化學(xué)式2表示的重復(fù)單兀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正型光敏樹脂組合物，其中所述第一聚苯并噁唑前體進(jìn)一步包括由以下化學(xué)式32表示的重復(fù)單元 [化學(xué)式32]
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的正型光敏樹脂組合物，其中，以100摩爾份由化學(xué)式1表示的重復(fù)單元為基準(zhǔn)，所述第一聚苯并噁唑前體包括約5摩爾份至約40摩爾份由化學(xué)式2表示的重復(fù)單元，和約5摩爾份至約40摩爾份由化學(xué)式32表示的重復(fù)單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正型光敏樹脂組合物，其中，所述第一聚苯并噁唑前體的重均分子量(Mw)為約 4，000g/mol 至約 20，000g/moL·
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正型光敏樹脂組合物，其中，所述聚苯并噁唑前體包括含有由以下化學(xué)式38表示的重復(fù)單元并在至少一個(gè)末端上含有熱聚合官能團(tuán)的第二聚苯并噁唑前體
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的正型光敏樹脂組合物，其中，所述第二聚苯并噁唑前體的重均分子量(Mw)可以為約4，000g/mol至約20，000g/molo
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的正型光敏樹脂組合物，其中，所述聚苯并噁唑前體包括重量比為約5 95至約95 5的第一聚苯并噁唑前體和第二聚苯并噁唑前體。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正型光敏樹脂組合物，其中，以100重量份的聚苯并噁唑前體(A)為基準(zhǔn)，所述正型光敏樹脂組合物包括約5重量份至約100重量份的光敏重氮醌化合物(B)； 約0. 1重量份至約30重量份的硅烷化合物(C)； 約1重量份至約30重量份的酚化合物(D)；以及約50重量份至約400重量份的溶劑(E)。
11.一種光敏樹脂膜，其利用根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的正型光敏樹脂組合物而制造。
12.—種半導(dǎo)體器件，包含根據(jù)權(quán)利要求11所述的光敏樹脂膜。
全文摘要
本發(fā)明提供了正型光敏樹脂組合物，其包括(A)包括含有由以下化學(xué)式1表示的重復(fù)單元和由以下化學(xué)式2表示的重復(fù)單元并在至少一個(gè)末端上具有熱聚合性官能團(tuán)的第一聚苯并噁唑前體的聚苯并噁唑前體；(B)光敏重氮醌化合物；(C)硅烷化合物；(D)酚化合物；和(E)溶劑。本發(fā)明提供了利用該正型光敏樹脂組合物制造的光敏樹脂膜。并提供了一種包含該光敏樹脂膜的半導(dǎo)體器件。利用該正型光敏樹脂組合物制造的膜具有改善的機(jī)械性質(zhì)、可靠性、靈敏度、分辨率、圖案外觀和殘余物除去性。
文檔編號(hào)G03F7/039GK102540724SQ20111023839
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者任美羅, 李種和, 田桓承, 趙顯龍, 車明煥, 鄭知英, 鄭閔鞠 申請(qǐng)人:第一毛織株式會(huì)社